«Бенджен Старк возвращается в Ночной Дозор с бастардом своего брата. Я хочу поехать вместе с ними и увидеть Стену, о которой мы так много слышали… постоять на вершине Стены и пустить струю с края мира.»
Тирион Ланнистер, первый турист Семи Королевств
«Кулибину никак не удавалось всерьёз заняться чем-нибудь иным, кроме иллюминаций, бутафории для празднеств, различных курьёзных автоматов и тому подобного. Даже Академия рассматривала Кулибина как универсального механика, которого можно использовать для любого дела.»
Николай Кочин «Кулибин»
Гораздо больше, чем типы и устройство современных ЯЭУ, вас интересует, где можно купить мотоблоки, которые, по вашему мнению, имеют гораздо более важное и практичное значение… по крайней мере здесь, на Земле. И именно поэтому вам следует заглянуть на karex.ru. Здесь вы сможете приобрести такое оборудование от известного и уважаемого бренда.
Ожидаемые характеристики газотурбинной ЯЭДУ электрической мощностью 1 МВт приведены в табл. ниже.
Рабочее тело — смесь He-Xe |
|||
Параметр |
Тип холодильника-излучателя |
||
Капельный |
Панельный |
||
Температура рабочего тела, К: перед турбиной |
1200 |
1500 |
1500 |
перед компрессором |
320 |
320 |
400 |
Степень повышения давления в компрессоре |
1,8 |
1,6 |
3 |
Общий КПД преобразования энергии, % |
35 |
38 |
35 |
Масса энергоблока, кг |
6800 |
6500 |
6800 |
Удельная масса энергоблока, кг/кВт |
6,8 |
6,5 |
6,8 |
Таблица. Предполагаемые характеристики газотурбинной ЯЭДУ
Проект должен быть реализован в течение 2010-2018 г., причем эскизный проект должен быть разработан в 2012 г., в 2015 г. — завершена наземная отработка систем, а в 2018 — ресурсные испытания ЯЭДУ Головной разработчик всей программы и ЯЭДУ — Центр Келдыша Роскосмоса. Реакторная установка на основе газоохлаждаемого реактора выполняется кооперацией во главе с НИКИЭТ Госкорпорации «Росатом». Разработка собственно космического аппарата — транспортно-энергетического модуля (ТЭМ) на основе этой ЯЭДУ выполняется РКК «Энергия».
Возможный вариант компоновки транспортно-энергетического модуля с ядерной газотурбинной установкой и капельным холодильником-излучателем
Один из возможных вариантов компоновки транспортно-энергетического модуля с ядерной газотурбинной установкой и капельным холодильником-излучателем приведен на рис. выше.
Следует отметить, что специалисты, которые проводили сравнение космических ЯЭУ с различными схемами преобразования энергии в Центре Келдыша, РКК «Энергия» и других организациях подчеркивали, что удельные массы термоэмиссионной и газотурбинных ЯЭУ близки. Поэтому с учетом того факта, что эффективность транспортных средств на основе ЭРДУ зависит фактически лишь от удельной массы ЯЭРДУ, приводимые ниже результаты по эффективности транспортных систем с ЯЭРДУ с небольшой погрешностью будут справедливы для ЯЭУ с различными схемами преобразования тепловой энергии в электрическую.
Автор: Admin |
2015-02-27 |
|
Ни для кого не секрет, что российская космическая отрасль переживает настоящий кризис, причиной которого является непродуманная организация всего рабочего процесса и, конечно же, низкое финансирование. Второе целиком и полностью ложится на плечи государства, ну а с первым вполне справится организация проведения специальной оценки условий труда, проведенная сторонними специалистами, на роль которых идеально подойдут сотрудники компании «Технологии труда».
Принципиальная схема космической ЯЭУ с газотурбинной схемой преобразованияэнергии и капельнымхолодильником-излучателей приведена на рис. ниже, а ее оцениваемые характеристики — в табл. ниже.
Принципиальная схема ЯЭУ с турбомашинным преобразованием энергии АЗ — активная зона; БВД — бак высокого давления; БНД — бак низкого давления; БО — блок отражателя; БТ — бак теплоносителя; К — корпус реактора;
М — газоциркулятор; Н — насос; Р1 ,Р2 — рекуператор; РЗ — радиационная защита; СБ — стержни безопасности; СОТР — система обеспечения теплового режима; ТГ1 ,ТГ2 — турбогенератор; ТК1 ,ТК2 — турбокомпрессор; ТO1 ,ТO2 — промежуточный теплообменник; ХИ — холодильник-излучатель
Параметр |
ЯЭУ-100 для ТЭМ |
ЯЭУ-500 для ТЭМ |
Тепловая мощность, кВт |
310 |
1340 |
Размеры активной зоны реактора, |
Размеры |
|
мм: |
«под ключ»: |
|
-диаметр |
326 |
349 |
-высота |
500 |
650 |
Топливная композиция |
карбонитрид урана U-Zr-C-N |
карбонитрид урана U-Zr-C-N |
Обогащение топлива 235U, % |
90 |
90 |
Загрузка 235U, кг |
115 |
173 |
Количество ТВС в активной зоне |
30 |
19 |
Диаметр топливной части ТВС, мм |
40 |
11 |
Толщина бокового бериллиевого отражателя, мм |
120 |
120 |
Количество поворотных барабанов |
12 |
12 |
Количество стержней безопасности |
7 |
7 |
Рабочее тело ТГУ |
98,3%Xe+1,7%He (масс) |
Неон |
Температура рабочего тела, К: |
||
-на входе реактора |
1180 |
1095 |
-на выходе реактора |
1500 |
1500 |
Максимальное давление рабочего тела ТГУ, МПа |
0,9 |
3,5 |
Расход рабочего тела ТГУ, кг/с |
1,2 |
3,13 |
Масса реактора с радиационной защитой, кг |
2790 |
— |
Ресурс работы, лет |
10 |
10 |
Таблица. Основные характеристики реакторов ЯЭУ канального типа для работы в контурах газотурбинных установок
С апреля 2010 г. в рамках Президентской программы модернизации экономики России в нашей стране приоритетным направлением работ по созданию ядерной энергодвигательной установки (ЯЭДУ) с уровнем электрической мощности порядка 1 МВт выбрана газотурбинная схема преобразования энергии с газоохлаждаемым реактором на быстрых нейтронах с требованием по обеспечению ресурса ЯЭУ до 10 лет и реализацией в 2010-2018 годах.
Автор: Admin |
2015-02-27 |
|
Вы ведь за здоровый образ жизни? Бегаете по утрам? Жмёте лёжа 100 килограмм 20 раз? Спорт прочно вошёл в нашу жизнь. Даже среди тех, у кого одышка, найдётся не один человек, который припомнит мировой рекорд по бегу на стометровке. Нo это скучно. В Книге рекордов Гиннесса есть рекорд, посвящённый дальности метания коровьей лепёшки. И подобных видов спорта — порой смешных, порой страшных, но всегда удивительных — достаточно много. Мы составили наш личный рейтинг самых сумасшедших видов спорта, которые только существуют в мире.
Интересуясь, как всегда, новинками техники, я кивнул и с охотой втиснулся в аппарат. Едва я там уселся, профессор захлопнул дверку. У меня зачесалось в носу — сотрясение, с каким печурка закрылась, подняло в воздух невычищенные остатки сажи, так что, втянув их с воздухом, я чихнул. В этот момент профессор включил ток. Вследствие замедления времени мой чих продолжался пять суток, и, открыв дверку, Тарантога нашёл меня почти без чувств от изнеможения.
Станислав Лем, «Звёздные дневники Ийона Тихого, Путешествие двенадцатое»
Как известно, путешествия мои нельзя расположить по порядку, так как происходили они не только в пространстве, но и во времени. Иное из них могло начаться в двадцать шестом столетии, а закончиться в двадцатом. Так что, отправляясь в путь, я уже знал о своих будущих приключениях из старинных преданий, в которых, впрочем, никогда не оказывалось ни слова правды. Читать дальше>>
Энергомодуль лунным днем получает электроэнергию от солнечных батарей. Получаемые в процессе электролиза водород и кислород запасаются в баллонах блоков хранения газов. Кислород может быть использован также для дыхания экипажа, а водород вместе с кислородом — для двигательной установки взлетно-посадочных кораблей. Проведение электролиза воды при высоком давлении газов (водорода и кислорода) позволяет исключить из состава системы компрессоры для сжатия газов. Необходимую для электролиза воду получают из собственных запасов аккумулятора энергии, которые пополняются от системы водообеспечения лунной базы.
ЭХГ предназначен для выработки электроэнергии лунной ночью. Произведенные водород и кислород, запасенные в баллонах системы хранения газов, подаются в ЭХГ, где в процессе реакции между газами производится электроэнергия и образуется вода. Электроэнергия отдается потребителю, а вода накапливается в резервуаре для хранения воды для повторного ее использования.
Система хранения газов, включающая блок хранения и подачи водорода, блок хранения и подачи кислорода и азота, предназначена для сбора и хранения произведенных при электролизе воды водорода и кислорода. Хранение газов осуществляется в баллонах высокого давления. Раздельное хранение реагентов обеспечивает нулевой саморазряд в ЭХГ, что позволяет использовать его для длительного хранения запаса энергии при консервации лунной базы.
По совокупности свойств накопитель энергии с водородным циклом имеет существенные преимущества по сравнению с обычными аккумуляторами:
— удельная энергия составляет 0,2-0,5 кВтхч/кг при энергоемкости 100-7000 кВтхч, в то время как удельная энергия современных аккумуляторных батарей (никель-металлгидридные, литий-ионные и др.) составляет 0,04-0,1 кВтхч/кг;
— разнообразие видов энергии, накапливаемой и производимой, позволяет легко интегрировать его с другими системами базы, прежде всего с системами обеспечения температурного режима и жизнеобеспечения жилых и служебных модулей. При использовании тепла электрохимических реакций для обогрева служебных и обитаемых модулей КПД накопителя составит 80-90 % при электрическом КПД примерно 50%;
— система может использоваться как источник газообразного кислорода для дыхания экипажа и агрегатов инфраструктуры лунной базы.
Для космических энергоустановок массогабаритные и удельные характеристики имеют определяющее значение. Хотя они зависят от конкретной конструкции системы энергоснабжения и используемых агрегатов, эти характеристики можно предварительно оценить, исходя из состава системы и параметров перспективных образцов используемых агрегатов.
Основной вклад в массу и объем энергоустановки с ЭХГ дает система хранения рабочих газов (O2 и Н2), поэтому, в первом приближении, предельно достижимую мощность энергоустановки можно оценить по массе и объему этой системы. Более точные расчеты массы должны учитывать состав аккумулятора и удельные характеристики его основных систем. Зависимость массы энергоустановки с водородным циклом от его мощности (N) можно оценить по эмпирической формуле:
М (кг) ≈ 590 N (кВт).
Оценка технических характеристик системы энергоснабжения с солнечными батареями и аккумулятора энергии с водородным циклом проводилась для следующей архитектуры базы: жилой модуль; технологический модуль с оборудованием жизнеобеспечения базы; фитотрон для выращивания растений; научный модуль. Кроме того, предполагалось, что в состав лунной базы входят три лунохода: тяжелый пилотируемый луноход со своим ЭХГ и газовыми баллонами, предназначенный для осуществления экспедиций длительностью до 5 суток; транспортно-грузовой луноход и рабочий луноход, предназначенный для использования в качестве универсальной строительной машины.
При оценке рассматриваемой системы энергоснабжения принимались следующие условия: численность экипажа одной экспедиции 6 человек при длительности 3 месяца, срок службы оборудования — до 10 лет.
В состав системы энергоснабжения базы входят: солнечные батареи, рассматриваемый аккумулятор, устройства преобразования электроэнергии. Аккумулятор состоит из трех электролизеров воды, трех ЭХГ и обеспечивающих систем. Все агрегаты системы энергоснабжения (солнечные батареи, электролизеры, ЭХГ, баллоны, преобразователи) разделены на секции, которые по истечении ресурса или при выходе из строя могут заменяться. Газы хранятся в баллонах при температуре (170-200) К, что позволяет на треть увеличить массовую емкость баллонов. Это достигается захолаживанием баллонов во время лунной ночи, и их термоизоляцией во время лунного дня. Высокое рабочее давление электролизеров (35 МПа) позволяет заполнять баллоны без использования механических компрессоров.
Проектные характеристики системы энергоснабжения средней мощностью 50 кВт и пиковой 100 кВт для лунной базы и двух уровней технологий (существующая — 2010 г., и ближайшей перспективы — 2020 г.) приведены в табл. ниже.
Таблица. Характеристики системы электроснабжения лунной базы на основе солнечных батарей и водород-кислородных электрохимических батарей для двух уровней технологий
Удельные параметры |
2010 г |
2020 г |
|
КПД ЭХГ |
0,7 |
0,7 |
|
КПД электролизера |
0,7 |
0,8 |
|
Удельный расход водорода в ЭХГ, кг/кВт-ч |
0,045 |
0,045 |
|
Удельный расход кислорода в ЭХГ, кг/кВт-ч |
0,36 |
0,36 |
|
Удельная масса ЭХГ, кг/кВт |
5 |
5 |
|
Удельная масса электролизера высокого давления, кг/кВт |
30 |
15 |
|
Удельная масса баллонов водорода базы, кг/кг водорода |
13 |
10 |
|
Удельная масса баллонов для кислорода, кг/кг кислорода |
0,8 |
0,6 |
|
Удельная масса СБ в расчете на среднедневную мощность, кг/кВт |
20 |
10 |
|
Исходные данные проекта |
|||
Среднесуточная электрическая мощность потребления базы, кВт |
50 |
50 |
|
Пиковая мощность потребления базы, кВт |
100 |
100 |
|
Время накопления энергии в аккумуляторе, земных суток |
14 |
14 |
|
Время выдачи энергии из аккумулятора, земных суток |
14 |
14 |
|
Результаты проекта |
|||
Потребная энергоемкость аккумуляторов базы, кВт-ч |
16800 |
16800 |
|
Потребная масса водорода для базы, кг |
756 |
756 |
|
Потребная масса кислорода для базы, кг |
6050 |
6050 |
|
Масса баллонов водорода для базы, кг |
9830 |
7560 |
|
Масса баллонов кислорода для базы, кг |
4910 |
3780 |
|
Суммарный объем баллонов водорода и кислорода при давлении 35 МПа, мЗ |
28 |
28 |
|
Масса всех ЭХГ базы, кг |
500 |
500 |
|
Потребная электрическая мощность электролизеров, кВт |
118 |
104 |
|
Масса всех электролизеров, кг |
3550 |
1550 |
|
Суммарная масса аккумуляторов энергии базы, кг |
29400 |
23200 |
|
Удельная энергия аккумуляторов энергии, Вт-ч/кг |
571 |
723 |
|
Удельный объем аккумуляторов энергии, Вт-ч/м3 |
496 |
496 |
|
Удельные параметры |
2010 г |
2020 г |
|
Потребная среднедневная мощность солнечных батарей, кВт |
168 |
154 |
|
Масса солнечных батарей, кг |
3370 |
1540 |
В табл. ниже приведены характеристики энергоустановки пилотируемого лунохода, причем при оценках было принято, что луноход заправляется один раз в 5 земных суток.
Таблица. Характеристики электрохимической энергоустановки лунохода для двух уровней технологий
Параметры: |
2010 г |
2020 г |
Удельная масса баллонов водорода лунохода, кг/кг водорода |
20 |
15 |
Удельная масса баллонов кислорода для лунохода, кг/кг кислорода |
1,3 |
0,9 |
Среднесуточная электрическая мощность лунохода, кВт |
8 |
8 |
Пиковая мощность потребления лунохода, кВт |
15 |
15 |
Длительность рейса лунохода, земных суток |
5 |
5 |
Потребная энергоемкость лунохода, кВт-ч |
960 |
960 |
Потребная масса водорода для лунохода, кг |
43 |
43 |
Потребная масса кислорода для лунохода, кг |
346 |
346 |
Масса баллонов водорода для лунохода, кг |
864 |
648 |
Масса баллонов кислорода для лунохода, кг |
432 |
324 |
Объем энергоустановки для лунохода, м3 |
3,2 |
3,2 |
Масса ЭХГ лунохода, кг |
75 |
75 |
Суммарная масса энергоустановки для лунохода, кг |
2020 |
1650 |
Удельная энергия энергоустановки лунохода, Вт ч/кг |
474 |
581 |
Оценка энергетических характеристик проведена без учета возможности использования тепла, выделяющегося при работе ЭХГ и других агрегатов для отопления помещений базы и лунохода. Не учитывались также возможности использования водорода и кислорода для систем жизнеобеспечения и заправки ракетных блоков.
Автор: Admin |
2014-08-12 |
|
Не сомневаюсь в том, что в недалеком будущем грузы будут доставляться по космосу, но сейчас, к сожалению, это всего лишь фантастика! Впрочем, экспедирование морских грузов это тоже чрезвычайно востребованное направление, перспектив у которого предостаточно!
Убедитесь в этом сами, посетив сайт www.organic-cargo.ru.
Космический аппарат, созданный на основе платформы Alphabus
Именно двойные пуски являются преимуществом Ananespace, поскольку два клиента могут разделить стоимость РН. В 2025 г. такая миссия потребует две РН Ariane 6 вместо одной Ariane 5. Кроме того, верхний предел грузоподъемности в 6 т представляется недостаточным. Срок жизни новой РН оценивается примерно в 30 лет: с 2026 по 2055 год. Но уже сейчас максимальная масса КА связи достигает 6,7 т (КА IPstar и TerraStar) и будет увеличиваться после ввода в строй новой европейской платформы Alphabus. Максимальная масса КА, создаваемых на основе этой платформы, может составить 8,1 т, что также превышает верхний предел РН Ariane 6. Кроме того, на рынок выходят РН нового поколения с повышенной грузоподъемностью, такие как РН Falcon-9 (США) и H-IIB (Япония) в 2010 г., РН «Ангара» (Россия) в 2013 г., РН «Великий поход-5» (Китай) и РН GSLV-МкШ (Индия) в 2013-2015 гг.
При сроке разработки в 15 лет РН Ariane 6 сильно опоздает с выходом на рынок по сравнению со своими соперниками. С учетом того, что РН явно не может быть сертифицирован к 2025-2030 гг. для пилотируемых полетов, становится очевидным, что он не сможет полноценно заменить РН Ariane 5. Скорее всего, обе РН придется длительное время эксплуатироваться параллельно.
РН Vega на стартовой площадке
Эти размышления подтверждаются и тем, что на «период ожидания» до готовности РН Ariane 6 французские специалисты рекомендуют модернизировать РН Ariane 5 и Vega.
Если проанализировать представленные варианты, то с точки зрения минимальных рисков, затрат и сроков создания наиболее предпочтительным выглядит первый, использующий готовые элементы РН Ariane 5 и Vega. В то же время энергетика и потенциал дальнейшего развития этого варианта ограниченны. Никакой технологической новизны «половинка» РН Ariane 5 не несет. Варианты с криогенными первыми ступенями РН, как на основе метана, так и на основе водорода, напротив, обладают технологической новизной, а также перспективами дальнейшего роста грузоподъемности. Стартовые массы этих РН меньше, чем у версии с твердотопливными ступенями, а сами РН принципиально проще. Но технический риск, а также стоимость разработки криогенных вариантов, видимо, будут максимальными.
В любом случае, очевидно, что Европа активизирует работы в области перспективных средств выведения.
В июне 2010 года Агентство ESA заключило двухлетний контракт с фирмой Astrium Space Transportation (AST) стоимостью 24 млн. долл., предусматривающий исследование технологий, предназначенных для использования в многократно включаемых двигателях верхних ступеней РН, работающих на криогенных компонентах топлива. Работа, которая должна быть выполнена в рамках программы FLPP (Future Launchers Preparatory Program) Агентства ESA, будет сконцентрирована на исследовании свойств жидкого водорода (минус 253°С) и жидкого кислорода (минус 183°С) в условиях невесомости и на определении способов подачи их в двигатель. Другая задача исследований относится к созданию системы теплоизоляции топливных баков для обеспечения необходимых условий охлаждения компонентов топлива.
Запуск суборбитальной ракеты Texus
Контракт с фирмой AST включает проведение испытаний для отработки способов подачи криогенных компонентов топлива на борт высотной суборбитальной ракеты Texus, которую планируют к запуску в 2011 году с космодрома Швеции.
Агентство ESA проводит подготовительную работу по модернизации криогенной верхней ступени РН Ariane-5, на которой будет установлен двигатель Vinci, разработанный французской фирмой Snecma Moteurs. С другой стороны ожидается, что правительство Франции выделит 250 млн. евро к концу 2010 года на разработку РН Ariane следующего поколения в рамках комплекса мер, стимулирующих экономику. Однако пока неясно, какое решение примет Агентство ESA, либо о завершении разработки верхней ступени РН Ariane-5, либо о начале проектирования семейства РН следующего поколения. Окончательное решение намечается принять в 2014 году.
Автор: Admin |
2013-11-14 |
|