Ярд с рассеиванием тепла на ГДЛ.

Потому что низкий КПД. Тут даже сбалансированный по теплоте лазер сделать не могут, не говоря уже про охлаждение.

А чому

«Патамушта» был выбран холодильник-излучатель капельного типа ©.

А разве смысл ЯРД не в том чтобы всё тепло рабочему телу отдавать?

Ну вообще да, верно, тупанул. Спасибо что исправил. Холодильник или другой охладитель в контексте энергетического реактора)

...динамическим подсказывает что в составе лазера будут подвижно-трущиеся части разделяющие среды с большой разницей давления., а такая схема не сможет работать годами без проведения ТО и промежуточных ремонтов.

Там про газодинамику. В определении и принципе работы движущиеся части не заданы как необходимость.

В определении и принципе работы движущиеся части не заданы.

То что они не заданы, не означает того что на практике их нет.
Ты ведь не думаешь что перепад давления создаётся руной ветра?

Нагреватель, холодильник, классика.

Ты понимаешь что этот лазер работает только потому что газ в него нагнетают под давлением.

То есть для работы твоего лазера нужен компрессор?

А как же ядрёный котел? Можно попробовать запилить газофазный реактор, рабочее тело гонять по кругу, а излишки тепла сбрасывать адиабатическим расширением с вынужденным излучением. Профит в экономии рабочего тела и в использовании ГЯРД в качестве энергетического.

вынужденным излучением.

Я не разбираюсь во всём этом, но разве вынужденное излучение в данном случае не предполагает поднятия давления компрессором?

рабочее тело гонять по кругу

Гонять чем и как?

Неа, расширение без теплообмена с окружающей средой.

Мощность снимать газовой турбиной, а гонять компрессором. В общем, та ещё вундервафля получается.

КПД гдл ниже плинтуса, второе начало термодинамики и Саади Карно яростно против Вашего предложения.

а излишки тепла сбрасывать адиабатическим расширением с вынужденным излучением

Сомневаюсь в реалистичности этого. В реальных лазерах среда перед входом в резонатор готовится, т.е. обеспечивается чтобы максимальное число молекул находилось на нужном энергетическом уровне. Обеспечивается это обычно химической реакцией, непосредственно перед резонатором.

В нагретом же газе у вас... Хаос. И излучение с него будет исключительно АЧТ...

Скорее всего эта идея бессмысленна и вот почему. Многие вещи можно понять без глубокого погружения в теорию, только на основе базовых школьных знаний в виде законов сохранения, термодинамики и т.д.

У вас есть нагретое тело, двигательная установка. У вас есть вакуум, куда тепло уходит естественным образом. Из курса физики мы знаем, что скорость рассеяния тепла зависит от разности температур и площади поверхности с которого тепло рассеивается.

Вы не можете управлять свойствами вакуума и не можете поднять температуру двигателя, ведь его охлаждение и есть ваша цель. Следовательно единственным что остаётся в вашем распоряжении остаётся - площадь поверхности радиаторов.

Вы можете использовать тепловой насос, вроде термотрубок в компьютерных кулерах. Но чтобы он работал постоянно, его рабочее тело, сделав круг, должно вернуться к исходной температуре. Т.е. с ним вы можете лишь перенести радиаторы подальше от двигателя, но не избавиться от них.

Вы можете вставить в разрыв теплового потока между двигателем и радиаторами некоторую тепловую машину, которая будет работать и превращать часть тепла в другую энергию. Но это в лучшем случае позволит уменьшить количество радиаторов. И то не факт, т.к. в случае падения температуры теплоносителя, эффективность радиаторов уменьшится. И эта зависимость не линейная.

Что же касается именно лазера, то тут потребуются некоторые дополнительные знания. Энергия горячего газа заключена в кинетической энергии его молекул. В то время, как для вынужденного излучения необходимо чтобы молекулы были возбуждены, т.е. часть энергии была заключена в электронах, перепрыгнувших на более высокий энергетический уровень. Другими словами, горячий газ сам по себе - не очень хороший источник для лазера...

Второе начало термодинамики несколько выходит за пределы школы - и именно оно говорит что идея ТС не пройдет.

Строго говоря нет. У нас же не закрытая система. Нам надо увеличить теплопоток в вакуум. Пусть даже в итоге в вакуум будет уходить в несколько раз больше энергии, чем генерировал сам двигатель. (Двигатель + некий тепловой насос, который каким-то чудом-юдом ускоряет излучение.) Термодинамика этого естественно не запрещает.

Но и какие-то готовые способы которыми это можно было бы осуществить я не вижу. Я видел, как рассматривались варианты использования термальных диодов для охлаждения космических аппаратов, но там речь шла исключительно об охлаждении сенсоров. Не о том, чтобы сбросить избыточное тепло от ЯРД. :)

Второе начало термодинамики несколько выходит за пределы школы

А вот это мне кстати очень сложно судить. Когда я учился после пятого класса обычных у нас не осталось. Разделили на физмат и гуманитариев. Потом несколько раз встречал с удивлением, что люди не знают того, что я считал школьными знаниями. :-D

У меня была мысль, основанная на школьной аналогии как раз. Костер - хаотичные переходы между энергетическими уровнями, спектр теплый ламповый, мощность - сравнительно невысокая. Ну или не костер, а нагретый кирпич. Лазер - спектр монохромный, излучение когерентное ансамблем атомов, мощность - сравнительно очень высокая (вспышка, либо излучение в непрерывном режиме).

Зачем нам вообще рассеивать мощность? Если у нас горячий реактор через который мы продуваем рабочее тело, то никаких проблем с рассеянием нет - но у такой конструкции маленький удельный импульс (УИ). То есть он в разы больше чем у обычных жрд, но все равно не стоит того что бы огород городить - рабочего тела надо много, далеко не улетишь.

Гораздо лучше если у нас есть реактор генерирующий электрической ток, который питает плазменный двигатель. Вот тут все очень хорошо, и именно тут возникают проблемы с охлаждением.

Как нам производить ток? Это либо термопара либо тепловая машина. Есть еще термоэмиссионные преобразователи, но там мизерная удельная мощность и их мы не рассматриваем. То есть нужна разница температур, причем именно в ЗАКРЫТОЙ системе (если стравливать за борт газ то он быстро кончиться и реактор встанет). Ну а дальше вспоминаем про второе начало, цикл Карно и пр. :-)

Гипотетически можно рассматривать ГДЛ как маршевый двигатель для увеличения УИ при продуве газа через горячий реактор. Но тут уже надо считать и читать про ГДЛ - я про него мало знаю. КМК прирост тяги будет мизерным, фотонные двигатели выезжают на том что вообще не требуют запаса рабочего тела и там совершенно другие мощности.

Зачем нам вообще рассеивать мощность?

Надо считать, но как варианты:

1. Слишком эффективный двигатель прокачивает недостаточно рабочего тела, чтобы охлаждаться. Это в жрд выливаются реки топлива и окислителя, что его хватает на охлаждение сопла.

2. Долгое время работы. Теплопередачу никто не отменял, если двигатель будет работать часами, то в конце концов тепло просочится.

но у такой конструкции маленький удельный импульс (УИ)

У газофазных вроде повеселее картина была.

Гипотетически можно рассматривать ГДЛ как маршевый двигатель для увеличения УИ при продуве газа через горячий реактор.

Боюсь выхлоп даже без сопла разницу в тяге в порядки даст. :) Ну и не получится на горячем газе лазера. Для лазера куча атомов или молекул должна оказаться в идентичном состоянии. В химических лазерах это достигается идентичной химической реакцией. Распадом (именно цепной реакцией) вы такого не получите. Обратимся хотя бы к урану 235: «В настоящее время известны около 100 различных изотопов с массовыми числами примерно от 90 до 145, возникающих при делении этого ядра.» т.е. никакой надежды на выход одинаковых атомов в одинаковом энергетическом состоянии нет. Вариант мог бы получиться с синтезом, но для этого нужен термоядерный двигатель сам по себе, что на текущий момент хоть и научная, но фантастика, а во вторых прогорание большого процента топлива (близкого к 100%).

Костер - хаотичные переходы между энергетическими уровнями, спектр теплый ламповый, мощность - сравнительно невысокая.

Собственно вы сами себе и ответили. Даже если опустить все проблемы, в горячем газе энергия размазана по спектру. Лазер снимет лишь на одной частоте. Т.е. в самом невозможном случае, если бы это заработало бы, вы бы получили бы лишь крошечную толику от общей энергии, которую хотите использовать.

У газофазных вроде повеселее картина была.

Я же написал - у ГЯРД УИ выше чем у обычного ЖРД но сильно ниже чем у плазменного.

Ну и не получится на горячем газе лазера.

http://bourabai.ru/physics/0647.html

http://bourabai.ru/physics/0647.html

Думал забыл уж что-то важное. Не забыл. :)

«В нагревателе происходит тепловое возбуждение специально подобранной смеси газов (в результате сгорания топлива или подогрева с помощью электрич. разрядов и ударных волн).»

Т.е. смысл не в том, что у нас готовый горячий газ, а в том, что мы нужный газ правильно накачиваем энергией за счёт хим. реакции или подогрева в нужном месте.

«Необходимая для возбуждения генерации инверсия населенностей энергетич. уровней рабочего компонента смеси достигается, если: 1) скорость опустошения (релаксации) ниж. уровня лазерного перехода в процессе расширения выше скорости релаксации верх. уровня; 2) время опустошения верх. уровня больше характерного т. н. газодинамич. времени (времени движения газа до резонатора).»

Т.е. ключевым тут является где именно происходит процесс. Рандомный горячий газ окажется не той скорости, не той плотности, не той температуры и уже полностью срелаксировавший.

Ну и последний гвоздь в крышку гроба лазерного охлаждения: «полный кпд ~2-3%». :)

Даже точнее надо объяснять. А то не понятно будет. Тут упомянута инверсия населённостей. Если объяснять на пальцах, то в простом случае есть ядро атома. Вокруг него электрончики. Электрончик может хапнуть фотон и подняться выше, быть дальше от ядра. Электрон может спонтанно излучить фотон обратно и упасть на более низкий уровень. (Кстати, не обязательно излучён будет фотон той же энергии, что был поглощён. Подъём или спуск могут иметь разное количество ступеней. Так что некоторые вещества могут накачиваться ультрафиолетом, а светить в видимом спектре.)

Понятно, что раз что-то само по себе падает, то нормой является состояние, когда все электрончики на нижнем уровне. Но если мы каким-то образом заставим большинство электрончиков быстро скакнуть вверх, кто на короткое время у нас получится вещество шиворот-на-выворот, у которого электроны вверху. Это состояние и называется инверсией населённостей. Именно оно нужно для лазера, потому что мы можем заставить их всех перескочить вниз синхронно, породив лазерный импульс.

Так что тут причина и следствие важны. Создание инверсии населённостей может приводить к нагреву. Но сам по себе нагрев ещё не означает формирование инверсии населённостей.

В нагревателе происходит тепловое возбуждение специально подобранной смеси газов

И дальше написано что это за специально подобранная смесь - СО2 и немного H2O.

Если что, мне не надо объяснять как работает лазер - у меня в анамнезе физфак МГУ и степень к.ф.-мн.;-)

Ну и последний гвоздь в крышку гроба лазерного охлаждения: «полный кпд ~2-3%». :)

Вообще говоря «лазерное охлаждение» вполне рабочий метод - другое дело, что под этим понимается совершенно другая вещь.

Давайте представим что у нас есть избыток электрической мощности и лазер со 100%КПД. Удастся с его помощью излучить больше чем на него подается?;-)

Если что, мне не надо объяснять как работает лазер

OK, но я-то не знаю кто вы. :)

Вообще говоря «лазерное охлаждение» вполне рабочий метод - другое дело, что под этим понимается совершенно другая вещь.

Я знаю. :)

Удастся с его помощью излучить больше чем на него подается?;-)

Нет, ведь 100% кпд. И изначальная задача была не такой. :)

Изначальная задача была такой, только вместо тока была тепловая мощность а вместо лазера со 100% КПД был лазер с КПД 3%.

Всякие тепловые насосы и пр. подразумевают что есть теплообменник и резервуар куда тепло можно скинуть. Гипотетически можно прикрутить перед теплообменником элемент пельтье что бы поднять температуру теплообменника и увеличить сброс. Но тоже считать надо, скорее всего это даст потери - если только этот пельтье имеет КПД не выше чем охлаждаемая тепловая машина. А если выше - то машину надо выкинуть а вместо нее поставить этот пельтье;-)

Ну я вообще не понял при чём тут газовая динамика. У космического аппарата горячий газ разве что в факеле выхлопа. Но факел охлаждать не надо, он во первых покинул аппарат, а во вторых за счёт расширения сам охлаждаться будет.

Я так понял, что топикастер подумал: А можно ли избавляться от тепла быстрее, чем естественным образом, за счёт чего-нибудь «лазер» (произноситься голосом доктора Зло), т.к. «лазер» это про вынужденное излучение, а оно быстрее, чем не вынужденное?

ХЗ че думает ТС, но для ядерного буксира с плазменными РД проблема сброса избыточного тепла это проблема номер один. Не зря там капельные теплообменники изобретают

Ну да. Правда от них уже отказались. И к сожалению не потому что выдумали что-то лучше. И похоже и от самого буксира уже отказались... :(

Ну это отдельная печальная тема… прости нас Юра;-(

Доктор зло тут не при чем, тс подумал - а чем атомам хаотично соударяться и излучать фотоны, чему бы им не жахать фотонами стройно-когерентно. В общем, нужно выписать из НИИЧАВО подходящего демона Максвелла.

Еще вот интересная тема - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0

Ну да. Правда от них уже отказались. И к сожалению не потому что выдумали что-то лучше. И похоже и от самого буксира уже отказались… :(

Пруфы есть?

Пруфы есть?

Пруфы на что? На то, что от капельного охлаждения отказались? На последнем рендере буксира видны классические радиаторы.

А то что совсем отказались... Формально не отказались, но у него целей нет. Он должен был быть предназначен для межпланетных полётов, а у нас даже Луну всё время отодвигают. Вон, уже первые полёты не раньше 2028. А это минимальная цель при которой буксир вообще имеет смысл.

На последнем рендере буксира видны классические радиаторы.

Ну лично меня это не удивляет, хоть там Конаныхин и прыгал от восторга и уверял в том, что дырка от метеорита не преведёт к вытеканию всего теплоносителя, но я никак не мог понять его объяснения, а вот классический радиатор в этом смысле понятнее, два крана закрыл и секция отключена.

Гагарин?

Уже настолько прое..., что Алексей.