|
Zdravim,
pokial viem rusi a pravdepodobne aj americania jeden cas uvazovali o atomovom motore do svojich rakiet, aspon pre dalsie stupne. Nie je mi jasny princip motoru, atomovy generator moze predsa generovat jedine elektricku energiu a ta na pohananie rakiet nie je vhodna, raketa predsa funguje na principe akcie a reakcie, mylim sa?
vdaka |
|
| Atomovy reaktor primarne produkuje tepelnou energii. V americkych projektech NERVA a KIWI melo byt vyuzito prave tepelne energie stepne reakce k ohrevu kapalneho vodiku na vysokou teplotu. Zahraty vodik pak opoustel trysku motoru s vyssi rychlosti nez by tomu bylo u klasickych chemickych raketovych motoru a tim bylo oproti temto motorum dosahovano vyssich specifickych impulsu jaderneho motoru. Princip motoru je jednoduchy, ovsem diky vysokym pracovnim teplotam ve spalovaci komore(reaktoru) byl system nachylny k praskani palivovych prutu a uniku radioaktivniho paliva z motoru. |
|
citace:
Atomovy reaktor primarne produkuje tepelnou energii. V americkych projektech NERVA a KIWI melo byt vyuzito prave tepelne energie stepne reakce k ohrevu kapalneho vodiku na vysokou teplotu. Zahraty vodik pak opoustel trysku motoru s vyssi rychlosti nez by tomu bylo u klasickych chemickych raketovych motoru a tim bylo oproti temto motorum dosahovano vyssich specifickych impulsu jaderneho motoru. Princip motoru je jednoduchy, ovsem diky vysokym pracovnim teplotam ve spalovaci komore(reaktoru) byl system nachylny k praskani palivovych prutu a uniku radioaktivniho paliva z motoru.
Atomová energie by byla více než vhodná pro oblast kosmonautiky - jenom kdyby nebylo její využití tak nebezpečné. ____________________
Tomáš Kovařík |
|
Typů nukleárních raketopvých motorů je celá řada. Nejdále se v realizaci dostaly motory s klasickým grafitovým reaktorem s obohaceným uranem a pracovní látkou vodíkem (v USA, Los Alamos National Laboratory testovala motor NERVA [=Nuclear Engine for Rocket Vehicle Applications]), kde pokud si dobře pamatuji, byly dosahovány specifické impulsy kolem 6000 N.s/kg (tedy řádově dvakrát větší, než klasické chemické kapalinové motory spalující vodík a kyslík). Zvažovaly se i motory s homogenními reaktory, kde pracovní látka se mísila s moderátorem i nukleárním palivem, vše v plynném stavu, ohřála se na vysokou teplotu a pak se magnetohydrodynamicky oddělilo nukleární palivo (případně i moderátor), z trysky šla jen pracovní látka (vodík) a zbytek se vracel zpět do motoru (tohle zůstalo jen u teoretických úvah a koncepčních studií); předpokládný Isp měl dosahovat hodnot kolem 8000 až 12000 N.s/kg.
Jiný princip byly tzv. pulsní nukleární motory, u kterých se předpokládalo, že za velkým amortizátorem (nárazníkem) se nechají explodovat malé nukleární nálože a tlak jejich exploze požene loď kupředu - samozřejmě tohle by strašně zaneřáďovalo prostředí a uvažovalo se proto o tom jako o možném pohonu mezihvězdných lodí (bez posádky i event. s posádkou).
Konečně další zvažovaný princip spočíval v termonukleární reakci, kdy do "spalovací komory" by se "sypaly" kapsle se směsí D a T (euteria a tritia) a přiváděly pulzními velmi výkonnými lasery k termonukleární reakci. Ale to taky se zvažovalo jen teoreticky.
Jiný nukleární pohon, který je zcela v reálném dosahu, je využití nukleární energie (pomocí reaktoru) k výrobě elektrické energie, která se pak využije pro iontový nebo magnetohydrodynamický pohon. Tohle se zvažovalo zcela nedávno v rámci projektu Prometheus, na kterém pracovala NASA, ale který je teď kvůli Buhově iniciativě s Měsícem prakticky u ledu.
Pokud si chcete něco o této problematice přečíst (anglicky), tak hodně odkazů na původní studie najdete na přehledové stránce
http://orion.ttsw.com/orionpdf/pdf.html
____________________
Antonín Vítek |
| 22.1.2007 - 12:32 - J2930 | |
|
o atomovych motorech je i neco v aktualnim cisle casopisu 21. stoleti.
Kolik a jak moc odborne netusim... |
| 22.1.2007 - 13:12 - Tomas Pribyl | |
|
citace:
o atomovych motorech je i neco v aktualnim cisle casopisu 21. stoleti.
Kolik a jak moc odborne netusim...
Neni to o atomovych motorech, ale o jadernych generatorech - tedy o jadernych zdrojich elektricke energie. (Nenechte se proboha zmast hodne ilustracnim obrazkem na titulni strane casopisu - chudak autor jej ani v nejmensim nemohl ovlivnit.)
A jak moc je to odborne? Rekneme, ze odpovidajici urovni ctenaru casopisu 21. stoleti, tedy zamerene na siroke masy... Jsou toho skoro ctyri tiskove stranky. |
|
Ja myslim ze atomove motory budou jeste nekolik desetileti nepouzitelne. Vzhledem k problemum pri startu ze Zeme bude prvni prilezitost pro jejich vyuziti az s pilotovanymi lety na Mars nebo velkou permanentni zakladnou na Mesici.
Pak by mozna proslo vynest jaderne palivo ve zvlastnim bezpecnem kontejneru a natankovat planetolet k Marsu nekde na bezpecne draze.
Zakladem je ovsem obrovsky objem nakladu prepraveny na LEO, coz bude jeste nejakou tu dekadu trvat. |
| 22.1.2007 - 14:10 - J2930 | |
|
citace:
Neni to o atomovych motorech, ale o jadernych generatorech - tedy o jadernych zdrojich elektricke energie. (Nenechte se proboha zmast hodne ilustracnim obrazkem na titulni strane casopisu - chudak autor jej ani v nejmensim nemohl ovlivnit...
Ach ouvej. Kdo to ma z te zavadejici titulky poznat!  a ke stanku jsem se jeste nedostal... |
|
| V r. 2003 jsem napsal dost rozsahly clanek na tema ruskych atomovych motoru pod nazvem " Rusky Prometheus" viz http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modload&name=kosmo&file=article&sid=482 |
|
Článek na slovenském Živě.sk: Ľudia do vesmíru zrejme poletia rýchlejšie. S nukleárnym pohonom
http://www.zive.sk/ludia-do-vesmiru-zrejme-poletia-rychlejsie-s-nuklearnym-pohonom/sc-3-a-286439/default.aspx
Princíp plazmového motora. Zdrojom elektrickej energie môže byť aj jadrový reaktor, resp. termoelektrický článok. Zdroj: Neoteo
Princíp magneto-plazmového motora VASIMR z dielne Ad Astra Rocket Company. Zdroj: Sitedecuriosidades.
Větší rozlišení schématu: http://www.zive.sk/Getfile.aspx?id_file=692526594 ____________________
____________________
Zbyšek Prágr
http://zlutykvet.cz |
|
Hezký den. Zde jsem se dočetl že v Rusku pracují na
vývoji pohonu v kombinaci jádro+plasmový motor atd ..
http://www.scienceworld.cz/aktuality/jaderny-pohon-na-cesty-do-dalekeho-vesmiru/
Zajímalo by mne zda také jinde nyní na něčem takovém
pracují . Projekt Prometheus v USA už nepokračuje ?
|
|
Pokud na tom NASA dělá, tak my o tom nevíme. Pravděpodobně na tom nedělají.
Nicméně několik týmů NASA pracuje na generátorech elektrické energie z tepelných (tedy jaderných) zdrojů (pokročilé teromionické a termoeletkrické články, strilingův motor...). A snaží se (nikoliv jen NASA) vyvinout elektrické motory s vysokou hustotou výkonu (viz výše).
Ale o vyloženě komplexním projektu vývoje jaderně-elektrického pohonného systému nevím a protože je NASA dost otevřená, tak opravdu nejspíše nebude. |
|
| Mozna je to hloupy napad, ale neni mozne pouzit kaskady neceho jako tepelna cerpadla pro chlazeni a zaroven "predehrivani" paliva ? |
|
| Nápad to hloupý není, ale s rostoucím Isp (při konstantním tahu) bude reálný výkon takového chlazení klesat až k zanedbatelným přínosům. Při tahu 10kN a Isp 10kN.s/kg, použití kapalného vodíku a maximální teploty chladiče 3000K (u této teploty se již předává více tepla radiací, takže chlazení médium postrádá smysl) bude chladící kapacita toho vodíku cca 47MW. Což není vůbec špatné, protože výkon motoru je 50MW a je tedy vidět, že teoreticky by většina odpadního tepla byla rovna energii, které palivo obdrží. Což jsem vlastně přiblížil termodynamický princip jaderného termálního motoru. Ovšem u Isp 5* vyšším (a tahu 5* nižším) nám chladící výkon poklesl kvadraticky na necelé 2MW (průtok vodíku je nyní jen 0,04kg/s). Teoretický výkon reaktoru je stejný, ale jak vidno není možné, aby tu energii předal přímo palivu. Je proto nutno volit cestu radiačních chladičů a dělat se s chlazením pomocí média nemá racionální smysl. |
|
| Prosim o vysvetleni. Jak je to vlastne s chlazenim ve vesmiru. Potrebuji treba ochladit jednu stenu na 0°C.Staci mi na to pasivni chlazeni? Tedy predstavte si treba krychly o hrane 1dm, ktera ma vsechny strany tepelne izolovane az na jednu. Pokud tato stena bude smerovat od Slunce kolik je toho schopna realne uchladit? Pokud by byl uvnitr krychle zdroj 2W a tlak jedna atmosfera pri plneni krychle tady na zemi (pri 20°C), jaka by byla teplota plynu v kosmu, kdyz by se skrz tu jednu stenu teplo vyzarovalo do kosmu? Nejde mi o teoreticke vyzarovani cerneho telesa ale o realne mozne vysledky. |
|
Chladenie v kozme je všeobecne dosť problém - jediná možnosť ako sa zbaviť tepla je žiarením/sálením a to je pri teplotách do 600-800°C dosť neefektívne - treba veľké radiátory, najlepšie v tieni.
Tuším na Aldebaran to niekto riešil aj počítal... Výsledok bol zhruba taký, že pre primerané chladenie (uvažovaný bol reaktor) treba v okolí Zeme chladiče s plochou porovnateľnou so slnečnými panelmi pre rovnaký výkon. |
|
citace:
Prosim o vysvetleni. Jak je to vlastne s chlazenim ve vesmiru. Potrebuji treba ochladit jednu stenu na 0°C.Staci mi na to pasivni chlazeni? Tedy predstavte si treba krychly o hrane 1dm, ktera ma vsechny strany tepelne izolovane az na jednu. Pokud tato stena bude smerovat od Slunce kolik je toho schopna realne uchladit? Pokud by byl uvnitr krychle zdroj 2W a tlak jedna atmosfera pri plneni krychle tady na zemi (pri 20°C), jaka by byla teplota plynu v kosmu, kdyz by se skrz tu jednu stenu teplo vyzarovalo do kosmu? Nejde mi o teoreticke vyzarovani cerneho telesa ale o realne mozne vysledky.
Ano stačí. Budeme uvažovat izolaci za dokonalou(dokonalá není, například vzduchová mezera má součinitel teplotní vodivosti 0,015W/(m*K)). Uvažujme nějakou reálnou stěnu například z uhlíku. Použití uhlíku je vhodné nejen kvůli vysoké tepelné vodivosti (200W/(m*K)), ale kvůli černé barvě (emisivita 0,97 absolutně černého tělesa).
Pokud je chladící plocha odvrácena od slunce a izolace stěn je dokonalá (takže ji zanedbáme) pak je teplota stěny na vnitřní straně 293K. Teplota vesmíru 3K a emisivita 1(vesmírné pozadí je absolutně černým tělesem). Chladící plocha je 1dm^2. Chladicí výkon radiací tedy je cca 4W. Pokud bude tloušťka stěny z uhlíku do 0,5 metrů pak bude stačit teplotní spád 1 stupeň (20 stupňů vnitřní stěna, 19 stupňů vnější stěna) aby se výkon, který je schopen při této teplotě uhlík o ploše 1dm^2 vyzářit přenesl. Samozřejmě s užší stěnou, nebo vodivější stěnou bude klesat potřebný teplotní spád (lineárně).
To jsou naprosto reálné hodnoty +-10% za zanedbání či zaokrouhlování některých konstant. Obecně lze tvrdit, že do teploty kolem 3000K je převod vedením (tedy vzájemný kontakt dvou hmot) je výkonnější než radiací a tedy do teplot radiačního chladiče 3000K lze kalkulovat chladící schopnosti pouze na jeho chladících parametrech. A zároveň jej je možno při této teplotě považovat za absolutně černé těleso (s chybovostí do 5%). Je to sice zjednodušené, ale pokud se výsledek po zjednodušení bude od komplikované reality lišit do 10%, je zbytečné to komplikovat.
Obecně platí při chlazení ve vesmíru jediná poučka: "Buď to máš veliký nebo horký, chlapče."
Dodatek:
Nyní jsem si přečetl, že žádáš teplotu plynu, při které by došlo k rovnováze při žhavení 2W. Well, 92K. Samozřejmě to je rovnovážný stav v čase nekonečno. Reálně tam musí být alespoň minimální rozdíl, jinak nebude teplotní spád a nebude vedení tepla skrze uhlíkovou stěnu. Šlo by dopočítat, za jak dlouho by se to ochladilo, ale jsem na to línej. Počítej, ale že to bude něco mezi 65 až 130 sekundami.
Alchymista:
Těch 800 stupňů celsia je asi takové to rozumné minimum. Při tom má reálný radiátor chladicí výkon kolem 60kW/m2. Ovšem díky růstu se čtvrtou mocninou termodynamické teploty to už při 1000 stupňů celsia začíná být zajímavé (140kW/m2) a 1000 stupňů celsina není zase tak nereálná hodnota. Pro jaderné reaktory v kosmu se z principu hodí reaktor jednookruhový, kdy místo turbíny je v cestě MHD generátor (celý systém je nejen jednodušší, ale hlavně výrazně lehčí). A už sodíkové reaktory toto jakž takž splňují (teplota varu při tlaku 5MPa cca 1450K). Ovšem lithiové nebo olovo-bismutičné chladiva mohou jít dále (při tlaku hodně přes 2000K) a konstrukční materiály pro teploty do 3000K máme již dnes. Takže ne, že by to bylo nereálné, jen to jsou dražší a mentálně náročnější úkony, než vynést na LEO 100 tun fotovoltaických panelů či vrazit do plechového válce sendvič termočlánků a plutoniových pelet a pak těm mizerným elektrickým výkonům přizpůsobit spotřeby ISS a Curiosity. [Upraveno 18.3.2013 cernakus] |
|
Sice to patří asi do tématu o médiích, ale plácnu to sem, páč to téma nemohu najít.
Na Technetu se dnes zjevil zajímavý PR rozhovor se šéfem Rosatomu.
http://technet.idnes.cz/rosatom-let-k-marsu-jaderny-pohon-a-reaktor-fkt-/veda.aspx?c=A130322_152040_veda_mla
Vyjma obligátního ruského vychloubačství tam zazněla i informace, že na novém 1MWe reaktoru pro Roskosmos dělá právě Rosatom. Nastínil i koncepci, kdy se bude jednat o samostatný blok, který bude finalizován až na orbitě a bude na "tyčích", ať už to znamená cokoliv.
Potěšila mně informace, že už za rok budeme vlastně vědět, jestli to bude nebo nebude fungovat a budeme znát důležité parametry přesněji.
Další zajímavou informací je, že důraz u tohoto reaktoru je zejména na dlouhodobou životnost ve vesmíru.
edit: dodal jsem zapomenutý odkaz [Upraveno 26.3.2013 cernakus] |
|
citace:
Sice to patří asi do tématu o médiích, ale plácnu to sem, páč to téma nemohu najít.
Na Technetu se dnes zjevil zajímavý PR rozhovor se šéfem Rosatomu.
http://technet.idnes.cz/rosatom-let-k-marsu-jaderny-pohon-a-reaktor-fkt-/veda.aspx?c=A130322_152040_veda_mla
Vyjma obligátního ruského vychloubačství tam zazněla i informace, že na novém 1MWe reaktoru pro Roskosmos dělá právě Rosatom. Nastínil i koncepci, kdy se bude jednat o samostatný blok, který bude finalizován až na orbitě a bude na "tyčích", ať už to znamená cokoliv.
Potěšila mně informace, že už za rok budeme vlastně vědět, jestli to bude nebo nebude fungovat a budeme znát důležité parametry přesněji.
Další zajímavou informací je, že důraz u tohoto reaktoru je zejména na dlouhodobou životnost ve vesmíru.
edit: dodal jsem zapomenutý odkaz [Upraveno 26.3.2013 cernakus]
Práve ten článok tiež čítam a chcel som zverejniť túto informáciu a bol som predbehnutý  každopádne uvidíme,,, v článku je spomenuté že v roku 2018 by už mali prebiehať skúšky reálneho zariadenia,,, snáď bude všetko klapať a dočkáme sa tohto zdroja,,, pre misie do vzdialenejších kútov slnečnej sústavy tak užitočného |
|
citace:
pre misie do vzdialenejších kútov slnečnej sústavy tak užitočného
nevyhnutneho, ak tam chces robit nieco vacsie ____________________
Per aspera ad astra - 42 |
|
Mně na tom zajímají jen 3 parametry.
1) Maximální elektrický výkon
2) Po jakou dobu dodá trvalý výkon
3) Kolik bude vážit
Potřebuji je pro virtuální stavbu "reálné" lodi k Marsu.
Podle informací z ruských zdrojů by tyto parametry mohly být jasné už příští rok. Tak doufám, že ta informace nebude невыполнимый. To by byl asi definitivní konec kosmonautiky budoucnosti. |
|
Podle informací z ruských zdrojů by tyto parametry mohly být jasné už příští rok. Tak doufám, že ta informace nebude невыполнимый. To by byl asi definitivní konec kosmonautiky budoucnosti.
v elektronike síce pokulhávajú, ale čo sa týka jadra by som "soudruhúm" aj vcelku dôveroval
to agamemnon,,,,, súhlasím je to nevyhnutné len som nechcel písať tak dôrazne,,, som fanúšik jupiterových mesiacov a ich výskum sa bez podobného zdroja nezaobíde |
|
| http://technet.idnes.cz/rosatom-let-k-marsu-jaderny-pohon-a-reaktor-fkt-/veda.aspx?c=A130322_152040_veda_mla |
|
http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35070
Toto číslo Trudy MAI je venované elektrickým vesmírnym motorom. Je tam množstvo informácií a prehľadov čo existuje, na čom sa pracuje, aké to má výkony a čo je v perspektíve. V jednom z článkov sa rozoberajú i motory na tento transportný modul. V danom článku sa píše, že pre modul s 1MW reaktorom to nebude také ľahké a nebude vhodné použiť niektoré bežne používané motory (Hallove). Modul s 300kW sa dá riešiť so súčasnými motormi. |
|
Najviac ma zaujal tento prehľadový článok:
The Electric Propulsion Role and Place within the Russian Space Program
http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35385
Článok je po Rusky, v zip je pribalená anglická anotácia. |
|
Dych vyrážajúce parametre motora testovaného v šeťdesiatych a sedemdesiatych rokoch RKK Energiou. Testoval sa 500 hodín, príkon až 500 kW. Podľa vyššie spomenutého článku dosahoval špecifický impulz 2000 - 5500 sekund a životnosť sa udáva 10 000 hodín. Došlo i k orbitálnemu testu. Bohužiaľ, momentálne sa neplánuje znova začať s vývojom. Nasledujúci článok popisuje testovanie motora i s problémami, s ktorými sa stretli.
http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35380
Znova, v zip archíve je anglická anotácia a ruský článok. [Upraveno 30.3.2013 Jaro] |
|
| Jaro - удельный импульс = špecifický impulz |
|
citace:
Jaro - удельный импульс = špecifický impulz
Ďakujem, opravil som to. |
|
Z novosti-kosmonavtiki:
 |
|
citace:
Z novosti-kosmonavtiki:
pán jaro ďakujem za zaujímavú ilustráciu ale ak ste znalý azbuky nedali yb ste pre nás neznalých menší popis v slovenčine prípadne češtine? |
