Comments 47
Firefly Alpha не застопорилась и двигатель там обычный
Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон
Может привести к одной размерности, а то 6,77 и 2 не выглядит слишком печально
Например, F1, настоящий монстр, поднимавший в небо лунную ракету Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон. И он считается мощным двигателем. Ситуация складывается печальная. Можно ли как то улучшить ситуацию, сделать двигатели мощнее, экономичнее?F1 был продуктом лунной гонки, когда было не до эффективности, лишь бы успеть. И он был потому переразмеренным с очень нестабильным сгоранием, отчего на полной теоретической тяге никогда и не использовался.
Эти «всего» уж очень похожи верхоглядством на «анализ» нелетальщиков.
Дальше. Пробросив тему плагиата (при том, что это ой, как нехорошо)…
Чтобы обсуждать ракетные и вообще реактивные двигатели, нужно понять азы термодинамики или хотя бы банальное «потери нелинейны». Короче говоря, наиболее эффективна реактивная струя, отбрасываемая со скоростью полёта.
Именно потому у вертолётов огромные винты, у самолётов со скоростями до 600 лучше работают винтовые двигатели, потом — вентиляторы (ТРДД), за М1.5 уже лучше просто ТРД, за М3 — прямоточные… и на гиперзвуке наступает очередь как раз клиновидного сопла.
Чтобы получить струю нужной гиперзвуковой скорости — нужно дать струе расшириться. То есть сделать о-о-очень большое сопло. А это нереально на таких скоростях.
Потому бывает выгодно сделать неполное сопло, потерять часть тяги, но зато и сделать расширение и, значит, скорость струи больше. Для гиперзвука самое то. Правильно сформированные скачки давления (aka ударные волны) заменяют и компрессор, и недостающую часть сопла. В результате скорость струи, и, значит, эффективность двигателя растёт.
Более того, при правильно построенной системе скачков эффективно получается работать на разных скоростях, чего довольно сложно добиться чисто механическими способами.
Похожая на это идея работает в DSI-воздухозаборниках.
И это одно полностью нафиг сводит весь прирост эффективности на нет. А там же ещё проблемы с «точной настройкой» струи (чтоб не срывалась и т.п.) и много-много других.
Так что если «классический» двигатель либо хорош в космосе, либо у поверхности, то клиновидный получается одинаково плох везде.
(И почему это пишу я в комментариях, а не автор в статье?)
Так что если «классический» двигатель либо хорош в космосе, либо у поверхности, то клиновидный получается одинаково плох везде.Надо признать, что это технические, то есть решаемые, сложности, а клиновидный двигатель решает сложности теоретические, неустранимые. Так что очень может быть, что ещё залетают (или уже полетели, только об этом не рассказывают).
(И почему это пишу я в комментариях, а не автор в статье?):-D
Вы правда считаете, что большой конус весит меньше, чем маленький?
Короче говоря, наиболее эффективна реактивная струя, отбрасываемая со скоростью полёта
Ионным и прочим плазменным двигателям сейчас было обидно :)
Кроме закона сохранения импульса есть закон сохранения энергии. Её запас тоже конечен и ограничен удельной энергией реакции окислителя и восстановителя, и их массой. И как раз с точки зрения оптимизации затраченной энергии выгоднее всего разгонять ракету, а не воздух позади ракеты.
Ионные и прочие плазменные двигатели - это двигатели, оптимизированные по расходу рабочего тела. При этом для создания тяги порядка десятков - сотен миллиньютон они потребляют мощность порядка единиц-десятков киловатт. И мало того, что эту мощность нужно где-то сгенерировать, так еще и тепло отвести нужно.
Другое дело, что как раз энергии завались, но нужно экономить рабочее тело. В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель не в самом эффективном режиме.
Ну и остаётся вопрос — относительно чего движение. Относительно того же, относительно чего корабль должен заданной скорости достичь.
В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель не в самом эффективном режиме.А так:
В этом случае _технически_ выгоднее использовать двигатель в самом эффективном режиме с точки зрения расхода топлива.
Ионные и прочие плазменные двигатели - это двигатели, оптимизированные по расходу рабочего тела.
Нет, двигатель, оптимизированный по расходу рабочего тела это фотонный.
В таком случае по затратам энергии оптимизирован вечный двигатель. Это я к тому, что фотонный двигатель на текущем этапе развития техники примерно настолько же реален.
Фотонный двигатель 100% реален на текущем уровне техники.
Обычный фонарик это уже фотонный двигатель.
Проблема в том, что этот двигатель оптимизирован по расходу рабочего тела, но не оптимизирован по расходу энергии.
Химические наоборот.
А ионные\плазменные как рас компромис. Который оптимизирован и по расходу рабочего тела и энергии.
С этой точки зрения и велосипед - это средство замедления времени.
Обычный фонарик - это фотонный двигатель, который не может использоваться как двигатель. Обычный велосипед - это средство замедления времени, которое не может использоваться для замедления времени.
Я почти уверен, что с помощью велосипеда и точных измерительных приборов можно зафиксировать замедление времени и тем самым получить очередное доказательство ОТО. Так что велосипед может быть использован как средство замедления времени. Ну а то, что замедляет слабо, так он и не оптимизирован по величине замедления времени. Зато оптимизирован по стоимости.
Фотонные двигатели не используют не потому, что движитель хреновый, а потому, что источника энергии подходящего нет.
Да, формально вы правы. Но все же был контекст, в котором речь шла про серийные двигатели, прототипы, их инженерные и экономические преимущества и недостатки. Другими словами, обсуждались варианты практического применения двигателей в настоящем времени и обозримом будущем. И я с вами спорю в этом контексте, фундаментальные физические законы не подвергаю сомнению :)
Насколько я знаю в космос летают ионные двигатели со скоростью истечения рабочего тела порядка 30км/с.
При этом есть опытные образцы выдающие до 100км/с.
И насколько я знаю их не используют именно из-за того, что нет подходящего источника энергии.
Если бы ионники оптимизировались по расходу рабочего тела, а не по разным параметрам, то летали бы ионники с 100км/с истечением.
Если изобретают более лёгкие/эффективные солн. панели/РИТЕГ/реактор/экономный двигатель, то и баланс смещается.
Согласен, и химические, и ионные двигатели - это компромиссы по разным параметрам, но с разными приоритетами параметров. С фотонными ситуация принципиально иная: существующие фонарики не способны выполнять функцию двигателя на практике, а те, которые гипотетически способны - вопрос весьма далекого будущего.
И вот у инженеров стоит вопрос: а поставить ионный двигатель или химический? А если ионный, то с большей или меньшей скоростью истечения? И фонарик как двигатель не рассматривается, потому что на практике это не двигатель. А фотонный двигатель, который на практике двигатель, не рассматривается, потому что его не существует.
Ионным и прочим плазменным двигателям сейчас было обидноименно потому при атмосферных скоростях полёта им делать вообще нечего.
Во-вторых, потому что давления в этой струе настолько малы, что в атмосфере оно просто не заработает.
В-третьих, в атмосферных полётах рабочего тела aka воздух хоть отбавляй, проблема именно в источнике энергии. А весь смысл ионного/плазменного двигателя именно в экономии рабочего тела.
Во вторых ионолёты вполне себе летают в атмосфере.
В третьих, я и написал что если. В ионном двигателе и сам воздух будет рабочим телом, при подходящей/адаптивной конструкции.
Так чем выше скорость струи, тем эффективнее двигатель.по рабочему телу — да, по затратам энергии — нет.
ионолёты вполне себе летают в атмосферелабораторно — почему бы и нет, особенно, если это не ионный двигатель? Затратив 900Вт электрической мощности, получили движитель мощностью 2Вт можно. То была прекрасная демонстрация эффектов взаимодействия электронов с нейтральными молекулами, так что получилась очень медленная струя с недостижимой для ионных двигателей тягой. Но увы, это будет работать только на очень низких скоростях, получилось нечто обратное ионному.
Если бы использовалось более общее название, например, «электрический двигатель»… хотя, чёрт, этот термин уже занят.
И ещё: тяговые способности показанного строго ограничены уровнем естественной ионизации (они её используют). Это даёт и экономичность относительно ионных двигателей, и это же строго задаёт масштаб применения.
В ионном двигателе и сам воздух будет рабочим телом, при подходящей/адаптивной конструкции.Расход энергии на ионизацию воздуха лишил бы это смысла, даже если бы вдруг был смысл разгонять струю электростатикой или мгд-эффектом.
Собственно, неудачи с попытками построить практические МГД-генераторы хорошо иллюстрируют проблему. Лабораторно — пожалуйста, хоть в школе.
Для подходящего источника энергии самым эффективным дозвуковым двигателем будет вентиляторный с приводом от электромотора, а сверзвуковым - электродуговой (да, есть и такие). Ионник даст хуже тягу и что хуже всего будет тупо перегреваться на большой мощности. Вообще с этим "подходящим источником энергии" охлаждение будет основной (де факто нерешаемой) бедой.
Обычное сопло тоже плавится, его топливом охлаждают. С клином в теории тоже можно так же поступить, его совсем уж острым необязательно делать, главное, чтобы рубашка гофрированная в нем поместилась.
P.S.: промахнулся веткой
Может имеет смысл сделать кончик клина испаряемым стержнем, который можно выдвигать/выдавливать по мере необходимости.
А как такой движок работает при старте, когда ещё нет достаточного потока набегающего воздуха?
А в космосе, где набегающего потока нет в принципе?
Что то для космических запусков выглядит не слишком перспективно.
Что то для космических запусков выглядит не слишком перспективно.зато для вундервафель…
В атмосфере не то, что на старте, даже на сверхзвуке толком не заработает. Да и не надо, на М=3 прекрасно чувствует себя прямоточник.
Клин — двигатель для гиперзвуковых скоростей.
А ему не надо, насколько я понимаю. Он будет стоять только на первой ступени.
И прикол клиновоздушника как раз в том, что это статическое давление задаёт форму факела как раз такую, которая оптимальна именно для этого давления.
> Например, F1, настоящий монстр, поднимавший в небо лунную ракету Сатурн V имел тягу 6,77 меганьютон, а самый современный Raptor от корабля Starship и ускорителя Super Heavy имеет тягу всего...2000 килоньютон.
Конечно тяга у F1 побольше будет, но... почему Вы сравниваете только тягу? Вон у истребителей 4++ и 5 поколения тяга двигателей плюс минус равна. Но это абсолютно разные двигатели, последние и весят меньше, и геометрически они меньше и топлива при той же тяги просят меньше а значит выше КПД, ну и не будем забывать про ресурс работы у них, он тоже различается достаточно ощутимо.
Переформулируя Эндрю Гроува, "Клиновоздушные ракетные двигатели — будущее ракетостроения, и так будет всегда".
Статья, хотя и содержит много правдивой информации, написана в жанре псевдонаучной манипуляции мнением. Например, нам говорят:
"двигатели RS-24 МТКК «Спейс шаттл» могут генерировать тягу со скоростью газовой струи 4525 м/с в вакууме и 3630 м/с на уровне моря. По сути двигатель работает "не на полную", куча драгоценного топлива, которое, кстати, составляет бОльшую часть массы ракеты, тратится впустую. Клиновоздушный реактивный двигатель решает эту проблему"
Что подразумевает фраза "решает эту проблему"? Мозг автоматически строит ассоциацию: "у клиновидного двигателя на уровне моря скорость истечения газа 4525 м/c". Конечно это заблуждение. Ну, тогда вопрос, какова же на уровне моря скорость истечения газа из клиновидного двигателя, работающего на том же топливе, что и двигатель шатла?
Далее, везде по ходу теста разбросаны утверждения: клиновидный двигатель эффективнее традиционного. Снова вопрос: на сколько процентов эффективнее, в каких условиях и какова методика сравнения?
Клиновоздушные ракетные двигатели — будущее ракетостроения