Архив рубрики: Двигательные установки

1771. Чудо — двигатель

Двигатель Шойера: изобретение не требует топлива, а само генерирует энергию

telegram sharing button

20 лет назад не известный никому британский инженер Роджер Шойер заявил, что создал двигатель нового типа, который назвал EmDrive. Аппарат Шойера представлял собой установку из магнетрона и резонатора — конструкция не использует никакого топлива, а наоборот, сама выделяет энергию. 

Установка Шойера использует магнетрон, который генерирует микроволны. Энергия этих волн накапливается в резонаторе и становится источником тяги. Так называемого расходуемого тела, проще говоря топлива, у двигателя нет. 

Это очевидно нарушает закон сохранения энергии: EmDrive производит импульс, но из чего?

Шойер утверждает, что все дело в длине электромагнитных волн. По его словам, размеры и форма самого резонатора так соотносятся с длиной волн, что последние начинают оказывать давление на его стенки. Давление преобразовывается в энергию. 

Звучит прекрасно, но эта концепция идет вразрез со всеми существующими представлениями о физике. Энергия не входит и не выходит, так как же инициализируются волны, как они продолжают двигаться и откуда исходит их импульс?

Отбросить двигатель EmDrive как очередной странный проект ученые уже не могут, хотя и пытались: в 2011, в 2017 и в 2019 годах сразу несколько независимых групп подтвердили, что получили микроскопически малую, но все же энергию от устройства, которое, согласно теориям современной физики, не способно вырабатывать энергию в принципе. Проводились исследования и в космосе.

ВВС США подтвердили, что одна из миссий секретного орбитального челнока X-37B провела испытание установки с использованием двигателя Шойера. Отметился здесь и Китай: в декабре 2016 года один из ученых китайской космической программы сказал репортеру China’s Science and Technology Daily, что его команда тестировала EmDrive на орбите и что они пролонгировали исследования в этой области еще на пять лет. Сотрудник отметил, что тяга их прототипа находилась на уровне «микроньютон-миллиньютон», и теперь они стремятся ее увеличить как минимум до 100–1000 миллиньютон, чтобы получить убедительные экспериментальные результаты. 

Немного более подробно об EmDrive:

На данный момент единственным консервативным объяснением EmDrive может быть только погрешность при вычислениях. Ну, либо Ньютон был не прав и нам придется пересмотреть всю физику. За счет того, что изобретение Шойера нарушает множество научных принципов, оно уже получило негласное название Impossible Drive, то есть Невозможный двигатель.

Теги: Двигатель EmDrive, техника, физика, наука, механика

https://trendymen.ru/lifestyle/events/130531?utm_campaign=main&utm_referrer=https%3A%2F%2Fpulse.mail.ru&utm_source=pulse_mail_ru

Читать на Trendymen: https://trendymen.ru/lifestyle/events/130531?utm_campaign=main&utm_referrer=https%3A%2F%2Fpulse.mail.ru&utm_source=pulse_mail_ru

1752. То ли ещё будет ой-ой-ой

Мы стоим на пороге научной революции?

«Всё, что можно было изобрести, уже изобретено» — знаменитая фраза, которую приписывают сотруднику патентного ведомства США Чарлза Дуэла произнесённая им в 1989 году.

Действительно, в конце 19-начале 20 века, в широких массах было распространено широкое заблуждение о том, что человечество достигло пика своего могущества, ньютоновская физика применима ко всем сферам жизни, а официальная наука почти не имеет белых пятен.

В сути своей, нерешенными оставались лишь несколько задач. Так, траектория орбиты Плутона не соответствовала таковой в рамках предсказываемой модели нюютоновской физики, было непонятно каким образом атомы взаимодействуют друг с другом, а также не ясно откуда звезда вроде Солнца берет столько энергии.

В 1905 Альберт Эйнштейн в пух и прах раздраконил основы старого мира, а в историю физики этот год вошел под названием «год чудес».

Появившаяся после квантовая теория позволила углубить наши знания и на первый взгляд лучше понять окружающий мир.

Почему лишь на первый? Дело в том, что, достигнув удивительного прогресса в изучении вселенной, мы тем не менее открыли для себя все новые загадки и чем глубже мы проникаем в окружающий мир, тем больше их становится.

К примеру, чуть ли не главной загадкой физики и космологии вот уже более 100 лет является так называемая тёмная материя— невидимое вещество, не участвующее в электромагнитном взаимодействии, а потому скрытое от наблюдения и тем не менее, вместе с темной энергией составляющее более 95% от всего вещества Вселенной.

Существование темной материи имеет неоспоримое научное подтверждение хотя бы в виде гравитационного взаимодействия таковой, но обнаружить базовые частицы этого вещества, мы не можем даже с использованием всех научных инструментов человечества, хотя еще 20 лет назад нам казалось, что мы стоим на пороге этого события.

Одна из попыток обнаружить частицы темной материи
Одна из попыток обнаружить частицы темной материи

Помимо темной материи мы не совсем понимаем, как протоны, электроны и нейтроны могли пережить последствия Большого взрыва, не будучи уничтожены антивеществом.

Сейчас перед нами стоит еще один вопрос- будет ли нахождение ответа на эти загадки финальной точкой в понимании законов Вселенной или же мы, создав «новую физику» просто перескочим на новую ступень, где нас будет ждать еще большее количество вопросов?

Вероятнее всего, нас ждет именно второй вариант и это здорово.

ССЫЛКА: https://zen.yandex.ru/media/space_for_you/my-stoim-na-poroge-nauchnoi-revoliucii-5f1fcc9e426df009ead91be3?&utm_campaign=dbr

1749. Гадание на кофейной гуще


Петрович из Армии
9626 подписчиков

Криогенная авиация — Россия готовится к прорыву с истребителем шестым поколением

Развитие новых технологий все больше и больше дает знать военным разработчикам о необходимости выпускать все более модернизированные виды техники и вооружения. Одной из важных ролей в боевых вооружениях играет авиация, из 100 % выполняет около 30% боевых задач.

Источник: Яндекс Картинки
Источник: Яндекс Картинки

На этот момент ведущими видами авиации выступают истребители пятого поколения, но мы ожидаем и следующее поколение, так как в России сообщалось, что разработчики уже на грани завершения своих работ. Во всяком случае, чтобы добиться этой цели, нужно будет разработать новую модель с силовой установкой. В обычной форме авиации как таковой, которой мы уже привыкли, используют один тип двигателя – атмосферный, работающий на керосине.

Источник: Яндекс Картинки
Источник: Яндекс Картинки

В ракете используют прямоточные двигатели, что позволит выходить в космос. Разработчики авиации шестого поколения этого и добиваются. Для этого нужен водородный двигатель, с помощью которого смогут разработать «криагенную авиацию». При этом мы не должны забывать, что основа уже разработана российскими конструкторами.

Источник: Яндекс Картинки
Источник: Яндекс Картинки

В восьмидесятых годах экспериментировали самолет «Ту-155», в нем был установлен водородной двигатель НК-88. Этот проект, к сожалению, не был реализован, но все же все наработки остались, благодаря чему легко было разработчикам при создании истребителя шестого поколения.

Источник: Яндекс Картинки
Источник: Яндекс Картинки

Вообще, если страна намерена создавать один из лучших военных истребителей, конечно же, это будет традиционно в секрете, по всяческим военным причинам. Так что никто не может с уверенностью сказать что-то конкретное. Все же мы можем просто предполагать и сравнивать, что лучше и кто сильнее.

https://zen.yandex.ru/media/id/5d1728e3d8d6bf00ade04e07/kriogennaia-aviaciia-rossiia-gotovitsia-k-proryvu-s-istrebitelem-shestym-pokoleniem-5f4ea2b79521b620b908fb01?&utm_campaign=dbr

1747. Все быстрее и дальше

Подписывайтесь на новости моего сайта.
Я подберу и предложу Вам самое главное.

Серьезнее и бережнее относитесь к своей родной планете. Пока что у нас другой нет. А по понятным причинам мы все здесь как в одной подводной лодке.

Американский профессор придумал и протестировал околосветовой двигатель

80-летний профессор физики из Калифорнийского университета придумал, как добраться до соседних звезд без корабля поколений. В этом должны помочь крошечные кристаллы, которые вибрируют под воздействием электричества. Его изобретение – двигатель MEGA – не требует в качестве энергии ничего, кроме ядерного реактора как источника электричества, и позволит, в теории, развить скорость, близкую к световой.

Каждый космический аппарат, покидавший Землю, двигался благодаря тому или иному виду топлива. Сгорая, топливо выделяет газ, который толкает корабль вперед. Такой метод не позволяет добраться даже до Альфы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, за разумное время. Самый быстрый аппарат, когда-либо построенный человеком – зонд «Паркер» — смог, используя гравитацию планет, разогнаться до 640 000 км/ч. Но и ему понадобились бы тысячи лет, чтобы долететь до соседней звездной системы.

Изобретение профессора Джима Вудварда – двигатель MEGA (Mach-effect gravitational assist) – работает иначе. Вместо топлива он использует электричество, которое в космосе добывают солнечные панели или ядерный реактор. Под действием тока пьезоэлектрические кристаллы, которые запасают энергию, вибрируют со скоростью 10 000 колебаний в секунду. Синхронизация вибрации на определенных частотах заставляет небольшой аппарат потихоньку двигаться вперед, пишет Wired.

Работа двигателя основана на принципе Маха, в частности, на связи инерции и массы. Когда энергия объекта меняется, сама материя пространства и времени тоже меняется вокруг него. Другими словами, если часть объекта – в данном случае, элементы крошечных пьезоэлектрических дисков – одновременно меняют свою массу и энергию, объект теоретически может начать ускоряться.

Скорость такого корабля будет нарастать очень медленно, но постепенно достигнет околосветовых значений. Ядерный реактор сможет десятки лет обеспечивать двигатель энергией, так что если MEGA действительно работает, человек сможет добраться до соседних звезд в течение своей жизни.

Пока это всего лишь теория, но пару месяцев назад Вудвард и его коллега Хэл Фэрн внесли небольшие изменения в двигатель, и впервые получили неопровержимые доказательства того, что MEGA действительно работает. «Я был шокирован огромным ростом измеренной силы», — заявил Фэрн.

Вудвард создал несколько копий своего двигателя и передал их Фэрну и независимому исследователю из Канады Джорджу Хэтевею, чтобы они смогли провести испытания и подтвердить результаты. Кроме того, Вудвард и Фэрн планируют отправить двигатель на орбиту, чтобы испытать его в космосе.

Другие ученые относятся к изобретению Вудварда более скептически. «Я бы сказал, что шансы на то, что это сработает, между 1 к 10 и 1 к 10 000 000. Вероятно, ближе к дальнему концу спектра, — сказал Майк Макдональд, инженер из Лаборатории морских исследований в США. – Но только представьте себе, если он сработает, это было бы потрясающе. Вот почему мы занимаемся наукой».

Мы рассказываем о самых интересных новостях науки и технологий — от наступающей тотальной автоматизации до альтернативной энергетики, от искусственного интеллекта до медицины будущего. Присоединяйтесьс нами всегда интересно и познавательно.

Ссылка на коллег: https://zen.yandex.ru/media/htech_plus/amerikanskii-professor-pridumal-i-protestiroval-okolosvetovoi-dvigatel-5f5262d2c84c033ffd5981d8

1728. Невозможное для одних оказывается возможным для других

Американскими учеными создан первый в мире вращающийся детонационный двигатель, который ранее считался невозможным

Инженерной группе из Флориды, которая работает на ВВС США, удалось сконструировать и успешно испытать лабораторный вариант вращающегося детонационного ракетного двигателя. В основу его работы положены вращающиеся взрывы внутри кольцевого канала. При этом создается крайне эффективная тяга.

Что такое детонационный двигатель

Все мы с вами уже давно привыкли к классическим двигателям, в которых используется сгорание топлива. При этом данный процесс относительно небыстрый и легко контролируемый. Как говорится, технология проверена временем, но при этом все время совершенствуется.

А вот с детонацией все сложнее. Ведь это практически неконтролируемый процесс (был ранее), в результате которого выделяется огромное количество энергии.

И детонация — это идеальный способ что-либо разрушить. При этом вы лишь слегка подталкиваете взрывоопасную молекулу, сообщая электрический импульс или же передавая взрывоопасной молекуле кинетический импульс в форме детонационной волны.

При этом в процессе детонации выделяется гораздо больше энергии при меньшем расходе топлива, чем при контролируемом сгорании.

Поэтому уже более полувека инженеры ракетчики пытались создать детонационный двигатель, который будет способен, например, поднимать больше грузов на орбиту, при меньшем расходе топлива.

Как устроен лабораторный детонационный двигатель

По своей сути детонационный двигатель представляет собой пару цилиндров, причем один вложен в другой, а зазор между ними равен паре миллиметров.

На цилиндрах в определенных местах проделаны специальные каналы и прорези, которые необходимы для проталкивания детонационной смеси.

При помощи специальной системы зажигания в цилиндрах происходит детонация ранее поданной смеси. Далее формируются газы, выталкиваемые с одного края кольцеобразной конструкции для формирования тяги в обратном направлении.

Но этот же процесс формирует ударную волну, которая начинает перемещаться вокруг канала с невероятной скоростью, которая превышает скорость звука в пять раз. И вот именно эта ударная волна и применяется для дальнейшего детонирования смеси в самоподдерживающейся системе. При условии, что топливо для детонаций будет подаваться по определенному алгоритму.

Первые попытки создания подобного двигателя предпринимались еще в 1950-х годах, но все они оказались безуспешными.

Но как оказалось, все дело было в правильной настройке системы подачи топливной смеси.

Что любопытно буквально за пару месяцев до публикации материала про разработку двигателя, другие американские эксперты утверждали, что создание детонационного двигателя просто невозможно.

По словам разработчиков, их двигатель вполне может стать заменой такой ракеты как RL-10 от компании Aerojet Rocketdyne, разработанной еще в 1962 году. Актуальные версии оных до сих пор поставляются для верхних ступеней ракет Atlas V и Delta IV, а дальнейшие варианты находятся в стадии разработки для ракет ExplorationOmegA и Vulcan.

Но созданный детонационный двигатель может составить им серьезную конкуренцию. Так, по словам представителей ВВС США, полномасштабные испытания новой разработки запланированы на 2025 год.

Ну что же, посмотрим, что получится у американцев с новым, ранее считавшимся невозможным двигателем.

https://zen.yandex.ru/media/energofiksik/amerikanskimi-uchenymi-sozdan-pervyi-v-mire-vrascaiusciisia-detonacionnyi-dvigatel-kotoryi-ranee-schitalsia-nevozmojnym-5ee3cb805991a234c2b325d3?&utm_campaign=dbr

1726. Продолжаются разработки в китае безрасходных двигателей россии

Новому реактивному двигателю не нужно топливо

Новый воздушно-реактивный двигатель работает за счет нагревания плазмы воздуха микроволнами — ему не требуется горючее топливо.МашиностроениеАвиация и космосТранспортФизикаЕстественные науки12.05.2020, ВТ, 11:49, Мск

Китайские инженеры испытали опытный образец двигателя, работающего благодаря воздушной плазме, которой передается индукция В конструкции двигателя микроволны используются для нагрева воздуха до высокой температуры, после чего раскаленный воздух выходит под давлением и создает тягу.

Чтобы измерить силу тяги и давление струи плазмы при разных параметрах мощности микроволн и скорости потока воздуха, разработчики применили самодельный прибор. В результате эксперимента было продемонстрировано, что при одинаковом потреблении электроэнергии тяговая сила нового плазменного двигателя сопоставима с тягой обычных реактивных двигателей, использующих горючее топливо. Следовательно, такой двигатель, работающий без загрязняющих атмосферу выбросов углерода, может найти применение в электросамолетах. Сейчас в них применяют винтовые двигатели. Результаты этой работы зафиксированы в журнале AIP Advances.

Новый двигатель работает без выбросов углерода в атмосферу

Принцип работы обычного реактивного двигателя основан на законе сохранения импульса: масса воздуха выталкивается назад, поэтому рабочее тело с ускорением движется вперед. Традиционный воздушно-реактивный двигатель функционирует за счет сжигания топлива в кислороде воздуха под высоким давлением: смесь воздуха и топлива раскаляется и под давлением выталкивается из двигателя.

В электросамолетах горючее топливо не используется — здесь нужен другой вариант двигателя. В плазменных двигателях, которые разрабатывались для этой цели, тело ускоряется за счет давления плазмы, полученной при помощи ионизации воздуха электрическим разрядом. Проблема подобных двигателей заключалась в их габаритах: чтобы выдавать высокую тягу, двигатель должен быть очень громоздким.

Инженеры из Уханьского университета попробовали нагреть воздух микроволнами в конструкции, которая включает в себя кварцевую трубку, магнетрон (источник микроволн) мощностью 1 кВт при частоте волн 2,45 ГГц, циркулятор и плоский волновод. Микроволны, поступающие от магнетрона, в трубке греют воздух, который превращается в плазму и под высоким давлением выбрасывается наружу, генерируя тягу. Охлаждение циркулятора и магнетрона происходит за счет водяного контура конструкции.

Схема конструкции воздушно-реактивного двигателя. Изображение: Dan Ye, Jun Li, Jau Tang // AIP Advances

Чтобы оценить уровень давления горячей плазмы при температуре более 1000 °C, когда обычный прибор может быть поврежден, ученые разработали методику, основанную на использовании стального шарика с регулируемой массой. Давление определялось в соответствии с той массой, при которой шарик начинал греметь. На основе полученных данных разработчики высчитали тяговую силу и давление потока плазмы.

При мощности в 1 кВт тяга составляет 28 Н, и на площадь сечения 1 кв.м удельная тяга равна 24 кН. А эти показатели уже сопоставимы с современными керосиновыми двигателями, то есть новое устройство способно работать в самолетах.

В будущем тягу и эффективность разработки можно значительно повысить, если увеличится температура потока выходящей плазмы. Для этого потребуются материалы с хорошей термостойкостью.

https://zoom.cnews.ru/rnd/article/item/novomu_reaktivnomu_dvigatelyu_ne_nuzhno_toplivo?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com&utm_campaign=dbr

1702. обзор подходов к многоразовости средств выведения КА

Метановые ракетные двигатели и многоразовые космолеты

Орбитальный корабль Starship на Марсе

Сейчас ведется много разговоров о многоразовых космических ракетах, но при этом из внимания часто упускается главное — то, что такие ракеты пока еще только создаются. Потому что слово «многократный» подразумевает «много раз», а не «несколько раз», как это достигнуто на данный момент. В настоящее время можно говорить только о возвращении отдельных ракетных блоков для их повторного использования, как в американской ракете Falcon 9. По существу, ракетная техника находится в начале пути, который приведет ее сначала к частичной, а затем — к полноценной многоразовости и, наконец, она уподобится в этом плане авиационной технике и даже автомобильному транспорту. Именно тогда мы сможем создавать не ракеты, но автомобили, летающие в космос. Как это происходит и будет происходить — в статье на Автомалиновке.

Почему до сих пор не созданы многоразовые космические ракеты?

Ответ следует искать в технологиях ракетных двигателей 60-х годов. К этому времени в США были созданы ракеты, использующие высокоэффективное кислородно-водородное топливо. Не без оснований считалось, что водородные ракетные двигатели (РД) могут быть усовершенствованы для многократного использования — поэтому их выбрали в качестве основных маршевых РД для системы Space Shuttle. Но у жидкого водорода есть существенный недостаток — низкая плотность, из-за чего водородные ракетные ступени получаются громоздкими. Поэтому водород обычно применяется только на верхних ступенях. Чтобы решить проблему габаритов, «шаттл» оборудовали тяжелыми твердотопливными ускорителями, которые тоже полагались многоразовыми — но на практике их восстановление стоило не намного меньше повторного изготовления. С водородной частью «шаттла» тоже не все получилось хорошо — в орбитальный самолет поместились только ракетные двигатели RS-25, а громоздкий топливный бак пришлось сделать внешним и одноразовым. При этом подготовка ракетных двигателей к повторному полету занимала два месяца вместо первоначально ожидаемых двух недель. И многократность их использования оказалась меньше, чем обещалось — примерно 10 раз вместо ожидаемых 25 раз.

В итоге многоразовой оказалась только орбитальная ступень. И это было большое достижение! Хотя ее приходилось слишком долго готовить к повторному полету, восстанавливая ракетные двигатели и теплозащитное покрытие. В целом шаттл оказался экономически неэффективным по сравнению с одноразовыми ракетами-носителями — подробный анализ опыта этой программы содержится в нашей статье:
Время крылатых гигантов

Следующая итерация оказалась более удачной, поскольку при создании частично возвращаемой ракеты удалось добиться ее экономической рентабельности. Для создания ракеты Falcon 9 в SpaceХ использовали практичные кислородно-керосиновые РД, отказавшись и от водорода, и от твердотопливных ускорителей. Об этом подробно рассказано в нашей статье
Частный космос Илона Маска

Falcon 9 стал успехом, который сейчас намереваются использовать в других керосиновых ракетах — например, в сверхмалой РН «Электрон». Есть только одно но — при работе керосиновых РД образуется сажа, которая не позволят использовать их большое число раз. Пределом для керосиновых РД считается их 10-кратное использование, а реально достигнуто только 5-кратное (причем в рекордном полете 18 марта 2020 года произошел отказ одного РД). Этого маловато для того, чтобы считать керосиновые РД многоразовыми. Поэтому в проектах новых многоразовых ракет планируется заменить керосин на СПГ — сжиженный природный газ, метан.

Чем метановые ракеты отличаются от керосиновых?

Если вкратце, то перевод керосиновой ракеты на метан походит на перевод автомобиля с бензина на природный газ. Керосиновые ракетные двигатели могут быть модернизированы для работы для метане, при этом прекращается выделение сажи и улучшается основная характеристика РД — его удельный импульс (УИ), соотношение тяги к массовому расходу ракетного топлива. Правда, при этом приходится увеличивать размер бака горючего, поскольку СПГ менее плотен, чем керосин (0.41 кг/литр против 0.8 кг/литр). В итоге более эффективное, но менее плотное ракетное горючее дает примерно такие же характеристики ракеты, как и керосин.

Массовое соотношение кислорода к горючему и объем ракетного топлива

ГорючееO2
гор
плотностьобъем на ед. массыУИ вакобъем на ед. тяги
Водород60.072.7544550.00780
Метан3.50.4151.2143560.00378
Керосин2.60.7980.9813370.00317

Плотность жидкого кислорода — 1.14

Применение метана вместо керосина рассматривалось на заре космонавтики — но было решено, что особых преимуществ у СПГ нет. Ситуация изменилась именно с появлением многоразовых ракет, благодаря упомянутому отсутствию сажи при сгорании метана. А еще одно преимущество метана состоит в том, что его, как и кислород, можно добывать на многих планетах солнечной системы, например, на Марсе. Т.е. при полете метановой ракеты на Марс топливо надо брать только на путь туда, а для возврата на Землю организовать ее «заправку» на Марсе — конечно, при наличии на Марсе соответствующего оборудования, которое должно быть доставлено туда заблаговременно. Это в несколько раз снижает массу марсианского космолета.

Других преимуществом метана является возможность использования газообразного метана для наддува хранящегося в баке горючего жидкого метана — эта схема дешевле, чем применяемый наддув гелием. Близость температур кипения жидкого метана и кислорода 109К и 77К помогает в организации оптимального хранения топлива.

Благодаря своим вновь открывшимся преимуществам метан был объявлен топливом будущего, а исторически сложившееся применение керосина стало считаться неперспективным. Даже возникло такое выражение — «керосиновый тупик», которым характеризуется нынешнее состояние ракетной техники, когда в космос все еще летают «ракетные поезда» образца 60-годов прошлого века.

Российская программа создания метановых РД

В.Д.Горохов
РH Союз-СПГ, топливо
кислород-метан (Прогресс)

Разработка российских метановых РД выполняется в КБХА (Конструкторское бюро химавтоматики, Воронеж) под руководством профессора Виктора Дмитриевича Горохова. Двигатель с 200-тонной тягой начал создаваться в 2002 году для ЕКА (Европейского космического агентства) по проекту «Волга». В 2006 году он получил российское название РД-0162.

Ракетный двигатель
РД-0162, топливо
кислород-метан (КБХА)

Двигатель РД-0162 строится по замкнутой схеме газ-газ с дожиганием окислительного генераторного газа (ДОГГ) и восстановительным безгенераторным контуром (жидкий метан испаряется в рубашке охлаждения камеры сгорания и подается на вход турбины). Давление в камере сгорания намного ниже, чем у энергомашевских РД-191 — всего 169 атм, но по проекту обеспечиваются более высокие характеристики — земной УИ 321 с, высотный УИ 356 с, масса РД 2100 кг, земная тяга 2000 кН (~204 тс). Метановый ракетный двигатель рассчитан на 25, по другим данным — на 50 или даже 100 полетов. Для обеспечения отказоустойчивости в составе 4-двигательной установки он форсируется по тяге до 133%.

К настоящему времени испытан 40-тонный демонстратор РД-0162Д2А и ведется разработка 85-тонного метанового демонстратора РД-0177. По этому перспективному РД проведены испытания модельного газогенератора с форсуночными головками многократного использования. Это демонстратор создается для проекта «Крыло-СВ», предусматривающем создание многоразовой ракеты легкого класса с крылатой первой ступенью. А серийный РД-0169 с тягой 100 тонн планируется применить в многоразовой РН среднего класса Союз-СПГ.

Что касается 200-тонного РД-0162, то он продолжает оставаться конечной целью работ и предназначается для более мощных ракет-носителей тяжелого и сверхтяжелого класса.

Перспективная ракета-носитель Союз-СПГ

Работы по РН Союз-СПГ начинаются сейчас и для нее пока еще даже не определен окончательный облик. Поэтому мы даем ее условное изображение. Известно, что ракета будет двухступенчатым тандемом. На ее первую ступень будут установлены пять метановых РД-0169 суммарной тягой 500 тонн. Она будет садиться «по Маску» — вертикально на центральном РД. Вторая ступень оснащается одним РД-0169 с высотным соплом и тягой 95 тонн.

Стартовая масса РН Союз-СПГ запланирована около 360 тонн, а предполагаемая максимальная полезная нагрузка составит 12.5 тонн — очевидно, без учета затрат топлива на возвращение первой ступени, которые оцениваются в 6% от ее общей заправки в 220 тонн. Вторая ступень невозвращаемая, но ее предложено сделать с очень высоким конструктивным совершенством КС=14 (5.5 тонн при заправке 77 тонн).

Скорее всего, реальная ПН Союз-СПГ будет ближе к 10 тоннам, что тоже вполне достаточно — т.к. данная РН предназначена для замены устаревших средних РН Союз-2, ПН которых составляет около 8-9 тонн. Первый полет этой средней ракеты намечен на 2025 год. По своим габаритам и стартовой массе РН Союз-СПГ подходит для применения c «морского старта«. В пользу инновационной ракеты говорит малое число ракетных блоков (2 против 6 у Союза-2) и высокий коэффициент повторного использования первой ступени. Поэтому она выглядит очень перспективной в плане снижения стоимости выведения даже в сравнении c Falcon-9.

Американский метановый РД ВЕ-4

Ракетный двигатель ВЕ-4 (Blue Engine-4) начали создавать в 2012 году в компании Blue Origin, принадлежащей хозяину Amazon мультимиллиардеру Джеффу Безосу. В нем также применяется популярная замкнутая схема ДОГГ, а проектные параметры таковы — земная тяга 250 тс и давление в камере сгорания 132 атм. УИ не разглашается, поскольку они у данного РД сравнительно невысокие, а основная цель разработки состоит в обеспечении высокой надежности работы. Заявленная кратность использования РД ВЕ-4 — 25.

Двигатель BE-4 предназначен для применения на первой ступени собственной тяжелой ракеты Безоса New Glenn 45-тонного класса (вторая ступень — водородная) и для применения на первой ступени РН Vulcan Centaur, создаваемой на замену РН Atlas-5 с российским РД-180. Поэтому этот будущий РД играет ключевую роль в американской программа «импортозамещения» — с одной стороны, он обеспечивает независимость от поставок российских РД-180, а с другой — участвует в некой альтернативе керосиновым ракетам SpaceX. В 2019 году были построены стенды для испытаний данного РД при тяге 2200 кН, т.е. по факту это самый мощный на данный момент метановый РД.

Ракетный двигатель BE4, топливо кислород-метан

Только что первый демонстратор BE-4 поставлен в ULA (United Launch Alliance) для проведения намеченных на 2021 год испытаний в составе РН Vulcan Centaur. Еще один РД BE-4, необходимый для первой ступени этой ракеты будет поставлен в июле. Полезной нагрузкой для дебютного старта ракеты Vulcan Centaur выступит лунный посадочный модуль Peregrine от компании Astrobotic.

Ракета-носитель Vulcan Centaur

Ракета Vulcan Centaur создается американскими ракетчиками по традиционному для них принципу «сборной солянки». Она имеет метановую первую и водородную вторую ступень, а также может использовать до 6 твердотопливных ускорителей (ТТУ). Диаметр ракеты составляет 5.4 метра, высота с обтекателем 61.2 метра, стартовая масса — от 226.3 до до 546.7 тонн. Полезная РН Vulcan Centaur в зависимости от наличия и числа ТТУ составляет 10.6-27.2 тонны на низкой околоземной орбите (НОО) и 2.9-13.6 тонн на геопереходной орбите (ГПО).

Ракета-носитель Vulcan Centaur, топливо кислород-метан-водород после отделения ТТУ

На первой метановой ступени ракеты Vulcan Centaur применяется пара новых РД BE-4, а на второй водородной ступени трудится пара ветеранов американского ракетостроения — РД RL-10. Каждый ТТУ GEM-63XL от Northrop Grumman имеет массу 53.4 тонны и тягу 206.6 тонн.

Надо сказать, что создание ракет и ракетных двигателей пока не приносит доход мультимиллиардеру. Его многоразовая суборбитальная ракета Blue Shepard создавалась для туристических суборбитальных полетов и была испытана — но не совершает рейсы с пассажирами. Почему-то желающих слетать на Гавайи оказывается неизмеримо больше, чем желающих побывать на высоте 100 км в космосе. И у орбитальной программы перспективы тоже непонятно какие, поскольку ракетные проекты Безоса пока выглядят, как частное приложение к американской государственной космической программе.

По базовой ПН ~10 тонн Vulcan Centaur аналогична будущей российской метановой РН Союз-СПГ, а с навесными ТТУ будет конкурировать с тяжелой Ангарой-А5. Создатели обещают, что их детище будет дешевле «Ангары», но все дело в том, что «Ангара» сама по себе является самой дорогой в своем классе. Тем не менее, именно Vulcan Centaur собирается стать первой ракетой, которая улетит в космос на метане.

Ракета-носитель New Glenn

А также Vulcan Centaur проложит путь к созданию тяжелой частной ракеты New Glenn, в первой ступени которой будут установлены уже 7 РД BE-4 и будет реализована полноценная многоразовость. На второй водородной ступени применяется ваккумная версия РД BE-3, разработанного ранее для суборбитальной ракеты New Shepard. Ввиду большой тяговооруженности первой ступени ТТУ ускорители ракете New Glenn не потребуются. Высота ракеты составит 98 метров, диаметр — 7 метров, полезная нагрузка на НОО — 45 тонн, на ГПО — 13 тонн.

Raptor для Super Heavy и Starship

Метановый РД Raptor и ракета, для которой он предназначен — это самый амбициозный проект, который во многом напоминает лунную ракету H-1 Л3 С.П.Королева, но, конечно, на более высоком техническом уровне. Как в свое время НК-15, Raptor создается для получения предельных характеристик по эффективности. Это связано с необходимостью создать двухступенчатую сверхтяжелую ракету с обеими возвращаемыми ступенями — разгонной ступени Super Heavy и орбитального космолета Starship. А цель создания системы Super Heavy/Starship состоит — ни много ни мало — в колонизации Марса! Конечно, для более близких лунных дел и на околоземных орбитах она тоже должна пригодиться.

РД замкнутой схемы с ДОГГ
РД с полной газификацией

Raptor — это ракетный двигатель с предельными характеристиками, построенный по самой сложной схеме с полной газификацией компонент. У этого РД два газогенератора и две турбины, первая из которых работает на окислительном газе c избытком кислорода, а вторая — на восстановительном газе с избытком метана. Такая схема позволяет поднять надежность по сравнению с схемой ДОГГ за счет исключения протечки газа вдоль общего вала турбины, на котором расположены насосы окислителя и горючего.

Давление в камере сгорания планируется поднять до рекордных 296 атмосфер. Целевой земной УИ составляет 330 с, УИ с высотным соплом — 380 с, что весьма близко к параметрам, обеспечиваемым водородным РД J-2 ракеты Сатурн-5. Проектная масса РД «Раптор» составляет 1500 кг, земная тяга — 2000 кН (~204 тс). В 2019 году было достигнуто давление 254 атм — это чуть выше, чем у знаменитых российских ракетных двигателях РД-180, что стало предметом особой гордости инженеров SpaceX. Тяга «Раптора» составила 172 тонны.

Для «Раптора» заявлен высокий коэффициент повторного использования — 50 и фантастические показатели экономической эффективности. Новый ракетный двигатель SpaceX должен быть в 12.5 раза дешевле вдвое более мощного и более простого по конструкции РД-180 и за счет многоразовости быть в 330 раз дешевле в эксплуатации.

Оценивая представленные SpaceX данные по цене Raptor, надо учитывать, что все ее ракетные двигатели «торгуются» только внутри самой компании — поэтому Маск может назначать им любую цену, которую считает подходящей для пиара своей космической программы и деморализации своих конкурентов.

Заметим также, что методы работы SpaceX в корне отличаются от принятой в космической отрасли широкой кооперации c переговорами о ценах. Маск ни с кем не кооперируется и, в том числе благодаря этому, может держать низкие цены на свои услуги. И раз SpaceX продает исключительно конечную услугу по полетам в космос, то «сведения» из ее внутренней бухгалтерии не имеют содержательного смысла.

Центральные РД Raptor на космолете Starship фото SpaceX

Сверхтяжелая ракета Super Heavy и орбитальный космолет Starship

Сверхтяжелая ракета Super Heavy (прежде — Big Falcon Rocket, BFR), имеет длину 70 метров, диаметр 9 метров и стартовую массу 3680 тонн, из которых 3400 тонн приходится на топливо. На ней планировалось установить 37 двигателей Raptor, из которых 7 центральных оснащаются системой управления вектором и величиной тяги, а 30 периферийных РД закрепляются жестко. Но последнее обновление планов в мае 2020 года предусматривает только 31 РД, тягу каждого из которых решено поднять до 250 тонн.

Космолет Starship имеет длину 50 метров и стартовую массу 1320 тонн, из которых 1200 тонн приходится на топливо. На нем установлены 3 РД Raptor с земными соплами и 3 РД Raptor с высотными соплами. Наличие РД c земными соплами существенно, потому что космолет садится на Землю в режиме вертикального торможения двигателями. Проектная полезная нагрузка на низкой околоземной орбите составляет 100 тонн, что в 4 раза превосходит возможности американской частично многоразовой системы Space Shuttle и всех ныне существующих ракет-носителей, за исключением созданной в той же компании SpaceX ракеты Falcon Heavy. Возращаемый на Землю груз может составлять до 50 тонн. Объем грузового отсека Starship составляет 1100 куб. метров — это в 3 раза больше чем у Боинга-747 и МКС.

Считается, что появление Starship сделает МКС рудиментом уходящей эпохи одноразовых носителей. Огромный космолет является сам себе носителем и полноценной орбитальной станцией. Как летающий космический дом, он будет находиться на орбите столько времени, сколько потребуется для работы продолжительной экспедиции — а по завершению ее работы доставит свой экипаж на Землю.

Отделение Starship Crew от носителя BFR (скетч SpaceX 2018 года)

Суммарная стартовая масса системы Super Heavy/Starship составляет ровно 5000 тонн, без учета полезной нагрузки — в 2.5 раза больше, чем у Space Shuttle. Суммарная тяга всех РД на старте составляет 7342 тонны. А суммарная длина — 120 метров, что на 10 метров выше комплекса Сатурн-Аполлон. Естественно, что для столь грандиозной ракеты надо создавать специальные стартовые площадки. А для обеспечения возвращения всех ступеней на Землю принято беспрецедентное техническое решение — они делаются из тугоплавкой нержавеющей стали, поэтому блестят на Солнце, как огромные самовары и вообще походят на ракеты из наивных фантастических фильмов начала 20-го века. Теплоизоляция Starship во время входа в атмосферу будет делаться по новому методу с помощью газовой подушки из метана.

Строительство одной из стартовых площадок для Super Heavy

Луна, Марс и далее везде

Как мы уже упоминали, конструкция и параметры Super Heavy/Starhip заставляет вспомнить неудавшийся проект С.П.Королева — лунно-марсианскую ракету H1-Л3. Та же самая исходная марсианская цель, нестандартная конструкция и аномально большое число высоконапряженных РД с предельными характеристиками. Кажется, что для достижения оптимальной надежности лучше использовать ракету полегче, как, например, уже обсуждавшуюся выше New Glenn.

Скетч двигательной установки Super Heavy
(stanley creative)

Но есть и отличия в лучшую сторону, которые позволяют рассчитывать на успех столь амбициозного проекта. Создатели H1-Л3 работали в условия тотальной спешки и нехватки средств, не имея возможности протестировать первую ступень сверхтяжелой ракеты на стенде и даже сделать контрольный прожиг ее двигательной установки на стартовой площадке. В отличие от советских инженеров 60-х годов, Маск имеет возможность многократно испытать свою многоразовую технику перед первым полетом на орбиту, в том числе путем «подскоков» в беспилотном режиме с управляемой посадкой на Землю.

В 2019 году именно так испытали уменьшенный прототип Starship — т.н. Starhopper («звездный кузнечик»). Это смешной аппарат стал первым реактивным аппаратом, который оторвался от земли на метановом горючем! Вот так — давно уже ездим по Земле в автомобилях на метане, но в воздух поднялись — впервые!

Сейчас прототипы Starship проходят испытания, в ходе которых уже было разрушено пять аппаратов. В основном это были испытания на прочность путем накачки баков жидким азотом. В мае 2020 года была предпринята попытка первого испытательного полета Starship на высоту 150 метров, которая закончилась взрывом. Дальнейшие достижения должны быть следующими:

  • Полет в космос грузового беспилотного варианта Starship Cargo намечен на 2022 год. К этому времени должна быть готова и испытана ракета SuperHeavy, доставляющая Starship в верхние слои атмосферы и обеспечивающая его первоначальный разгон.
  • Уже в 2024 году пилотируемый Starship Crew планировалось задействовать в американской лунной программе Artemis.
  • Под эту же лунную программу создается специальный вариант Starship для полетов между поверхностью Луны и окололунной орбитой.
  • Впоследствии должен появиться Starship Tanker для дозаправки топливом на орбите — его дедвейт составит 150 тонн жидкого кислорода и метана, а до этого в роли заправщиков будет выступать остальные модификации Starship.

Но все эти сроки следует воспринимать с поправкой на последующую коррекцию — так, всего несколько лет назад Маск обещал полет на Марс уже в 2022 году, о чем сейчас не может быть и речи.

О надежности Starship

Орбитальная ступень Starship будет использоваться SpaceX для полетов к Луне и Марсу, а ее размеры и грузоподъемность позволяют разместить там экипаж до 100 человек. При этом, как и на «шаттле», не предусматривается система аварийного спасения, т.е. ставка снова делается на высокую надежность американской техники.

Да, американцы снова собирается наступить на те же самые шаттловские грабли! Space Shuttle, на котором в двух катастрофах погибло 14 человек, был опасной системой, но SuperHeavy/Starship выглядит не менее проблемно. Что стоит Маску сократить экипаж Starship Crew, скажем, до 50 человек, но оборудовать его катапультируемой капсулой с абляционным покрытием и парашютной системой? Неужели мы все уже переселяемся на Марс и надо отправлять туда по 100 человек за раз? На Марсе холодно, пыльно и маловоздушно, для жизни человечества надо проводить его длительное терраформирование — а до этого вполне хватит небольшой колонии.

Тем не менее, Маск намерен сделать полеты для колонизации Марса даже более дешевыми, чем полеты на околоземную орбиту. И он настаивает на том, что система аварийного спасения его будущему космолету не нужна. Наверное,.. его все-таки заставят пойти на попятную, поскольку допуск к космическим полетам человека выдается в НАСА. А вопрос о статистической надежности Starship будет проясняться во время его эксплуатации. В любом случае, надо дождаться его первых орбитальных полетов, которые могут состояться уже в середине 20-х годов.

Видео по марсианской программе SpaceX (на англ. языке)

От космолетов к космическим автомобилям

Мы рассмотрели три линии по созданию метановых космических ракет будущего, две из которых осуществляются уже сейчас, а третья — Союз-СПГ намечена для разработки в 20-е годы.

Будущее российского проекта зависит от многих факторов. Его размерность, выбранная по принципу «design to cost» попадает в наиболее востребованную нишу на рынке пусковых услуг, а полноценная многоразовость первой ступени придает суперконкурентные свойства. К сожалению, именно эта суперконкурентность делает Союз-СПГ весьма нежелательным гостем на мировом и внутреннем рынке. Судьба подобных проектов бывает очень непростой.

Не следует думать и о том, что у американских проектов все «долларом намазано». Свои специфические проблемы есть и в «системном» проекте Blue Origin, и во внесистемном проекте SpaceX. Тем не менее, ралли метановых проектов близится к своему завершению и неизбежному переформатированию работы космической отрасли — которое можно отсрочить в интересах отставших от жизни участников рынка, но нельзя отменить.

Заявленные характеристики метановых ракетных двигателей и будущих метановых ракет собраны нами в сводных таблицах.

Метановые РД

проектные
характеристики
РД-0162BE-4Raptor
масса2100 кг1500 кг
земная тяга204 тс250 тс204-250 тс
УИземной321 c330 с
высотный356 c380 с
давление в КС169 атм132 атм296 атм
кратность использования252550

Метановые РН

РНСоюз-СПГVulcan
Centaur
New
Glenn
Super Heavy
Starship
1 ступень
число и
тип РД
5 РД-
0169А
2
BE-4
7
BE-4
31
Raptor
тяга500 т500 т1750 т7750 т
масса конструкции25.4280 т
масса топлива220 т3400 т
КС8.6612.14
2 ступень
число и
тип РД
1 РД-
0169B
2
RL-10
2
BE-3U
3+3V
Raptor
тяга95 т21.6 т144.8 т
масса конструкции5.5 т120 т
масса топлива77 т1200 т
КС1410
характеристики РH
стартовая масса359.4 т226.3 т5000 т
длина48.8 м61.2 м98 м120 м
диаметр4.1 м5.4 м7 м9 м
ПН на НОО12.5 т10.6 т45 т100 т

В будущем автомобильная и космическая техника будут работать на одном и том же топливе — СПГ. Здесь сходятся воедино требования экологической чистоты и экономической эффективности. Вероятно, что многоразовые метановые ракеты проторят дорогу для создания частной космической техники. Например, Starship по своей грузоподъемности можно считать огромным космическим «БелАЗом«, только без колес. Есть проекты куда меньшего масштабы, например, Крыло-СВ с крыльями и колесами для посадки на аэродром. Еще больше могут походить на автомобили лунные лэндеры-квадроциклы, о которых мы тоже напишем.

В общем, Маск недаром запустил свою «Теслу» к орбите Марсу. Шальная выхода миллиардера является намеком о том, куда движется мир. Вслед за нынешними летающими автомобилями когда-нибудь появятся — космические автомобили, как практичная техника для полетов в космос.

Сокращения:
РН — ракета-носитель
РД — ракетный двигатель
УИ – удельный импульс
ПН — полезная нагрузка
КС — конструктивное совершенство
ТНА — турбонасосный агрегат
ДОГГ — дожигание окислительного генераторного газа
ТТУ — твердотопливный ускоритель

С другими статьями Автомалиновки по освоению космоса можно познакомиться здесь:
Беспилотный космический грузовик от ГРЦ Макеева — проект КОРОНА
Автомобили будущего сегодня и какими они будут: электромобиль-планетоход
Американское прошлое и российское будущее космодрома «Морской старт»
Космические гонки XX и XXI века, часть 1: полет Гагарина
Космические гонки XX и XXI века, часть 2: несбывшаяся мечта Королева
Космические гонки XX и XXI века, часть 3: лунные автоматы СССР
Космические гонки XX и XXI века, часть 4: лунные экспедиции Америки
Космические гонки XX и XXI века, часть 5: время крылатых гигантов
Космические гонки XX и XXI века, часть 6: возвращение на Луну
Космические гонки XX и XXI века, часть 7: сверхтяжелые ракеты России
Космические гонки XX и XXI века, часть 8: частный космос Илона Маска

Все материалы на космическую тематику

https://www.ao.by/articles/articles_1454.html

1688. Справки по ходу работ над прототипами элементов для моих космических ковчегов

Плазменный ракетный двигатель. Что заказал «Росатом»?

Источник контента: https://naukatehnika.com/plazmennyj-raketnyj-dvigatel.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com&utm_campaign=dbr
naukatehnika.com

«Росатом» заказал испытания новейших моделей космических двигателей нового поколения. Их проведение запланирована на текущий год. Речь идет о лабораторных моделях так называемых ионного и холловского двигателей. Новые двигатели должны обеспечить тягой автоматические, а также пилотируемые межпланетные космические корабли. В техническом задании отмечается, что для реализации данной задачи требуются силовые установки большой мощности. Испытания лабораторных моделей новых, так называемых ионного и холловского двигателей для космоса, как планируется, должны пройти в нынешнем году.  

Как отмечается в техзаданиях, многие страны исследуют вопросы создания автоматических и пилотируемых межпланетных кораблей с использованием электрических ракетных двигательных установок (ЭРДУ) большой мощности (свыше 100 кВт). Сейчас появились практические разработки по ядерным реакторам космического базирования мегаваттного класса, которые могут обеспечить энергией такие двигатели. Заказанные ТРИНИТИ работы направлены на создание лабораторных моделей ионного и холловского двигателя нового поколения с повышенными характеристиками, которые будут основой для создания кластерного ЭРДУ большой мощности. Плазменный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя (ЭРД), расходуемое вещество которого получает ускорение в состоянии плазмы (ионизированного газа).

В отличие от жидкостных двигателей, такие системы не предназначены для вывода грузов на орбиту, поскольку могут работать только в вакууме и сейчас используются, например, для удержания спутников на так называемой точке стояния. Кроме того, за счет уменьшения запасов рабочего тела при сравнительно высокой скорости его истечения, они рассматриваются как возможный способ совершения быстрых космических перелетов.

Ионный и холловский двигатели дают возможность разогнать космический аппарат в невесомости до скоростей, недоступных химическим двигателям. Двигатель на эффекте Холла — разновидность электростатического ракетного двигателя, в котором используется эффект Холла. При равных размерах с другим типом электростатического ракетного двигателя — ионным, холловский двигатель обладает большей тягой.

Испытания лабораторных моделей новых, так называемых ионного и холловского двигателей для космоса, как планируется, должны пройти в нынешнем году.

Ионный двигатель работает, используя в качестве рабочего тела, как правило, ионизированный инертный газ (аргон, ксенон), иногда и ртуть. Газ подается в ионизирующую камеру двигателя, где нейтральные молекулы становятся положительно заряженными ионами, которые ускоряются в электростатическом поле. Если в ионном двигателе ускоряются только положительные ионы, то в холловском двигателе задействовано все рабочее тело (то есть еще и отрицательные электроны). Поэтому холловский двигатель дает более высокую плотность тяги и, соответственно, большее ускорение.

Схема холловского двигателя. cyclowiki.org

Как отмечается в техзаданиях, у ионных и холловских двигателей сейчас наивысший уровень технической готовности и подтвержденные ресурсные характеристики в десятки тысяч часов (как при наземной отработке, так и при летной эксплуатации), однако у них есть недостатки. Основной из них ограничение по мощности единичного двигателя, снятие которого требует принципиально иных подходов к организации рабочих процессов в двигателях и соответствующих научных исследований. Отмечается, что на данный момент известны результаты испытаний ионного двигателя мощностью 35 кВт со скоростью истечения 70 км/с и КПД 75%.

Схема действия ионного двигателя. cyclowiki.org

Согласно техническим заданиям, до конца нынешнего года предстоит разработать, изготовить и провести испытания лабораторных моделей ионного двигателя мощностью до 20 кВт и холловского двигателя мощностью до 15 кВт. Цель работ — проверка основных технических решений с целью обеспечения создания прототипов плазменных ракетных двигателей с повышенными параметрами тяги и удельного импульса.   Государственный научный центр «Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований» входит в научный дивизион «Росатома». Выполняет исследования в области управляемого термоядерного синтеза, физики плазмы, лазерной физики и техники. Уникальная экспериментально-стендовая база ТРИНИТИ позволяет получать результаты, имеющие важное научное и прикладное значение.

Ионный, холловский и магнитоплазмодинамический — три типа плазменных двигателей, уже нашедших практическое применение. За последние десятилетия исследователями предложено много перспективных вариантов. Разрабатываются двигатели, работающие в импульсном и в непрерывном режиме. В одних плазма создается с помощью электрического разряда между электродами, в других — индуктивным способом с помощью катушки или антенны. Различаются и механизмы ускорения плазмы: с использованием силы Лоренца, путем введения плазмы в создаваемые магнитным способом токовые слои, или с помощью бегущей электромагнитной волны. В одном из типов даже предполагается выбрасывать плазму через невидимые «ракетные сопла», создаваемые с помощью магнитных полей.

Во всех случаях плазменные ракетные двигатели набирают скорость медленнее обычных. Тем не менее благодаря парадоксу «чем медленнее, тем быстрее» они позволяют достичь далеких целей в более короткий срок, так как в итоге разгоняют космический аппарат до скорости значительно большей, чем двигатели на химическом топливе при той же массе топлива. Это позволяет избежать траты времени на отклонения к телам, обеспечивающим эффект гравитационной рогатки.

Источник контента: https://naukatehnika.com/plazmennyj-raketnyj-dvigatel.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fzen.yandex.com&utm_campaign=dbr
naukatehnika.com

1687. О русском космосе с юморком

К гигантскому отставанию США от России по космическим запускам с людьми добавляется многоразовая Ангара и плазменный двигатель

«Вот как бывает…», — пели в Советском Союзе, грустно посматривая на отстающую на всех парах Америку. Да и теперь, в нынешней России, ситуация с американской космонавтикой не лучше, если не сказать, что много хуже.

В те времена, хотя бы фильмы про посадку на Луне снимали, а сейчас монтажом уже никого не удивишь, вмиг раскусят.

Оказывается, преуспевающая во всех отраслях Россия, обогнала Америку на многие годы вперёд не только по запускам космических кораблей с людьми (за 9 лет у США только один запуск, Карл, всего один!), но и с покорением Луны, прекрасной ракетой и новейшим ракетным двигателем.

«Адепты», не падайте в обморок, сейчас всё по пунктам разложу. Ведь вам же по-другому нельзя, знаний-то ноль! А аргументировать и вовсе, не умеем.

Первое.
По запускам, надеюсь, всё ясно и вопросов нет? Нет, конечно, на всех пиндоресурсах радостно подсчитывают кучу запусков SpaceX в укор России. Так там запускают спутники для армии США, а простым людям до этого интернета, как до Луны. С таким же успехом Маск мог бы просто порожняком гонять свои Флаконы и тупо ставить галочки в статистических отчётах.

Нееет, адептики, так не пойдёт! Космос для мужчин, то бишь космонавтов. Хотя нечто среднее NASA и запускает на орбиту, но это пусть будет на совести их толерантности.

С другой стороны, в достопочтимой Великобритании в Сент-Олбанском соборе на алтаре уже появилась картина, вариация на тему знаменитой фрески Леонардо да Винчи «Тайная вечеря», только с Иисусом Христом негром?!

Куда катится мир?!

Если бы Христос вовремя не ожил бы, то наверно сто раз бы в гробу перевернулся, узнай он об таких «вариациях»!

Но запуски мы считаем только с людьми, ибо именно они продвигают мировую космонавтику вперёд. А что там Маск, какое-то «оно» запускает, или вовсе гоняет ракеты порожняком, так это его личные проблемы. Хоть сто порций!

Второе.
С Луной всё много прощее: без энергии никакие лунные прожекты не состоятся. Правда? У американцев пока никаких идей насчёт того, где на Луне взять энергию, нет. Правда, как-то мелькала информация, что строить лунную базу они будут из естественных человеческих выделений. Ну, так что с того? Если тыковка не варит, чтобы придумать что-либо стоящее, остаётся только использовать естественные человеческие выделения, то бишь «оно». И потом, здесь речь идёт о стройке и материале, а не об энергии!

А где на все эти придумки взять энергии-то?

Вооот! А мы, то бишь Россия как раз только-только с пылу с жару разработали и запатентовали энергетическую установку для поддержания работы на лунной базе.

Что, господа американцы, будете к нам чаёк заваривать бегать, а?

Третье.
«Ангара»! Вот скажите, удивил, мы и так всё об ней родимой знаем. Неее… Этого ещё не знаете: «Ангару» снабдят возвращаемыми ступенями!

Разницу почувствовали? Не возвращаемой первой ступенью, а возвращаемыми ступенями!

Новая версия госконтракта на опытно-конструкторскую работу (ОКР) «Амур», в который во вторник [30-го июня] был внесен ряд изменений, предусматривает модернизацию ракеты-носителя (РН) «Ангара», в том числе изучение вопроса о создании многоразовых ступеней.

Вам мало?

Но и это ещё не всё!

Четвёртое.
Как говорят в России — «контрольный»!

Новейший, мощнейший, и много чего «ейший» ракетный двигатель!

«Росатом» готовит испытания прототипа плазменного ракетного двигателя.

Да, на таком двигателе набитые всяким «оном» Флаконы на орбиту не погоняешь, поскольку работать он может только в вакууме, но такие двигатели рассматриваются как возможный способ совершения быстрых космических перелетов!

Ни больше ни меньше!

Пока Маск, будет забивать орбиту Земли спутниками для армии США, и придумывать, как сделать туалет на Драконе отдельной кабинкой, мы уже не только на Марсе высадимся, но и в Альфу Центавру сгоняем, аж на все три ихних звезды.

Как тебе такое, Маск?

1680. Чиновники расписались в своей неполноценности и не дают специалистам работать

Проект ядерного космического буксира закрыт.

14 мая

За новостями о Covid-19 как то буднично прошла новость о том, что главный космический проект России, да и не побоюсь человечества— космический буксир с ядерным двигателем — все. При/остановлен.

Что представлял из себя ядерный буксир? Революционная штука. Берется ядерный реактор мегаваттного класса и питает сверхмощные ионные двигатели повышенной мощности ИД-500. Вся эта конструкция позволяет развивать невиданную доселе скорость при межпланетных перелетах или миссия к Луне. К примеру, полет к Марсу с использованием этого корабля занял бы не более двух месяцев вместо 8.

По сути, это был последний, но очень важный козырь российской космонавтики.

Ионный двигатель
Ионный двигатель

Теперь все. Роскосмос аннулирует заключенный в 2016 году контракт с Центром Келдыша.

Контракт в рамках госзаказа предусматривал несколько этапов, завершающим из которых должно было стать постройка стендово-испытательной базы Центра Келдыш- строения номер 12.

В назначенное время, строение было не готово, за что Роскосмос оштрафовал своего подрядчика не несколько миллиардов рублей, а контракт был разорван.

По информации источников, данное строение было необходимо для проведения испытаний в условиях вакуума.

Почему речь идет не о приостановке, а по сути о прекращении проекта?

Начнем с того, что НИИ Келдыша — это узкоспециализированное предприятие, аналогов которому в сути своей нет. Это и ракетчики и космические энергетики в одном флаконе.

Во-вторых, нельзя просто взять документацию и перенести ее в другое НИИ. Так не делается. Это обнулит проект. Очевидно, что в Роскосмосе это знают, а значит проект закрыт.

ядерный реактор для космоса.
ядерный реактор для космоса.

Вот так и завершился этот славный проект. Спасибо Дмитрию Олеговичу.

https://zen.yandex.ru/media/space_for_you/proekt-iadernogo-kosmicheskogo-buksira-zakryt-5ebc391ee49ceb1a8333bfcd?&utm_campaign=dbr

https://ru.wikipedia.org/wiki/ИсследовательскийцентримениМ.В._Келдыша