Здесь представлена схема принципиально нового двигателя (Ионно-жидкостного ядерного реактивного двигателя, или ИЖЯРД) для космических кораблей, основным топливом для которого является крайне распространённое вещество -- вода. На двигателе данного типа возможна доставка крупных грузов (до 200 тонн) с Земли до пояса астероидов всего за 118 суток!
О принципе ...
Здесь представлена схема принципиально нового двигателя (Ионно-жидкостного ядерного реактивного двигателя, или ИЖЯРД) для космических кораблей, основным топливом для которого является крайне распространённое вещество -- вода. На двигателе данного типа возможна доставка крупных грузов (до 200 тонн) с Земли до пояса астероидов всего за 118 суток!
О принципе работы:
Данный двигатель совмещает в себе 3 типа: ионный (с изменённой конструкцией в виде линейного ускорителя ионов), жидкостной и ядерный. Топливом для данного двигателя, как бы абсурдно это не звучало, будет вода — одно из самых распространённых и дешёвых веществ на Земле, к тому же, существующее на других планетах и космических объектах, а также в поясе астероидов, что делает возможным дозаправку вне Земли.
Схема работы двигателя будет следующая: вода из топливных баков, нагреваясь ядерным ректором (для упрощения процесса электролиза) попадает в электролизационный бак, где она разделяется на заряженный водород и кислород. Кислород проходит через ионизационную камеру и далее попадает в линейный ускоритель, в котором он разгонятся до скоростей более 20 км/с. Особенностью данного типа двигателей является то, что удельный импульс можно регулировать, изменяя лишь массу подаваемого топлива в секунду. Это позволит оптимизировать двигатель для полётов на различные расстояния. Водород из элетролизационного бака нагревается, проходя через ядерный реактор (приблизительно до 2700 – 3000
K
) и далее может использоваться как маневровыми двигателями, так и основным, в котором он может вступать в химическую реакцию с кислородом с выделением дополнительной энергии. К сожалению, из-за высоких скоростей потока частиц большая часть энергии будет утеряна, но при правильной конфигурации сопла возможно достичь КПД в 40%
Современные линейные ускорители бывают разных типов (
прямого действия, индукционные или резонансные, импульсные и постоянные)
, так что всех их мы рассматривать не будем. Предположительно использовать в этом двигателе высоковольтный ускоритель, так как его КПД как правило выше. Важно знать лишь то, что они могут сообщить частице энергию около 30-40 МэВ (что значительно больше, чем нам надо) и что их КПД достигает 95%. Следует учесть, что в космосе проще использовать сверхпроводники, так что есть возможность достичь такого КПД.
////
Here is a scheme of a fundamentally new engine (called ILNJE) for spacecraft, the main fuel for which is an extremely common substance - water. On the engine of this type, it is possible to deliver large loads (up to 200 tons) from the Earth to the asteroid belt in just 118 days!
On the principle of work:
This engine combines three types: ion (with a modified design in the form of a linear ion accelerator), liquid and nuclear. Fuel for this engine, no matter how absurd it sounds, will be water - one of the most widespread and cheapest substances on Earth, besides, existing on other planets and space objects, as well as in the asteroid belt, which makes it possible to refuel outside the Earth.
The scheme of the engine will be the following: water from fuel tanks, heated by a nuclear reactor (to simplify the process of electrolysis) enters the electrolysis tank, where it is divided into charged hydrogen and oxygen. Oxygen passes through the ionization chamber and then enters the linear accelerator, in which it accelerates to speeds of more than 20 km / s. A feature of this type of engine is that the specific impulse can be adjusted by changing only the mass of fuel delivered per second. This will optimize the engine for flights at different distances. Hydrogen from the electrolytic tank is heated by passing through a nuclear reactor (up to about 2700-3000 K) and can then be used either by shunting engines or the main one in which it can react chemically with oxygen with the release of additional energy. Unfortunately, due to the high particle flow rates, most of the energy will be lost, but with the correct nozzle configuration, it is possible to achieve an efficiency of 40%
Modern linear accelerators are of different types (direct action, inductive or resonant, pulsed and constant), so that we will not consider all of them. Presumably use in this engine high-voltage accelerator, as its efficiency is generally higher. It is important to know only that they can tell the particle about 30-40 MeV (which is much more than we need) and that their efficiency reaches 95%. It should be noted that it is easier to use superconductors in space, so that there is an opportunity to achieve such efficiency.
