|
vyzerá to, že ide o toto:
http://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=29719.0
(sú tam odkazy na ďalšie zdroje, vrátane nejakej prezentácie a tak...) celkom zaujímavá diskusia... vrátane infa o ďalších podobných zmesiach, ktoré sa vyvíjajú
ale vyplýva z nej, že to vôbec nie je také prevratné, ako to podáva tento článok
____________________
Per aspera ad astra - 42 |
|
citace:
pred časom, tu boli spomínaný jp aerospace, chcú postaviť vesmírnu vzducholoď "orbital ascender"
nejdřív jsem je pokládal za naprosté šílence, ale když nad tím teď uvažuju s odstupem času, tak jen pokračují tam, kde končím já se svojí vizí stratosférického solárního dopravního letadla (tu teda většinu času diskutuju/prezentuji na jiných místech, než kosmo.cz)
vzduch je opravdu ve výšce cca 40-45 km tak řídký, že vhodně tvarovaný balón (vzducholoď) bude namahaný relativně malými aerodynamickými silami, bude mít malý čelní odpor a bude za předpokladu vhodné volby profilu nafouknutého "rukávu" skutečně generovat určitý vztlak. rozdíl mezi aerodynamiku u země a aerodynamikou v horních vrstvách atmosféry je asi podobný, jako rozdíl mezi chováním tělesa ve vodě vs. ve vzduchu při běžném tlaku. a podmínky ve stratosféře už od výšky cca 30 km opravdu daleko spíše připomínají vakuum kosmu, než atmosféru: prakticky cokoliv koncipovaného pro let do této výšky má už slušnou šanci přežít i v otevřeném kosmu (tedy např. přetlak v konstrukci vzducholodě, apod.)
vícenásobná použitelnost (stejný koncept postupného brždění z orbity jako při vzletu - vlastně jde při těchto rozměrech o "orbitální padák"...)
|
|
citace:
nejdřív jsem je pokládal za naprosté šílence
stále majú jeden problém, zdroj energie pre pohon |
|
citace:
citace:
nejdřív jsem je pokládal za naprosté šílence
stále majú jeden problém, zdroj energie pre pohon
- jednak je mozne uvazovat Lox/RP
alebo s futuristickejsimi viziami...
- spalovat atmosfericky kyslik, ktory ale je pri nizkom tlaku, co moze byt problem zvladnut takyto proces...
(spalovacia komora by skor pripominala chemicky reaktor...)
- dialkovy prenos energie mikrovlnkou, lasermi,... |
|
hmm..
http://nextbigfuture.com/2013/11/better-combustion-through-plasma-could.html
"bežné" chemické spaľovanie, ale s asistenciou plazmy |
|
citace:
hmm..
http://nextbigfuture.com/2013/11/better-combustion-through-plasma-could.html
"bežné" chemické spaľovanie, ale s asistenciou plazmy
pri tom tlaku vzduch nema daleko od plazmy... a kysliku je tam % dost |
|
citace:
citace:
...mezi aerodynamiku u země a aerodynamikou v horních vrstvách atmosféry je asi podobný, jako rozdíl mezi chováním tělesa ve vodě vs. ve vzduchu při běžném tlaku. a podmínky ve stratosféře už od výšky cca 30 km opravdu daleko spíše připomínají vakuum kosmu, než atmosféru: prakticky cokoliv koncipovaného pro let do této výšky má už slušnou šanci přežít i v otevřeném kosmu (tedy např. přetlak v konstrukci vzducholodě, apod.)...
1/ rozdiel medzi kvapalinou a atmosferou je v stlacitelnosti
2/ tu uz je velky vplyv teploty a ionizacie na vlastnosti atmosfery
3/ zakladny rozdiel je v tom, ze objem rastie s tretou mocninou zatial co odpor s druhou...
takze mala vzducholod urcena pre male vysky ma velky odpor, zatial co vzducholod pre velke vysky bude mat tento odpor mensi...
ak teda porovname len jednoduchu hustotu atmosfery tak vyhodnejsie na tom bude vzducholod pre vacsie vysky... ale to bude velke zjednodusenie. |
|
Na Oslu pisou o zajimavejch pohonech pro Cubesat:
http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=7358&dev=1#diskuze
|
|
čo to má vlastne byť?
vypadá to ako hybrid.. ale ak správne rozumiem, obe zložky majú byť tuhé?
http://rocketdungeon.blogspot.sk/2014/10/new-solid-propellant-separtes-fuel-from.html
 |
|
Graphen osvetleny laserem (nebo snad jakymkolikv zdrojem svetla - i Sluncem?) dokaze akcelerovat elektrony jednim smerem
https://www.newscientist.com/article/mg22630235.400-spacecraft-built-from-graphene-could-run-on-nothing-but-sunlight
Tohle je zajimave. Clanek zminuje, ze neni jasne, odkud by se elektrony doplnovaly (snad by to slo zkombinovat s iontovym pohonem, kdy by se pracovni latka ionizovala a kladne iony by se dodavaly iontovemu motoru a elektrony naopak grafenove "plachte"? tohle je na me uz moc slozita fyzika/fyzikalni chemie, ty ionizace, priznam se...)
Elektrony zrejme vystreluji z grafenu vysokou rychlosti, takze by takovy pohn, i kdyz neni bezpalivovy, mohl mit hodne slusny specificky impuls. |
|
| Nicméně by takový pohon měl několikařádově nižší tah než iontové motory. A to kvůli nízké hmotnosti elektronu. |
|
Nedavno sem tu psal, ze znam asi pet zpusobu konstrukce ciste elektrickeho raketoveho motoru. Sice tah neni zadna slava ale nepotrebuje to palivo a to je hlavni. Abych jen tak neplacal rozhodl jsem se tu popsat nektere zakladni principy techto pohonu a naznak jak jsem resil problemy s funkcnosti. A ackoliv to na prvni pohled tak nevypada, vzdy jde o akci a reakci - tedy klasickou fyziku. Jen tu energii vetsinou neodnasi pryc ze systemu hmotne castice ale elektromagneticke pole.
Nejstarsi pohon, ktery sem vymyslel byl magneticky pulsni motor. Zakladni princip vychazi z toho, ze se elektromagneticky puls siri rychlosti svetla. Tedy ve vzdalenosti 1/4 delky pulsu umistime dve civky a do prvni pustime proud. V momente kdy magneticke pole dorazi ke druhe civce tak pustime proud do druhe civky. Magneticke pole prvni civky zacne iteragovat s proudem protekajicim v druhe civce. Zaroven druha civka zacne generovat magneticke pole, ktere se siri smerem k prvni civce. V momente kdy dorazi k prvni civce je potreba aby tato civka byla odpojena.
V praxi je tato konstrukce prakticky nepouzitelna, protoze aby to fungovalo je potreba aby se proud objevil v cele civce naraz - neboli elektricka delka vinuti musi byt mnohem kratsi nez je 1/2 delky pulsu a indukcnost pokud mozno blizici se nule. Pro frekvenci 1Mhz a tusim 10KW sem kdysi spocital, ze by byla dosazitelna velikost tahu 1*10^-28 N - tedy prd s 28 misty za desetinou carkou. Casem sem prisel na to, ze zmenou geometrie a frekvence lze dosahnout asi 100x lepsi vysledek. Po asi 17letech sem prisel s konstrukci virtualni civky. Tato civka ma zdanlive jeden zavit a nemela by mit idealne zadnou indukcnost a proud v ni zdanlive tece az 10x rychleji nez je rychlost svetla. Je to ovsem za cenu 10x vetsi proudove spotreby nez odpovida generovanemu magnetickemu poli ale protoze indukcnost je minimalni neni potreba tak velke napeti a tim i vykon zdroje. Odhadovany dosazitelny tah by mohl byt asi 100-500nN/1kW.
Pred nekolika tydny jsem prisel na to jak postavit mizejici civku. (jeste to musim proverit, zda v tom neni nejake to ale.... a to mi par mesicu zabere)Umoznilo by to konstrukci civky z vice zavity, ktera by behem nekolika nanosekund zmizela = prestala generovat magneticke pole. Opet by byli dve civky, ktere by se navzajem odpuzovali nebo pritahovali a byli silove v rovnovaze. Prvni civka by pak nahle "zmizela". Druha civka by ale toto zmizeni zaznamenala az po case odpovidajicim vzdalenosti civek. Po tuto dobu by doslo ke generovani tahu. Znovu obnoveni civky uz ale tak rychle nejde udelat a tak by kazdy puls byl nasledovan pauzou pro obnoveni, ktera by mohla dosahnout az 1000x delsi doby nez je delka pulsu. ( V praxi by se musela nechat zmizet i prvni civka a obnova obou by pak musela byt provedena soucasne.)
Dalsi motor je trifazovy asynchronni iontovy motor - jen ve strucnosti - jako paliva se pouziva slunecni vitr, ktery je urychlovan trifazovym VN polem o rychlosti 1000-2000km/s. Aby to fungovalo na tak vysoke frekvenci musi byt cela konstrukce postavena z malych synchronizovanych VN zdroju aby se rozlozila kapacita a vubec se dalo zkonstruovat tak rychle VN pole. Toto pole pak nabira kolem letici castice slunecniho vetru a zene je jak lopatky kolesoveho parniku. Rychlost pole musi byt tak vysoka protoze rychlost castic slunecniho vetru je 400km/s a tak by motor pri nizsi rychlosti pole nefungoval ve vsech smerech. Pokud by mel motor dostatecnou plochu dalo by se ruznym rezimem spinani dosahnout vektorovani tahu nebo pritazeni vice castic s naslednym urychlenim apod.
Dalsi dva motory vychazi z jednoducheho principu, ze zmena intenzity elektrickeho pole vede k indukovani magnetickeho pole. Predstavte si kondenzator a mezi jeho desky na okraj nainstalujete VN zdroj a zacnete kondenzator nabijet. Rostouci elelktricke pole mezi deskami generuje magneticke pole dokola kolem kondenzatoru. Toto pole prochazi vodicem s proudem, kterym je kondenzator nabijen a pusobi na nej silou. Podminkou je opet, ze cela konstrukce musi byt rozmerove mnohem mensi nez je delka nabijeciho pulsu - tato podminka a dalsi veci bohuzel vedou k tomu ze generovany tah je velmi ale velmi maly. Vyresil jsem to napriklad pomalym nabytim kondenzatoru a pak rychlym vybitim do skratu a jeste nejakymi konstrukcnimi upravami pro zvyseni generovaneho magnetickeho pole (vznikly dve varianty) ale dale jsem myslenku nerozpracovaval ani jsem neodhadoval dosazitelny tah).
Posledni motor jsem vznostne nazval "Dvoustupnovy fotonovy motor". Na rozdil od "klasickeho" fotonoveho motoru se tah negeneruje pomoci fotonu ale tyto fotony jen odnaseji energii pryc. Tah se generuje v prvnim stupni. Vychazim ze sveho poznatku (zjisteneho pri reseni jisteho systemu chlazeni), ze pokud mame vhodne teleso a timto telesem z jednoho konce na druhy prochazi energie tak lze za urcitych podminek generovat v opacnem smeru tah. Tady si necham podrobnosti pro sebe ale svym fungovanim tento motor pripomina EM drive jen tam nejsou ty mikrovlny. Na jedne strane do motoru cpeme energii a na druhe ji odebirame pomoci chlazeni (Proste to na jedny strane zahrivame a na druhy ochlazujeme). Pokud chlazeni neni tak se generuje tah jen chvily dokud se teplota telesa nevyrovna. Proto tedy je potreba pro dosazeni trvaleho tahu neustale energii z telesa odebirat a udrzovat co nejvetsi teplotni spad. Odhadovany tah je 1-2N/kW ale bez chlazeni. To si klidne vezme dalsi 1-2kW na 1kW generujici tah..... |
|
Tak pohon co sem tu popisoval z "mizejici" civkou padl. Myslenka byla ze dve civky na sebe pusobi pritazlivou silou a kdyz jedna zmizi tak na tu druhou prestane pusobit sila az po case ktery odpovida dobe kterou potrebuje svetlo k prekonani vzdalenosti civek. Na tu zmizelou prestane sila pusobit temer okamzite.
Prisel sem na to jak nechat "zmizet" civku behem okamziku (asi za 1*10^-9 sekundy). Obnovit ji je ale horsi. Ted sem to pocital a realne dosazitelny tah takoveho motoru je jen 625*10^-12 N/kW. Takze prd..... I kdybych prisel na to jak nechat civku stejne rychle objevit (a to si zatim nedovedu predstavit) tak realne se da tah zvysit asi 2000x tedy na 1.25 nN/kW. Takze tudy cesta nevede tenhle pohon je k nicemu......
Navic mam pocit, ze sem udelal chybu v odhadu te druhe verze pulsniho magnetickeho motoru s virtualni civkou a ze realna maximalni sila je taky jen 1 nN/kW a ne 100-500 nN/kW jak sem se domnival.... Zapomel sem asi zapocitat stridu pulsu 1/10 a 10x vetsi vykon - coz je presne 100x vetsi tah.....
|
|
| Kdyby to chtel nekdo prepocitat tak se ve vypoctu jednalo o dve civky o prumeru 70 cm majici kazda 3 zavity a jejich vzdalenost byla 30cm. Soucastkove je maximalni napajeci napeti 25V a maximalni proud 2A. Civka muze "zmizet" za 1*10^-9 sekundy ale doba jeji obnovy - tedy stav kdy v ni zase tece proud 2A je dana jeji indukcnosti. Po tomto case se opet muze nechat zmizet a vse se opakuje...... |
|
velmi pekna studia k laserovemu pohonu:
http://www.iflscience.com/space/laser-propelled-spacecraft-could-reach-mars-30-minutes-seriously
odporucam pozriet to pdfko, je to fakt pekne do detailu rozpracovane, plus nacrtnute jednotlive realisticke kroky ako sa dopracovat k pouzitelnej sonde:
http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-h.pdf |
|
citace:
velmi pekna studia k laserovemu pohonu:
http://www.iflscience.com/space/laser-propelled-spacecraft-could-reach-mars-30-minutes-seriously
odporucam pozriet to pdfko, je to fakt pekne do detailu rozpracovane, plus nacrtnute jednotlive realisticke kroky ako sa dopracovat k pouzitelnej sonde:
http://www.deepspace.ucsb.edu/wp-content/uploads/2015/04/A-Roadmap-to-Interstellar-Flight-15-h.pdf
A tady něco z našich médií.
http://www.zive.cz/clanky/nasa-pracuje-na-laserovem-pohonu-ktery-umozni-doletet-na-mars-za-3-dny/sc-3-a-181562/default.aspx#utm_medium=selfpromo&utm_source=zive&utm_campaign=RSSfeed ____________________
Zajímá mne vše nové. |
|
citace:
Priletieť, zapichnúť vlajku a pakes domov???
To sme tu už mali - a ďalšie polstoročie sa nič nedeje.
Me na tom vsem stve, ze se neskusi neco noveho. Porad se omila klasika. Ja sem nedavno (uz asi tri roky zpatky) navrhoval ruzne elektricke pohony a pro Mars sem vymyslel trifazovy iontovy motor, ktery jako palivo pouziva slunecni vitr. Zkousel sem tu myslenku udat ale neuspesne. V cem je zakopany pes? No slunecni vitr ma mnohem mensi specificky impuls a tim i mensi dosazitelny tah na jednotku plochy nez srovnatelne stejne velka solarni plachta vyuzivajici tlak zareni. Jenze ja sem spocital a navrhl reseni tohoto problemu a vznikl navrh na naporovy motor s magnetickou aperturou, ktery muze teoreticky dosahnout vyssiho tahu nez solarni plachta a neni tak zranitelny.
Jenze by to chtelo overit. Treba na cubesatu. Problem je, ze nejmensi cubesat kam by se to dalo implementovat je dle meho odhadu 6U a hlavne by to musel nekdo zaplatit a pak ja udelam pohon a napajeni ale je tam potreba zajistit komunikaci a legislativu - proste by to musel byt tym
...... |
| 31.8.2016 - 14:03 - tycka | |
|
Na komunikaci se lidé snad sehnat dají. Potřebný vysílač/přijímač dat na satelitu - by navíc zřejmě měl jít koupit již hotový. Na vlastní zpracování dat (povelů a telemetrie) stačí jednočipový procesor - což by pak neměl být zas takový problém (i program pro něj).
Jen je nutné mít zajištěné financování - materiálu + startu a i tu legislativu, aby bylo jasné, že výsledky budou následně použity v praxi.
[Upraveno 31.8.2016 tycka] |
|
Využití parního pohonu pro pohon malých sond hlavně při průzkumu nebo jiných aktivitách v blízkosti nebo na povrchu asteroidů. Z materiálu asteroidu by sonda extrahovala vodu a doplňovala si tak palivo.
https://today.ucf.edu/steam-powered-asteroid-hoppers-developed-ucf-collaboration/
https://phys.org/news/2019-01-steam-propelled-spacecraft-prototype-theoretically-explore.html |
|
Ještě článek na Oslu k parnímu pohonu.
http://www.osel.cz/10315-kosmicka-lod-s-parnim-pohonem-by-mohla-prakticky-vecne-letat-vesmirem.html |
|
Lepší specifický impuls než pára by přeci jen mohla mít kombinace rajský plyn + etanol. Specifický impuls v poměru ke konvenčním hypergolickým pohonům není vůbec špatný a je to srovnatelné s motory na pevná paliva (výhodou je ovšem restartovatelnost pohonu).
https://www.osti.gov/servlets/purl/1365292
Nitrous oxide and ethanol was successfully test fired in a bi-propellant rocket engine that delivered a specific impulse in the range of 2452 to 2550 N·s/kg
Nevím, jaký to má háček, že se to nepoužívá častěji... pro cubesaty mi netoxická paliva přijdou ideální, a jako čerpadlo by snad mohl jít použít elektromotor... |
|
Ako palivo sa dá použiť etanol, ako okysličovadlo NO, N2O, NO2/N2O4... ale tiež starý dobrý 80-90% H2O2. Problém týchto palív je, že v "čistom stave" nie sú hypergolické a vyžadujú zapalovanie.
Zapalovanie by sa dalo riešiť elektrickou iskrou, žeraveným vláknom, alebo napríklad aj laserom cez korundové okienko.
Iná možnosť sú "prísady", ktoré by z nehypergolického paliva urobili hypergolické - napríklad acetylacetonáty kobaltu, medi, manganu, vanádu... reagujú hypergolicky s peroxidom už v malých koncentráciách. Podobne niektoré dicyklopentadienyly, napríklad mangánu. Dalej s peroxidom hypergolicky reaguje napríklad pyrrol, etanolamin, samozrejme trietylaluminium (TEA)... Lenže to sú všetko jedy...
Acetylacetonaty kovov, pyrrol, etanolamin by mali byť v liehu rozpustné (ale koľko?)... Takže je tu cesta, ako urobiť z etanol + H2O2 samozápalnú palivovú zmes.
Považujem za takmer isté, že podobné "hypergolizujúce" látky miešateľné s etylalkoholom sa dajú nájsť aj pre kysličníky dusíku.
|
|
Návrh na helical engine. Urychlovač jako pohon.
https://www.popularmechanics.com/science/energy/a29443247/particle-accelerator-power-rockets/
https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20190029657
|
|
citace:
Ako palivo sa dá použiť etanol, ako okysličovadlo NO, N2O, NO2/N2O4... ale tiež starý dobrý 80-90% H2O2. Problém týchto palív je, že v "čistom stave" nie sú hypergolické a vyžadujú zapalovanie....
A co tak hypergolicky hybrid?
Nakolko je hypergolicka zmes napr. C + O2 ? |
|
| https://www.osel.cz/11353-extravagantni-mega-pohon-by-mohl-doletet-az-ke-hvezdam.html |
|
citace:
https://www.osel.cz/11353-extravagantni-mega-pohon-by-mohl-doletet-az-ke-hvezdam.html
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/niac/2018_Phase_I_Phase_II/Mach_Effect_for_In_Space_Propulsion_Interstellar_Mission/ |
|
citace:
...
Posledni motor jsem vznostne nazval "Dvoustupnovy fotonovy motor". Na rozdil od "klasickeho" fotonoveho motoru se tah negeneruje pomoci fotonu ale tyto fotony jen odnaseji energii pryc. Tah se generuje v prvnim stupni. Vychazim ze sveho poznatku (zjisteneho pri reseni jisteho systemu chlazeni), ze pokud mame vhodne teleso a timto telesem z jednoho konce na druhy prochazi energie tak lze za urcitych podminek generovat v opacnem smeru tah. Tady si necham podrobnosti pro sebe ale svym fungovanim tento motor pripomina EM drive jen tam nejsou ty mikrovlny. Na jedne strane do motoru cpeme energii a na druhe ji odebirame pomoci chlazeni (Proste to na jedny strane zahrivame a na druhy ochlazujeme). Pokud chlazeni neni tak se generuje tah jen chvily dokud se teplota telesa nevyrovna. Proto tedy je potreba pro dosazeni trvaleho tahu neustale energii z telesa odebirat a udrzovat co nejvetsi teplotni spad. Odhadovany tah je 1-2N/kW ale bez chlazeni. To si klidne vezme dalsi 1-2kW na 1kW generujici tah.....
Ozivujem sice stary pripsevok, ale to by dokazalo zrychlovat cca o 1000m/s /24hodin ? (z LEO na LLO a spat bez tankovania, len na solar?) |
|
citace:
Ozivujem sice stary pripsevok, ale to by dokazalo zrychlovat cca o 1000m/s /24hodin ? (z LEO na LLO a spat bez tankovania, len na solar?)
Tenhle pohon by skutečně fungoval jen na solar. Jeho realný výkon je závislý na tom jak velký rozdíl teploty na jeho koncích bude. Není problém jeden konec zahřát ale největší problém je ten druhý konec chladit. Hodně jsem přemýšlel o nejvhodnějším tvaru pro co nejrychlejší odvod tepla. |
|
Tak cvicne som si tukol do kalkulacky, ale je to mimo moj obor, tak ma prosim usmernite...
ak hybnost fotonu = E/c a cierna plocha vyzaruje 5,67E-8 x T^4 J/s/m2,
potom plocha 1m2 ohriata na 1000K poskytne tah 0,0002N
V tom pripade staci tu plochu umiestnit do ohniska zrkadlovej parabolickej trysky a druhu stranu nemusim chladit vobec, len ju odtienim parabolickym zrkadlom.
Alebo to bolo myslene inak?
|
|
citace:
Tak cvicne som si tukol do kalkulacky, ale je to mimo moj obor, tak ma prosim usmernite...
ak hybnost fotonu = E/c a cierna plocha vyzaruje 5,67E-8 x T^4 J/s/m2,
potom plocha 1m2 ohriata na 1000K poskytne tah 0,0002N
V tom pripade staci tu plochu umiestnit do ohniska zrkadlovej parabolickej trysky a druhu stranu nemusim chladit vobec, len ju odtienim parabolickym zrkadlom.
Alebo to bolo myslene inak?
Nejblize predstave jak to funguje je, kdyz si vezmete infrazaric tak ten vyzaruje spoustu energie ale ani se nehne. Sila na nej pusobici od fotonu je prakticky nulova. Pokud ho ale namirime na nadobu z vodou tak vznikne para a ta uz silu ma. Jenze takhle by to potrebovalo palivo. To co mam na mysli kombinuje nekolik fyzikalnych zakonu, zpusobem, ktery zatim nikoho nenapadl. |
