Автор: Silver Категория: Прочее » Новости

"Mars and back on a one tank!"

Доктор Patrick Neumann (университет Сиднея) в рамках своей докторской диссертации произвел разработку и изготовил экспериментальный ионный двигатель, который, согласно имеющейся информации, выигрывает по эффективности у лучшей разработки специалистов НАСА, ионного двигателя High Power Electric Propulsion (HiPEP). И высокая эффективность этого нового двигателя позволит в недалеком будущем реализовать концепцию, определяемую фразой: "На Марс и обратно на одном баке топлива".
 
Ионные двигатели производят тягу, ускоряя ионы газообразного топлива при помощи электрического или магнитного поля. В отличие от химических реактивных двигателей, что могут вырабатывать сотни тонн тяги, ионные двигатели вырабатывают тягу в несколько грамм, эквивалентную массе цента. Однако, химические двигатели способны проработать лишь несколько минут, в то время, как ионные могут работать непрерывно в течение многих тысяч часов. Что означает возможность медленного, непрерывного, но крайне эффективного (топливная эффективность) разгона космических кораблей с ионными двигателями до высоких скоростей.

В настоящее время существует несколько типов ионных двигателей. И у каждого из них имеется свой ряд преимуществ и недостатков. Некоторые чрезвычайно просты, но обладают низкой эффективностью, другие наоборот, способны произвести большую тягу, но весьма тяжелы и имеют сложную конструкцию. Различные группы ученых и инженеров постоянно находятся в поисках оптимальной конструкции ионных двигателей, основанных на новых принципах, способных обеспечить им максимальную эффективность, или хорошо перевернутых старых.

Самыми эффективными, в настоящее время, являются электростатические или электромагнитные ионные двигатели, использующие инертные газы, к примеру, ксенон, в качестве топлива (уместнее сказать «рабочего тела»). Ионизация этого газа осуществляется за счет электронной бомбардировки или радиочастотного возбуждения его молекул. Ионизированный газ, плазма, ускоряется при помощи электростатической сетки или магнитного поля. Из этого типа двигателей максимальную эффективность демонстрируют двигатели на эффекте Холла, использующие осевое электрическое поле и радиальное магнитное поле. Магнитное поле удерживает инжектируемые свободные электроны, которые сталкиваются с атомами газа и ионизируют их. Сила магнитного поля подобрана таким образом, что оно может удерживать электроны, а ионы газа свободно проходят через него и попадают в область ускорения.

Рекордсменом по эффективности среди всех ионных двигателей является двигатель HiPEP НАСА. В нем используется полый катод, работающий в камере типа электронного циклотрона, что обеспечивает его мощность в 40 кВт при скорости вылетающего из сопла потока газа в 90 тысяч метров в секунду. Новый двигатель является двигателем с импульсным катодом. Процессы, работающие в этом двигателе достаточно сложны, но конструкция такого двигателя максимально проста. Первый подобный двигатель был установлен на неудавшемся советском Зонде-2, запущенном в 1964 году. В недрах этого двигателя производился нагрев пластмассовой "таблетки", которая вскипала, выделяя ионизированный газ. Однако в конструкции тех времен из-за несовершенства технологических процессов и материалов было множество недочетов, что привело к низкой эффективности такого двигателя, большая часть выделяющегося газа не ионизировалась и попросту мешала разгону плазменного потока.

Двигатель Ноймана работает на схожем принципе. Только внутри него высоковольтный электрический разряд пропускается через "топливную таблетку", выступающую в качестве катода, испаряя с ее поверхности некоторое количество материала. Этот газообразный материал ионизируется, ускоряется и фокусируется при помощи магнитного поля, направляясь в выходное сопло двигателя.

Этот двигатель имеет преимущества перед двигателями на эффекте Холла. Во-первых, такой двигатель намного проще, во-вторых, он сможет работать непрерывно гораздо дольше. В качестве топлива двигатель Ноймана может использовать "таблетки" из магния, титана, ванадия, молибдена и даже из углерода. Во время испытаний экспериментального двигателя было выяснено, что он уступает некоторым ионным двигателям по количеству вырабатываемой тяги. Двигатели на эффекте Холла способны вырабатывать 30-40 мкН/Вт, в то время, как двигатель Ноймана вырабатывает 20 мкН/Вт, однако, с точки зрения вырабатываемого импульса силы, этот двигатель более эффективен.

Для измерения импульса берется время, которое требуется двигателю на выброс топлива, эквивалентного по массе импульсу. В случае системы HiPEP это время равно 9 600 (+/-200) секунд, а двигатель Ноймана делает это за 14 690 (+/-2000) секунд в зависимости от вида используемого топлива.

Доктору Нойману потребуется еще некоторое время на преодоление различных проблем технического плана, что должно привести к увеличению тяги его двигателя и к еще большему упрощению конструкции. И после этого новый двигатель можно будет рассматривать в качестве средства достижения любой точки Солнечной системы с отправной точкой в районе низкой околоземной орбиты.

 

Оригинал новости (первоисточник): Gizmag.com
Официальный сайт науч.группы профессора: Neumann.com
Переводчик: Silver

 


- + +47
У Вас НЕТ прав на выставление оценки для этой новости.
Для выставлени оценки необходимо пройти регистрацию на сайте.
Если Вы уже зарегистрировались, то войдите на сайт.
Метки: Silver новости

  1. Это Silver Silver - #10 0
    0
    Да что за фигня с оформлением?!
    »
    Написано:
    Группа: Гости, Публ/Комм: 0/0
     
  2. 127
    Это Mr. Tin Mr. Tin - #20 0
    0
    Это я... Дух Дайджеста... Я буду ломать твое описание ,если ты не начнешь делать новости для дайджеста!
    »
    Написано:
    Группа: Модераторы, Публ/Комм: 16/1 157
    Мяу-мяу, мир захватят кисульки! :3
    Не испытывай страха перед мраком ночи,
    Из последних сил сопротивляйся окончанию дня;
    Восстань, подави умирание света.©
    Моя гордость!
     
  3. Это Silver Silver - #30 0
    0
    ))) я просто не стал лезть к вам в этот раз, коли у вас все уж готово.
    »
    Написано:
    Группа: Гости, Публ/Комм: 0/0
     
  4. 127
    Это Mr. Tin Mr. Tin - #40 0
    +1
    У нас никогда ничего нет! Иди хоть сейчас делай! am
    »
    Написано:
    Группа: Модераторы, Публ/Комм: 16/1 157
    Мяу-мяу, мир захватят кисульки! :3
    Не испытывай страха перед мраком ночи,
    Из последних сил сопротивляйся окончанию дня;
    Восстань, подави умирание света.©
    Моя гордость!
     
  5. Это Silver Silver - #50 0
    0
    Да у меня есть несколько заготовок для статей... слушай, а как вы текст на фон накладываете? Ворд? или просто как картинку? И какой шрифт, размер, отступы?
    »
    Написано:
    Группа: Гости, Публ/Комм: 0/0
     
  6. 127
    Это Mr. Tin Mr. Tin - #60 0
    0
    Shared secret!Пшел завтра в 5 - 10 часов вечера к нам в чат, чайком угостим да научим делать!
    »
    Написано:
    Группа: Модераторы, Публ/Комм: 16/1 157
    Мяу-мяу, мир захватят кисульки! :3
    Не испытывай страха перед мраком ночи,
    Из последних сил сопротивляйся окончанию дня;
    Восстань, подави умирание света.©
    Моя гордость!
     
  7. 76
    Это alexoff alexoff - #70 0
    0
    а это не что-то из серии EmDrive? мол, сейчас на коленке супердвигатель сделаем. кстати, а раскалять литий не лучше ли? вроде чем меньше молярка отбрасываемой частицы, тем выше импульс, поэтому водород круче всего и военные хотят нафигачить гидридов в пороха.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 22/811
     
  8. Это Silver Silver - #80 0
    0
    Насколько я понял, вопрос не просто в молярке, но и в других свойствах. От банального нахождения в природе в больших количествах (и дешевизны производства пеллет в принципе), до магнетических св-в.
    Цитата: alexoff
    а это не что-то из серии EmDrive?

    Возможно, но здесь скорее ребята преследуют немного иные цели (ну распил-то он по умолчанию, он и в Австралии распил, другое дело, что хоть часть госбюджета пойдет действительно на нужды университета, пусть может и не по назначению). Если изучить сайт Сиднейского университета (да и Ноймановский сайт), полагаю основная задача привлечь молодых специалистов к научной и исследовательской деятельности и вообще повысить привлекательность высшего образования. А там глядишь и движок как-то сам собой соберется...
    »
    Написано:
    Группа: Гости, Публ/Комм: 0/0
     
  9. Выкл.
    Это Nebula Nebula - #90 0
    +2
    Поднял на главную.
    »
    Написано:
    Группа: Модераторы, Публ/Комм: 28/344
     
  10. 76
    Это alexoff alexoff - #100 0
    0
    по идее чем меньше молярка, тем быстрее движется молекула при одной и той же температуре. магнитные свойства у всех приведенных элементов отсутствуют. вообще не понел, при чем тут ионные двигатели, вроде это же плазменный двигатель, который должен выжимать под 30000 с, только топливо другое.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 22/811
     
  11. -2
    Это r0n1 r0n1 - #110 0
    +1
    ох уж эти мамкины изобретатели и журналисты которые про них пишут.
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 0/47
     
  12. 0
    Это Gentleman Gentleman - #120 0
    +5
    Вот читаю я такие статьи, и кажется что смогу провести старость на М... Луне, потом вспоминаю что твориться в мире, и понимаю что будет хорошо, если доживу до старости D:
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 0/18
    В тихом омуте черти-интроверты играют в шахматы, обсуждают Канта, никакой выпивки, тихо играет Radiohead, будто в рай попал.
     
  13. 18
    Это Bradley_ Bradley_ - #130 0
    -1
    Измеряем тягу в массе. О каких тут вычислениях речь, епта?
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 0/355 [Онлайн]
    Маленький шаг одного огурца - но гигантский скачок всего огорода!
    Канал на твиче: http://www.twitch.tv/bradley___
    А еще я у мамы писатель: ХОНК
    VIVA LA KOLOBKA!!!
     
  14. Это Silver Silver - #140 0
    0
    Ну это же научпоп. "Науку в массы!". Сильно сомневаюсь, что автор статьи имеет какое-либо отношение к дизайну двигателей. Да и чем тебя "кг/с" не устраивает?
    »
    Написано:
    Группа: Гости, Публ/Комм: 0/0
     
  15. 12
    Это The_Petrovich The_Petrovich - #150 0
    0
    Ой, а можно я с вами?)
    »
    Написано:
    Группа: Редактор, Публ/Комм: 5/58
     
  16. 0
    Это MjasNick MjasNick - #160 0
    +2
    А в чём собственно её измерять? К тому же, если прочитать чуть внимательнее, там указана эффективность тяги по отношению к затраченной энергии, при этом удельный импульс выше у нового двигла.
    А если совсем уж просто - тратит меньше массы рабочего тела, но жрёт больше энергии. А так как энергия в космосе вполне себе возобновляемый ресурс... laughing
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 6/98
     
  17. 18
    Это Bradley_ Bradley_ - #170 0
    -1
    Не нужно разбиратся в двигателях, что бы знать, что сила измеряется в ньютонах. И если инфу он брал не от фонаря, то там она была указана в каких-то единицах, верно?

    А килограммы в секунду - это слишком уж популярно, ага.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 0/355 [Онлайн]
    Маленький шаг одного огурца - но гигантский скачок всего огорода!
    Канал на твиче: http://www.twitch.tv/bradley___
    А еще я у мамы писатель: ХОНК
    VIVA LA KOLOBKA!!!
     
  18. 23
    Это Sergios Sergios - #180 0
    +1
    Ты правильно написал
    системы СИ
    но не все пользуются этой системой. Даже у нас она долго не могла прижиться, да что там, и сейчас олдфаги-профессоры не пользуются Паскалями и Ньютнами, а кг/с или кг/мм2, так как наочней. На всякий случай приведу пример наочности: 3 кг/мм2 означает, что проволока сечением 1 мм2 выдержит 3 кг подвешеной массы. В паскалях это будет 2940 кПа, что не совсем понятно, насколько хороша проволока.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 23/394
     
  19. 70
    Это Басила Басила - #190 0
    0
    Разве ньютон - единица массы?)
    »
    Написано:
    Группа: Редактор, Публ/Комм: 3/951
    Даннинг с Крюгером погубят человечество.
    игривые картинки
    "Сложные проблемы всегда имеют простые, легкие для понимания неправильные решения."
     
  20. 1
    Это HURRICANE HURRICANE - #200 0
    -1
    я тоже могу взять змеевик, прифигачить какие-то жестянки, засунуть внутрь таблетку активированного угля и сказать, что изобрёл оверкрутой ионный двигатель
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 4/62
     
  21. 0
    Это Gentleman Gentleman - #210 0
    +4
    Но не сказали же. Так что "сидите на жопе ровно" и не возмущайтесь.
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 0/18
    В тихом омуте черти-интроверты играют в шахматы, обсуждают Канта, никакой выпивки, тихо играет Radiohead, будто в рай попал.
     
  22. 91
    Это Falco Falco - #220 0
    +2
    Напомнило:
    »
    Написано:
    Группа: Модераторы, Публ/Комм: 14/731
    Прями руки, тренируй мозги. Потом приходи.
     
  23. 70
    Это Басила Басила - #230 0
    0
    Ну малая молярная масса = большой объем. Канистры с литием или водородом тягать невыгодно. И явно есть еще какие-то соображения. Почему-то во всяких этих ионниках используют инертные газы, хотя тот же ксенон нифига не дешевый, а совсем наоборот.
    »
    Написано:
    Группа: Редактор, Публ/Комм: 3/951
    Даннинг с Крюгером погубят человечество.
    игривые картинки
    "Сложные проблемы всегда имеют простые, легкие для понимания неправильные решения."
     
  24. 0
    Это alex2001 alex2001 - #240 0
    -2
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 2/8
     
  25. 0
    Это Никита Кузнецов Никита Кузнецов - #250 0
    0
    Все, я загорелся идеей полета до дюны и обратно на одном баке с ксеноном(на крайняк, если одного будет мало, возьму 2). Если получится, скину скрины
    »
    Написано:
    Группа: Посетители, Публ/Комм: 2/54
     
  26. 76
    Это alexoff alexoff - #260 0
    0
    это не ионник, это плазменный двигатель. в космосе объем имеет мало значения, особенно это касается лития. но ксенон проще использовать, курим VASIMR. по поводу массы - стоимость ксенона ничтожна по сравнению со стоимостью аппарата, если заменить его на золото, то мало что изменится.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 22/811
     
  27. 70
    Это Басила Басила - #270 0
    0
    Не так уж и ничтожна. Годовое производство планеты - 10 тонн. VASIMRы те же используют аргон, который на самом деле копейки стоит и это оправдывает чуть меньшую эффективность из-за больших затрат на первичную ионизацию РТ.
    По большому счету деление на плазменные и ионные - довольно условно, поскольку и там и там используется ионизированный газ - плазма. Разница в методах фокусировки и разгона пучка.
    »
    Написано:
    Группа: Редактор, Публ/Комм: 3/951
    Даннинг с Крюгером погубят человечество.
    игривые картинки
    "Сложные проблемы всегда имеют простые, легкие для понимания неправильные решения."
     
  28. 76
    Это alexoff alexoff - #280 0
    0
    10 т - это не какой-то технологический предел, просто не нужен. стоимость не нашел, вряд ли кило стоит больше трех миллионов деревянных. уверен, при желании с какого-нибудь газового месторождения наэкстрагируют еще много тонн.
    VASIMR использует аргон, так как они получают довольно жалкие гранты, на мой взгляд под эти задачи надо не пару лямов баксов в год подкидывать, а хотя бы по писят.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 22/811
     
  29. 70
    Это Басила Басила - #290 0
    0
    Его из воздуха добывают, месторождений нету к сожалению. Тоже не нашел цен, все поисковики выдают сам-знаешь-что :)
    Но для понимания. Батя рассказывал, что стоимость стомилилитрового баллончика сжатого (возможно сжиженого) ксенона в 72м году стоил 250 тысяч советских рублей. Что сейчас легко за пару лямов баксов сойдет.
    Вояки его использовали в качестве рабочей среды супер-пупер лазера для сбивания целей на орбите. Так и не допилили, проблемы с управляющей оптикой оказались нерешаемы - из-за дикой плотности светового потока вскипало самое чистое стекло. А жаль, суровая штука могла получиться (

    А вообще, как я понял, выигрыш небольшой. Ну будет не 67% а 72% КПД. Так шо лишь бы давали на них деньги, а не на всякие em-drive.
    »
    Написано:
    Группа: Редактор, Публ/Комм: 3/951
    Даннинг с Крюгером погубят человечество.
    игривые картинки
    "Сложные проблемы всегда имеют простые, легкие для понимания неправильные решения."
     
  30. 76
    Это alexoff alexoff - #300 0
    +1
    http://medgazprom.ru/node/35 - вот, за литр ксенона сжатого 190 тысяч рублей, подешевело laughing
    я думаю, что китайцы, которые выплавляют сейчас половину мирового чугуния, легко могут наперегонять и сто тонн. думаю, в газе его должно быть тоже немало, просто газпрому пофигу.
    »
    Написано:
    Группа: Хорошие люди, Публ/Комм: 22/811
     

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Чат
  • Трансляции
  • Информация
    На какой стороне Силы Вы?
Последние комментарии
  • NePaltsemDelaniy NePaltsemDelaniy написал в
    Eve Mk2s (всего 3 комм.)
    Шикарный аппарат, Годдард рулЁз)))
  • Аффтапелод Аффтапелод написал в
    Eve Mk2s (всего 3 комм.)
    Лестницу не забыл, зачетно)
  • Autemer Autemer написал в
    Eve Mk2s (всего 3 комм.)
    Довольно компактно для Ив и выглядит норм. Ионники для неспешных перекатов ок, но меня в стоке всегда озадачивало отсутствие СЖО. )
  • Pand5461 Pand5461 написал в
    The Grand Tour Кербин - Муна - ... (всего 13 комм.)
    anguished КербИн! Он же Kerbin.
  • Rudolf Rudolf написал в
    The Grand Tour Кербин - Муна - ... (всего 13 комм.)
    Исправил, merci cold_sweat
  • Наблюдатель Наблюдатель написал в
    The Grand Tour Кербин - Муна - ... (всего 13 комм.)
    Rudolf! Новость можно редактировать. Исправь Кербен на Кербин. А то так и будут бухтеть. Нет шоб подсказать.
Все комментарии
Обновления на форуме
139 Всего
1 Польз.
138 Гостей
Google, Яндекс, Alexa, Bradley_
Онлайн список
Новостей на страницу:
Наверх