proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2024 год
  Агентство  ПРоАтом. 28 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[19/01/2024]      «Реактивный двигатель Виноградова» для межпланетных полетов. Окончание

Андрей Виноградов, к.т.н., гл. конструктор проектов 

Скорость электронов в конце разгона перед сеткой 1 вычислим по следующей формуле:Vx = v0 * t + ae * t2 / 2, где v0 - начальная скорость электрона с катода (с накопительной пластины), примем v0 = 0; t = t0 - текущее время с момента включения напряжения ускорения Uус = U1= 1200 В. В нашем случае t0 это длительность высоковольтного положительной полярности импульса ускорителя, за которое электрон пролетит от катода (накопительной пластины) до сетки 1. 



Вычисляем t0 через пройденный путь S движения электрона с постоянным ускорением ae по формуле, в общем случае, решая квадратное уравнение: 

S = v0*t0 + ae*t02/2  , подставляя S = D0, v0 = 0 вычисляем t0 = корень из 2*S/ae , см. строку №30 Табл. 1. Получили время пролета участка D0 за 4,87E-09 сек. А скорость, которую приобрели электроны  2,05E+07 (2,05*107) м/с, см. строка 47 Табл.1. Скорость электронов получилась меньше, чем их скорость в вакууме.

По третьему закону Ньютона при взаимодействии двигателя с выбрасываемой им струёй электронов, имеющих массу m, со скоростью u, последняя действует на двигатель ракеты в противоположную сторону с силой F = – F ', то есть F = m*u  Её называют реактивной силой [18]. Но даже при такой скорости, которую мы получили, реактивная сила F от пучка электронов на пластине в количестве  1,26E+28 шт. и массой 1,15E-02  кг, см. строка 46 Табл.1, будет составлять F =  2,35E+05  Н, т.е. 235 кН, см. строки 48-49 Табл.1. Этот расчет был сделан для накопительной пластины с размерами:  длина 0,5 м ширина 0,2 м.

Электропитание ускорителя предполагается от генератора с частотой 400 Гц. Следовательно, используя только положительный импульс напряжения для разгона электронов, мы будем получать вылет пачки электронов 400 раз в каждую секунду времени работы реактивного электронного двигателя. В пересчете на всё количество электронов, которое может собирать на себе сфера, а это равно 6, 3176E+30 шт. и их масса составляет 5,76E+00 кг, реактивная сила у КА составит:

Fка =  5,76 * 2,05 *107 = 11,81 *107 Ньютон. Этого уже достаточно, я полагаю, для полетов в космосе на большие дистанции. Многосеточный ускоритель не потребуется. Это конечно оценка по максимуму, на самом деле реактивная сила может быть и меньше, раза в два-четыре, например, поскольку нет экспериментальных данных о том, сколько электронов, и каким способом их можно изымать из пространства вокруг КА.

Чтобы электроны не мешались друг другу, не тормозили разгон, их выбрасывать из ускорителя надо пачками - 400 раз в секунду, а не постоянно, как делают на наземных ускорителях частиц. Двигатели располагаются на цилиндрической поверхности хвостовой части КА равномерно с зазором между собой.

Вычисляем сначала Uус и максимальную силу тока потока электронов, а затем тягу. Причем, значение ед. измерения Кулон в системе СИ привязана к значению тока, а не наоборот. 1 Кулон = 1 Ампер * 1 секунду. А значение Ампера определяется как такой ток, при котором два параллельных проводника ... притягиваются с силой 2*10-7 Ньютона.

 

Определим, хватит ли мощности 1,4 МВт эл. для достижения рассчитанной скорости разгона электронов

Как видим, электрическое поле всегда оказывает влияние на скорость электрона и его кинетическую энергию, увеличивая или уменьшая их значение. То есть, электрон и электрополе постоянно обмениваются энергией, между ними всегда присутствует энергетическое взаимодействие, даже в условиях космоса.     

Для расчета потребной электрической мощности можно применить оценку сеточного тока, как в вакуумной лампе - триоде, или оценить прирост кинет энергии ускоряемой частицы в единицу времени, которая будет равна мощности при 100% к.п.д. системы.

Однако проще в первом приближении можно воспользоваться чужой оценкой [31], необходимой электрической мощности, порядка 4 кВт на несколько сотен миллиньютонов (200-300 мН) тяги [31]. 1,4 МВт электрической мощности атомного электрогенератора  хватит для создания = 1400 кВт  /4 кВт = 350*(200-300) = 70000 - 105000 мН = 70-105 Н. Чтобы получить такую реактивную силу можно уменьшить напряжение разгона 1200 В, которое мы заложили в первичном расчете, или само собой получится из-за уменьшения количества электронов собираемых из космоса на сферу. Конечно можно использовать и два атомных электрогенератора.

В данной статье представлена идея, а конструктивные и технические решения «Реактивный двигатель Виноградова» для межпланетных полетов и обликовый проект космического аппарата с расположением основных узлов пока не рассматривался.

 

О планах полета ТЭМ «Зевс» и создания ИД

Анонсированное в 2023 году сотрудничество с Китаем [19] также вызывает ряд вопросов. Во-первых, Китай к этому году вполне возможно осилит создание собственного ядерного буксира, а такие работы в Поднебесной активно ведутся. А, кроме того, есть ли уверенность в том, что сроки с 2030-го не переедут куда-то еще?

Но самое главное с инженерной точки зрения то, что:

1. Атомный реактор НИКИЭТа, гл. конструктором которого был г-н Драгунов. Для охлаждения ядерного реактора в космосе придумали капельный холодильник-излучатель, что является абсолютным бредом. В открытом космосе любая жидкость мгновенно испарится. Видимо за эту штуковину и дали звание академика Драгунову.

2. Конструкция атомного электрогенерирующего блока, которую показал от «Центра Келдыша» г-н Коротеев (Anatoly S. Koroteev) в докладе «Study of Operation of Power and Propulsion System based on Closed Brayton Cycle Power Conversion Unit and Electric Propulsion»  IEPC-2019-A187; Presented at the 36th International Electric Propulsion Conference University of ViennaVienna, Austria September 15-20, 2019 [24], это вообще не космическая установка, а наземная мини-АЭС громадной массы, см. рис. 6 - блок схема.

Рис. 6. Блок схема [24].

Для студентов, будущих конструкторов атомной техники, это яркий пример того, что нельзя проектировать новое, что для космоса, что для подводных лодок, исходя из устройства земных атомных установок, опираясь на принцип референтности. Получается бред.

3. Риск радиационного заражения при отправке топлива и реактора практически равен нулю, так как уран имеет небольшую радиоактивность. Это тоже очередной блеф, поскольку уран, который уже участвовал в цепной реакции деления в активной зоне, имеет очень большую радиоактивность. Достаточно только раз запустить реактор.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. O чем обязан знать сегодняшний студент, завтрашний инженер

Николай Антонович Доллежаль, когда я учился в МВТУ им. Баумана, руководил кафедрой по моей специальности - «инженер-механик Физико-энергетических установок», и всегда повторял, что первым, кто встречается с отсутствием расчетных формул и данных о новых явлениях и процессах в разрабатываемой атомной технике, это конструктор. Доктор Доллежаль был талантливым конструктором от Бога, и начал свою конструкторскую деятельность ещё смолоду на Коломенском паровозном заводе. Он конструировал то, чего ещё не было в природе. Например, заменить на АЭС горизонтальный парогенератор от ВВЭР на вертикальный парогенератор большого ума не требуется. Сделать «горшок» на 1-ым контуром ВВЭР, т.н. контайнмент, тоже нет сложности, кроме как удорожания АЭС, но не устранения самой причины возможного расплавления активной зоны из-за фазового перехода вода - пар.

Конструктор задает направление научных исследований, чтобы получали экспериментальные данные и формулы для расчетов для новых установок, а не просто тратили деньги на каких-либо т.н. фундаментальные  исследования. Конструктор является главным и ведущим специалистом в отрасли, а не как сегодня проповедуют в руководстве страны, что управленец главный, т.е. менеджер (с высокой зарплатой), в организации деятельности НИИ и КБ. Это чушь. Дошло до того, что бухгалтер определяет какие работы надо выполнять в НИИ и КБ. Менеджер не обладает творческой мыслью, он может только «переставлять кровати», организовывать  рабочие места «карандаши слева, ручки справа на столе» (на смех курам), и т.п., чем сегодня и занимаются в кадрах атомпрома. Менеджеров так учили, и учат до сих пор, они не знают ни физики, ни термодинамики, ни математики, ни разработки программ для расчетов. Дебилизм их управления заключается не в вере физике, химии, и всем техническим наукам, а в вере экспертам, на которых они ссылаются, а если что-либо не срастется, то виноват эксперт, а не он сам. Этому приёму усидеть в дорогом кресле управленца в капиталистической системе уже как минимум пятьсот лет. Именно это является причиной «топтания на месте», нет принципиально новых научных идей и технических решений в НИИ и КБ отрасли. Менеджеры ввели даже примитивный способ (критерий) оценки надежности (работоспособности) нового оборудования -  т.н. «референтность». В новом изделии не должно быть нового больше 10%, тогда якобы оно будет работать. С таким подходом, уж точно в России ничего принципиально нового не получат, и не создадут. Пример АЭС с реактором ВВЭР. Тупо увеличивают мощность, а экономической эффективности нет, один только долгострой, сроят здания, и делают пустые траты из бюджета страны.  Работают слова фашиста Гебельса: - «Ложь, повторенная 1000 раз, становится правдой». Менеджеры и их подельники 1000 раз кричат на каждой конференции, семинаре и в СМИ, что ВВЭР это самый надежный и выгодный реактор, но на самом деле тариф на электроэнергию дорожает, с каждым пуском энергоблока АЭС, и реактор не окупается, да и вообще есть вероятность того, что он расплавится как реакторы АЭС Фукусима в Японии. К сожалению, либеральная политика привела Россию к тому, что: - «На всех ключевых постах в стране сидят неучи. В такой ситуации ни о каком развитии России не может быть и речи» - сказал Академик РАН Роберт Нигматулин [25,26,27]. По мнению учёного, сегодня нужны в первую очередь инженеры и специалисты технических специальностей, а не юристы и менеджеры. Нигматулин - прав, наукой должны руководить ученые, а не "эффективные менеджеры". Роберт Нигматулин: - «Период вежливого выслушивания закончился». https://ria.ru/20170805/1499707047.html

Молодые инженеры должны сами определять нужность выполнения тех или иных проектов исходя из выгоды России, а не на основе зарубежных «подсказок». А для этого уже студентом надо готовиться, углублять свои знания, и смолоду отличать блеф от истины. Блеф - Киотский протокол, СО2, потепление, озоновые дыры и т.д.

Представленная в данной статье идея реактивного двигателя на электронах, конечно, содержит много белых пятен в научных знаниях. В частности, для вычисления реактивной силы, очень важен вопрос - «...что масса тела растёт с ростом его скорости или импульса, вводят в заблуждение школьных преподавателей и их учеников» [30]. «Большинство крупных физиков были против релятивистской массы (Ландау, Лившиц Теория поля 1973 г.) ... Инвариантная масса покоя имеет бесспорные преимущества, а релятивистская масса, ничего не прибавляя по существу, служит источником многих недоразумений» [30], http://www.twirpx.com/file/305036/РЕ

А может быть в космосе при больших скоростях все же буде увеличение массы? Понять физику без учёта непотенциальных взаимодействий -- всё равно, что понять стереометрию без учёта 3-го измерения, социум без учёта наличия разума и интересов людей, полёт птиц без учёта крыльев [30].

Нужны эксперименты и аналитические изыскания. Только молодые студенты и аспиранты могут заинтересоваться и сделать, хотя бы, аванпроект с более детальными расчетами и конструкцией двигателя для КА. Я считаю эту работу нужной, не смотря на то, что и на земле вопросов по атомной энергетике хватает. В частности вопросов перехода на новую парадигму - электрогенерацию атомными микро-АЭС в Африке с применением «Жаркой ядерной батарейки» [29], к которой китайцы проявили интерес разработки и создания в рамках своего проекта «Шёлковый путь».

Что касается учебного пособия, то я сообщаю следующее. Вы можете заказать книгу в твердом переплете или в электронном виде на флешке, если обратитесь в произвольной форме по адресу электронной почты chinocean@yandex.com Вам вышлют заказной лист для пересылки книги или флешки по почте России с центрального почтамта г. Шатура, 140700.

 

ССЫЛКИ:

1. Двигателям спутников не понадобится топливо _ МАГнит - все о науке и технологиях _ Дзен.pdf

2. Ученые из России изобрели уникальный двигатель для космических ракет — топливо не нужно _ ICHIP.RU _ Дзен.pdf

3. Квантовый двигатель. Ни много, ни мало... _ InGenium _ Дзен.pdf

4. Перспективные космические технологии, которые могут появиться в ближайшие 30 лет _ Физика для гуманитариев _ Дзен.pdf

5. Разрабатывается новый тип ракетного двигателя на осколках деления в аэрогеле. Неужели ядерные ракетные двигатели устареют,_ _ Science & Future _ Дзен.pdf

6. Свидетельства возмущения электрического поля в верхних слоях ионосферы, коррелирующего с гамма-всплеском _ Nature Communications.pdf

7. Танака, Ю. и др. Первое обнаружение коротких повторяющихся вспышек на очень

низкой частоте с помощью магнетара sgr j1550- 5418.    , L24 (2010).

8. Движение электрона в электрическом поле, скорость и ускорение электрона.pdf

9. Космический аппарат _Вояджер_ Обнаружил увеличение плотности космического пространства за пределами Солнечной системы _ ScienceAlert.pdf

10. Космос за пределами Солнечной системы оказался плотнее ожидаемого.pdf

11. Наблюдения радиального градиента плотности в Очень Локальной межзвездной среде с помощью _Вояджера-2_ - IOPscience.pdf

12. Радиационные условия на орбитах космических аппаратов _ Контент-платформа Pandia.ru.pdf

13. Электрон, виды, свойства и применение.pdf

14. Радиационная электризация космических аппаратов. Реферат .TPU211109.pdf

15. Электрон Использование — Википедия.pdf

16. Fundamentalnye-fizicheskie-postoyannye.pdf

17. Н.И. Кошкин, Е.Н. Василькова. Элементарная физика. Справочник / - М.: АО «СТОЛЕТИЕ», 1996 - 304 с. Илл.

18. Основы реактивного движения.pdf

19. Ядерный буксир _Зевс_. Перспективы и сроки на 2023 год _ SpaceForYou _ Дзен.pdf

20. Космический ядерный буксир «Зевс» — российский громовержец _ ТехноИнфо _ Яндекс Дзен.pdf

21. В России успешно испытан ионный двигатель ИД-200 КР - ПолитЭксперт.pdf

22. Центр Келдыша. Испытания нового ионного двигателя ИД-200 КР - Новости - Госкорпорация «Роскосмос».pdf

23.  В России завершили разработку плазменного двигателя большой мощности _ Сделано у нас _ Дзен.pdf

24. Как работает ионный двигатель и где он применяется _ Нанотехнологии Nanonewsnet.pdf

25. A-187-Paper-List-1 Схема ядер сил устан из доклада Коротеева КЕЛДЫШ.pdf

26. Менеджеры во главе науки подрывают технологический суверенитет России - Аргументы Недели. pdf

27. Роберт Нигматулин_ «Мы должны говорить правду» — КПРФ Москва. pdf

28. Как обустроить экономику и власть России_ анализ инженера и математика. Роберт Нигматулин. pdf

29. PRoAtom - «Жаркая ядерная батарейка» - мини-АЭС для жаркого климата.pdf

http://proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=10698

30. Почему эйнштейновцы не любят эйнштейн-лоренцевскую динамическую массу_ _ Виктор Рязанцев _ Дзен.pdf

31. Эффект Холла — качеств картина Википедия.pdf

32. «Ждите роковой февраль»_ эксперт предрёк судьбоносное заявление Путина _ ПРО ВЛАСТЬ _ Дзен.pdf

33. Схватка в высоких кабинетах_ Мишустин из последних сил сдерживает предателей во власти _ Царьград _ Дзен.pdf

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Альтернативные источники энергии
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Альтернативные источники энергии:
Возможности струйных технологий в энергетике

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 0 Комментарии
Спасибо за проявленный интерес





Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.05 секунды
Рейтинг@Mail.ru