От dys
К All
Дата 29.03.2001 02:46:22
Рубрики Современность; ВВС; Память;

Маршевые реактивные двигатели на топливных элементах

Кто-нибудь может сказать что-нибудь про сабж?

Сеть переполнена сообщениями про планируемые автомобили на ТЭ, но про реактивные двигатели я что-то ничего не нашел. Или это все засекречено?
А ведь это та вещь, которая может совершенно перевернуть авиацию и в особенности космонавтику (может и стереть между ними грань).

Автомобили на ТЭ уже на подходе. Характеристики, правда, по сообщениям пока хуже, чем у ДВС, так что с тепловыми машинами пока по эффективности не сравнялись. Но потенциально преобразование хим. энергии сразу в электричество, миную тепловую машину поднимает КПД раза в 2. Т.е. в перспективе становятся возможными одноступенчатые ракеты для вывода на орбиту и дальше. Плюс к этому температуры в электрореактивном двигателе могут быть существенно меньше, чем в ЖРД, т.е. растет и ресурс.

Интересна кому-нибудь эта тема?

Дмитрий
От NV
К dys (29.03.2001 02:46:22)
Дата 29.03.2001 13:13:49

Слабо представляю себе двигатель большой тяги


>Кто-нибудь может сказать что-нибудь про сабж?

>Сеть переполнена сообщениями про планируемые автомобили на ТЭ, но про реактивные двигатели я что-то ничего не нашел. Или это все засекречено?
>А ведь это та вещь, которая может совершенно перевернуть авиацию и в особенности космонавтику (может и стереть между ними грань).

>Автомобили на ТЭ уже на подходе. Характеристики, правда, по сообщениям пока хуже, чем у ДВС, так что с тепловыми машинами пока по эффективности не сравнялись. Но потенциально преобразование хим. энергии сразу в электричество, миную тепловую машину поднимает КПД раза в 2. Т.е. в перспективе становятся возможными одноступенчатые ракеты для вывода на орбиту и дальше. Плюс к этому температуры в электрореактивном двигателе могут быть существенно меньше, чем в ЖРД, т.е. растет и ресурс.

на "электрическом приводе". Если речь идет о термическом РД (дуговом, например), то никак не может быть у него низкая температура рабочего тела. Там чем больше греешь - тем больше удельный импульс и точка. Иначе не стоит даже пытаться. Всякие другие схемы (типа ионных, ускорителей Холла и др.) тянут только на двигатели малой тяги. Для старта с Земли никак не годятся, для полетов в дальнем космосе - самое то. Но там просто глупо использовать электрохимические источники тока - там простор для реакторов, изотопных ичсточников или солнечных батарей. Там энергию надо месяцами вырабатывать.

>Интересна кому-нибудь эта тема?

>Дмитрий

Виталий
От Bigfoot
К dys (29.03.2001 02:46:22)
Дата 29.03.2001 10:48:35

ТЭ - электрохимическая ячейка. Какие еще реактивные двигатели??? (-)

.
От Waldi
К Bigfoot (29.03.2001 10:48:35)
Дата 29.03.2001 11:16:20

Re: ТЭ -...

Ну если приделать к этому ТЭ электрореактивный движок, то что-то работающее получится. Но пока ТЭ тяжеловат, а тяга маловата для того, чтобы это совершило революцию в космических перелетах. Для стартов с Земли это вообще утопия. Если интересно, на космическом форуме Авиабазы эта и др.альтернативы долго и предметно обсуждалось.
От dys
К Waldi (29.03.2001 11:16:20)
Дата 31.03.2001 00:55:51

Re: Состояние технологии


>Ну если приделать к этому ТЭ электрореактивный движок, то что-то работающее получится. Но пока ТЭ тяжеловат, а тяга маловата для того, чтобы это совершило революцию в космических перелетах.

Ну проблемы, я так понимаю, технологические. А теоретические ограничения полезной работы для тепловых машин (каковым является, например, любой ЖРД, значительно строже. Я вспоминаю какой прогресс за 10 лет проделали технологии хранения данных. Причем процесс увеличения плотности хранения развивался экспоненциально. Так что я все же считаю быстрый выход на цифры КПД и весовой эффективности, достаточные для сабжа, вполне вероятным сценарием (хотя гарантию дает только страховой полис :)).

>Для стартов с Земли это вообще утопия. Если интересно, на космическом форуме Авиабазы эта и др.альтернативы долго и предметно обсуждалось.

Кстати, прочитал дискуссию на Авиабазе. Так никто не опровергает идею маршевого электрореактивного двигателя, даже наоборот. Там только в качестве источника энергии рассматривалась ядерная установка, что подрывает идею, т.к. ЯЭУ - это та же самая тепловая машина. И основным препятствием для такого варианта была названа даже не необходимость нести биозащиту, а трудности с отводом тепла.
Кстати, электростанции на ТЭ уже существуют. Пока, конечно, это все неэффективно, но я думаю, перспективы есть. Бабки в это дело сейчас идут большие (спасибо, хоть и сквозь зубы, зеленым, не люблю я их).

Интересно, кто-нибудь считал при какие значения мощности/веса/КПД делают вариант возможным?

Дмитрий
От NV
К dys (31.03.2001 00:55:51)
Дата 01.04.2001 17:14:57

В этом деле на КПД



>>Ну если приделать к этому ТЭ электрореактивный движок, то что-то работающее получится. Но пока ТЭ тяжеловат, а тяга маловата для того, чтобы это совершило революцию в космических перелетах.
>
>Ну проблемы, я так понимаю, технологические. А теоретические ограничения полезной работы для тепловых машин (каковым является, например, любой ЖРД, значительно строже.

можно особого внимания не обращать. Тут дело просто В ЭНЕРГЕТИКЕ. В ЗАПАСЕ ЭНЕРГИИ.

Я вспоминаю какой прогресс за 10 лет проделали технологии хранения данных. Причем процесс увеличения плотности хранения развивался экспоненциально. Так что я все же считаю быстрый выход на цифры КПД и весовой эффективности, достаточные для сабжа, вполне вероятным сценарием (хотя гарантию дает только страховой полис :)).

До начала 80-х прогресс был. С тех пор воз стоит практически на месте.

>>Для стартов с Земли это вообще утопия. Если интересно, на космическом форуме Авиабазы эта и др.альтернативы долго и предметно обсуждалось.
>
>Кстати, прочитал дискуссию на Авиабазе. Так никто не опровергает идею маршевого электрореактивного двигателя, даже наоборот. Там только в качестве источника энергии рассматривалась ядерная установка, что подрывает идею, т.к. ЯЭУ - это та же самая тепловая машина. И основным препятствием для такого варианта была названа даже не необходимость нести биозащиту, а трудности с отводом тепла.

Вот про энергетику. Тут можно наплевать на массу защиты, на КПД, но зато энергии в 1 грамме урана, сами знаете, сколько :-) Вот он выигрыш в массе, нам химическое топливо возить не недо ! 10 процентов КПД ядерного реактора забьют даже 100 процентов топливного элемента. Одна незадача - есть необходимое условие взлета ракеты с Земли - тяга двигателя должна превышать вес ракеты :) а ЭРД большой тяги нет в природе.

>Кстати, электростанции на ТЭ уже существуют. Пока, конечно, это все неэффективно, но я думаю, перспективы есть. Бабки в это дело сейчас идут большие (спасибо, хоть и сквозь зубы, зеленым, не люблю я их).

Меньше всего прогресс в этом деле связан с зелеными. Тем более что в результате реакций в топливном элкементе выделяются те же продукты, как и при простом сгорании (конечно, есть всякие окислы азота и др. при высокотемпературных процессах в ДВС, но с этим успешно и давно справляются каталитические нейтрализаторы).

Вот другое дело, что в топливном элементе происходит обратимый процесс. Поэтому на него ограничение уцикла Карно не действует. Да и ЯЭУ не обязательно должна быть тепловой машиной. Вот например самая первая в истори запатентованная система - атомная батарея. Или термоэмиссионная установка.

>Интересно, кто-нибудь считал при какие значения мощности/веса/КПД делают вариант возможным?

Такие работы проводил ЦИАМ

>Дмитрий

Виталий
От dys
К NV (01.04.2001 17:14:57)
Дата 01.04.2001 20:24:46

Re: В этом...

>можно особого внимания не обращать. Тут дело просто В ЭНЕРГЕТИКЕ. В ЗАПАСЕ ЭНЕРГИИ.

Ну рассуждая теоретически, это та же самая химическая потенциальная энергия, что и при обычном горении. И процесс ХИМ. ЭНЕРГИЯ => ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ => КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА, насколько я понимаю, имеет бОльший КПД, чем традиционный ХИМ. ЭНЕРГИЯ => ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ СЖАТОГО И ГОРЯЧЕГО ГАЗА => КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА (ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ). Поправьте меня, если я ошибаюсь. Теоретическое препятствие, если оно есть, может быть связано не с энергией, а с МОЩНОСТЬЮ. Т.е. за бесконечное время мы даже и на нынешних ТЭ высвободим энергию больше, чем в тепловой машине, но нам нужно сразу ;).

>До начала 80-х прогресс был. С тех пор воз стоит практически на месте.

Странно, но именно сейчас появляются коммерческие образцы автомобилей на ТЭ, к 2005 г. обещают, что они начнут вытеснять ДВС, т.е. будут эффективнее. Реклама рекламой, но какие-то основания для таких заявлений быть должны.

> ЭРД большой тяги нет в природе.

Так может быть дело здесь не в принципиальной невозможности, а в том, что до сих пор просто не было источника электроэнергии достаточно мощного, чтобы запитать ЭРД большой тяги. Появится возможность - ее реализуют, а про принципиальные ограничения я опять же не слыхал (может, Вы знаете?).

>Меньше всего прогресс в этом деле связан с зелеными.

Ну это радует.

>Да и ЯЭУ не обязательно должна быть тепловой машиной. Вот например самая первая в истори запатентованная система - атомная батарея. Или термоэмиссионная установка.

Очень интересно. Не расскажете ли чуть-чуть подробнее? Что, ядерный распад непосредственно генерит электричество?

>Виталий

Дмитрий
От Bigfoot
К Waldi (29.03.2001 11:16:20)
Дата 29.03.2001 12:12:31

А смысл-то? (+)

>Ну если приделать к этому ТЭ электрореактивный движок, то что-то работающее получится.

И какой КПД получится? Сименс тут пяткой себя в грудь избила, мол, до 85% у них доходит, но это ж с утилизацией всего на свете!

> Но пока ТЭ тяжеловат, а тяга маловата для того, чтобы это совершило революцию в космических перелетах.

Не то слово! Я давеча стек в руках держал полуторакиловаттный, нехило так весит!

>Для стартов с Земли это вообще утопия. Если интересно, на космическом форуме Авиабазы эта и др.альтернативы долго и предметно обсуждалось.

Гляну как-нибудь, thanx
Йети
От reinis
К dys (29.03.2001 02:46:22)
Дата 29.03.2001 10:36:40

Re: Маршевые реактивные...

A кaк вы прeдстaвлaeтe сeбe рeaктивний двигaтeль нa TE?