Российские ученые создали двигатель для кубсатов на 40%-ном растворе спирта


    Спутник SamSat-M размером в три юнита CubeSat, то есть 10×10×30 см

    Учёные Самарского национального исследовательского университета разработали новый маневровый космический двигатель для наноспутников массой менее 10 кг. Уникальный двигатель работает на смеси дистиллированной воды и этилового спирта (раствор 40%). Бак спутника рассчитан примерно на 450 граммов топлива.

    Перед поступлением в сопло Лаваля смесь испаряют с помощью электрического нагревателя, полученный газ (пар) нагревается до необходимой температуры тем же нагревателем.

    Двигатель создан для наноспутника SamSat-M российского производства. «Сейчас проходят испытания прототипа, одновременно с этим идёт проектирование экспериментального наноспутника для проведения лётно-конструкторских испытаний», — сообщили в пресс-службе университета.

    Наноспутник SamSat-M с двигательной установкой предназначен для отработки технологии маневрирования в составе группировки близколетящих космических аппаратов.

    В 2017 году разработана проектная документация SamSat-M, конструкторская документация, программы и методики испытаний. В 2018 году планируется изготовить наноспутник и провести необходимые работы для его подготовки к лётным испытаниям.

    Наноспутники с двигательными установками могут поддерживать заданную высоту полёта на низких орбитах, где велико влияние атмосферы; могут использоваться для сведения наноспутников с орбиты после завершения миссии; решать сложные задачи инспектирования, в том числе в рамках очистки околоземного космического пространства от космического мусора и спасения космонавтов во время внекорабельной деятельности, сообщается на сайте Центра наноспутниковых технологий Самарского национального исследовательского университета. Группировка наноспутников может изучать геофизические поля, термосферу и ионосферу Земли для прогнозирования стихийных бедствий, выявлять астероидную опасность и инспектировать состояние космических аппаратов в космосе.

    В пресс-службе особо подчеркнули безопасность и экологичность нового топлива для двигателей: «Малая молекулярная масса воды позволит получить высокие скорости истечения пара и, соответственно, высокую скорость маневрирования, а добавление спирта — порядка 40% смеси — предотвратит замерзание рабочего тела при низких температурах космоса».


    Спутник SamSat-M

    Максимальная масса полностью заправленной инновационной двигательной установки составляет 1,55 кг. Ожидаемый суммарный импульс скорости — не менее 80 м/с. Жидкое рабочее тело двигательной установки на водно-спиртовой смеси общей массой 450 грамм хранится в баке. Поскольку в полёте необходим быстрый нагрев рабочего тела, разработчики предложили дополнить энергосистему спутника накопителями на суперконденсаторах фирмы Maxwell. Это обеспечит выдачу необходимой высокой импульсной мощности на нагреватель. Такой подход впервые будет применён на космических аппаратах этого класса, сказано в сообщении пресс-службы.

    Если российское изобретение докажет свою эффективность, то такие двигатели можно применять для всех спутников CubeSat, а в последнее время эта платформа стала очень популярной для создания и запуска мини-спутников. Формат кубсат сделал широким распространение университетских спутников, хотя крупные компании вроде Boeing тоже проектируют спутники такого формата.

    Базовый размер кубсата (1U), составляет 10×10×10×см при весе не более 1,33 кг. Стандарт допускает объединение двух-трёх стандартных кубов в составе одного спутника (обозначаются 2U и 3U и имеют размер 10×10×20 или 10×10×30 см).

    Стоимость выведения кубсата не превышает нескольких десятков тысяч долларов. Обычно несколько штук или несколько десятков таких спутников (до семи десятков) выводится на орбиту посредством ракет-носителей или с борта пилотируемых и автоматических грузовых космических кораблей и орбитальных станций. Также для вывода кубсатов разрабатываются сверхмалые ракеты-носители.

    Теоретически, в таком формате на сверхмалых носителях свои спутники могут запускать в космос и коммерческие компании, университеты, школы и даже частные лица.
    Поддержать автора
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 176

      +47
      Этот заголовок должен был звучать так: «российские учёные создали двигатель на водке».
        –3
        Уверен, что на помойных агегаторах новостей так и назовут.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            +3
            Возможно. Мой мозг заголовок почему-то не зацепил, потом, как дошёл до «бак на 450 мл» такая вспышка: «Ба, да это же почти бутылка водки».
              +1
              Причём самая соль самый сок самая суть тут в слове «почти».
                +1
                честные 50 грамм — не выливать же!
                  +4
                  Отхлёбываются при монтаже и используются для протирки контактов тонким слоем.
                    0
                    Да кто же их протирает — только варвары!
                    Отхлебнул и нежно выдохнул на контакты.
                    Всё!
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                  +12
                  Видите, эти талантливые инженеры и тут всё продумали. Вы заправляете свой спутник, и у вас остаётся ещё рюмашка ему «на посошок»
              +4

              Что вы, они же учёные. Только на растворе спирта.

                +10
                Раствор коварен!
                  0
                  Тогда уж надо указать какого именно спирта, и в чем растворяли. Мало ли, может пропанол в диэтиловом эфире.
                    0
                    сухой спирт в селитре
                      +1
                      ГМТД не получится?
                        +1
                        главное чтобы не МДМА (запрещен в России)
                          0
                          Нет, не получится. Получится немного необычная ТОС.
                        0
                        Можно и фурфуриловый C4H3OCH2OH )))

                        Правда тогда не с водой, а анилином, и окислителем вместо кислорода азотную кислоту. По тяге даже выше (УИ 313), а температура ниже. Хотя конечно плотность в 2,5 раза подскочит. Зато понятно, какая доля «на обслуживание» заложена
                      +28
                      Теперь фраза «без поллитра не работает» обретает практический смысл :)

                      Если это не прикол, то интересно почему спирт, да и еще разбавленный.
                        0
                        Насколько я понял — двигатель работает от кипятильника, а спирт в воду добавлен чтобы не замерзала.
                          +1
                          Steampank
                            0
                            Ethanolpunk или vocatuspunk если взять латынь :)
                              +1
                              Тут больше половины воды в составе. Да к тому же пары спирта это тоже пар, просто не водяной, но тоже пар.

                              Так что самый что тут классический Space Steampunk!
                              0
                              Spirtpank
                              +2

                              Из статьи непонятно, почему спирт. 40% раствор спирта замерзает при -30Ц и сильно портит удельный импульс. При этом 23% раствор аммиака замерзает уже при -100Ц и УИ так сильно не портит. Внимание, вопрос, почему не аммиак? Автор, вы же разобрались в вопросе?

                                0

                                Отравление парами аммиака или отравление раствором спирта? Я за спирт.

                                  0

                                  Аммиаком довольно сложно отравиться, т.к. он имеет резкий запах. Нужно быть мазохистом. Кроме того, утечка 450 г нашатыря сможет отравить разве что в запертом толчке.

                                    0
                                    Как бы аммиак и нашатырь это сильно разные вещи. Нашатырь это сильно разбавленный раствор гидрата аммиака, из которого непосредственно сам аммиак выделяется в небольших количествах и к тому же довольно медленно.

                                    450г аммиака чистого содержится в примерно 10 литрах нашатыря, ну а по интенсивности воздействия испарений в возхухе — нужно как минимум несколько сотен литров — тонну его разлить, чтобы получить эффект как от утечки всего 450г чистого аммиака, который легко кипит в нормальных условиях и быстро весь превращается в пары.
                                      0
                                      Водный раствор аммиака — для указанной цели годится не хуже.
                                  0
                                  Потому, что вам никто не позволит использовать во второстепенной нагрузке ядовитые вещества, газы под давлением и т.д.
                                  Так бы просто стандартный термокаталитический двигатель на гидразине поставили, да и всё.
                                0
                                «без поллитра не полетит»
                                0
                                Спирт не только этиловый бывает, так что не факт…
                                  0
                                  Если журналисты не переврали, там используется смесь этилового спирта и дистиллированной воды. По идее, это особо чистая водка. :)
                                    +2

                                    Это какие же новые рекламные возможности открываются

                                      0
                                      Привыкание с 1го раза :-)
                                        +2
                                        Теперь начнут рекламировать особо чистое ракетное топливо в стеклянной таре?
                                          +4
                                          Теперь новая упаковка, водка «КУБ»: емкость в виде куба 10см стороной, заполненая 450г/478мл водки.
                                            +2
                                            более прозаически. Закажут стаю кубсатов с логотипом алкогольного бренда, выполняющие «нечто общественно полезное» (фотографирование мусорных островов в океане etc) + камеры. Надо же чем то бить прыжок из стратосферы под спонсорством энерготоника.
                                      0
                                      Топливо класса «Stoli»
                                        0
                                        Vodka-burner'ы теперь будут не только разрезать небо, но и бороздить орбиту.
                                          0

                                          Там вотка не горит, а просто нагревается

                                          +2
                                          Пришёл прочитать этот коммент.
                                            0
                                            Российские ученые создали машевый двигатель на водке и тормозной на пиве.
                                              +1
                                              Было бы более удивительно если бы этот двигатель создали не русские, а кто нибудь ещё.
                                              +11
                                              Горючее кончается.
                                              Лейте водку в баки, иначе не уйдем.
                                              — Водку сюда?
                                              — Сюда!
                                              Да ты что?
                                              Это же водка!
                                              — Лева!
                                              — Подожди.
                                              Она что у тебя, на водке работает?
                                              Она у меня работает на всем,
                                              что горит. Лейте!
                                              Лева! Лучше без водки на воле,
                                              чем с водкой в тюрьме!
                                              Да лейте вы!
                                              — Лева!
                                              — Чего «Лева»? Давай!
                                              Вот так…
                                              Пошла, родимая!
                                                +6
                                                не сдержался
                                                image
                                                  +3
                                                  тоже
                                                  image
                                                    +4
                                                    ну и я до кучи
                                                    image
                                                      –1
                                                      [offtop]Вот бы найти эти фильмы в HD. А то везде в DVD-качестве, а плёнки наверняка ведь есть, чтобы оцифровать.[/offtop]
                                                        0
                                                        А с пленки разве можно получить HD-качество?
                                                          +1
                                                          Конечно, зерно плёнки намного меньше, пиксели при разрешении SVGA и даже HD. Плёнка там нормальная была, Kodak, так что даже если не реставрировать, будет приятно посмотреть. А если заморочиться, можно с плёнки и больше вытянуть. И при этом, что забавно, вылазят косяки, которые до этого как-то не были заметны. Например, что какая-то сцена была снята не совсем в фокусе, и т.д.
                                                          Конечно, от плёнки тоже много зависит — из оригиналов плёнок с Гарольдом ллойдом и Черли Чаплином или советских фильмов 30-х годов мы качественный 4k не вытянем никак.
                                                            +1
                                                            Причем при некоторых условиях качество даже выше 4к. Не нашел к сожалению нужную запись на ютубе, но меня поразило качество.
                                                            +1
                                                            1962 год если что, кажется эта запись есть и в 4K, не нашёл на ютубе: www.youtube.com/watch?v=sCv-dIFGcd0&t=314s
                                                          +1
                                                          Так же ж за 80 лет до этого...
                                                            0
                                                            Не, не, не тут же на шипучке — крепость не та, да и принцип действия другой.
                                                      +1

                                                      тогда и я


                                                      Виски! Она это любит. На пол-узла скорости прибавится!

                                                      image


                                                      "Убрать перископ!"

                                                        +2
                                                        — Витёк, пятнадцатая коробка.
                                                        — Лей! Хорошо идем.
                                                        — Есть.
                                                        — Никогда так не шла.
                                                        — Хотел бы я в глаза взглянуть тому конструктору, который этот двигатель придумал.
                                                        — Не говори.
                                                        0
                                                        только вот попахивает звиздежом. особенно фраза
                                                        а добавление спирта — порядка 40% смеси — предотвратит замерзание рабочего тела при низких температурах космоса».

                                                        для справки, фактические температуры объектов стратосферы сильно ниже -40С, при которых замерзает водка, несмотря на высокую температуру ионов.
                                                          +1
                                                          habr.com/post/217775
                                                          Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С
                                                            +3
                                                            Контрольный вопрос: температура чего?
                                                            +1
                                                            Прошел по ссылке и нашел там это:
                                                            Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С

                                                            Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.

                                                            Некоторые факты такие факты… :)
                                                              +1
                                                              тогда уж «равновесная температура АЧТ»
                                                                0
                                                                АЧТ повернутого к солнцу одной стороной или как-то вращающегося? А какой формы это тело — это температура со стороны солнца или с обратной? Снаружи или внутри? :)
                                                                  0
                                                                  Это равновесная температура сферического АЧТ с теплопроводностью стремящейся к бесконечности. Ну или постоянно вращающегося.

                                                                  Впрочем тело не обязано быть черным, может быть и «белым» (плохо поглощающим свет), главное чтобы спектр поглощения/излучения соответствовал АЧТ, а конкретный абсолютный уровень черноты не важен, т.к. он одинаково влияет как на поглощение, так и на излучение и общий тепловой баланс не меняется.
                                                                    0
                                                                    А к примеру очень тонкий плоский лист постоянно ориентированный на Солнце плоскостью нагреется почти до +60гр, а он же, но постоянно повернутый торцом постепенно остынет до температуры лишь чуть выше реликтового излучения (-270 гр.)
                                                                      0
                                                                      На самом деле будет порядка 20К — потому как не только реликтовое излучение, но и другие звёзды галактики на него светят.
                                                              +2
                                                              для справки, фактические температуры объектов стратосферы сильно ниже -40С, при которых замерзает водка, несмотря на высокую температуру ионов.

                                                              Для справки: литий-ионным аккумуляторам спутника все равно нужен нагреватель, так что температура около аккумулятора в любом случае выше нуля. Так как аппарат небольшой, то бак с топливом сильно не остынет, и спирт — нормальная мера.
                                                                0
                                                                Как нужен нагреватель и суперконденсаторам maxwell. Они не будут работать на морозе. У них рабочий диапазон -40...+65, да и по энергетике они будут послабее лития. Реально проще литий поставить.
                                                              +3
                                                              Посмотрел на календарь. Не первое апреля. Прочитал заголовок. Посмотрел опять на календарь. Полез читать. А они, оказывается, не шутят?!?
                                                                0
                                                                >Бак спутника рассчитан примерно на 450 граммов топлива.

                                                                >Сейчас проходят испытания прототипа

                                                                Исходя из этой информации, можно сделать выводы о частоте испытаний — не менее 10 запусков в день (записывают — 11, пол-микрофарада остается на ужин ;-)!

                                                                Утренняя планерка: «Так, сегодня за жидким рабочим телом пойдет Серега, а то вчера стажера послали — сэкономил гад, наутро голова болела»

                                                                Учитывая, что в отличие от ME-109 с их смесью форсажа на метиловом спирте MW-30/50/75%, наши предприятия после ряда отравлений стали получать «правильный» спирт, я уверен — это OH (а вернее C2H5OH ;-)

                                                                Хотя да, при прочих равных условиях 40% раствор метилового замерзает при -39, против -28 для этилового и -18 изопропила
                                                                  +1
                                                                  Хммм… 50г с каждой бутылки получается, в заправляющего?
                                                                    +4
                                                                    Плотность водки меньше плотности воды. Так что только 26 грамм, а не 50. :)
                                                                      0
                                                                      Поллитра — это всего 470 грамм водки…
                                                                      0
                                                                      Простите, а почему суммарный импульс измеряется в м/с? Или я что-то не понял?
                                                                        0
                                                                        По идее это был бы удельный импульс — импульс (вылетающих газов) / массу (общую массу стартующей штуки).
                                                                          +1

                                                                          Имели в виду дельта-в скорее всего. Для УИ как-то слишком мало.

                                                                            +2
                                                                            Для двигателя на сжатом газе (по факту) как раз примерно такой порядок получается
                                                                              0
                                                                              The maximum theoretical specific impulse for nitrogen gas is 76 seconds

                                                                              Что соответствует скорости истечения в 744 м/с.

                                                                          0
                                                                          Малая молекулярная масса воды позволит получить высокие скорости истечения пара

                                                                          А кроме воды ещё будет от сгорания идти CO2 — более тяжелая молекула.
                                                                            0
                                                                            там же нет горения, ликтричесвом греют
                                                                              0
                                                                              В пресс-службе особо подчеркнули безопасность и экологичность нового топлива для двигателей

                                                                              Так что конечно спирт там топливо. А электричеством нужно подогревать видимо потому, что в космосе таки холодно.
                                                                                0
                                                                                Подогревают чтобы поднять импульс.
                                                                                  +1

                                                                                  Так окислителя нет, и горения нет. Лет 10 назад попадалось что-то об исследованиях паровых РД ориентации и маневрирования. Предполагалось, что при сохранении конструктивой простоты получится достичь большего удельного импульса, чем у двигателей холодной тяги. Вот и результаты исследований.

                                                                                0

                                                                                Там ничего не горит

                                                                                +1
                                                                                фраза на одной из встреч по складской логистике:
                                                                                «У нас узбеки работают на пиве, а русские грузчики — на водке!»©
                                                                                имелось ввиду
                                                                                что грузчики-узбеки грузят пиво, а грузчики-русские — водку и прочее более дорогое спиртное
                                                                                  +3
                                                                                  Бак спутника рассчитан примерно на 450 граммов топлива.

                                                                                  Ну зачем так глупо-то? Не могли 50 мл добавить? Ведь есть уже налаженный в производстве, повсеместно используемый, имеющий универсальную резьбу — бак для такого горючего!
                                                                                    +2
                                                                                    Не звери же, подумали и о том, кто будет заправлять.
                                                                                      +2
                                                                                      в универсальном топливном картридже 467,8 грамм топлива, плотность раствора 935,6 гр/л, немножко отпить и можно заливать
                                                                                        0
                                                                                        Не могли 50 мл добавить?
                                                                                        26.5 грамм нужно добавить.
                                                                                          0
                                                                                          Прошу прощения, случайно перепутал литры с килограммами. Ну и как верно меня поправили, заправляющий же должен не просто так это делать — заодно может послужить контролёром чистоты топлива.
                                                                                            +1
                                                                                            был такой случай в отрасли, не вышел на орбиту аппарат, обидно
                                                                                              0
                                                                                              А можно подробнее? Вспоминается только датчик наоборот
                                                                                                0
                                                                                                Множество ЧП в советское время было с заправкой ракет горячим и окислителем, заправка нормируются в кг а расходомер считает в литрах, надо ввести плотность жидкости и он автоматом залезет нужную массу. Ошибка в плотности и перелив, обратные клапана срабатывают и Расчёт в гептиле.
                                                                                                  0
                                                                                                  заправкой ракет горячим и окислителем
                                                                                                  В контексте обсуждаемой темы, правильней было бы описАться не горячим, а горячительным.
                                                                                                    0
                                                                                                    было с заправкой ракет горячим
                                                                                                    Говорят, когда-то наоборот охлаждали горючее жидким азотом, чтобы больше влезло.
                                                                                                    0
                                                                                                    5.12.2010 3 Глонасса-М за бугор (
                                                                                                    залили на 1.5тонны больше, потому что бак увеличили, а датчики на заправочном комплексе остались по тому же «уровню»… в итоге ракета старалась… но не смогла дотянуть до орбиты… (((
                                                                                              0
                                                                                              Плотность 40% = 0.93
                                                                                              Посему 0,5 л множим 0,93 = 0,465 гр
                                                                                                0
                                                                                                del
                                                                                                0
                                                                                                Если хотели что-то плохо замерзающее и низкомолекулярное, то надо было гидразином аммиаком заправлять а не водку переводить. Или может, сначала на нашатырном спирту и хотели но потом принюхались и передумали? И потом, около 40% концентрации у растворов этилового спирта с водой как раз минимальная плотность. Для продавцов водки это хорошо, а для вместимости топливного бака не особо.
                                                                                                  0

                                                                                                  Да понятно, автор увидел слово вотка и решил статью написать, типа смешно

                                                                                                    0
                                                                                                    Вообще непонятно зачем столько мороки — заправили сжатым газом и нагревать ничего не нужно.
                                                                                                      +1
                                                                                                      У газов плотность меньше, даже у сжиженных, в тот же объём влезет меньше рабочего тела.
                                                                                                        0
                                                                                                        Запрещены сжатые газы на таких спутниках.
                                                                                                        0
                                                                                                        Запрещены токсичные вещества на таких спутниках.
                                                                                                        Делать больше спирта — снижать удельный импульс, меньше — риск замерзания.
                                                                                                        0
                                                                                                        А чем оно лучше ионных и плазменных двигателей? Сильно дешевле? 80м/с dV — это, мягко говоря, не много.
                                                                                                          0
                                                                                                          80 м/с — это явная deltaV. А удельный импульс, судя по всему, 650-700 м/с.
                                                                                                          Лучше ионных тем, что может дать существенную тягу при мизерном потреблении энергии и мизерном размере.
                                                                                                          0
                                                                                                          Долго думал почему это может быть не шутка…
                                                                                                          Наноспутник SamSat-M с двигательной установкой предназначен для отработки технологии маневрирования в составе группировки близколетящих космических аппаратов.
                                                                                                          Т.е. видимо двигатель не должен быть мощным, он должен быть только очень точным дешевым и компактным.
                                                                                                            +11
                                                                                                            в составе 3-х аппаратов, это стандартная группировка для 40% раствора
                                                                                                              +3
                                                                                                              шутки про этот двигатель однозначно получаются зачетнее чем обсуждение технических деталей
                                                                                                                0
                                                                                                                Технически двигатель более продвинут и экономичен, в Фау-2/Р-1 заливали более 4 тонн чистого (медицинского) спирта, а тут по всем параметрам лучше. В принципе двигатель многоразовый, и работает на электричестве от солнечных батарей, экологически верное решение. Так же можно утилизировать военный спирт со складов Госрезерва, который приходилось раньше уничтожать на специальных заводах.
                                                                                                                +3
                                                                                                                нет, аппарат один, но на 3 юнита (3U), тк заявленный размер 10х10х30…
                                                                                                                что-то слишком много совпадений, может действительно статья к 1 апреля готовилась
                                                                                                                  0
                                                                                                                  это не совпадения, это ГОСТ
                                                                                                                    0
                                                                                                                    Мда, поллитра на троих…
                                                                                                                      0

                                                                                                                      А закусь, закусь он сможет вытащить на орбиту? А то нещитово!

                                                                                                                        0
                                                                                                                        Термоизоляция из лаваша думаю норм будет. Недоработочка в проекте
                                                                                                                  +3
                                                                                                                  Так ведь вся фишка кубсатов в упрощённой сертификации и стандартном контейнере, нет в конструкции баков с жидкостью и передатчиков на запрещённых частотах — плати и добро пожаловать на борт.
                                                                                                                  А этого зверя придётся проверять по всем правилам «взрослых» собратьев, и преимущества формата кубсата будут не так заметны.
                                                                                                                  Кстати, а нет проектов с микродвижков твёрдым испаряемым рабочим телом? Позволило бы обойти ограничение на жидкости.
                                                                                                                    0
                                                                                                                    Нужно всего-то добавить систему поддержания температуры около 246° К на время выведения.
                                                                                                                      0
                                                                                                                      Не припомню запрета на жидкости вообще… Только на токсичные.
                                                                                                                      Самый первый в истории реально летавший плазменный ракетный двигатель работал на испаряющемся фторопласте.
                                                                                                                      +1
                                                                                                                      Ну вот, а то появляются всякие конспирологические теории по поводу почему это в космических аппаратах дырки дрелью делают, все оказывается куда как проще:-)
                                                                                                                        +6
                                                                                                                        Он паровой. Паровой двигатель космического корабля.
                                                                                                                        Стимпанк просто.

                                                                                                                        Межпланетный корапь на паровом двигателе и солнечном парусе прибывает к братьям по разуму. Братья шоке. Капитан Наполеон-13ый бортмеханику: «А говорил я тебе, нечего было костёр под палубой разводить, надо было на одном парусе идти, гордо, как деды завещали!»
                                                                                                                          +5
                                                                                                                          image
                                                                                                                            0
                                                                                                                            Вот он, план выкупа акций «Теслы» по 420 долларов.
                                                                                                                              +5
                                                                                                                              Следующий шаг — рабочее тело: глицерин с ароматическими добавками а нагревать 18650 аккумулятором.
                                                                                                                              0
                                                                                                                              Малая молекулярная масса воды позволит получить высокие скорости истечения пара и, соответственно, высокую скорость маневрирования


                                                                                                                              Я в этой механике не силен, как зависит скорость истечения пара от молекулярной массы не знаю… Опыты с чайником показали, что чем сильнее греем, тем энергичнее паровыделение.
                                                                                                                                +1
                                                                                                                                Не, тут нормально как раз. Кинетическая энергия молекулы прямо пропорциональна температуре, а дальше известная формула связывает ее со скоростью и массой
                                                                                                                                0
                                                                                                                                Как видно из формулы удельного импульса в первом приближении, чем выше температура газа, чем меньше его молекулярная масса и чем выше соотношение давлений в камере РД к окружающему пространству, тем выше удельный импульс ака эффективность.
                                                                                                                                  +1

                                                                                                                                  Но ведь работает оно на электричестве(сам кипятильник), а водка — это рабочее тело. С тем же успехом можно заявлять, что реактивный самолетный двигатель работает на воздухе.

                                                                                                                                    0
                                                                                                                                    del
                                                                                                                                      0
                                                                                                                                      Собственно реактивный самолетный (в отличии от ракетного) двигатель, на воздухе и работает: там воздух это не только рабочее тело, но и половина топлива (окислитель), а по массе так и все ~70-80% топлива и >90% рабочего тела.
                                                                                                                                      +1
                                                                                                                                      Ну, следующее поколение двигателей точно будет на кокосе… (аргентинской муке)
                                                                                                                                        0

                                                                                                                                        Посоветуйте аппарат для изготовления космического топлива из яблок, мёда, хлеба и т.п.

                                                                                                                                          0
                                                                                                                                          А можно проще — безо всякого нагрева, берем перекись водорода и серебро как катализатор и так же получаем в выхлопе водяной пар плюс водород.
                                                                                                                                            0
                                                                                                                                            А если на стартовом столе клапан протечет или во время запуска? Почему и использовали водку.
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Ну чтобы этого избежать есть период тестирования, а во время запуска клапан и должен пропускать топливо в камеру сгорания.
                                                                                                                                              0
                                                                                                                                              Можешь посмотреть испытания ЛинИндастрилс. Вроде правильно помню название.
                                                                                                                                              Это те, котопые испытывали перекисный движок без соблюдения ПТБ.
                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                Не допустят такое опасное рабочее тело.
                                                                                                                                                К кубосатам очень строгие требования, кучи ограничений. Ведь они лишь довесок к очень дорогому основному спутнику.
                                                                                                                                                Так бы серийные термокаталитические двигатели на гидразине использовали.
                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                А вы в курсе, отчего баки с жидким горючем предназначенные для работы в невесомости — выполняют круглой формы?
                                                                                                                                                Это потому-что в бак помещают «воздушный шарик» (резиновый или силиконовый), который расширяясь выдавливает топливо до последней капли.
                                                                                                                                                Дык вот, для ёмкости по форме и виду напоминающую пивную банку — использование шарика затруднительно.
                                                                                                                                                Но об этом в новости ни слова.
                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                  Растягиваемый шарик легко примет такую форму. Плюс есть и другие варианты бака с динамическим изменением объёма.
                                                                                                                                                    0

                                                                                                                                                    Тороидальные баки видели? ;)

                                                                                                                                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                                                                                      +8

                                                                                                                                                      60-процентная вода — новый диетический напиток! 60-процентная вода рекомендована людям с избытком воды в организме. Легко пьется, способствует аппетиту и хорошему настроению. Раскрепощает сознание. Состав: вода — 60%, консервант (этиловый спирт) — 40%!

                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                        еще неплохо было бы в проекте прописать сдачу стеклотары как инновационное решение в сфере экологии
                                                                                                                                                          +5
                                                                                                                                                          Подозреваю, что заявка на соответсвующий грант на разработку была подана «на спор», предмет которого возник на каком-нибудь банкете самарского свежезащитившегося к.т.н.
                                                                                                                                                          Ну типа поспорили два ученых мужа в расслабляющей обстановке, что-де подам заявку на создание двигателя на водке — и мне ее одобрят. А потом уж и делать пришлось.
                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                            Люди там явно с юморком) особенного внимания заслуживает абзац про уникальность рабочего тела. Забавно, но и грустно, что тратить время стали именно на такой двигатель, а не попытались привнести что то новое и сделать свою разработку уникальнее за счет выдающихся характеристик, а не юмора
                                                                                                                                                            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                                                                                                0

                                                                                                                                                                На очереди em-drive с питанием на кинетических накопителях :-)

                                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                                  А шо там с медньім ведром кстати, полетело?
                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                    Никто так все не может собраться запустить, все упорно и нудно в наземных вакуумных камерах «под микроскопом» изучают.
                                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                                  Несколько таких спутников на орбите — и всякие таможенные и акцизные паразиты рехнутся, пытаясь посчитать «оборот этилового спирта». Масса непостоянная, границ пересекает по сотне в сутки… )))
                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                    Спойлер
                                                                                                                                                                    image
                                                                                                                                                                    Хотел бы я в глаза взглянуть тому конструктору, который этот двигатель придумал. © Кузьмич
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      спойлер
                                                                                                                                                                      image
                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                      Глупость какая — тащить на орбиту водку, чтобы потом её там кипятить и получать струю…
                                                                                                                                                                      Баллон жидкого газа будет куда эффективнее, оперативнее и не требовать никаких дополнительных энерго-установок.
                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                        баллон для газа тяжелее канистры для водки.
                                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                                          Дополнительную массу баллона компенсирует упрощение конструкции в целом (ненужны мощный источник питания для парообразования и сама камера парообразования).
                                                                                                                                                                          Во-вторых, судя по фото, стенки у баллона и так вполне себе убедительные, и вряд ли сильно добавят при переводе на газ. (материал баллона так же можно варьировать)
                                                                                                                                                                          А при правильном выборе давления и самого газа можем получить ещё и маленькую вишенку на торте в виде снижения пожароопасности спутника. (например инертные газы)
                                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                                            Эффективность надо оценить по результату. Какая конструкция в сборе даст больший импульс. Думаю, например, клапаны и трубопроводы для газа могут быть массивными.
                                                                                                                                                                              +1
                                                                                                                                                                              если газ будет сжатый — это «тяжело» (баллоны, арматура). Если газ будет жидкий при НУ — потребуется подогревать испаритель.
                                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                                            Сжижаемый газ имеет большую молекулярную массу чем вода — следовательно даст меньший импульс.
                                                                                                                                                                              –1
                                                                                                                                                                              Для воды 18 г/моль, этилового спирта 46 г/моль, сколько будет для 40%-го раствора? ≈29 г/моль?
                                                                                                                                                                              Гелия 4, азота 14, неона 20… есть из чего выбрать, вообщем.
                                                                                                                                                                                +1
                                                                                                                                                                                Там проблемы с хранением.
                                                                                                                                                                                Если делать герметично, то давления прям ой. А если мал по малу стравливать то надолго ли хватит?
                                                                                                                                                                                А просто сжатый… хватит на пару раз пшикнуть.
                                                                                                                                                                                  –1
                                                                                                                                                                                  Нет там никаких проблем с давлением. Разница давлений между открытым космосом и собственно поверхностью Земли всего 1 атм. (в огромном количестве космических аппаратов возят с собой различные газы и всё прекрасно работает)
                                                                                                                                                                                  Вообще, если отталкиваться от молярной массы, то для гелия (4 г/моль) против 29 г/моль для этой «водки», можно прилично сэкономить или на объеме, или на давлении.
                                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                                    Какого нет давления? 450 грамм гелия в 0.5 л объема в принципе невозможно впихнуть, а впихнуть в такой объем хотя бы 50 грамм — нужно будет давление в сотни атмосфер и сверхпрочный(и поэтому тяжелый) бак, способный такое давление выдерживать.

                                                                                                                                                                                    Либо криогенный бак с теплоизоляцией рассчитанные на температуры жидкого гелия (~ минус 270 гр ), что в малых габаритах разместить не легче.

                                                                                                                                                                                    При этом 50г гелия общий (а не удельный) импульс дадут меньше чем 450г «водки»
                                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                                      450 грамм его нам и не нужно, так как его малярная масса в 7 раз меньше чем у этого 40% раствора спирта.
                                                                                                                                                                                      А что касается давления — нам нужно ≈70 грамм гелия, и баллон при таком количестве будет весить килограмма 3.
                                                                                                                                                                                      P.S. Гелий не самоцель, а как вариант. Можно Азот, например. С ним еще проще.
                                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                                        Ну т.е. будет весить примерно в 4 раза больше и занимать примерно в 2 раза больше объема, чем бачок с водно-спиртовым раствором.
                                                                                                                                                                                        А следовательно в габариты кубсата просто физически не влезет: максимальные габариты всего 3U спутника 10х10х30 см и масса до 4 гк. Это на все — вместе с рамой, корпусом и полезной нагрузкой.
                                                                                                                                                                                        Тут и этот маленький бачок и так уже примерно треть спутника занимает.

                                                                                                                                                                                        Вот собственно и ответ — почему жидкость, а не газ.

                                                                                                                                                                                        А азот уже никакого выигрыша не даст: его молярная масса 28 г/моль, примерно как и у этой смеси при испарении (~29), т.к. азот в отличии от гелия это 2х атомный газ — N2.
                                                                                                                                                                                        Неон (20г/моль) — минимальное преимущество не стоящее доп. геморроя.
                                                                                                                                                                                        Водород — те же самые проблемы как с гелием из-за сверхвысоких давлений и большой массы и габаритов баллона.

                                                                                                                                                                                        Собственно все, других легких инертных газов не осталось.
                                                                                                                                                                                          0
                                                                                                                                                                                          Можно подумать про смесь газов (азот+гелий).
                                                                                                                                                                                          В любом случае, при газовом получается большая экономия массы на источнике питания, системе подачи рабочего тела (обеспечить надёжную подачу «воды» в невесомости в испарительную камеру тоже не просто), сама камера испарения.
                                                                                                                                                                                          Просто нужно найти баланс. Что, мне кажется, за пару комментов на Хабре сделать вряд ли получится. ))

                                                                                                                                                                                          Собственно все, других легких инертных газов не осталось

                                                                                                                                                                                          Обычный воздух, те же 29 г/моль, но избавляемся от всего лишнего «обвеса» забора/кипячения воды.

                                                                                                                                                                                          P.S. Кстати, оринтационные двигатели лунного модуля Аполлона были на азоте.
                                                                                                                                                                                            0
                                                                                                                                                                                            Так оно конечно проще, но полкило рабочего тела в такой объём не запихнёшь, а ради десятка грамм не стоит вообще этим заниматься.
                                                                                                                                                                                            Надёжную систему подачи сделать очень просто — внутри этой банки резиновый пузырь с жидкостью и оставшийся объём под давлением.
                                                                                                                                                                              0
                                                                                                                                                                              Запрещено использовать сжатые газы на таких спутниках.
                                                                                                                                                                              0
                                                                                                                                                                              Много чего в истории России было сделано благодаря числам 40 и 0,5.
                                                                                                                                                                                0
                                                                                                                                                                                Фау-2, Р-1 и Р-2 работали на этиловом спирте. Хорошее было время!
                                                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                                                  Пишут что при первом испытании Протона баки заполнялись спиртом для проверки герметичности.
                                                                                                                                                                                  0
                                                                                                                                                                                  Солнечный концентратор сделает нагрев гораздо более простым и эффективным
                                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                                    Он медленно греет, а тут судя по тому что используют суперкондесаторы нет промежуточного бака для нагрева и наращивания давления — греют раствор импульсно высокой мощностью прямо в момент включения тяги. Чем видимо пытаются экономить массу/объем за счет отказа от 2го бака и управляемого клапана.
                                                                                                                                                                                    0
                                                                                                                                                                                    Инопланетяне нанесут на карту Землю с пометкой: «атмосфера состоит из паров спирта»
                                                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                                                      Я правильно понимаю, что двигатель представляет собой вейп на водке? Прямо вижу заголовок «самарские хипстеры придумали двигать спутники с помощью вейпа с водкой».
                                                                                                                                                                                        0
                                                                                                                                                                                        «Куда я попал?»…
                                                                                                                                                                                        90+% комментариев — хихоньки-хахоньки на тему водки.
                                                                                                                                                                                        Ни один комментатор не в курсе, что создание двигателя для наноспутника — это огромная и до сих пор не решённая проблема, т.к. на таких спутниках, из соображений безопасности основного спутника, выводимого ракетой, запрещены сжатые газы, химически активные и токсичные вещества, и ещё куча всего. Кроме того на таких спутниках жесточайшие ограничения по габаритам, массе и потребляемой мощности.
                                                                                                                                                                                        Описанный в статье двигатель выглядит хоть и не самым лучшим из всех возможных решений, но как минимум удовлетворительным. И выбор рабочего тела здесь отнюдь не смеха ради сделан, а определён необходимостью найти компромисс между кучей требований.

                                                                                                                                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                                                                                                                        Самое читаемое