Форум » АИ-военная и иная техника » Ракета с импульсным аннигиляционно-плазменным двигателем. » Ответить
Ракета с импульсным аннигиляционно-плазменным двигателем.
falanger: Я довольно давно пилю свои АИ-НФ и конечно там "боевые космические корыта" есть. В общем все довольно стандартно для таких вещей, но в отличии от некоторых, не буду показывать пальцем, я всетаки пытаюсь хоть как-то посчитать технику. Но теперь перейдем конкретно к теме темы, а именно к ракетам. Я для начала решил посчитать "космическую ракету" на АТ-НДМГ по формуле Циолковского. Посчитал, результат мягко скажем оказался гым. Во второй попытке считал ракету на пентаборане. Результат тоже не понравился. В общем ракеты на химии ограниченно пригодны только для орбитальных боев типа "сшиби спутник". Для чего-то более-менее большего они не пригодны. Мысль использовать ракету с ТФЯРД тоже быстро отпала, стоило прикинуть её параметры. ТФЯРД дорогой и достаточно тяжелый и в случае с боевой ракетой ну не окупается он, недостаточная скорость истечения рабочего тела и малый УИ. Потом я обратил свой взор к ГФЯРД. И тут тоже было несколько обломов. Во первых ГФЯРД "многоразовый", тоесть с возможностью включения-выключения, получился весьма дорогой, сложный и достаточно тяжелый. Потому как для его выключения например надо из активной зоны просто "выдуть" ядерное топливо находящееся в состоянии плазмы. Тоесть достаточно большая масса ядерного топлива просто теряется. И это даже без учета того что некоторое количество ядерного топлива и так при работе двигателя "вымывается" нагретым рабочим телом. Потому для боевых ракет пришлось придумывать "одноразовый" ГФЯРД. Который после запуска реакции в активной зоне работает "до победного конца" наступающего или выработкой ядерного топлива в активной зоне или окончанием запаса рабочего тела выполняющего роль хладогента. А елси рабочее тело кончилось, а реакция в активной зоне все еще идет - двигатель банально плавится. Вот и получилось что ракеты на ГФЯРД одноступенчатые не могут выключать свой двигатель. И еще, они могут свой двигатель только форсировать повышая мощность активной зоны, её снижение занимает относительно много времени и требует частичного "выдувания" ядерного топлива из активной зоны. Тоесть ракета выстреливается из ТПК вышибным зарядом, отлетает по инерции, запускает двигатель и несется в атаку при постоянной тяге двигателя с постепенно повышающимся по мере выработки рабочего тела и снижения массы ускорением. При нужде она может форсировать двигатель повышая ускорение и еще быстрее тратя рабочее тело. Но вот после его окончания - все. Ракета превращается в тупо летящую по вектору болванку с расплавленным двигателем и частично корпусом, которая правда может немного корректироваться маневровыми движками в лучшем случае на несколько градусов склоняя курс. Второй вариант ракеты был просто двухступенчатая, когда вторая ступень просто несла на себе ТПК с ракетой 1 варианта. А так те-же яйца, вид в профиль. В общем ракета с ГФЯРД получилась довольно специфичной. В принципе "на безрыбье".. Но хочется большего. И тут заодно пришло понимание что "и хочется и колется" антиматерии. Потому как АМ - это "катализатор" ТЯ-реакции для "быстрого зажигания" реакции в двигателя или термоядерных реакторах. А также единственная возможность для их "глубокого форсажа" с получением больших значений тяг. Значит антиматерию надо производить, и достаточно много. Граммы, а желательно килограммы в год. Но в принципе при грамотном использовании и с граммами в год можно обеспечить все свои потребности. А потому я решил набросать "хайтековую" ракету с тем самым импульсным аннигиляционно-плазменным двигателем. Я пока основной поток мысли направляю в сторону схемы "адя Орион" с параболической толкающей плитой. В фокусе которой и происходит "аннигиляционный микровзрыв". Причем количество обычного вещества "избыточно" и выделивщиеся при аннигиляции жесткие гамма-кванты его нагревают до состояния плазмы и заставляют расширятся в виде сферической ударной волны. Ударная волна бьет в поверхность плиты, происходит аббляция слоя напылённого углерод-углеродного покрытия, в результате плите передается импульс который через амортизаторы передается основной массе ракеты. В качестве "рабочего тела" по моему наиболее логично было-бы использовать обычную воду, которая распыляется из специальных форсунок так чтобы синхронно со всех сторон "закрыть" облачко антипротонов достигшее к тому времени точки фокса параболической плиты. Можно конечно сделать более простую схему с одним распылителем воды, но я не хочу чтобы некоторое количество не прореагировавши антипротонов выбрасывалось вместе со "шлейфом выхлопа". Кстати, при аннигиляции жесткие гамма-кванты легко "колют" атомы вещества и "активируют" его как нейтроны. Подробней о ракете. Масса стартовая: - 10.000 кг. Масса рабочего тела: - 5.000 кг. (Пока точно не расчитал, может быть рабочего тела будет меньше, а остальное - на массу конструкций и систем ракеты.) Масса антивещества: - 0,001 г. (Как сказано на "Мембране", при аннигиляции 0,1 г АМ выделится столько-эе энергии сколько есть в "полной заливке" топлива-окислителя американской системы Спейс-шаттл. Но оно то на старте весит около 2.000 т.) БЧ: - 100 кт ТЯ-заряд с плутониевым инициатором. (При современном соотношении мощность/масса термоядерного заряда в 6 кт/кг масса 100 кт заряда составит килограмм 20. Допустим что запал - не менее 50 кг - тогда 100 кг со всеми делами.) Ускорение: Стандартное маршевое: - 100 G. Форсаж: - до 1.000 G. (Да, да, ракета это должна выдержать. Новые материалы в т.ч. и композиты с нанотрубками, а современная военная электроника например в "умном снаряде" несколько тысяч G держит при выстреле во время разгона в стволе пушки. Ну и конструкция конической формы тоже будет способствовать прочности.) Форма ракеты: - коническая, с кормовой толкающей плитой. Двигатели: Маршевой: - импульсно-аннигиляционно-плазменный с параболической или гиперболической толкающей плитой, в фокусе которой с высокой частотой происходят микровзрывы. Маневровые: - импульсные ТТРД "заданного импульса". Дальность полета с ускорением 50 G: - до 10.000 км. Я "глубоко" параметры двигателя и прочего пока не считал, но займусь. Благо все вроде достаточно ясно и формулы у меня есть всякие-разные для этого дела. В следующем посте отвечу на некоторые появившиеся вопросы.
Ответов - 16
falanger: cobra пишет: Чевой то я не пойму - че за параметр ДАЛЬНОСТЬ для космоса..... Может приводить просто время разгона, да и все... Ну и т.д. Дело в том, что тут ошибка с моей стороны. И просто "инерция мышления". Просто немного выше я расписал про то как раньше "смастерил" ракету с ГФЯРД, которая после пуска двигателя уже не могла его заглушить. Вот для неё и есть параметр "дальность полета с работающим двигателем". Потому как кончится рабочее тело - она превращается в болванку летящую по инерции. Которую сбить достаточно просто или уклонится. А вот для ракеты которая может дроселлировать двигатель, а также его несколько раз включать/выключать этот параметр уже не применим. Тут вы обсалютно правы.
Граф Цеппелин: falanger пишет: я всетаки пытаюсь хоть как-то посчитать технику. Ну, на самом деле это у вас просто перешло в манию, но не будем об этом... falanger пишет: Масса антивещества: - 0,001 г. (Как сказано на "Мембране", при аннигиляции 0,1 г АМ выделится столько-эе энергии сколько есть в "полной заливке" топлива-окислителя американской системы Спейс-шаттл. Но оно то на старте весит около 2.000 т.) Как-то раз вы сами доказывали, что производство антиматерии в промышленных масштабах технически непредставимо. Так все-таки возможно?
falanger: Граф Цеппелин пишет: Как-то раз вы сами доказывали, что производство антиматерии в промышленных масштабах технически непредставимо. Так все-таки возможно? Для производства 1 грамма в год надо миллион ускорителей типа Церна на орбите Меркурия с солнечными панелями в десяток квадратных км. Есть еще вариант наработки АМ на синхротронах со встречными пучками, но там эффективность наработки и прочее пока непонятна. И в любом случае АМ надо нарабатывать в космосе и желательно от "халявной" энергии. И при этом нужна мега-промышленность автоматизированная и роботизированная в космосе же для того чтобы эту инфраструктуру сделать. Я долго считал, консультировался с друзьями которыми с АСУПП и ГАП дело имели, а 5-координатными фрейзерными станками там и прочим. И по их мнению в моём таймлайме такого уровня производства к 26-27 веку достичь получится. А если повезет и сильно напрягаться - то к 24 веку. М вообще - про Ам я еще только думаю. Но даже для того что я думаю - граммов в год АМ хватит вполне на всю Солнечную. И еще останется для накопления "стратегического запаса". Но вернемся к ракетам. Выше я упоминал ракету с ГФЯРД свою. Вот её ТТХ примерные: Стартовая масса: - 12 тон. Сухая масса ракеты: - 3 тонны. Заливка рабочего тела: - 9 тон. Длина ракеты: - 10 м. Диаметр ракеты: - 1,8 м. Тип ТПК: - "ампулизированный" транспортно-пусковой контейнер. Тип реактивных двигателей: - ГФЯРД с плазменной урановой (U) активной зоной на воде (H2O) в качестве рабочего тела. - ТТРД "заданного импульса". Рабочее тело: - вода (H2O), плотность 1 г/см^3. Двигатели: Основной тяги: - 1 х "РД-0400ГФ" с управляемым вектором тяги. Маневровые: - 256 х "ТТРД-05". Тяга маршевого РД: - 400 тс фиксированная. Тяга маневровых РД: - 500 кгс фиксированная. Ускорение: - от 44 до 125 G, начальное значение даётся для полной массы ракеты - конечное на момент выработки топлива. Время работы маршевого РД: - 45 сек. Скорость истечения: - 20 км/с. Секундный расход топлива: - 200 кг/сек. Конечная скорость на выработку рабочего тела: - 27,72 км/с. Дистанция стрельбы: - до 3.000 км. (?) Обшивка ракеты: - поглощающая композитная. Энергетическая система: - МГД-генератор интегрированный в сопло двигателя. - высокоёмкие аккумуляторы долгого срока хранения. ГСН: - активно-пассивная "многоканальная" "Кобра-8" с совместной обработкой информации разных каналов. Каналы ГСН: - активно-пассивный радио локационная, РЛС с АФАР "Полусфера-4М". - активно-пассивный лазерно локационный, ЛЛС и ЛДС на полупроводниковых гетеролазерах "ЛР-118КМ". - пассивный ТВ канал, ВТВС на цифровых камерах "УТК-80-5" с 5 матрицами (R-G-B-ИК-УФ матрицы). Дальность захвата цели: Минимальная: - 5 км. (?) Максимальная: - 3.000 км (5.000 км с внешним целеуказанием). (?) БВК: - фотонный вычислительный комплекс "Эльбрус-5000" с элементами ИИ могущий работать в режиме "CRC-узла" "боевой сети" и в ОСРД 5 поколения одновременно. Блок навигации: - блок инерционной навигации "БИН-40С" на лазерных гироскопах. Система связи: - "Р-8551" с интегрированным модулем ЗАС, работает всеми типами модуляции, обеспечивает связь как с другими ракетами так и космическими кораблями. Каналы связи: - 6 независимых лазерных приёмопередающих модулей "Р-8551-Л" мощностью по 150 Вт с независимым наведением оптических систем. - 6 независимых приёмопередающих СВЧ модуля "Р-8551-СВЧ" мощностью по 500 Вт с независимым наведением антенных систем. Подрыв БЧ: - неконтактный по выбору БВК или контактный от механического взрывателя. БЧ: - ТЯБЧ мощностью 100 кт. При "неконтактном" подрыве ЯБЧ используется для накачки 12 одноразовых гамма-лазеров с ядерной накачкой смонтированных по бокам от заряда БЧ. В принципе я все посчитал там кроме "дальности хода". Если кто знает формулу расчета пройденного пути при переменном ускорении - закиньте сюда. А то у меня у ракеты ускорение меняется от 44 G на момент пуска двигателя до 125 G на момент его отключения. Расход топлива известен, так что я могу построить графики изменения массы ракеты и ускорения посекундно при фиксированной тяге двигателя.
Граф Цеппелин: falanger пишет: Но даже для того что я думаю - граммов в год АМ хватит вполне на всю Солнечную. И еще останется для накопления "стратегического запаса". Мое мнение - слишком дорого. Экономические причины обрушат проект. Даже экономика всей Солнечной строительства такого количества установок с исключительно военным назначением не выдержит. Не говоря уже о том, что военный бюждет будет непрерывно урезатся в связи с отсутствием необходимости. falanger пишет: Я долго считал, консультировался с друзьями которыми с АСУПП и ГАП дело имели, а 5-координатными фрейзерными станками там и прочим. И по их мнению в моём таймлайме такого уровня производства к 26-27 веку достичь получится. А если повезет и сильно напрягаться - то к 24 веку. Но зачем? Где оно будет применятся?
falanger: Граф Цеппелин пишет: Мое мнение - слишком дорого. Экономические причины обрушат проект. Даже экономика всей Солнечной строительства такого количества установок с исключительно военным назначением не выдержит. Не говоря уже о том, что военный бюждет будет непрерывно урезатся в связи с отсутствием необходимости. Стопудовая технология "двойного назначения". Граф Цеппелин пишет: Но зачем? Где оно будет применятся? То-же самое.
Граф Цеппелин: falanger пишет: Стопудовая технология "двойного назначения". Как именно ее еще можно применять? Пока что я вижу только чудовищно дорогие ракеты, в гражданских целях неприменимые. Для использования на гражданских кораблях мощность избыточная, и очень дорого. Скорее всего все-таки будут не жутко дорогие ракеты, зависящие от громоздких и уязвимых комплексов, а менее эффективные. Ракеты на атомном приводе просто не примут на вооружение, а корабли будут использовать именно ГФЯРД - все равно флот несколько веков ни с кем не воюет, военным просто не удасться выбить из бюджета деньги!
alymal: Вопрос - ракеты, которые запускают в другие корабли, или ракеты, на которых люди летать будут?
Граф Цеппелин: alymal пишет: Вопрос - ракеты, которые запускают в другие корабли, или ракеты, на которых люди летать будут? falanger пишет: Вт с независимым наведением оптических систем. - 6 независимых приёмопередающих СВЧ модуля "Р-8551-СВЧ" мощностью по 500 Вт с независимым наведением антенных систем. Подрыв БЧ: - неконтактный по выбору БВК или контактный от механического взрывателя. БЧ: - ТЯБЧ мощностью 100 кт. При "неконтактном" подрыве ЯБЧ используется для накачки 12 одноразовых гамма-лазеров с ядерной накачкой смонтированных по бокам от заряда БЧ. Именно боевые ракеты!
falanger: Граф Цеппелин пишет: Как именно ее еще можно применять? Пока что я вижу только чудовищно дорогие ракеты, в гражданских целях неприменимые. Для использования на гражданских кораблях мощность избыточная, и очень дорого. falanger пишет: И тут заодно пришло понимание что "и хочется и колется" антиматерии. Потому как АМ - это "катализатор" ТЯ-реакции для "быстрого зажигания" реакции в двигателя или термоядерных реакторах. А также единственная возможность для их "глубокого форсажа" с получением больших значений тяг. Граф Цеппелин пишет: Ракеты на атомном приводе просто не примут на вооружение, а корабли будут использовать именно ГФЯРД Не будут их использовать по тому что - falanger пишет: Во первых ГФЯРД "многоразовый", тоесть с возможностью включения-выключения, получился весьма дорогой, сложный и достаточно тяжелый. Потому как для его выключения например надо из активной зоны просто "выдуть" ядерное топливо находящееся в состоянии плазмы. Тоесть достаточно большая масса ядерного топлива просто теряется. И это даже без учета того что некоторое количество ядерного топлива и так при работе двигателя "вымывается" нагретым рабочим телом. Граф Цеппелин пишет: все равно флот несколько веков ни с кем не воюет, военным просто не удасться выбить из бюджета деньги! ВПК был, есть и будет "двигателем прогресса". Потому деньги и будут выделятся. И знаете, наличие пускай и ассимилированых но инопланетян перед глазами наглядно показывает что в космосе мы не одни. А легкая паранойя - очень полезная "болезнь" для выживания вида.
Граф Цеппелин: falanger пишет: ВПК был, есть и будет "двигателем прогресса". Потому деньги и будут выделятся. За 800 лет без войн? Введите хоть какие-нибудь локальные конфликты в Солнечной! Иначе ни одно правительство не станет деньги давать на вооруженные силы, которые последние 400 лет никому не требовались! falanger пишет: И знаете, наличие пускай и ассимилированых но инопланетян перед глазами наглядно показывает что в космосе мы не одни. А легкая паранойя - очень полезная "болезнь" для выживания вида. Первые 300 лет. Затем придут к правильному выводу, что если эти инопланетяне сумеют до нас долететь так, чтобы воевать, то все наши технологии против них смехотворны. Даже если 800 лет назад они были на примерно таком же уровне, сейчас они уже могли уйти вперед на десятки поколений. Будут размышлять именно так. И, философски поразмыслив - где-то в 2400-2500 году начнут сокращать расходы на вооружение. К 2800 году останется максимум одна полная группа флота, не меняющаяся уже последние 100 лет!
falanger: alymal пишет: Вопрос - ракеты, которые запускают в другие корабли, или ракеты, на которых люди летать будут? Боевые конечно.
alymal: Граф Цеппелин пишет: Именно боевые ракеты! Слишком дорого выглядит... Может, имеет смысл делать так - пусть на этой одной большой ракете будут штук шесть более маленьких, химических? Долетела - сбросила ракеты, и сама по возможности воткнулась... Или как у Харрингтон - там было что-то вроде лазеров...
Граф Цеппелин: alymal пишет: там было что-то вроде лазеров... Здесь тоже - лазеры с атомной накачкой. Только стоимости ракеты все это не отменяет. Жутко дорогая!
falanger: alymal пишет: Слишком дорого выглядит... Может, имеет смысл делать так - пусть на этой одной большой ракете будут штук шесть более маленьких, химических? Долетела - сбросила ракеты, и сама по возможности воткнулась... Или как у Харрингтон - там было что-то вроде лазеров... Химические - ни в ни в красную армию. А гамма-лазеры с ядерной накачкой и так в конструкцию БЧ интегрированы, чтобы при "промахе" ударить излучением по цели если подрыв "неконтактный".
хохол: Зачем вообще ядерная БЧ, если есть АМ. Пусть она и будет БЧ.
falanger: хохол пишет: Зачем вообще ядерная БЧ, если есть АМ. Пусть она и будет БЧ. При аннигиляции материи/антиматерии на 1 грамм АМ + 1 гармм обычной материи выход 10,5-21 кт ТНТ эквивалента. Точно пока не знаю. Тоесть для 100 кт надо много АМ. А для двигателя - намного меньше. Вот и вся причина.
полная версия страницы