|
Навигация |
|
|
|
Журнал |
|
|
|
Атомные Блоги |
|
|
|
PRo IT |
|
|
|
Подписка |
|
|
|
Задать вопрос |
|
|
|
Наши партнеры |
|
|
|
PRo-движение |
|
|
|
PRo Погоду |
|
|
|
Сотрудничество |
|
|
|
Время и Судьбы |
|
|
| |
Re: Дежурный по сайту (Всего: 0) от на 29/04/2020
Каков порядок мощности насосов требуется для подачи 10 килограмм в секунду водорода в реактор?
Плотность жидкого водорода 70 килограмм на кубометр, 10 кг занимают объём 0,143 кубометра. Произведение P*V равняется 1,43 МДж и 2,86 МДж для давлений водорода в ЯРД соответственно 100 и 200 атмосфер.
Водород должен подаваться в течение длительности топливной кампании 5 суток электродвигателем мощностью соответственно 1,5 и 3 МВт. Наиболее прост вариант, если космический аппарат будет иметь литиевый аккумулятор заряжаемый от солнечных батарей. Запас энергии на 5 суток топливной кампании хотя и весьма велик, находится в осуществимом диапазоне учитывая одновременную работу солнечных батарей.
Учитывая мощность солнечных батарей действующей МКС 110 кВт, они успели бы повторно в космосе зарядить аккумулятор как раз к моменту подлёта к Марсу, когда понадобится включать следующий двигатель для выхода на его орбиту.
ЯРД первое время будут одноразовые: после длительной работы на номинальной мощности, остаточное энерговыделение альфа- и бета-распадов расплавит выключенный двигатель если его не охлаждать. В этой связи, желательно чтобы за время кампании выгорало по реакции деления не менее 20% загруженного плутония.
Для полёта на Марс требуются 3 включения: разгон у Земли, остановка на орбите Марса, обратный разгон к Земле. Поскольку ЯРД допускает одноразовое включение, требуются 3 ЯРД каждый со своим баком водорода. В соответствии с формулой Циолковского, массы баков водорода разные т.к. неодинаковы текущие массы аппарата и требующиеся приращения скорости; ЯРД в каждом разгоном блоке может быть одинаковый, серийный.
При успехе в деле компактификации ЯРД, особенно в контексте минимизации критической загрузки плутония в расчёте на двигатель, можно оснастить марсианский аппарат 7 ЯРД со своим цилиндрическим баком водорода каждый: 4 штуки работающие по очереди при старте с околоземной орбиты; одна штука для торможения на орбиту Марса, один для обратного старта к Земле и 1 запасной.
Ориентировочно, если каждый бак водорода массой 1000 тонн, диаметром 15 и длиной 80 метров, в ЯРД должен будет разделиться 1 кг плутония что при выгорании 20% позволяет иметь начальную загрузку 5 килограмм. При большей загрузке потребуется увеличить масштаб водородного бака для каждого ЯРД и увеличить перевозимую на Марс за 1 раз массу чтобы сохранить эффективность.
Ориентировочно, при загрузке 250 грамм Pu239 на тонну графита, получается 20 тонн графита объёмом 12 м3. Цилиндр диаметром 2,8 и длиной 4 метра при резервировании половины объёма на каналы для водорода и поглощающую решётку содержащую карбиды тантала и гафния. Следующим шагом нужно рассчитать: позволят ли такие габариты достичь критичности. - Дежурный по сайту.
|
|
|