Comments 491
Удельный импульс вашего двигателя - 1593 м/с
Удельный импульс Raptor с классическим соплом Лаваля - 3210 м/с.
Ну и в чём прорыв?
Дело в том что что 1593 m/s это при давлении в 2 атмосферы в КС РД1, а у Raptor -3210 m/s при давлении более 300 атмосфер в КС.
В испытании РД1 показана возможность получить существенно более высокий импульс при практически одинаковым секундным расходом топлива по сравнению с существующей схемой.
Наиболее интересный импульс получился при испытаниях РД3 и тяге в 239 кгс (третье испытание ) — 3050 m/s и давлении в КС 20 атмосфер.
А как это все масштабировать? Тяговооруженность считали? У вас на РД3 видно резонансную частоту на 2 КГц, и этот резонанс будет разрушать двигатель. У упомянутых выше Рапторов резонансная частота была на 600 Гц и в SpaceX потратили много сил и времени, чтобы справиться с этой проблемой.
А может, не обязательно масштабировать? Если это действительно так работает, то могут получиться двигатели ориентации на основном топливе.
Потому и спросил про тяговооруженность. Могут получиться, а могут и не получиться. А может оно не разваливается только потому что двигатель с тягой 240 кгс весит тонну, пока непонятно.
Касательно масштабирования. Почему я не смог получить следующих значений при испытаниях РД3. К сожалению возможности стенда и расхода газа были исчерпаны. Думаю что дальнейшие испытания надо проводить уже на другом уровне и с использованием криогенных компонентов топлива. И еще один момент: Если продлить график дроссельных характеристик РД3 Тяга - давление в КС то при давлении в КС в 100 Атм тяга составит 5700 Кгс. Но ! Это только расчеты.
дальнейшие испытания надо проводить уже на другом уровне и с использованием криогенных компонентов топлива дальнейшие испытания
Интересно, а не получится ли самим криогенным топливом КС охлаждать, то есть обойтись без газогенераторов. С такими характеристиками потери в КС могут оказаться не существенными. Хотя какая-то турбина все равно понадобится для создания давления на входе.
Да это классическая проблема таких модификаций двигателей.
Вот непрерывно-детонационные двигатели тоже невероятно эффективны, если не учитывать, что через несколько секунд превращаются в расплавленный металл.
Масштабировать думаю возможно. Просто надо проводить еще испытания.
Тяговооруженность не считал ( это же пока лабораторные двигатели ).
Двигатель маленький и жесткий - частота в 2 КГц никак себя не проявила негативно.
А вообще с ростом давления в КС растет и частота. При рабочих давлениях 150-200 атмосфер в КС частота уйдет за 3 КГц и более. Соответственно уйдет и проблема .
Двигатель весит 15 Кг ( фактически это сам КС).
Вы столкнулись с проблемой прогорания стенок из за центробежной силы. Есть решение. Известно что смерч несмотря на высокую скорость вращения (до 300 м/с ) имеет чётко ограниченную поверхность жгута, на которой наблюдается разрыв скоростей. Это происходит за счёт особой структуры смерча, жгут смерча скручен из отдельных нитей — вихрей расположенных по периметру окружности жгута, нити закручены в противоположную сторону вращения жгута. Этому явлению есть аналогия — если закручивать нити в другую сторону чем жгут каната - то жгут самопроизвольно уплотняется, а если нити закручивать в ту же сторону что и жгут - наоборот расходятся от центра
А эта центробежная сила никак не связана с силой Кориолиса? Не окажется ли, что в южном полушарии Земли прогар будет на РД3, а РД2 будет работать стабильно?
Насколько я помню, на таких масштабах Кориолис от Земли пренебрежимо мал. Вот когда у нас течет река или летит снаряд из дальнобойной пушки - то да, учитывать надо.
А тогда совсем непонятно, почему именно закручивание в одну сторону плохое, а в другую - хорошее.
Эту мысль насчет Кориолиса мне то же приходила в голову но я ее отклонил как не реальную. А вообще тут все просто на мой взгляд. Причины прогара сопла и метод устранения его с помощью изменения направления вращения движения газов в КС полностью объясняется электромагнитными свойствами в КС, да и вся цепочка событий связанная дальнейшими с испытаниями.
Это вы имеете в виду опыт где вода в сливном отверстии закручивается в северном полушарии в одну сторону, а в южном в другую? Это пренебрежимо малая сила, она действует только в момент начала закручивания воды. Когда некоторый элемент воды случайно движется к полюсу сила кариолиса отклоняет его в определённую сторону, симметрия стока нарушается и начинается вращение, после этого эта сила уже не важна, там уже действует сила кариолиса в воронке, а не от вращение земли. Например смерчи в северном полушарии могут быть закрученные в разные стороны, хотя вроде бы есть преимущественное направление
Вы позволите чайничий вопрос? Что произойдёт, если мы в центр КС поместим магнитопроводящий сердечник? Предположим, железный и он не расплавится. Как это повлияет на процессы в КС? Ведь вектор магнитной индукции станет подлиннее, станет ли "растягиваться пружина" струи в КС? И вообще, станет хуже или лучше?)
"В качестве гравитации в двигателе выступает центробежная сила, возникающая при вращении газа и продуктов горения в КС"
Что-то странное я прочитал...
Согласен ! Правильнее было бы написать создание физической силы посредством центробежной силы.
Если не ошибаюсь, ещё Эйнштейн заключил, что сила получающаяся при ускоренном движении и притяжение массивным телом не просто эквивалентны, а по сути являются одним и тем же с точки зрения теории относительности. Так что звучит вычурно, но вроде бы не противоречит нынешним представлениям.
Что за дичь :(. "На новых принципах" повторено столько раз, будто хабр гранты раздает, причём "на новых принципах", зависимо от числа повторов.
Можете пояснить суть этих "на новых принципах" в одном предложении? И да так, чтобы стало ясно живущим "на старых принципах"?
« — А где бабуля? — Я за неё».
В одном предложении: автор сделал в камере сгорания МГД-генератор, от которого in situ питается ионный бустер, дополнительно ускоряющий истекающие газы и/или добавляющий к соплу ещё изрядный бесплатный кусок из «невесомого неубиваемого мифрила», сиречь магнитного поля.
Подозреваю, что это только начало и кустарщина, а вот когда всё это хорошенько смоделируют на CUDA и посчитают оптимальную форму — отрасль уже никогда не будет прежней.
отрасль уже никогда не будет прежней.
мы еще от "ведра" не отошли
А так пусть пробуют никто не знает что за стенкой
«Ведро» тоже не бесполезное — в него можно орать :-D
А разве ведро не запустили для теста? Или что-то другое вот недавно читал новости, для проверки теории.
Бублики пускали. Но они тягу не давали. Ведро запустили, но ещё не включали - зимой-весной обещают результаты.
Расскажите, что там с "ведром", а то давно про него ничего не слышно.
У Петрова недавно было. Запустили. Идут по программе испытаний.
Ага согласен, отрасль уже никогда не будет прежней.
Полагаю, может быть ещё интереснее.
Например, за счет того, что истекающие из сопла газы оказываются ЭМ-связаны с газами в камере сгорания, с одной стороны, и взаимодействуют с условно-неподвижным окружающим воздухом, вовлекая его в движение, с другой стороны, оказывается, что масса отбрасываемой реактивной струи выше массы исходного топливного заряда.
Эдакий гибрид ракетного движка и лифтера получается... Хоть и верится с трудом, что такой эффект могли не заметить за 80+ лет истории ракетостроения.
Окислитель из гексафторида обеднённого урана даст хорошую ионизацию, но камере сгорания придётся стать немножко керамической. Ещё понадобится сепаратор ионов и питание электростатического ускорителя. Останется найти в пустыне какую-нить ЛЭП, лес всё же жалко
Новый принцип работы заключается в тангенциальной подаче смеси в камеру сгорания? Ну так и следует писать: "двигатель с тангенциальной подачей смеси".
А то вот это "двигатель на новых принципах" действительно звучит как-то... нехорошо. Торсионными полями или EmDrive попахивает.
В статье это написано . В двигателе используется плазменный вид горения ( низкотемпературная плазма) это подробно описано. За счет этого появляется возможность устранить большинство недостатков существующей РД.
Горение бывает дефлаграционное и детонационное, других типов горения не бывает. С предыдущим комментатором согласен, нового принципа тут нет. Все та же дефлаграция и все та же теория (ударные адиабаты (Rankine–Hugoniot) и тд..). Да и причем тут плазма? Не увидел в статье ничего про коллективные процессы в камере и тд
Да есть такой тип горения , он довольно хорошо описан в физике. Кстати современные концепты РД и направленны на повышении ионизации в реактивной струе РД.
Насчет коллективных свойств например : с помощью плазменного горения удалось избежать эффекта прогара сопла, простым изменением направления вращения в КС , или превысить локальную скорость звука при испытаниях РД1. Ну не возможно превысить локальную скорость звука при истечении газовой из диффузора при дефлаграционном типе горения.
Нет такого типа, вы путаете теплое с мягким и называете вещи не своими именами.
Отдельно про "современные концепты РД и направленны на повышении ионизации в реактивной струе РД", опять же без указания о каких именно типах РД говорится звучит странновато. В классических РД ионизация в струе - страшный порок на который впустую расходуется внутренняя энергия топлива
У меня вода в туалете тоже вращается когда смывается. Это уже коллективное свойство плазмы? а где тут экранирование, Ленгмюр и тд, вы точно о тех "коллективных" процессах говорите? Опять же, причем тут плазма?
В статье ничего нет про то как были получены скорости истечения. А получить выше звука при сжатии нельзя, да, только расширять после критики, что у вас и происходит
Кстати, если там действительно не только сопло-магнитная-бутылка, но и ускоряющее поле — плазма может разогнаться до неожиданных скоростей, её же не только механика разгоняет.
UPD: поле может возникнуть, например, просто из-за сепарации плазмы. Будучи сильно положительно заряженным, ионное облако получит взаимное отталкивание. Количественно эффект не берусь оценить, конечно.
Кстати, о плазме: не пробовали пустить тооооненькую струйку расплавленного натрия? Там даже при низких температурах сразу подскочит степень ионизации, соответственно, и напряжённость поля.
-удалось избежать эффекта прогара сопла, простым изменением направления вращения в КС
Вот это странно, с чего бы такая ассимметрия к направлению вращения?
Там же вращение плазмы по правилу буравчика описано, поэтому при подаче в другую сторону поле другое.
Ассиметрия возникла из за разных направлений вращения газов в КС и в реактивной струе ( дрейф ). Ее просто принимало к стенке диффузора. При смене направления вращения газов в КС оно совпало направлением вращения дрейфа реактивной струи. Ну и эффект прогара полностью исчез.
Струя стала вылетать напрямую.
Предлагаю «МаГД-ИБ ЖРД» :) Агрегат МГД-генератора и ионного бустера на сопло. И произнести нормально можно, не сломав язык. Магдиб жэ эр дэ.
Два фактора: 1) согласие, собственно, автора (может, предпочитает по фамилии назвать, например?) и 2) валидность термина «ионный бустер» (кто-то что-то так уже пытался обозвать).
Я знаю как назвать. Но боюсь произнести здесь это слово на букву Т, обозначающее "скручивать, крутить". Карма улетит в преисподню.
Попробуйте иносказательно. Ну, скажем, так: "Давайте представим себе пружину, которая не свита в цилиндрическую, эллиптическую или близкую по форме спираль, а развернута до L-образного элемента или даже до совсем прямого стержня. Однако, в отличие от, скажем, рессоры, упругая деформация такой пружины носит преимущественно аксиально-вращательный характер". Это просто пример. Уверен, у вас получится даже лучше.
Чукча не механик, чукча обычный слаботочник, "12-вольтовый" . Я и словей таких не знаю.
Знаю правило буравчика и "правой руки", прости господе.
"12-вольтовый"
Автомобильный, значит? Ну так знаете же, что французы одно время увлекались торсионными полями торсионами в подвесках вместо обычных пружин - считалось, видимо, что это позволяет выкроить больше места в нанолитражках между колесными арками, полностью убирая объемные цилиндрические пружины и странным образом размещая амортизаторы.
Знаю правило буравчика и "правой руки", прости господе.
А, правило правой руки все знают: во избежание поражения электрическим током не касайтесь оголенного провода правой рукой.
А, правило правой руки все знают: во избежание поражения электрическим током не касайтесь оголенного провода правой рукой.
Вот Вы, например, не знаете. Зря смеетесь.
Правило левой руки
Если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии индукции магнитного поля входили во внутреннюю сторону ладони, перпендикулярно к ней, а четыре пальца направлены по току, то отставленный на 90° большой палец укажет направление силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током.
Правило правой руки
Если обхватить проводник правой рукой так, чтобы оттопыренный большой палец указывал направление тока, то остальные пальцы покажут направление огибающих проводник линий магнитной индукции
Вот Вы, например, не знаете.
Нет. То есть да.
Правило правой руки
Об этом, на самом деле, уже была статья на Хабре.
И не только французы. Есть советские танки с торсионной подвеской. Есть Запорожец с ней же.
И не только французы.
Я привел их в пример потому, что предположил - без глубокого обоснования такого предположения, что с ними знакомо больше комментаторов, чем с другими применениями торсионов в транспорте. С танками и Запорожцами кто в силу возраста, кто в силу специфики работы, предположил я, знакомы меньше, чем с массовыми европейскими автомобилями девяностых.
Есть советские танки с торсионной подвеской.
И не советские тоже.
Есть Запорожец с ней же.
Есть.
"12-вольтовые" - это все слаботочники, все что меньше 220 Вольт. Сети связи, СКС, системы безопасности. Иногда отдельно выделяют "позвоночных" - телефонистов, у них 60 вольт есть.
Спасибо
Название может быль любым, лишь бы люди смогли это произнести :)
Кроме слов "на новых принципах" новых принципов я не увидел. Сравнения с такого же масштаба классическим двигателем на томже стенде с тем же топливом тоже. Напоминает печи "бубафоня" с кпд 150% на дровах и опилках.
По количеству комментов в духе "да что этот нигер себе позволяет" "новых принципов я не увидел" социологи/психологи, наверное, могли бы делать интересные выводы об общем состоянии аудитории. Надо только как-то детерминированно описать эту зависимость.
Случайная флуктуация в виде зашедшего на огонёк члена Пояснительной Бригады всю эту статистику превратит в тыкву :-D :-b
Просто в российском обществе принято принижать человека и превозносить организации. Если бы туже самую концепцию представил какой-нибудь НИИ или Росговнотех - здесь были бы довольны. И не такую дичь проглатывали.
А по теме поста - это просто ещё одно перспективное улучшение существующей технологии. И в другой локации автор определённо сможет добиться успеха, но не здесь.
Ха ха интересное замечание. Просто все кардинально новое ломает человеческую психику. Представьте вы всю жизнь спали с учебником термодинамики под подушкой, а тут с вас требуют срочно изучить учебник типа физика низкотемпературной плазмы ну естественно это вызывает эмоции.
Бегло прочитать такой учебник не требует много времени. Основная задача - найти небольшой набор качественно понятных явлений, вероятно существующих в КС. Далее можно уже копать в сторону количества. Но без общего охвата, который достигается путём чтения учебника хотя бы по диагонали, вы вряд ли существенно продвинетесь. Что смогли - уже сделали. Дальше нужно новое знание.
150% — фигня, вот если взять хороший газогенератор обращённого процесса, от него запустить старый движок от «жигуля», им крутить кондей в режиме теплового насоса, а внешний блок сунуть в ближайший пруд — вот тут формула КПД для цикла Карно даёт нечто сногсшибательное :)
Там, правда, не совсем «КПД» в полном смысле слова, а скорее «курс обмена энергии на разницу температур»… так что фанаты вечных дрыгателей опять в пролёте :) Но, тем не менее, с куба дров можно получить тепла намного больше, чем все эти бубервеники :-D
Согласен чтение научных статей утомительное занятие.
Новых принципов стоит убрать, а сути добавить. Текста много, а в чем само улучшение вообще непонятно.
Форсунки по другому расположены? Непохоже что за 60 лет все возможные варианты расположения фосунок не перепробовали и стоит поискать ошибку в стенде.
Кстати да за 60 так и не попробовали такой тип подачи топлива в КС. В открытой печати и патентный поиск не дали результата по данной теме.
Допускаю что пробовали , столкнулись с прогаром сопла и бросили .
Да не, это надо чётко представлять цель, то есть держать в голове схему. «Просто так» никто не станет делать внутри камеры сгорания ультрацентрифугу для плазмы.
могли пытаться для других целей, не связанных с плазменными эффектами - например, охлаждение стенок камеры либо упрощение подачи топлива за счет эффекта эжектора/инжектора, либо закручивание истекающих газов для уменьшения их рассеивания, соответственно, уменьшения сопла... это - самое очевидное.
По-моему, вам нужно как-то назвать эти самые новые принципы. Типа "плазменно-реактивный двигатель" или "реактивный двигатель с вращением рабочего тела". И использовать название и сокращение вместо "новых принципов".
И ещё вопрос, при такой схеме не будет ли горячее рабочее тело прижимать к стенкам камеры сгорания? Вроде, в обычных ЖРД стараются рабочее тело держать подальше от стенок КС, чтоб похолоднее было?
В целом, удачи вам конечно.
Да вы правы прижимается и сильно. Однако повреждения КС не было, даже при максимальном давлении, видимо стабильный слой газовой смеси присутствует всегда ( ну естественно в исследованном диапазоне ). Над названием подумаем.
Спасибо
А там стенки камеры сгорания ещё наверняка вносят неучтёнку, причём как в токи от МГД-генерации, так и в конфигурацию магнитных полей. Причём в какой-то момент перед прогаром проходят точку Кюри и характер неучтёнки резко меняется, что может попортить графики.
Ох, задали работки физикам :-D Но девайс, конечно, фантастический.
Согласен что процессы в КС крайне сложны не смотря на видимую простоту схемы. Поэтому обсуждать что там внутри крайне сложно. Но ! Есть ведь результаты испытаний и они дают много интересной информации для анализа. Кстати если бы я сейчас начал проводить испытания этого типа двигателя его конструкция изменилась бы принципиально.
Может название стоит типа "инжекционно-вихревой"?
Спасибо, прочиталось на одном дыхании, хоть и тема далёкая от моих интересов. Кмк, должна влиять кратность геометрических размеров КС, типа диаметр к длине не более 1:3, может попробуете, если будет возможность?
Прижимается более плотная и холодная плазма,так что у стенки не так горячо как в центре.
А почему ? И куда подевалось трение ? Нужно ли полировать стенки КС ? Допускаю, что в КС образуется какой-то смазочный эффект от уплотненных газов возле стенок. Что вообще происходит в "циклонах" при столь высоких скоростях вращения газов. Я думаю, что эта тема уже хорошо изучена.
Потому что центробежная сила разделяет газы (там о плазме можно говорить чисто формально) по плотности - более холодные дальше от стенки.
Да трение там без сомнения есть, качество поверхности обычное ( токарный станок), полировать нельзя есть исследования на эту тему. Теплоотвод ухудшается.
В циклонах 10-17 м/с в КС на новых принципах 350 м/с и растет , ничего общего нет.
Прижимается более плотная и холодная плазма,так что у стенки не так горячо как в центре.
В трубке Ранке в центре холодный поток, а горячий весь по стеночке летит..
-В трубке Ранке...
Тут обратного хода нет. Холодная плазма тяжелее, и будет у стенки.
Тут обратного хода нет.
Обратный ход влияет на плотность?
Википедия:
Вихревой эффект (эффект Ранка — Хилша, англ. Ranque-Hilsch Effect) — эффект температурного разделения газа при закручивании в цилиндрической или конической камере при условии, что поток газа в трубке проходит не только прямо, но и обратно.
[7] Dobrovolskii M. B., “Liquid rocket engines: design basics”, Batman Moscow State University
Феерично: Batman Moscow State University
Почему не публикуете статью на английском?
The English version is almost done. I will post it next week.
Потому что где-то установили срок отчётности по публикациям к первому декабря, наверное... И не важно при этом, где публикация
А тут и обкатать можно, и косяки сообщество поправит
В этом нет ничего плохого. Будь я аспирантом, сделал бы то же самое, ибо получить полную котомку на Хабре не то же самое, что на защите диссертации.
А это плохо?
Другое дело что наверно лучше если бы "краткое содержание" из https://habr.com/ru/articles/777062/#comment_26212776 было в начале статьи.
Выглядит неплохо. В принципе, трех таких моторов для летающего ранца хватит :)
Для ранца лучше всего «турбовеник» с высокой степенью двухконтурности. Да и Ив Росси в целом показал малоперспективность бескрылых ранцев.
Надо делать турбовеники на сапоги (ноги — штука сильная и стоять на них нам в целом привычно), коротенькие крылья на уровне задницы и на руки — щитки для управления полётом. Ногами можно будет играть вектором тяги, а руками заниматься аэродинамической рулёжкой.
Взлёт и посадка, естественно, в нормальной человеческой вертикальной позе, а после разгона — горизонтальный полёт на очень достойных скоростях на очень достойные расстояния.
А какие можно будет на такой штуке фортеля крутить, при полной управляемости обоими векторами тяги и произвольным выворачиванием щитков-рулей — догадайтесь сами, тут птицы обзавидуются.
А какие можно будет на такой штуке фортеля крутить
Штопор, например) и при посадке руки не досчитаться
А какие можно будет на такой штуке фортеля крутить
Силёнок не хватит. Грудные мышцы птиц не чета вашим, и то слабоваты для фортелей. Я уж не говорю про тренировку нейросети на хотя бы просто устойчивость в вертикальном положении, чего уж там про устойчивость на фортелях...
Леталок (полноценных и не очень) с движками на ногах уже куча. Кто пробовал девайс, который к водному мотоциклу цепляется, говорят, что осваивается весьма легко и быстро. Всё-таки механизм поддержки баланса ногами у нас встроенный. А вот с руками - тут да, могут быть сложности. Но для начала вполне достаточно жестких крыльев, как у того же Росси.
коротенькие крылья на уровне задницы
Неустойчиво будет
Толкающая схема без жесткой направляющей нежизнесопосбна
Дэвид Блейн, ты демон, ты как, КАК это сделал?
Это же чёртов МГД-генератор! Чёртов магнитогидродинамический матьево генератор, от которого in situ питается ионник, добавляющий плюс стопиццот дури к обычному механическому соплу! Как ты это сделал, ты колдун???
И это всё — просто насверлив дырочки под углом???
Так. Мне надо успокоиться и попить воды. Я такого давненько не видел, если видел когда-то, конечно. Сделать из какой-то керосинки действующий агрегат МГД и ионного бустера на сопло — это физика уровня Максвелла, наверное. Все четыре уравнения в одной камере сгорания. Дайте мне ведро, я буду в него орать.
Один только вопрос: как такое в голову пришло?
Радует, хоть, что среди кучи токсичных комментариев к статье нашел один хвалебный, да еще и поднимающий настроение ))
А-то автор все расписал, графики выложил. Постарался хоть как-то. И столько комментариев в токсичном тоне.
А бывают жалуются еще, что на хабре статьи для малолетних выходят в основном.. не торт.. )
Чтобы это оценить, надо сначала понять суть происшедшего на наших глазах :)
Я тоже по названию думал — какой-то очередной эфирный торсионщик, а там… а там такое, что я до сих пор обратно не расфигел.
Да все процессы описанные с статье это комбинация существующих физических принципов.
Не уверен, возможно отличаемся от 2 известных принципов горения (статичных компонентов) горением реагентов со сверхзвуковыми скоростями перемешивания, выше детонации.
Импульсный детонационный дв. с открытым каналом?
Вам не приходит в голову образ картинки с реактивными джетами, выбрасывании пульсаром/магнетаром?
Что будет, добавить принуд. ионизацию компонентов топлива?
Можно ли динамически управлять положением форсунок?
Что будет, если формировать магнитную бутылку вокруг области сгорания?
Можно ли отводить часть тепла с помощью термоэлектрических эффектов?
Двигающиеся заряды должны вызывать наведенные токи? Можно ли снимать их?
Отмечались ли эффекты ионизирующих излучений?
Продукты сгорания должны разделяться на нейтральный со2, гидроксил он- и ободранный водород н+, что потенциально позволяет 1)защищать стенки 2)управлять центральной струёй?
Можно ли с помощью "эффекта прогара" наоборот, наплавлять керамическое покрытие на стенки?
И самое главное, как стыкуется заявление непричастности к крупным организациям и гойструктурам с доступом на стенд Роскосмоса?
Эммм добрый вечер. Детонационные двигатели давненько изучают. Есть так называемые вращающиеся
В целом этот вариант двигателя к нему близок.
Асинхронный генератор + рейлган, скорее. Вихревые токи в корпусе КС таки должны быть, иначе непонятно.
Почти то же самое подумал при прочтении статей хотя чтобы оценить новизну моих знаний не хватает
Зато вспомнил, что в моветское время МГД генераторы должны были заменить турбины на теплоэлектростанциях.
Угу, куча расчитаных и управляемых электро-магнитно-плазменных явлений без единого электромагнита и проводочка. Чисто на горении. Колдунство
Ну так это, поля там такие специальные - тор закрученные.
Да нет тут ничего от колдунов, просто комбинация известных физических принципов.
Все это описано уже в книгах ( еще 60 годов), почему не описан этот метод ранее не знаю. Табу какое то. Этот двигатель можно было сделать еще в прошлом веке.
Да не в табу там дело, просто для целей энергетики надо как-то снимать напряжение с плазмы. Все успехи в МГД лет за 10 свелись к тому, что электроды вместо микросекунд продержались миллисекунды, после чего тоже стали плазмой.
А тут ничего снимать не надо, наоборот, «отдуть» от стенок барьерным слоем холодного газа (как лопатки в турбине, как головки в жёстком диске) — можно и нужно, потому что ЭДС возникает в плазме и используется в ней же.
Как я это сделал : Появилось свободное время, и чуточку денег, изначально существующую схему РД не брал ( хотел решить проблему 500 ceкунд ).
Всего испытал более ста разных конструкций. Интересными оказались три варианта двигателя ( все связаны с плазменными процессорами)на три естественно денег не было , сделал один , описаный в статье. Помогло то что Роскосмос пустил на свой стенд, я смог откалибровать РД1 ( это мне помогло) спасибо им, потом наши пути разошлись.
Далее всё как в статье. Плазменные процессы полезли сразу, причем настолько очевидные, что игнорировать я их не мог. Очень сильно меня поразил рост тяги при испытаниях РД3. Там уж совсем какой-то бешеный ее рост тяги. Да дури к тяге там добавляется много, я попытался просчитать динамику роста при рабочем давлении в 300 атмосфер в КС, и сразу перестал это делать, там уж совсем какие-то фантастические цифры.
При высоких давлениях ваша крива тяги обязательно загнется направо. Это прямо следует из закона сохранения энергии.
То есть в вашем двигателе есть какое-то давление (и полагаю не очень высокое), выше которого нет смысла поднимать, потому что тяга и удельный импульс больше увеличиваться не будут.
Ведь, больше теоретического максимума нельзя подняться. А он для пары кислород-метан примерно равен 4700м/с
Но это кстати и есть хорошо, потому что если получите высокий удельный импульс при более низких давлениях, это и есть прорыв. Если из-за электромагнитных взаимодействий плазма отодвигается от стенок КС и поэтому не разогревает ее сильно, это тоже прорыв.
Работа при низких давлениях топлива и окислителя позволит избавиться от турбонасосов, позволить сделать стенки КС тоньше, тем более если она не будет разогреваться.
Теоретический максимум определяется для химического горения, а тут ЭМ разгон дополнительно.
Во многом я с вами согласен, есть и еще преимущества, двигатель работает на 100 процентах диапазона тяги причём устойчиво работает ну естественно импульс падает тут ничего не поделаешь. Есть и другие преимущества.
Касательно скорости 4700м/с или проблемы 500секунд: Собственно основная проблема существующей схемы РД заключается в том что нельзя подать через диффузор ( до звуковая часть сопла ) реактивную струю со скоростью выше сверхзвуковой (локальной естественно), а бесконечно поднимать температуру в КС невозможно ( нет такого топлива, ни материалов). Поэтому и предпринимаются попытки во всем мире повысить ионизацию реактивной струи. Плазменная струя естественного может проходить через диффузор со скорость существенно большей
Естественно и тут существуют ограничения, мне они понятны ( какая то часть).
При возобновлении работы конструкция двигателя будет координально изменена и надо проводить серию экспериментов, скорей всего и не одну.
Касательно скорости 4700м/с или проблемы 500секунд: Собственно основная проблема существующей схемы РД заключается в том что нельзя подать через диффузор ( до звуковая часть сопла ) реактивную струю со скоростью выше сверхзвуковой
У вас есть какое-то непонимание здесь. Есть в КС какая-то масса вещества. Она сгорает и дает какую-то энергию. Если эта энергия преобразовать полностью в кинетическую энергию (без значения как) вытекающих газов, то они приобретут какую-то скорость по формуле v = sqrt(2*E/m)
Так, ограничение в 4700м/с у химических двигателей появляется именно из за того, что топливо и окислитель имеют большую массу и выделяемая энергия не может ускорить их больше чем до эти 4700м/с.
Этот предел никак не зависит от того в плазменной форме ли находится вещество или в форме простого газа. Масса-то от этого не меняется. Энергия тоже не меняется.
Предел этот зависит от молярных масс топлива и окислителя. Самая легкая комбинация это водород+кислород. Но даже в ней кислород слишком тяжелый.
Чтобы кардинально повысит скорость вытекания, надо привносить энергию извне. Например электрическую, атомную, термоядерную.
Именно это делают в плазменных двигателях. Там удельный импульс и скорость истечения большие не потому что «плазма», а потому что энергия внешняя и можно впихнуть ее больше чем выделилась бы при химических реакциях такой массы вещества. Плазма там просто удобная форма рабочего тела, чтобы принимать энергию от электромагнитного поля. Нейтральный газ так не может. А если мог бы, то и он бы работал прекрасно.
Для двигателей такого типа как ваш, внесение энергии возможно и гарантировано поднимет удельный импульс выше химического предела. Проблема только в том, что эта энергия должна быть по крайней мере соизмеримой с энергией химических реакции. А так как двигатель очень мощный, то и внешняя энергия потребуется очень много.
Если он способен работать не просто в полном диапазоне тяги, но ещё и способен одинаково работать в разных условиях (на земле и на орбите), то это ещё один эпический прорыв. В таком случае можно избавиться от сбрасываемых ступеней, а то и сделать самолёт, улетающий с с земли сразу в космос.
Один вопрос: почему так мало точек на графиках? не было автоматической системы сбора данных? Тут бы записать все показатели с разрешением побольше, чем в единицах герц.
У меня был сильно ограничен бюджет( деньги то из своего кармана) хотелось гораздо больше контрольно измерительного оборудования, краны управления с электроприводом, камеры нормальные да и много еще чего. Но исходил из того что есть и отказываться от испытаний в виду отсутствия денег не собирался. Ну и собственно собрал много интересной информации для проведения дальнейших исследований. Да и судя по реакции сообщества статья крайне полезная и своевременная.
Работа проделана большая. К делу подошли ответственно. Круто! Очень круто! Это не какая то там новая выдуманная теория. Это практика! Практика и ещё ращ практика с графиками, замерами, и вот это вот всё что мы так любим или ненавидим в науке. Это очевидно показано, доказано, посчитано, замеряно, и вот вам все выкладки, повторите :). Успехов вам в вашем деле и сил побольше!
А где там магниты-то?
Ещё в 70г, имхо, на ВДНХ демонстрировался МГД-генератор на базе ВРД.
тыц https://www.youtube.com/watch?v=jBWUim-rppQ&list=LL&index=70 тож самое но ещё и с обратным соплом. Про плазму там ни слова) А вообще то чем вы занимаетесь - это здорово. Удачи!
К слову не то же самое, от слова совсем, там детонационное горение, а не дефлаграционное)
Извините не заметил). Получается у вас ламинарное движение в КС продуктов химической реакции с ионизацией? Отсутствие детонаций повышает КПД устройства, низкое давление в КС и высокая скорость истечения продуктов горения. Из минусов только масштабирование и прожиг сопла в ранних версиях РД. А вот если в камеру сгорания ввести излучатель который будет давить паразитные частоты в КС противофазой? Можно симуляции протекающих процессов посчитать и выложить? Тысячи вопросов. Надеюсь на следующие публикации)
Спасибо
Вот кстати хорошее замечание. Это не то же самое, совсем разные вещи, но возникает резонный вопрос: а можно ли совместить эти штуки?
А вообще то чем вы занимаетесь - это здорово. Удачи!
Понимаете, дело в том, что меня не отпускает ощущение, что я даже знаю фамилию нашего уважаемого собеседника. Ведь законы Архимеда сохранения энергии придумали трусы неучи!
простите, не удержался
Невероятностная тяга — чудесное изобретение, позволяющее преодолевать межзвездные пучины за неуловимо малую часть секунды без всякой там возни в гиперпространстве. Когда невероятностный двигатель достигает бесконечной невероятности, он практически одновременно проходит через все мыслимые точки мыслимых Вселенных. Короче, вы не знаете, куда попадете и даже в каком виде, так что одеваться следует соответственно. Этот двигатель изобрели при исследовании флюктуаций, которые позволяют оживить скучную вечеринку неожиданным смещением всех молекул хозяйкиных трусиков на полметра влево в соответствии с теорией эндотерминизма. Многие почтенные физики не желали с этим мириться, возможно, потому что это профанация науки, но скорее — потому, что их на такие вечеринки не приглашали.
Выглядит очень интересно и, если я правильно понял цифры, вполне перспективно даже без масштабирования. Патентуете, надеюсь?
Да уж, а то придёт Удлинённая Ондатра и всё съест :-D
Принципиально нет, не патентую, хотя аналогов нет ( проверял). Считаю что эта технология должна быть доступна всем. Хотя бы эта первая часть ( тут естественно есть продолжение).
Приведу три аргумента за патентование.
1) Для того, что бы первый в мире реактивный самолет или космическая ракета с реактивным двигателем вихревой струи (можно так условно называть ваше изобретение?) поднялась в небо, нужно произвести много работы. Гораздо больше, чем было уже произведено вами за время ваших испытаний в гараже. Для этого нужны деньги, специалисты, лабораторное оборудование промышленного уровня. Когда у вас будет патент, вы сможете продать его тому, кто способен изыскать ресурсы на реализацию вашей технологии и заинтересован в этом, войти с ними в долю или самостоятельно привлечь инвестиции со стороны компаний или государства. Однако без патента с вами об этом всем даже не будут разговаривать.
2) Ваше изобретение выглядит реально, но фантастически. Реально - потому что основано на комбинации известных принципов и физических законов (в отличии от того же ведра). Фантастически - потому что наука о ракетных двигателях существует уже много десятилетий, в неё вкладывались поистине космические средства и усилия, и над нею думали лучшие умы двух поколений ученых. Они просто не могли пропустить такое! Однако... над концепцией, например, ружья, тоже много кто думал, прежде чем догадались делать внутри ствола нарезку. Даже те проблемы, которые вы выявили, и рассказали нам, вроде сгорающих форсунок, как будто имеют решение, например делать их из вольфрама или высокотемпературной керамики. С другой стороны, вы могли что-то не учесть.
В общем, наличие патента повысит доверие к вашему изобретению, а оно, поверьте, в этом нуждается. Наличие патента означает, что вы сами искренне верите в то, что изобрели.
3) Ваш альтруизм может сыграть во вред обществу, если ваша тема выстрелит. Представьте два сценария - сценарий А, когда @glebkulev совершил прорывное открытие и заработал три копейки, и сценарий B, когда @glebkulev совершил прорывное открытие, стал богат и основал фонд помощи молодым талантам. Как думаете, в каком сценарии другие талантливые изобретатели с большей вероятностью вдохновятся вашим примером и начнут строить в гараже уже свои крутые штуки?
Однако без патента с вами об этом всем даже не будут разговаривать.
Так же важно, чтобы другие не украли идею и не получили патент. Публикация на Хабре защитит от этого. Вы преувеличиваете значимость патента. Например был у одного американца патент на изобретение ФМ модуляции, гениальное изобретение в то время и ни как это ему не помогло:
RCA, спешно налаживая выпуск телевизоров, пошла на откровенное воровство, начав незаконно использовать пять ключевых FM-технологий, защищённых патентами Армстронга. Непрерывная череда судебных разбирательств, требовавшая все новых и новых трат на адвокатов, затянулась на 6 лет, поставив изобретателя на грань нищеты.
Очередную недостающую сумму Армстронг попытался занять… у собственной жены Мэрион и получил отказ. После размолвки Мэрион уехала к сестре, а Эдвин остался встречать Рождество и 1954 год один. 31 января 1954 года, написав искреннее и трогательное письмо жене, Эдвин Армстронг выбросился из окна своей нью-йоркской квартиры на 13-м этаже.При жизни Армстронг был удостоен самой высокой научной награды США — Золотой медали Франклина. Кроме того, его наградили Золотой медалью Института радиоинженеров. Посмертно он введён в пантеон Международного телекоммуникационного союза, где числятся Ампер, Фарадей, Белл, Маркони…
Поддержу "ЗА" патентование. Если @glebkulevне патентует, то это запатентует другой.
Это как? Нельзя запатентовать то, что уже опубликовано (когда раскрыта сущность изобретения). Точнее, сделать это может только сам автор и только в течение шести месяцев с момента раскрытия.
В реальной жизни эксперты могут пропустить такую публикацию, но тогда выданный патент можно будет аннулировать.
Это всё немножечко не так выглядит. Если не запатентуете Вы, запатентует какой-нибудь Х. И он будет грести лопатой, пока не истечёт патент. И без его разрешения и отчислений заниматься изготовлением таких двигателей сможете только Вы, если в суде докажете, что делали их до патента. Сам по себе патент не очень астрономических денег стоит. Да я бы в такую штуку с большим удовольствием венчурно вложился на стоимость пирожка с картошкой. Найдите ещё 99 таких инвесторов - вот и патент.
Куда за акциями вставать? :-)
Если не запатентуете Вы, запатентует какой-нибудь Х
Уже нет. Патент любого Х можно будет оспорить ссылаясь, в том числе, на эту публикацию
Кхм... Поделюсь своим опытом игры в патенты. У нас с коллегой получение патента на изобретение заняло более двух лет и кучу нервной переписки с экспертами. Толку от этого патента не было, и по сей день нет никакого (ну кроме того, что всяким госчиновникам пыль в глаза пускать - они это любят). Мы выставляли и демонстрировали в реальной работе наше изобретение на выставке Интерполитех-2014 в надежде привлечь финансирование на доработку и серийное производство, но хрен то там! Наше изобретение было успешно скопировано и серийно производится компанией входящей в КРЭТ, причем, по иронии судьбы мы случайно побывали на этом предприятии и нам рассказали про наше же изобретение. :-))) Это показывает, что если вы не являетесь крупной организацией со штатом юристов, то патент для вас это просто клачёк бумаги и уйма потраченного времени (во всяком случае в России это так). Содержание патента стоит денег, и чем дальше, тем дороже. Два года назад мы просто перестали платить ФИПСу за поддержание патента - такой баян козе окзался не нужен.
А показали Вам ДО или ПОСЛЕ отказа от патента?
Наличие патента потом добавляет немного к пенсии (в РФ). Не прям много, но если патентов - не один, да еще и хотя бы кандидатская защищена была, то уже процентов 30-50 прибавки получить можно.
Юмор ? Понимаю!
Вот за эти три копейки в академеческой среде люди друг друга с, простите, фекалиями, сьедают. Кандидатскую я в свое время не защитил (но честно пытался), из института уволился и несказанно рад этому.
Это юмор такой? Можно хоть каких-то пруфов? Не про академиков, у которых персональные ведомственные пенсии с надбавками за каждый пук, а про обычную государственную пенсию?
Если честно у меня такой же опыт. Ну и потом в дальнейший я собираюсь координально изминить конструкцию РД ( уже знаю что делать) и что опять патентовать ?
Рекомендую вычитать статью и конкретно этот комментарий. Координально уж больно режет глаз. В Статье же преамбула зачем-то да и по тексту много дублируются величины и дополнительно обозначаются символами, как будто в статье ожидается множество формул. Но нет. формул не множество. А в конце зачем-то дублируется начало. Я много научных статей перечитал, где неважна была грамотность, а главное был Срок публикации статьи и объём текста. Эта статья довольно похожа на такое.
Перед потенциальными инвесторами обычно делают другие статьи. Совсем другие.
Коллега, не торопитесь. Автор должен всем здешним коментаторам как минимум опционы выдать за токсицизмрецензию его работы. :)
Не вижу ничего плохого в разнообразных ( сильно разнообразных:) ) мнениях, по крайней это лучше чем бесконечно вздыхать и говорить что все уже сделано и мол учебник термодинамики ничего не позволяет , ну и соответственно ничего делать не будем. Надо бороться с трудностями и делать все возможное искать пути решения возникающих проблем. Иначе мы никуда не долетим в космосе.
Современные технологии в РД к сожалению достигли предела. С традиционной схемой РД ничего больше не выжать.
Европа , Америка порядка 50 тыс евро.
Вам с этим к Маску надо. У него твиттер есть. Напишите. Он читает.
Ага у него два миллиарда подписчиков , читает он думаю только кого знает.
Вы запишите детальное (качественное) видео с разными экспериментами и положите его на Ютуб. Кто надо - заметит.
Незнаю, то, что надо стартовать три двигателя вместо двух он прочитал и SN15 смогли посадить. Да и я ему слал например рисунки прикрепления плиток на три штифта, и они стали таки так делать. Возможно он посмотрел мои рисунки. Возможно просто "У дураков мысли сходятся" - пословица вообще неправильная. Потому что, мысли сходятся у адекватным мыслящих людей на основании полученной информации. И если исходная информация одинакова, или хотя бы похожа, то и выводы похожи. А вообще, многие пословицы - неправильные.
Добрый день. Имхо, самый простой способ сделать технологию общедоступной - запатентовать и задекларировать открытость патента/ов. В ином случае, достаточно быстро возникают т.н. "патентные тролли", попивающие кровь за счет более быстрой подачи заявки. При необходимости финансовой помощи, прошу ответить на мой вчерашний имейл. И еще раз позвольте выразить восхищение! С уважением, Валерий.
Великолепно! Даже настроение поднялось. При том, что тема от меня далекая. Но важность я понять в состоянии. Если удастся построить такой движок для работы в реальном изделии — будет прорыв.
Единственный вопрос. Почему такое плохое качество фотографий? При нынешних возможностях фотосъемки это неприятно удивляет.
В корпусе КС должны вихревые токи возникать...
Он ещё и сердечник для этой магнитной бутылки…
И до бела разогревать корпус, как ТВЧ. Но судя по всему этого не происходит, а значит никакого существенного магнитного поля не создается.
Никакого переменного поля. То есть созданные переменные поля недостаточны для существенного разогрева. Но слабо меняющиеся, особенно в центре камеры, весьма вероятны. Хотя даже переменные поля плазма умеет хорошо экранировать.
Цикл испытаний очень короткий максимум 10 секунд, в двигателе есть охлаждение водой. Это не сильно помогает( теплопроводность нержавейки никакущая ) однако какое то время это работает. Кстати такой же короткий цикл испытаний ( 2 секунды) использует и SpaceX. В дальнем надо использовать криогенные компоненты топлива, это существенно облегчит работу. Ну и утыкать всю камеру сгорания разнообразными датчиками. Думаю это существенно облегчит процесс понимания что происходит в КС, и облегчит доведение для получения лучших результатов.
Не надо пока криогеники. Это дорого, а эффект проявляется без такого удорожания.
Утыкать датчиками, это замечательно, но учитывая плавящуюся нержавейку, датчики проживут совсем недолго. Может датчики давления с хорошей изоляцией какое-то время выживут. Но вот что вам даст распределение давления вдоль камеры? Качественно оно будет близко к обычной газодинамической модели, скорее всего. Там нужно понимать структуру полей внутри камеры, а для этого, очевидно, нужно мерить электрические параметры, ну и не на внутренней поверхности, а по всему объёму. Но опять же, не думая о сгорающих датчиках - получите колебания с кучей гармоник в конкретной точке, и что?
Если есть электромагнитная модель, тогда можно прицельно выявлять сходство и отличие с реальностью. А если нет модели - будет куча непонятной информации, которую непонятно как свести воедино.
Я не спец по двигателям, так что какие там доступны датчики и методы измерений не знаю, но плазма несколько сложнее двумерной картины от датчиков на поверхности, это точно. Нужна модель, это мне ясно.
Подумалось, что для экспериментов методом "тыка" может хватить даже какой-нибудь огнеупорной пластмассы. Пока она прогорает, да на низких тягах с низким расходом топлива, можно получить хотя бы картину изменения свойств двигателя при замене проводящей КС на диэлектрик. Ну а при наличии знаний в области электромагнетизма можно внешними катушками пробовать влиять на процесс. Правда всё равно это что тыкать палкой в живот, надеясь излечиться от поноса. Хотя вдруг на какие-то мысли натолкнёт... Но это только от бедности и невозможности сделать нормальную модель.
Весьма любопытно, но не очень понятно откуда взялась дополнительная энергия?
Процесс сгорания стал более полным?
Значит просто был не оптимальный режим для данной конструкции.
Обычно, все ухищрения получить ровный и устойчивый режим работы механизма приводят к снижению кпд в оптимальном режиме.
Надеюсь все помнят как раньше ставили сетки в карбюратор для лучшего распыления топливо-воздушной смеси. И рационализаторы приводили массу примеров, как всё стало замечательно, но исследования в институте (НАМИ может ошибаюсь) не один раз подтвердили - дополнительное дросселирование-это потери.
"Ещё раз повторю, при обычном горении уже образуется достаточное количество свободных заряженных частиц, а в случае же воздействия на горение центробежной силы, их количество существенно увеличивается."
Сомневаюсь, центробежная сила способна разорвать связь ядро-электрон, и непонятно как.
При нормальном давлении и комнатной температуре скорость молекул газа достигают сотен метров в секунду (водород 1760 м/с, кислород 425 м/с), а средняя скорость движения молекул примерно в полтора раза больше, чем скорость звука в этом же газе.
Такое происходит при высокотемпературной плазме.
Да, тут явно не в количестве дело, тут механическое жонглирование зарядами в ультрацентрифуге. Как в классическом физическом опыте, где раскручивается катушка вместе со всеми её электронами, а потом кристаллическая решётка резко тормозится, а электроны летят по инерции, образуя измеримую ЭДС.
По дополнительной энергии. В камере сгорания стандартного РД ( без сопловой части )только потенциальная энергия ( характеризуется температурой и давлением ) , а у представленного двигателя уже в КС скорость более 350 м/с и имеется тенденция к росту этой скорости при повышении давления в КС, соответственно это уже кинетическая энергия. Механизм ионизации газа и возникновение свободных заряженных частиц при горении известен давно и доказан экспериментально еще в 60 годах прошлого века, вращение газа давление в КС просто способствуют развитию процессов ионизации.
При сжатии радиуса в конической части имеет место ускорение движения (для сохранения импульса). Попробуйте менять геометрию конуса. Да и всей камеры. Хотя роль циклона вдоль камеры не понята, соответственно, эксперимент пока будет вслепую.
Как у вас со знанием физики плазмы? Предполагаю, что слабо, явно не на уровне конструкторов термоядерных реакторов. Может почитать что-то про удержание плазмы в реакторах? Точнее, про принципы расчёта и набор выявленных в таком процессе явлений.
А какая у вас получалась температура стенки КС, при длительной работе? Какая толщина стенок КС у РД3?
Как-то странно выглядит – плазма прижимается к стенкам КС из-за центробежных сил, а КС не сгорает. А сопло сгорало и очень быстро.
Сопло попадает в путь истечения частиц, далее поправили чтобы этого не происходило Эффект похож на то как в токомаке удерживается плазма.
Кстати Да Спасибо
Путь истечения весьма прямолинеен. Видно просто по фотографиям.
Как я понял гипотезу автора - внутри образуется спиралевидная область концентрации вращающихся вокруг неё ионов и электронов, и если эта спираль прикасается к стенке - там будет прогар из-за концентрации плазмы. Сопло = сужающаяся камера, соответственно, там без дополнительных мер весьма вероятно соприкосновение со стенкой.
Интересно другое - смоделировать происходящие внутри явления. Пока всё на уровне "я так вижу".
Все задают вопрос о КС -в процессе испытаний она не имела повреждений . Понимаю что там очень высокая нагрузка на стенку КС за счет центробежной силы.
Повреждение сопловой части происходило только у РД2, у РД3 это эффект пропал.
Касательно смоделировать процессы в КС и сопле мысль интересная. Но расчеты должны производить специалисты в этой области. У меня только общие знания в этой области.
Что такое "очень высокая нагрузка на стенку"? Где она высокая и где уже нет? Есть измерения?
Качественно оценивать эффекты в присутствии плазмы - так себе подход. Есть резка металлов плазмой, например. При отсутствии плазмы, очевидно, резки не будет. Так же и в камере - что там творится у стенки? Как сконфигурированы поля? Отталкивают они ионы от стенки или притягивают? Судя по прогару - есть локальные точки притяжения (ну или могут быть). Спиральная модель похожа на правду, но это опять же очень грубое приближение. Там могут быть вложенные спирали, внутри них могут быть свои циклы, плюс токопроводящая КС вносит свой вклад.
Если подходить чисто эмпирически - можно КС сделать из керамики, можно вводить в смесь ионы (соль/сода), можно снаружи поставить элементарную катушку с током, которая окажет, или не окажет, воздействие на струю. А если КС керамическая - катушкой/катушками можно как влиять на происходящее внутри, так и снимать данные о внутренних процессах. Но всё это весьма примитивное тыкание пальцем в небо без нормальной модели.
Хотя, возможно, вам будет проще создать традиционную (без учёта явлений в плазме) модель, а затем выявить отличия от неё в эксперименте. Если отличия явно не укладываются в рассчитанные погрешности - есть новое явление, его нужно изучать. Постепенно можно добавлять в модель плазменную составляющую и опять проверять на соответствие эксперименту. Ну в общем весьма непростая исследовательская задача.
Держите в курсе, сообщество, хоть и не без токсики, но накидает полезных предложений.
Во время испытаний РД2 и РД3 повреждений КС не было зафиксировано даже при максимальных значениях давления КС, видимо тонкий слой топлива и окислителя всегда присутствует и охлаждает КС, да и скорость движения газа велика 350 м/с и имеет тенденцию к росту что способствует охлаждению КС. С соплом все по другому: от прогара сопла у РД2 удалось легко ( ну если честно не очень легко ) избавиться поменяв направление вращения газов в КС нагрузка на на сопловую часть снизилась и оно выдерживало цикл испытаний. Стенка КС - 3 мм ( нержавеющая сталь ). Температуру не контролировал в КС так ка не было проблем с КС.
видимо тонкий слой топлива и окислителя всегда присутствует и охлаждает КС, да и скорость движения газа велика 350 м/с и имеет тенденцию к росту что способствует охлаждению КС.
Если плазма прижимается к стенке, никакой холодный слой там не будет и быть не может. А повышенная скорость движения только увеличит эрозию. Охлаждение возможно только если газы холоднее стенки. В случае наоборот – газы намного горячее стенки КС, а прогар почему-то не случается. Это нужно объяснять и желательно формулами...
Автогеном например когда режут металл, делают "окислительную" струю, с избытком кислорода. И сталь (железо) горит как миленькое. Автор вряд ли моделировал газодинамические процессы в своей "бутылке", равно как и хз с какой точностью изготавливал запчасти. Может, образовывался избыток окислительного горячего газа и прожигал. Потом что-то поменялось, потоки стали по-другому закручиваться, прогар исчез.
Ну там же вдоль стенок впрыскивается топливо и окислитель. Вроде так.
Вы вообще хоть что-то измеряли кроме тяги ? Как можно было не контролировать температуру КС и не измерить магнитные поля, предполагая что в КС происходит ионизация плазмы ?
Нержавейка из которой сделана КС какого сортамента ? Магнитится или нет ?
Цикл короткий (не более 10 секунд) и да нагрев был но не критичный. Косвенно о температуре можно судить по состоянию воды в контуре охлаждения, к концу цикла испытания на выходе она начинала вскипать ( без давления естественно).
А правильно ли я понял идею, что при горении образуется некоторое количество плазмы, которая дальше закручивается в вихрь и который создаёт вихревые токи, которые способствуют дальнейшей ионизации продуктов горения, то есть, образуется положительная обратная связь. И в конце концов вся эта плазма крутится в КС максимально упорядочено и с максимальной возможной скоростью?
А может и такое, тогда уже я не совсем понял :) Тогда в момент добавления натрия (как я выше предложил) практически ничего не изменится.
Да примерно так, только основная суть в том что возникает электромагнитное поле и ток и как следствие происходит дополнительный разгон реактивной струи в этом поле.
Да я считаю что процессы в КС, диффузоре и самой реактивной струе взаимосвязаны. Или вернее являются одной системой. Вообще плазма тем и отличается что может организовывать связанные пространственные структуры. Это написано в любом учебнике по физике плазмы ну и опыты на МКС о том же.
В «Науке и Жизни» была похожая схема магнитных полей, где плазма сама себе создаёт магнитную бутылку и сама же в ней и удерживается. Там один весёлый инженер искусственную шаровую молнию делал и вроде она у него даже пару секунд провисела :-D
Это нереально круто! Вот этим людям дорогу в новой России!
Что за негатив в комментариях с придирками - не понятно, по всем данным в статье видно, что эффект прорывной.Нужно дальше развивать и применять. Кто то уже серьёзно заинтересовался?
Да уж… делили космос Маск и Рутан, и вдруг пролетел чёрный лебедь и в воздухе отчётливо запахло SSTO.
был в США такой чудик по имени Томас Мюллер, тоже пилил ракетные движки в гараже на коленке. Потом к нему пришёл бизнесмен Элон Маск с деньгами, и сейчас движки конструкции Томаса Мюллера делают большую часть мировых ракетных запусков.
Не знаю, Томас Мюллер ли автор статьи, не компетентен в этом. Зато я точно знаю, что никакой Маск к нему в России не придёт. По очевидным и не зависящим от них обоих причинам.
Спасибо
Спасибо за поддержку. Не надо относится к негативным комментариям сильно негативно, просто любой человек имеет право на это. Тут надо просто делом это доказывать, а это не просто. Испытания РД ну очень дорогое дело.
Почему это публикуется на Хабре, а не в научном/техническом журнале?
Возник тот же самый вопрос. Особенно учитывая что автор - к.т.н., значит знаком с тем, что такое научный журнал и как надо публиковаться.
А так публикация очередного "прорыва" на хабре, а не в предназначенном для этого месте, скорее вызывает скепсис.
Не удивлюсь, если причина в том, что рецензенты отклонили статью.
Я бы её в таком виде точно ни в один журнал не допустил.
Позволю себе чуть-чуть скепсиса со "школьными расчётами"
Удельная теплота сгорания метана около 50 МДж/кг. В ракете кислород везём с собой, для горения его нужно в 4 раза больше по массе, значит для смеси это 10 МДж/кг. В самом идеальном случае, когда вся энергия горения будет потрачена на движение, скорость истечения будет равна sqrt(2*10^7) = 4472 м/с. Это абсолютный теоретический максимум, не важно, разгоняем ли мы газ соплом или магнитным полем. В реальности же часть энергии остаётся в тепле. С учётом того что Raptor уже взял 3210, простор для оптимизации не так велик, КПД уже больше 50%. Понятно, что скорость в показателе степени в формуле Циалковского, и каждый м/с важен, но даже теоретически, много ли вы сможете предложить?
sqrt(2*10^7)
Откуда это число?
С учётом того что Raptor уже взял 3210
Вы путаете (и сравниваете) скорость истечения и удельный импульс. У раптора, это удельный импульс. А те же 4472м/с, которые вы вывели, скорость истечения рабочего тела. Сравнивать их нельзя.
В формуле Циолковского есть и другие множители.
Скорость 1 кг материи с кинетической энергией 10^7 Дж
E = mv^2/2
Это скорость из кинетической энергии. V = sqrt (2*E)
Удельный импульс измеряется либо в м/с и равен скорости истечения, либо в секундах и тогда это чуть более сложная концепция со временем работы на 1кн тяги, но по факту отличие в g раз. 3210 это как раз скорость истечения на уровне моря. В вакууме там вообще 3560, что ещё ближе к теоретическому максимуму.
Если предложенная схема действительно рабочая, то её основной бонус в отстутствии громоздкого сопла Лаваля (которое еще и требует охлаждения) и в существенно более простой конструкции.
даже если двигатель будет выдавать схожие характеристики но если будет иметь более простой турбонасос и более легкий старт и шире диапазон управления, он уже будет интереснен
Это чистая термодинамика и да тут уже все возможности исчерпаны. Формула Циолковского для стандартной модели РД очень депрессивная . Надо повышать импульс РД. Статья ровно про это.
Откуда вы возьмёте энергию для повышения удельного импульса? Классический РД с соплом уже имеет кпд выше 70%. Даже если вы каким-то электромагическим чудом получите ещё десяток процентов, большой разницы это не даст.
Допустим, вы поднимете тяговооружённость, уменьшив массу двигателя. Но даже у первой ступени двигатели составляют небольшую часть сухой массы (у falcon 9 - 4.4 тонны из 22). То есть в общей сложности можно наторговать лишь проценты стартовой массы ракеты. И это всё при условии, что предложенная схема работает. В чём есть очень много причин сомневаться.
Так вы уравнение Циолковского посмотрите - там проценты от массы дают чуть ли не кратное увеличение конечной скорости. А если прибавить ещё и процентов 10 импульса - так с поверхности Земли уже можно будет к звёздам аппараты посылать (сейчас не можем - нужна "праща" от других планет и не одна).
После вашего комментария освежил формулу в памяти. Ничего нового не увидел, всё, как я помнил. Где вы там кратное увеличение нашли, там наоборот логарифм? В прямом виде фрумула:
V = I * ln(M1/M2).
M1 - стартовая, M2 - сухая масса. Ну будет под логарифмом на 10% больше, итоговая скорость вырастет на ln(1.1), то есть 9.5% , а никак не в разы. Ну или при фиксированной скорости (выход на орбиту), вся ракета полегчает на те же 10%. Звучит неплохо, но никак не полёт к звёздам.
Не являюсь специалистом по ракетным двигателям, но что-то у меня сомнения на счет того, образуется ли внутри КС ярко выраженное магнитное поле от вращения положительно заряженных ионов и происходит ли их явная сепарация. Вы какие-то электрические измерения проводили ? У Вас корпус металлический, в нём должны протекать нехилые токи, их должно быть не сложно измерить.
И еще. Почему КС не прогорела ?
У Вас корпус металлический, в нём должны протекать нехилые токи, их должно быть не сложно измерить.
Разве токи не от переменного магнитного поля наводятся? А судя по описанию схемы возникновения плазмы -- электроны внутри, протоны снаружи -- то поле относительно КС будет статичным.
P.S.: Лично у меня сомнения относительно влияния центробежной силы на квантовом уровне.
Токи наводятся в проводнике движением заряженных частиц относительно этого проводника. Корпус КС, в данном случае, является проводником, относительно которого двигаются протоны. Если всё так, то в корпусе будут огроменные токи, в том числе вихревые, от которых корпус должен сильно разогреваться.
Tоки наводятся в проводнике движением заряженных частиц относительно этого проводника.
Нет. Только когда движение заряженных частиц с ускорением. Когда они движутся с постоянной скорости токи не наводятся.
Дак ионы движутся по окружности, сиречь с центробежным ускорением.
В катушке тоже электроны движутся по окружности, но создают только постоянное магнитное поле. Чтобы получить переменное нужно модуль скорости менять, а не направление.
Нужно как-то измерить это магнитное поле. Переменное оно или постоянное узнаем в результате измерений. Я всё таки схожусь ко мнению, что у автора получился ротационный (детонационный) РД, как на видосах с Ютуба, и магнитного поля там никакого нет, соответственно "ионная составляющая" ничтожно мала.
Я испытывал модели детонационных двигателей, успехов не достиг , впрочем как и другие исследования в этой области. Имел беседу в Роскосмосе с ними на эту тему ( они тоже проводили подобные эксперименты) они говорят что видят некоторые преимущества, но видимо что не столь существенные для них, ну и я не увидел. В статье описан другой принцип работы РД.
А почему нет ни одного видео ? У Игоря Негоды целая серия про турбореактивную тягу, вся страна два года с раскрытым ртом сидела у Ютуба пока он запускал свои движки и турбовальную бэху. :)
Да уж Вы меня озадачили этим вопросом и я целый день ходил и искал на него ответ, вспоминал весь курс институтской элеткродинамики. Так вот, в катушке индуктивности (трансформаторе) линейная скорость движения электронов составляет доли миллиметра в секунду. При такой скорости движения считай что ускорение полностью отсутствует. В изделии автора скорость движения зарядов - 350 м/сек, движение происходит с офигенным центростремительным ускорением, направление вектора меняется 2000 раз в секунду. Это движение обязано создавать переменное магнитное поле этой же частоты, которое в свою очередь создаст наведенные токи в стенках металлической камеры. Это еще не ТВЧ, но что-то жуткое в стенках камеры должно происходить (если в изделии действительно происходит сепарация ионов). Некоторые режимы ТВЧ закалки работаю на частоте 4кГц, что очень близко.
И еще подумалось. А нельзя ли намотать на КС проводник и снимать с него переменный ток таким образом ? Если все так, как думает автор, то получится электрический генератор без подвижных частей. Короче, вопрос к автору - почему не провели электрических измерений ? Агрегат еще жив ?
Говорю же вам. Никакое переменное магнитное поле там не создается. Читайте дальше физику.
Так вот, в катушке индуктивности (трансформаторе) линейная скорость движения электронов составляет доли миллиметра в секунду.
Пример движения электронов в катушке годится только для сравнения с движением электронов внутри самой плазмы, соответственно и токи внутри катушки следует сравнивать с токами внутри плазмы. Но наведенные токи в корпусе КС требуют переменного магнитного поля относительно корпуса, что имело бы место быть, если бы электроны с позитронами упорядоченно менялись местами с некоторой частотой.
Чтоб было понятнее. Сделайте замер напряжения на корпусе трансформаторного блока питания в момент его работы.
Да исчерпал я свой бюджет . В принципе все живо. Но, чуток опишу испытания. Проводил на даче, 20 баллонов кислорода, 10 баллонов метана куча концентраторов ,трубопроводов, стенд ( надо усиливать он на пределе ), измерительный комплекс, кстати целая система запуска РД на холостом ходу ( у нее своя система трубопроводов и управления)и еще много чего. Надо все же уходить от партизанщины. Дальнейшее увеличение давления в КС приведет уже к тоннам тяги. Так что дальнейшие испытания надо проводить в подходящих условиях со всей необходимой автоматикой , датчиками и катушками. Можно кстати и не использовать на первом этапе испытаний сжиженные компоненты топлива ( очень дорого ). Мне эта идея позже пришла: можно просто в систему охлаждения жидкий азот залить ( имитация криогенных компонентов топлива). На время испытания ( 5- 10 секунд должно хватить).
Запустите свой агрегат еще раз на минимальках и сделайте замеры магнитного поля. Для этого Вам понадобится катушка, датчик холла, мультиметр и батарейка. Если магнитное поле хоть как-то проявится, тогда можно говорить о каких-то "новых принципах" в Вашем изделии.
Да, кстати, обычный компас с магнитной стрелкой хорошо покажет наличие постоянного магнитного поля (если таковое создается) - стрелка ориентрируется по линиям магнитной индукции.
В комментариях были заявления про финансирование. Постучитесь к ним в личку. Денег на серьёзную работу нужно много, десятки миллионов минимум (в рублях). А лучше арендовать что-то у роскосмоса, но у них наверняка цены тоже космические.
Стоит проявить усилия не только в монтаже конструкции из подножных материалов, но и в поиске финансирования. Просто напишите заявившим о деньгах в личку, это если они вам уже не написали.
Если Вы ещё не разобрали стенд, есть несколько предположений, как оно на самом деле может работать, и что можно оптимизировать )
0. КС не прогорает за время теста, потому что горячий слой отделен от стенки холодным пограничным, у которого нулевая скорость. Т.е. теплопередача на стенку КС в основном излучением. Если этот пограничный слой в основном состоит из топлива - то и материал КС в нем гореть не будет, т.е. желательно иметь больше форсунок для горючего, и его некоторый избыток (относительно стехиометрического).
1. Возможность разделения зарядов от вращения (из-за тангенциальной подачи компонентов, по принципу центрифуги ) сомнения не вызывает, однако сомнительно, что ионизация сохраняется после выхода из сопла (как показано на рис.35) - т.к. разноименные заряды притягиваются, и, как только вращение замедляется - плазма должна нейтрализоваться, т.е. в ней течёт радиальный ток. Хорошо бы это померить, например - замерив степень ионизации в струе.
Вполне возможно, что процесс нейтрализации плазмы начинается непосредственно внутри КС, а ток нейтрализации - дополнительно разогревает плазму (и нейтральный газ, дополнительно его ионизируя).
Эффективность сгорания топлива при повышении степени ионизации компонентов - может быть выше, чем в классике. Что, определенно, хорошо, т.к. повышает полноту сгорания.
https://cyberleninka.ru/article/n/plazmennoe-gorenie-v-protochnoy-kamere-sgoraniya , как пример, сжигают бедную смесь в СВЧ-разряде.
И по идее, если в КС вдуть ещё некоторое кол-во электронов дополнительно (со стороны торцевой стенки) - можно ещё повысить степень ионизации, и ток нейтрализации, а значит и нагрев рабочего тела, и импульс. Но это уже требует внешнего подвода энергии, и может быть нерационально.Ну и по поводу патентования - я сам этот квест недавно проходил первый раз в жизни, получение патента РФ на изобретение заняло примерно год, и порядка 50 тыр (в основном - на юриста, госпошлины для физ.лиц у нас крайне скромные, если интересно - могу порекомендовать поверенного :)
https://patents.google.com/patent/RU2806344C1/ruhttps://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2806344&TypeFile=html
4. Т.к. Вы не озаботились патентованием, не будете ли Вы возражать против использования этого принципа в других изобретениях? :) Есть несколько идей, где это можно применить, кроме ЖРД.
Там достаточно поле померить,оно индуцируется любым движущимся зарядом. Учитывая заявленную плотность заряда и скорость его движения, там можно просто гайку на веревочку подвесить, и смотреть как эта веревочка в десятке метров от сабжа принимает горизонтальное положение.
Помимо определения скорости газовой струи, анализ спектра показывает отсутствие низкочастотных колебаний опасных для любых типов двигателей.
Я извиняюсь, в как вы хотели на диаметре 50 мм получить низкочастотные колебания?
Сделайте камеру метра 1.5-2 получите все виды колебаний , в том числе НЧ.
Скачки Маха
Это что-то новое в физике ? Есть диск Маха, есть ударные волны . Их часто неправильно называют mach diamond. Это не mach diamond, a shock diamond - регулярное отражение косого скачка от оси струи . А маховское отражение - это прямой скачок .
Я правильно понял, что в Ваших тестовых двигателях подача топлива осуществлялась без турбоагрегатов (вокруг совершенствования которых десятилетиями крутилось все развитие ракетостроения)? Топливо электро-насосом накачивается?
Оно крутилось на больших двигателях, потому что надо заталкивать в КС большие объёмы под большим же давлением, а на это нужно много энегрии. На маленьких хватает вытеснительной подачи, потому что расход небольшой. А сейчас пробуют ставить электронасосы - получается проще, чем ТНА, но подойдет только для маленькой и средней тяги.
Баллоны (газ под давлением около 170 Атмосфер), редуктора, концентраторы трубопроводы . Это лабораторный двигатель для исследования принципов действия.
Этого достаточно для отработки конструкции, и только потом делаются рабочие двигатели со всей необходимой навеской.
Меня несколько удивляет что такие такие темы публикуются открыто на сайтах. Всегда думал что ракетные двигатели и прочее относятся к оборонке и поэтому нигде не публикуются
Я вижу три варианта:
1) Автор действительно получил те результаты о которых пишет и до этого действительно никто раньше не додумался. Но не удосужился обратиться в специальные органы (или даже в собственный институт) для получения помощи в продолжении исследований и пожизненную высокооплачиваемую должность в качестве руководителя проекта (или по крайней мере одного из ведущих инженеров), а решил похвастать на любимом техническом сайте и потому можно считать его невероятно наивным человеком, которого вскоре отодвинут и никто даже имени его не вспомнит.
2) Автор получил те результаты о которых пишет, обратился в специализированный институт и там ему указали на неустранимые недостатки конструкции, но он не согласен и потому решил опубликоваться на техническом ресурсе (не в специализированном журнале, откуда его также погонят)
3) Автор не получил тех результатов о которых пишет в статье или получил некий неустранимый дефект конструкции или особенность, которая никогда не позволит использовать двигатель в реальных задачах и поэтому даже не пытался что-то делать, а просто решил срубить плюсцов на хабре, не пропадать же настоящим, дорогостоящим исследованиям из своего кармана.
Мне понравилась статья и я надеюсь не один из приведённых выше вариантов не соответствует действительности, жизненный опыт подсказывает, что скорее всего имеет место вариант 2, но было бы, конечно, интересно услышать почему автор решил опубликовать статью на хабре.
Или вариант
4) Автор получил те результаты, о которых пишет, сунулся было в профильный институт, но там его послали нахрен, даже не разбираясь. Ибо желающих получать гос.финансирование и своих в профильном институте хватает, более того - за финансирование тем идёт напряженная подковёрная ьорьба, а всякие инициативные темы, тем паче - от внешнего автора - не приветствуются...
Ну, автор уже писал в комментариях, что делал какие-то испытания на полигоне Роскосмоса. А потом их пути разошлись. Так что, по крайней мере его не сразу послали. Да и не ясно кто кого и куда послал в конечном итоге, и почему.
Не один из выше перечисленных из вариантов не соответствует действительности.
Я действительно это сделал сам , по своей инициативе и за свой счет. И не в одном гос органе не состоял и не состаю.
Результаты исследований действительно такие. Смысл искажать что то глупо, а придумать это не возможно. Такую цепочку испытаний можно только провести и описать.
В Америке это обычное дело, когда парни в гараже что то программируют и получается виндоус
Необходимо чтобы и у нас были такие люди ( это я не про себя).
В Америке это обычное дело, когда парни в гараже что то программируют и получается виндоус
Необходимо чтобы и у нас были такие люди ( это я не про себя).
Я прекрасно понимаю бескорыстие в науке, с удовольствием смотрю на ютубе несколько каналов на которых действительно проводят исследования и двигают науку без всяких государственных институтов. Однако у них есть источник дохода для продолжения изыскательской деятельности - реклама на ютуб, либо донаты.
Обычно бескорыстие в науке проявляют в таких областях как медицина или что-то, что может помочь людям, если они будут иметь к этому доступ, либо множество компаний смогут одновременно предложить свои продукты на основе открытой технологии, тем самым обеспечив низкие цены для населения. В Вашем случае найдутся люди, которые запатентуют двигатель и не будет никакой пользы от бескорыстия. Может двигатель подходит для боевых ракет средней дальности и Lockhead Martin или другой производитель вооружений, скажет Вам спасибо (про себя) запатентовав их во всех странах мира и послав всех остальных покорителей космоса в жопу, если они рыпнуться его использовать.
Взяться за этот проект в России сможет, реалистично говоря, только гос структуры, но Вы не особо хотите иметь с ним дело, что объяснимо. В других странах, да и для частных компаний нужен патент, но у Вас его нет. У меня какой-то в голове когнитивный диссонанс - с одной стороны всё указывает на то, что Вам наскучил проект, Вы выложили наработки, ничего не запатентовав и теперь любой интересующийся спокойно продолжить его уже без Вас, с другой стороны Вы приложили серьёзные усилия и я не верю, что тема Вам не интересна, то есть Вы наверняка продолжили бы работу над проектом, если бы было финансирование. Т.е. Вы хотите в дальнейшем заниматься этим как хобби, типа как появятся деньги потратить их на это? Или просто хотите понаблюдать, как полетит первая ракета с Вашим двигателем (который никто ,конечно, не будет называть Вашим), а сами будете работать в частном секторе?
В общем мотивация выкладывания своих трудов именно на хабр, да ещё без всякой юридической защиты мне всё ещё не до конца понятна.
Коллега, перефразируя З. Фрейда - "иногда сны это просто сны". Человек долго занимался интереной ему темой, она ему подзанадоела и высосала кучу личных (семейных) денег. Он решил закрыть её и заняться чем нибудь другим, но чтобы наработки не пропали в пучине времён, написал статейку на Хабре. По моему всё логично. Не всякое хобби должно перерастать в научное исследование или семейный бизнес.
Было бы прикольно, если бы кто-то из прочитавших статью похватил идею и попытался бы повторить опыт, с более основательной научной и измерительной базой. А мы бы проследил за этим сериалом периодически подкидывая донатов на материалы. :-) Надо Игорю Негоде задвинуть, эта тему ему достаточно близка, может быть запилит серию видосов про "ракетный двигатель в Ростовском гараже". А то он сейчас увлекся карбоном, восьмую серию показывает как эпоксидку намазывать надо, скучно. :)
Постараюсь кратко ответить: Почему выложил столь подробную информацию ( ну типа устал ) нет не устал. Во первых я не выложил всю информацию я выложил только ее третью часть. Достаточно ли ее для производства этой технологии да достаточно. Почему будут это пробовать повторить ? Да потому что человек существо любопытное ( это я про себя и мне подобных ) Воспроизвести эти эксперименты для государств или крупных компаний сущие копейки. Физические эксперименты проведенные один раз имеют свойство повторятся. А данные эксперименты никто ранее не проводил. Соответственно их точно повторят. Допустим что результаты этих исследований их удовлетворят ( уверен что так и будет) . Часть компаний (стран) бросятся все это делать самостоятельно, другая кто хочет поэкономнее и побыстрее могут обратится ко мне. Хочу ли я работать с Гос органами России ? Конечно потому что проблему запуска и эксплуатации этого двигателя можно решить только так ( специфика страны ). Как сотрудничать? Естественно в рамках государства и частного партнерства. Почему? Да это просто будет дешевле и быстрее раза в три. Тут надо спроектировать, произвести , испытать сотню двигателей. Довести до идеала конструкцию ну и начать производство. Естественно государство будет полностью контролировать этот процесс и вносить необходимые коррективы.
Так просто уже все делают в мире и да это эффективно.
Да почему же? Наука именно так и движется. К примеру тот же стелс построен на работах Уфимцева, которые публиковались открыто.
Если ракетный двигатель вы сделали у себя на даче, в частной компании, или же даже в институте, но не в рамках военного контракта, а в инициативном порядке или в рамках научного гранта, то такие результаты секретными не являются и свободно публикуются (в случае работы по гранту - публикуются в обязательном порядке).
Давайте конкретные дела.
А то вечно на проверку оказывается, что "не выиграл, а проиграл, не квартиру, а сто рублей".
Ну, давайте смотреть...
Последний в списке - Шиплюк Александр Николаевич. В самой статье о нём никаких подробностей, только ссылка на новость. В этой новости ни слова конкретики о нём - только "Ему вменяют то же, что и [ранее арестованному главному научному сотруднику института Анатолию] Маслову — госизмена". Не понятно, речь вообще об одном и том же деле, или просто статьи одинаковые.
Предпоследний, вплотную - Маслов Анатолий Александрович. В статье на Википедии вновь никаких подробностей, только ссылка на ту же новость. По ссылке - "Маслова подозревают в том, что он передал Китаю данные, связанные с гиперзвуком". Никаких "срок физику дали за статью, которую перед публикацией проверил и дал добро первый отдел его института", а передача данных конкретной стране (статьи в научных журналах публикуются открыто и передают информацию всем странам сразу).
Следом - Колкер Дмитрий Борисович. Наконец-то в статье есть что-то похожее: "По словам сына учёного, Дмитрия Колкера обвиняли в разглашении государственной тайны в лекциях, которые он читал в Китае, хотя доклады были заверены для подтверждения отсутствия гостайны и читались в присутствии сотрудника ФСБ". Правда если найти слова самого сына напрямую, то оказывается, что говорил он иное: "Они искали презентации, читаемые в Китайской народной республике, которые касались основ и принципов работы техники, квантово-каскадных лазеров. Материалы содержат исключительно справочный характер. Специальный отдел их заверяет на бумаге, подтверждая, что вы имеете право вывозить интеллектуальные данные за границу. Соответствующее постановление есть на моей странице". Ничего про то, что именно эти презентации и были разглашением тайны в его словах нет. Соответственно, нет оснований считать, что обвиняют его именно в этих лекциях, а не в том, что он в перерывах между ними передавал представителям спецслужб секретные документы.
В итоге имеем именно то, о чём я говорил: обвиняют учёных в передаче вполне конкретно Китаю секретных данных, а всякие "срок физику дали за статью" появились исключительно из многократного перевирания исходной информации, где "они искали презентации" сначала превратили в "в разглашении государственной тайны в лекциях", а далее уже лекции превратились в статьи.
Гмммм, не знаю, я как то сам по себе. Не в каких гос учреждениях не состаял никогда.
Не только сопла, но всего корпуса, вектора суммируются и результирущий получается в сторону выхлопа. В электрических РД давление передается не механическим путем, а посредством поля, которое тоже "давит" на корпус двигателя.
Всегда считал, что тяга РД зависит только от давления газовой струи на стенки сопла.
Не только и не столько сопла, а камеры сгорания: у вас в камере в одну сторону давит, скажем 100 атмосфер, а в другую в идеале - ноль. И задача сопла - как раз обеспечить этот ноль, а не тягу давать.
Именно исходя из таких соображений на первых ракетах делали широкую камеру сгорания - чтобы площадь на которую шло давление было больше. Но так сложнее достичь больших давлений из-за неравномерности сгорания, проблем с теплоотводом и прочностью - лучше сделать поменьше, но с большим давлением.
На мой взгляд никакого прорыва нет. При всем уважении к объему работы проделанному автором это с вероятностью 99% чушь и причина тому банальна - законы сохранения энергии и термодинамика.
Закон сохранения энергии говорит нам что мы не можем нагреть газ до температуры больше некоторого порога определяющегося количеством содержащейся в топливе химической энергии и теплоемкостью продуктов сгорания.
Термодинамика говорит нам что мы не можем заставить получившийся газ произвести полезную работу в объеме больше некоторого предела определяемого соотношением температуры газа внутри камеры сгорания и температуры газа в выхлопе, причем температура газа в выхлопе определяется степенью его расширения
Таким образом есть лишь три способа повысить эффективность реактивного двигателя:
Найти способ вкачать в рабочее тело больше энергии. Использовать другое топливо или внешнее электромагнитное поле как в плазменных двигателях либо увеличить полноту сгорания
Увеличить степень расширения газа повысив эффективность превращения тепловой энергии в механическую работу
Снизить утечку тепла из газа до момента когда газ покидает двигатель
Очевидно что топливо мы не меняем а полнота сгорания у существующих двигателей и так превышает 98%. Степень расширения у автора насколько я могу судить НИЖЕ чем у обычных двигателей (ниже давление, меньше сопло). Теплопотери наоборот выше. Наконец часть полезной энергии расходуется на непродуктивную закрутку выхлопной струи.
Отсюда возникает вполне закономерный вопрос - ну и за счет чего этот двигатель тогда должен быть эффективнее? Чудес и вечных двигателей не бывает, ребята.
TL:DR
Краткое содержание всех серий: можно сколько угодно повышать как энергоёмкость того, что используется для накопления энергии (топлива/батарей), так и мощность того, что эту энергию заставляет делать полезную работу — но и то и другое будет всегда ограничено прочностью конструкционных материалов, из которых всё это, собственно, изготовлено — а у этой самой прочности есть предел, установленный электростатическим взаимодействием, которое, собственно, и удерживает атомы материала от того, чтобы они разлетелись в ядрёне фене под напором накапливаемой (или высвобождаемой) энергии. Физика, бессердечная ты щука!
Ещё более TL:DR
Мы все обречены!
Очень сильно удивлён от такого уровня статьи на Хабре! Поздравляю с достижением и, очень вероятно, с действительным прорывом. Единственное, что смущает это материалоемкость КС с форсами.
Как у Вас дела обстоят с финансированием? =) Я намекаю про инвестиции ;)
Ну конечно же, очень расстраивает местный токсицизм.
Ну конечно же, очень расстраивает местный токсицизм.
Это не токсицизм, это скептицизм здорового человека. Вечных двигателей наша цивилизация насмотрелась предостаточно и выработала хороший иммунитет от них в виде скептицизма. Что касается непосредственно описанного в статье РД, то я просто не верю, что никто более чем за 80 лет существования реактивной тяги не догадался попробовать такую простую конструкцию (загонять топливо по касательной). Я более чем уверен, что такая конструкция была испробована многократно, изучена и изложена в учебниках. Нужно лишь сходить в библиотеку и прочитать.
В том-то и дело, что в учебниках такое нет. И да, некоторые над этим работают и такое считается перспективным.
Так что, выходит не все исследовано достаточно хорошо и не все открыто в этой области. Кстати, 80 лет прогресса это вообще ни о чем. Некоторые вещи усовершенствовали тысячелетиями и продолжают усовершенствовать дальше.
Некоторые вещи усовершенствовали тысячелетиями и продолжают усовершенствовать дальше.
Ну да, колесо не даёт Человеку покоя с момента его изобретения. :)
На Ютубе, кстати, полно разных видео про вращающиеся детонационные РД.
Детонационные двигатели это другое, там понятно за счет чего они эффективнее. Фактически там крошечная "виртуальная камера сгорания" в виде области где идет детонация и в этой области достигается очень высокое давление. Дальше газ из этой области расширяется и совершает работу еще до того как в сопло попадет. Эффективная степень расширения газа увеличивается => растет тепловой КПД => растет удельный импульс.
Токсицизм != скептицизм, как и тёплое не мягкое.
Тут вот в чем проблема ( я предполагаю). Дело в том что когда делаешь всё это сам: крутишь гайки, испытываешь двигатель, получаешь результаты и делаешь выводы ( вполне очевидные когда сам это делаешь) это одно, а когда читаешь чужую статью причем с совершенно не с привычными для тебя выводами это другое. Но дело в том что наука развивается скачкообразно. И зачастую самое не обычное сейчас через год два считается обыденным. Проблема тут только в том что зачастую для этого требуются десятилетия.
Я не сварщик и вообще далек от темы, но что там получается по температуре газов на выходе из кз которые по идее должны будут вращать турбину и та в свою очередь каким то образом будет крутить насосы для подачи топлива. Также не совсем понятен принцип охлаждения камеры кз, ведь на сколько я понял плазма будет «прижиматься» к стенкам, в то время как в классической схеме этого стараются всяческим образом избежать
Короче, я посмтрел несколько видео на Ютуб и могу сказать, что автор не изобрел, а повторил детонационный РД. На видео продемонстрированно моделированние процессов внутри КС, никакого ионного бустера там нет. Тем не менее, тема интересная и злободневная.
Зашёл почитать комментарии, минуя статью. Почувствовал себя тупым. Спасибо)) не мой уровень далеко, есть куда стремиться
Можете рассказать про изготовление и испытания? КС все-таки не самая простая деталь, сам фрезеровать не рискнул бы. Ну и факел на фоне деревянного строения меня как-то смутил, как бы как у "Лин Индастриз" не получилось.
Почему нет комментариев от физиков? Поведение плазмы - ваше родное. А тут такое непаханное поле. И вы молчите.
Да комментарии уже были, автор ошибается
В смысле? Экспериментальные данные это просто факты. Автор может ошибаться в объяснениях, но это никак фактологию не опровергает.
Точность экспериментальных данных в данном случае тоже не то чтобы особо гарантирована.
К измерениям претензии вряд ли можно предъявить. Или вы сомневаетесь в добросовестности автора? Тогда так и скажите.
А если нет, то измерения может и недостаточно подробные, но в том количестве в котором опубликованы выглядят вполне надежно. Автор наблюдал то что описывает.
В истории есть куча примеров когда люди проводили эксперименты и получали неправильные результаты. И совсем не обязательно с умыслом.
Из недавнего например вспоминаются "южнокорейские высокотемпературные сверхпроводники". То есть пока эти результаты не проверили и не повторили другие люди я бы не рассматривал их как полностью достоверные.
Так автор точно получил правильные результаты. 250кг тяги в любительских условиях нельзя назвать «неправильные результаты». При этом, взрывы не было. Был вполне повторяемый прогар сопла, но автор его устранил при этом применяя собственные рассуждения, к которым вопросы есть, но в случае с прогаром сработали.
Основная проблема в рассуждениях автора является то, что он считает слово «плазма» чем то магическим и считает, что если у него получилась «плазма» то и удельный импульс будет как у плазменных двигателей. Что конечно не так. У плазменных двигателей высокий удельный импульс получается из за того что плазму ускоряют внешней энергией, а не внутренней химической.
Может быть пора вспомнить старый анекдот: "Кто даст правильный ответ, тот получит десять лет". Но мнение специалистов было бы самом деле интересно услышать.
Странно. Вроде по весне обычно такие статьи появляются ...
Вопросы по двигателю.
1) Почему нет данных по удельному импульсу? Важнейшая характеристика двигателя.
2) Центробежное разделение ионов - хорошо конечно, но:
В любом двигателе стараются максимально отодвинуть высокотемпературную часть продуктов сгорания от стенок. Принимаются куча мер для охлаждения. А у вас поток наоборот прижимает к стенкам. Имеем потери энергии на раскручивание потока, трение потока об стенки камеры сгорания и очень активное передача тепла на стенки.
Возникновение тока и магнитного поля - подтянуто за уши. Вообще скорее всего магнитного поля не будет. Замеры делали?
По первому взгляду: сильно переусложненная конструкция с большими потерями. И в принципе не масштабируемая "в верх" по причине очень большой отдачи тепла на стенки камеры сгорания.
Вы невнимательно читали статью. Там есть данные об удельном импульсе. Сам факт, что КС не сгорела при 250кг тяги показывает, что никакого прижимания высокотемпературных продуктов сгорания к стенкам не было. Иначе она бы сгорела мгновенно. Другое дело почему не было касания, но что не было, это факт.
Вопросы к автору:
Как измерялась тяга? На фотке вижу только железную конструкцию, к которой подведены гибкие шланги. В каком месте был динамометр? Не влияли ли гибкие шланги под давлением и с потоком вещества внутри на измерения? Где вообще чертёж установки?
Как измерялась или оценивалась концентрация заряженых частиц в веществе внутри камеры сгорания, то бишь, насколько вещество там было плазмой? Как оценивалась или измерялась скорость вращательного движения там же? Насколько, в виду вопросов о концентрации и скорости выше, якобы происходила сепарация положительно заряженных ионов от электронов? А что происходило с отрицательно заряженными ионами (тут аналогично, интересует оценка или измерение)? Какие силы возникали между макроскопическими областями положительного и отрицательного заряда и как они соотносились с центробежными?
Что означает вот этот пассаж: " У двигателя с существующей схемой работы (рис.22) при подаче газовой смеси в КС приходится преодолевать встречное сопротивление расширяющихся газов при его горении"? Очевидно, что давление в камере сгорания не может быть ВЫШЕ давления жидкостей/газов в магистралях к форсункам и в самих форсунках (с учётом ессно скорости потока), т.к. иначе просто напросто потока из форсунок в КС не будет. А тут, как бы, автор утверждает, что давление в магистралях к форсункам меньше, чем в камере сгорания, если я правильно понял дальнейший пассаж. Такого просто не может быть.
Почему не было замеров предполагаемого магнитного поля? Переменное поле измерить очень легко катушкой, постоянное можно мерять датчиками Холла.
что давление в магистралях к форсункам меньше, чем в камере сгорания, если я правильно понял дальнейший пассаж. Такого просто не может быть.
Этого вполне может быть, если процессы в КС сильно неравновесные. Тогда давление там где форсунки может быть намного ниже, чем в других местах КС – там где происходит горение. Именно так предполагается будут работать детонационные двигатели – в детонационном фронте давление очень высокое, а позади него, довольно низкое.
Ну тут можно начать с того, что конфигурация сильно непохожа на обычный RDE, а кроме того, в 2 местах по окружности вдувается кислород, в 3ем -- метан. Пока оно достаточно хорошо не перемешается, ни о каком нормальном горении, в т.ч. детонационном, идти речь не может. В RDE ещё до горения более-менее равномерная смесь топлива и окислителя/воздуха возникает.
То что конструкция отличается от чего-то, по сути абсолютно ничего не значит.
Что там внутри получается не знает и сам автор – он только предполагает, да и честно говоря, так-себе представляет.
Но от этого, двигатель не перестает работать. А он работает и измеренные характеристики получаются неплохие.
Продолжайте своё дело, Вы уже нечто прекрасное создали, осталось доработать, уверен на это обратят внимание крупные ребята, какой нибудь росатом например. Удачи Вам!
Не "скачки Маха", а Диски Маха (кольца Маха) - см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Диски_Маха
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/J58_AfterburnerT.jpeg
Не
Dobrovolskii M. B., “Liquid rocket engines: design basics”, Batman Moscow State University, 2005, Pp 487.
а "Добровольский М.В., 2005 - Жидкостные ракетные двигатели" https://studizba.com/files/zhidkostnye-raketnye-dvigateli-zhrd/book/291167-mv-dobrovolskiy-zhidkostnye-raketnye.html
По-английски будет Dobrovolskii M. V.
А
Batman Moscow State University
это, видимо, Bauman Moscow State Technical University. Batman на русский будет Батман - Бэтмэн.
По сути эффекта: похоже на электромагнитное стягивание струи плазмы.
Можно смоделировать, но это весьма сложно всё. Нелинейные эффекты и всё такое.
Можно наложить внешнее электромагнитное поле, добавить струй, и т.д.
Нет касания стенок - возможно, из-за отталкивания от металла от наведённых зарядов/токов.
По поводу невозможности и противоречия физике: нет, не противоречит. Для опровержения или подтверждения надо повторять опыты. Потом, возможно, будет видно.
Вроде было что-то похожее в поршневых ДВС - для улучшения сгорания закручивали потоки. Но там особо не развернёшься и стабилизации процесса не получить.
-------------------------------------------------------
Почему нет комментариев от физиков? Поведение плазмы - ваше родное. А тут такое непаханное поле. И вы молчите.
Потому что умные слова не ценят.
Спасибо Да это именно так электромагнитное стягивание плазмы струи плазмы, тут еще один момент все усиленно избегают его ,то о чем я писал в статье , в испытаниях РД2 и РД3 четко зафиксирован дрейф плазмы ( на видео в том числе ). Поймите меня правильно просто я не хочу выкладывать всю информацию. Уверен если вы попробуете себя на мое место вы вы поступили так же.
Поймите меня правильно просто я не хочу выкладывать всю информацию.
А зачем тогда выложили статью? Такие утверждения, знаете ли, плохо влияют на доверие. Да и дурно попахивает в плане морали. Наживка в виде «сокрытых знании», это классика в жанре обмана.
Не понимайте меня превратно – ваша воля рассказывать или скрывать. Но и рассказывать и скрывать надо правильно и с уважением к вашим читателям.
Согласен, да просто не хочу говорить .
Я информации для размышления дал более чем достаточно. Ко всем читателям без исключения отношусь более чем хорошо и позитивно, понимаю что у каждого есть свое мнение. Всю информацию представляющую интерес для читателей выложить просто не возможно, это будет трактат страниц на двести ( было испытано более 100 двигателей) , а то и больше . И естественно там есть своя цепочка целей понятных для меня. Этого в этой статье не требуется и да действительно часть читателей предлагают цепочки рассуждений которые я уже проверил , и я это просто отмечаю. Но к описаным в статье испытаниям это на прямую не относится и только. Никакой интриги тут нет , просто другое направление исследований требующее более подробных исследований и осмыслений. А вообще думаю многие читают эту статью просто из человеческого любопытства , а статья и так длинная , а покороче я ее написать не смог. Хотя старался.
если реактивная струя ионизирована, можно её отделять от стенок КС и сопла магнитным полем, как в стеллараторах?
Прочитал комментарии и понял, что таки надо отписаться...
Не видно описания того, как именно измерялась тяга двигателя. Измеренная тяга по порядку величины вполне сравнима с весом двигателя, силами упругости находящихся под давлением шлангов (кстати, было бы интересно посмотреть показания тягомера при подаче газов без их зажигания) и т.д. Безусловно, двигатель какую-то тягу создаёт, но, вполне возможно, реальные числа на десятки процентов отличаются от измеренных.
Непонятно, как измерялась подача газов в двигатель. Если каким-нибудь расходомером для сварочных работ, то погрешность таких замеров тоже может составлять десятки процентов.
Непонятно, как измерялась скорость газовой струи на выходе. Если как отношение тяги к расходу рабочих газов, то (с учётом сказанного выше) погрешность тут запросто может быть хоть двукратной, и тогда струя на выходе вполне может оказаться дозвуковой, что перечеркнёт все выводы исследования.
Быть может экспериментальные результаты автора действительно справедливы, и он достиг действительно важного результата в виде сверхзвукового истечения газа без расширяющейся части сопла, но с теоретическим описанием тут просто беда...
Экспериментально обнаружено, что концентрация ионов (положительно заряженные частицы, или протоны) и электронов (отрицательно заряженные частицы) в пламени может на 4-6 порядков превышать концентрацию, которая наблюдалась бы при чисто термическом механизме ионизации
Это когда у нас горячая водородная плазма - тогда можно писать "ионов (положительно заряженные частицы, или протоны)", а когда мы сжигаем метан в кислороде, протонов у нас там почти нету. А ионы - они вовсе не только положительно заряженные. Там отрицательно заряженных ионов, пожалуй, поболее, чем электронов будет.
И, кстати, один из механизмов повышенной ионизации в пламени - термоэмиссия с частиц сажи.
Принцип работы ионных, или плазменных РД использует заряженные частицы. С начала рабочее тело, обычно какой-либо газ, ионизируется, затем разгоняется в магнитном поле и выбрасывается из двигателя, с применением сопловой части, или без неё, со скоростью реактивной струи существенно большей чем у жидкостных РД.
В наиболее массовых плазменных (стационарные плазменные двигатели Морозова) и ионных (ионные двигатели Кауфмана) двигателях магнитное поле играет вспомогательную роль и никак не участвует в разгоне. Разгон ионов происходят за счёт электростатического поля.
Существуют ионные двигатели, в которых магнитных полей нет вовсе, даже во вспомогательной роли.
Так же возникает проблема разделения разноимённых зарядов, чтобы разогнать заряды одного знака, в то время как заряды другого знака должны быть выведены за зоны действия ускоряющего поля.
В плазменных двигателях такого разделения не происходит вовсе (потому-то они и плазменные), а в ионных двигателях Кауфмана оно хоть и происходит, но без каких-либо сложностей.
В концепции двигателя на новых принципах предлагается использовать заряженные частицы, возникающие в процессе горения топлива, с целью перехода от дефлаграционного турбулентного горения к плазменному горению, позволяющему существенно улучшить характеристики РД.
Что есть "плазменное горение" науке неизвестно.
Во всяком случае мне удалось найти аж целую одну публикацию, где использовался такой термин: "Плазменное горение в проточной камере сгорания" (Есаков И.И., Раваев А.А., Грачев Л.П., Волобуев И.А, журнал "Проблемы региональной энергетики", 2019-й год). И даже в этой статье термин использовался лишь в названии, а в тексте его нет, соответственно нет и его определения. Работа посвящена влиянию электрических разрядов на процесс горения, в частности возможности горения очень бедной топливом топливно-воздушной смеси при воздействии электрических разрядов. К теме данного ракетного двигателя она явно не относится.
Как ведут себя заряженные частицы в плазме? Ответ на данный вопрос даёт исследование, проведённое на МКС под названием «Плазменный кристалл». Кратко исследование можно описать так: в низкотемпературную плазму вводятся пылевые частицы заданного размера в условиях микрогравитации с видео регистрацией происходящих процессов. Рассмотрим один из выводов этой работы: при взаимопроникновении облаков микрочастиц различного диаметра возможно спонтанное образование стабильных пространственных структур в плазме (смотри рис.2) линий, цепочек, или проходов.[4] Из этого можно сделать вывод что плазма, при определенных, условиях может создавать пространственную структуру и в пределах этой структуры взаимодействовать на больших расстояниях.
Плазменные кристаллы образуются из макроскопических заряженных частиц, помещённых в плазму.
Ввиду того, что у электронов подвижность много больше, чем у ионов, их поток на частицу пыли, попавшую в плазму, поначалу выше, чем ионов. Пылинка приобретает отрицательный электрический заряд, который уменьшает поток электронов и увеличивает поток положительных ионов. В результате наступает равновесие.
Тяжёлые отрицательно заряженные пылинки оказываются окружены положительно заряженным (т.к. часть электронов осела на пылинках) газом. Ситуация очень похожа на металлы, где тяжёлые частицы одного знака (ионы) помещены в газ с противоположным зарядов (электронный газ). Поэтому, как металлы формируют кристаллическую решётку, так и здесь пылинки выстраиваются в кристалл. Никакого особого взаимодействия на больших расстояниях тут, разумеется, нет и близко. Разве что таким взаимодействием звук назвать можно, но он и в газах распространяется.
Ну и, самое главное, какое это имеет отношение к двигателю, который работает на смеси газов?!
Так же надо учитывать, что при температурах более 2000 градусов в камере сгорания РД уже частично происходят изменения вида химических связей и как следствие происходит соответствующее увеличение запаса химической энергии, при ещё более высоких температурах, которые в существующих жидкостных РД ещё не достигнуты, может происходить тепловая ионизация, сопровождающаяся затратой энергии и изменяющая внутреннюю энергию газа, увеличивая ее запас.[7]
Так рассказывается, как будто бы у нас какая-то дополнительная энергия берётся..
При тепловой ионизации у нас температура снижается: энергия переходит из кинетической (хаотического движения молекул) в потенциальную (разделённых электрических зарядов). Аналогично и при химические связи: если их энергия увеличивается от воздействия высокой температуры, значит сама температура снижается, т.к. кинетическая энергия переходит в потенциальную.
Напомню, что задача ракетного двигателя заключается в производстве именно кинетической энергии, т.е. описанные выше процессы мешают его работе!
В камере сгорания такого типа средняя кинетическая энергия частиц (вызванная центробежной силой и скоростью вращения газа) может быть больше потенциальной энергии их взаимодействия и такую газовую среду можно будет назвать плазмой.
Просто какая-то чушь...
Плазма - это частично или полностью ионизированный газ, для которого выполняется условие квазинейтральности. А это самое условие квазинейтральности заключается в том, что энергия коллективного электростатического взаимодействия частиц слишком велика, по сравнению со средней кинетической энергией частиц, для существенного разделения зарядов.
И как, чёрт возьми, из фиктивной центробежной силы возникает кинетическая энергия?..
При увеличении давления и скорости движения газов в камере сгорания плазменные свойства частиц будут нарастать, что будет приводить к увеличению эффективности работы двигателя.
Какие ещё плазменные свойства частиц? С какой стати они должны увеличивать эффективность работы двигателя?..
Ещё раз повторю, при обычном горении уже образуется достаточное количество свободных заряженных частиц, а в случае же воздействия на горение центробежной силы, их количество существенно увеличивается.
С какого потолка взяли, что их число увеличивается?..
Учитывая, что процесс горения происходит на большой скорости, и при воздействии центробежной силы, а масса положительно заряженных протонов в 1800 раз больше отрицательно заряженных электронов, происходит процесс их разделения. Более тяжелые протоны начинают вращаться с большой скоростью по максимальному диаметру в КС, а лёгкие электроны остаются в её центральной части. Понятно, что проблема разделения разноимённых зарядов, в схеме на новых принципах происходит естественным путём, без каких-либо энергозатрат.
Центрифуга разделяет тяжёлые и лёгкие частицы за счёт того, что тяжёлые частицы выталкивают более лёгкие к центру. Электроны же положительными ионами никуда не выталкиваются, а притягиваются! А потому никакого разделения тут и близко не будет, всё вместе к краям отжимается.
Разделение заряженных частиц и вращение (движение) положительно заряженных частиц с большой скоростью приводит к возникновению магнитного поля в двигателе на новых принципах. Естественно, если есть движущееся магнитное поле, то возникает и электричкой ток. Этим и объясняется образование плазменной струи в двигателе.
Даже если бы электроны скопились в центре, а положительные ионы кружили бы у края, данный кольцевой ток (которого в реальности нет, см. выше) создавал бы статичное магнитное поле. А статичное магнитное поле никакого нового тока не порождает.
И вы уж определитесь: у вас плазма изначально есть, и вы её на составляющие разделяете, а затем одна из составляющих порождает электрический ток, или же это ток рождает плазму?..
Сил разбирать всё уже просто нету. Думаю, и так очевиден предельно низкий уровень теоретического описания процессов в двигателе.
Там ещё и физикой на всех уровнях очень плохо. Трение о стенки камеры (сюрприз), потери на турбулентности, взаимное влияние потоков у противоположных стенок и прочие эффекты. Есть мнение, что такая схема при прочих равных не выдаст и половины КПД от классической камеры сгорания - слишком много потерь будет. Зато стенки камеры греть будет знатно, так как путь проходимый газами вдоль стенок намного больше, да, и площадь соприкосновения намного больше.
Ну, тут главный вопрос такой: получил ли он сверхзвуковой поток газа без расходящегося участка сопла?
Если да, то эффект в любом случае интересный и потенциально может использоваться для уменьшения габаритов и массы ракетных двигателей (вовсе не обязательно делать длиннющую камеру сгорания, как тут), либо повышения их эффективности с сохранением габаритов. Нужно детально исследовать. Разумеется, исследовать не "на даче", а в нормальных лабораториях с нормальными приборами и специалистами, которые понимают, что делают.
Если же поток газа на выходе всё-таки медленнее скорости звука в нём, то это всё - просто опасное баловство.
С чего бы? Что будет сжимать струю с такой дикой энергией? Магнитное поле? Тогда вихревые токи в стенках будут ой-ой-ой какие. А у него стенки из металла и ничего подобного не обнаруживается.
Если предположение автора что электроны и тяжелые ионы разделяются в центрифуге, то электростатика будет сжимать спираль ионов – между центральным потоком электронов и закрученной около него спиралью ионов будут действовать силы притяжения.
Не будет она ионы сжимать. Она будет электроны оттягивать к стенкам. Именно поэтому никакого разделения электронов и ионов в центрифуге нет и быть не может.
Совершенно верно , я тоже так считаю.
С того, что заявленная автором скорость струи - значительно выше максимальной возможной скорости звука в ней.
Как так получилось? Моя гипотеза - ошибка измерений. Но если измерения всё-таки верны (их погрешность не столь велика, чтобы скорость была дозвуковой), то там уже фиг знает, как это получилось, исследовать надо. Разумеется, вся та чушь, что написал автор, не работает, должен быть какой-то другой эффект.
Там везде присутствует первый сверхзвуковой скачек , его просто видно на фото, струя везде сверхзвуковая. В Испытаниях РД1 использовался кориолисовый расходомер, динамометр то же сертифицированный . И уже там на 6 секунде было сверх звуковое истечение реактивной струи. Соответственно при более высоких давлениях при испытании РД2, 3 скорость струи только возрастала.
Соглашусь, что у автора статьи не хватает стройной теории описания процессов, а многие его тезисы это лишь предположения, его попытка объяснить результаты эксперимента. Но несколько поставленных вами вопросов могу попробовать прояснить ниже. Только позвольте напомнить важный тезис экспериментальной физики (хоть он и был применим в основном в физике до конца 19-го века): отсутствие теории не означает ошибочность результатов эксперимента. Этот тезис почти перестал применяться на практике около ста лет как, но бывает что и старые подходы тоже срабатывают. Поэтому, имхо, не нужно делать поспешных выводов. А ответы на ваши вопросы, вот они:
Как измерялась тяга, и величина погрешности измерения тяги: в этом вопросе самое главное, что, независимо от погрешности измерений, зафиксированные значения тяги имеют объяснимую пропорциональность к скорости подачи топлива (кроме резкого скачка тяги). Это значит, главное, что погрешность измерений является неизменяемой величиной на протяжении всего эксперимента. Получается, что резкое увеличение тяги в какой-то момент не является случайной флуктуацией значения (из-за недостатка стенда), так как при дальнейшем увеличении подачи топлива такие резкие изменения бы повторились (в любую сторону шкалы значений тяги). Второй момент, на что упирает автор статьи - в графике прослеживается квадратичная зависимость, но в этой части вы правы - для ее подтверждения или опровержения погрешность измерений будет уже действительно определяющей. Нужно больше данных. Кстати, автор в комментариях сообщал, что проводил измерения на стенде Роскосмоса, так что погрешность там, вероятно, будет постоянной величиной хотя бы по причине калибровки стенда.
Погрешность подачи газов - как и в п.1, главное чтобы она была одинаковой во всех точках измерений. Для эксперимента важно относительное значение измеряемых величин, а не абсолютное.
О скорости газовой струи - вероятно вы правы, что она была посчитана лишь косвенно, но из этого не обязательно следует вывод о недостижении сверхзвука. Для определения этого как раз и есть более простой способ - быть рядом во время эксперимента и услышать (или не услышать) сверхзвуковой хлопок. Единственное сомнение насчет данного метода проверки в том, что в тексте статью автор не пишет прямо фразу "был четко слышен громкий хлопок при переходе струи на сверхзвук", а наоборот, пишет что при данной конструкции хлопок будет очень тихий. Вот и непонятно, тих ли он настолько, что его не слышно ухом (при таком варианте начинают закрадываться сомнения), или тих ли он относительно используемых авиадвигателей. Если этот коммент прочитает автор, то вот совет: замерить общий уровень шума в обычном слышимом диапазоне на протяжении всего эксперимента. Это даже проще, чем снятие спектра звука в нескольких точках времени (можно взять самый дешевый микрофон, и не бояться его утраты).
согласен на 100%. Повторюсь о том, что сообщил в начале коммента - все привыкли, что уже долгое время сначала разрабатывалась теория, а лишь после этого планировались эксперименты для ее подтверждения или опровержения. Тому были две причины: первая, что к концу 19-го века были уже проведены многие эксперименты из тех, что могли быть придуманы исходя из Аристотелевско-Ньютоноских принципов "наблюдай -- повторяй -- объясняй", и вторая причина, это гении зарождения теоретической физики - Бор, Эйнштейн, и многие другие. С этого момента принцип "сделать открытие на кончике пера, а затем подтвердить" дал миру всю ядерную физику, затем квантовую. При этом у данного подхода есть слабое место - отдельно взятая теория какого-либо явления/ группы схожих явлений должна быть в меру ограниченной для точного описания и предсказания систем. Поэтому, междисциплинарные исследования - это такое слово, как.. ну , как "белые единороги" - в теории их можно допустить или мультяшно нарисовать и обосновать (проще это сделать в гуманитарных науках, как насколько мультяшно может относиться к терапевтической медицине социология смертности от потребления огурцов), поэтому в реальных лабораториях для получения грантов вы должны использовать схему "описание предполагаемого эксперимента -- описание предполагаемых результатов -- описание профита". И именно таким (в основном таким) образом уже много-много лет наука развивается во всем мире! Где в этой схеме место для случайных открытий? Как заранее можно предположить степень влияния кинетической скорости газа при его горении на степень его ионизации? Ты даже не задашь себе такой вопрос, потому что вопросы задаются исходя их белых пятен теории. Так откуда же возникнет сам этот вопрос, если до сих пор нет даже полной теории турбулентных потоков?
Всем добра и новых открытий!
Во-первых, скачок как раз говорит, что погрешность могла измениться, ведь этот скачок мог быть скачком погрешности измерений, а не реальной тяги. Во-вторых, нам важна именно абсолютная тяга. Если она всюду реально вдвое ниже измеренной, то работа автора не имеет никакого смысла, никаких новых эффектов там нет.
Аналогично: нам важно точное абсолютное значение. Если реальный расход всюду вдвое ниже измеренного, то работа автора не имеет никакого смысла, никаких новых эффектов там нет.
Речь о превышении скоростью струи скорости звука внутри самой струи, а не в окружающем воздухе. Скорость звука в струе, по заявлениям автора, может достигать 900 м/с, а скорость звука в окружающем воздухе - от силы 350 м/с (если испытания летом проходили). Струя со скоростью 600 м/с будет сильно сверхзвуковой относительно воздуха и легко сможет создать хлопок, но внутри самой струи течение будет дозвуковым, и никаких новых особых эффектов тут не будет и близко.
Мне лень сейчас писать тут статью про то, как работает наука. Скажу только, что вы явно очень плохо это понимаете.
Спасибо за ваш ответ. Это мой первый коммент на хабре, и приятен ответ от собеседника по существу.
Такая вероятность есть, но она меньше, чем вероятность других объяснений. Сложно объяснить, почему в какой-то именно определенный момент меняется погрешность. Например, дернулся стенд именно в тот момент, где автор считает, что произошел переход агрегатного состояния? Может быть... но, имхо, вряд ли. Всё таки, там слишком высокое изменение показателя.
Насчет двукратного отклонения не знаю, надо считать, будут ли при этом новые эффекты, но обычно отклонение на 50% это уже выход за допустимы предел погрешностей, просто надеюсь что прямо такой лажи там не было.
В данном пункте я имел ввиду описание простого метода, который покажет, что этого перехода как раз и нет. Запись давления звуковой волны не докажет на 100%, что есть переход самой метан-кислородной смеси на сверхзвук, но если его нет, то это запись покажет это с почти единичной вероятностью.
Да, возможно, плохо понимаю, потому что сам лично не пошел в структуры Академии Наук Беларуси после физфака и не прочувствовал всё от первого лица, но наслышан о работе там, и о работе в иностранных лабораториях. НЕ буду спорить, что это взгляд дилетанта, но в общем плане кмк он не сильно отдален от реальности (не отрицаю наличие когнитивного искажения, но, как вы знаете, люди любят прувы, а из доступных к прочтению описаний принципов управления различных организаций, из популярного наверное только принципы корпорации Гугл соответствовали максимальной свободе исследований, и то с поправкой на их специализацию). Мы же не будем считать свободой исследований, когда на бюджет лаборатории дают условный эквивалент миллиона российских рублей на год (это включая зарплаты на несколько человек), и дальше дается любая свобода, главное чтобы лаборатория числилась в НИИ как таковая? Это как бы и свобода, но с поправкой, что результаты любой работы принадлежат государству. Это ОК или так себе? Можно дать разные ответы на этот вопрос.
Вы начисто проигнорировали вторую часть: нам не важно, был ли скачок погрешности или нет, вполне достаточно просто всюду завышенных показаний тяги.
Выходить за допустимые пределы погрешности чего?.. Автор ничего не говорит о методике измерений! Если он взял расходомер углекислого газа для сварочного аппарата, измеряющий его в литрах в минуту при давлении около атмосферного, а затем пытался измерить им расход метана при заметно повышенном давлении, причём в гаммах в секунду (т.е. принципиально другой величине), то там и 250% погрешность может быть. Вот если бы автор написал "Для подачи газов использовались приборы РРГ-18 с использованием для метана поправочного коэффициента 0,72, а для кислорода - 1,00" - тут да, не вопрос, погрешность в пределах 5%.
В таком случае сам автор указывает на отсутствие каких-либо громких хлопков, а значит по вашей методике сверхзвука тут нету...
Я ничего не говорил про свободу исследований. "дают условный эквивалент миллиона российских рублей на год (это включая зарплаты на несколько человек), и дальше дается любая свобода" - это просто полный бред, в таких условиях все деньги будут получать откровенные мошенники, которые будут тратить все полученные миллионы на исследование макания печенек в чай. Я говорю, что наука, как институт общества - это очень сложная система, принципы работы которой вы явно не понимаете (и сейчас это дополнительно подтверждаете). Могу для затравки порекомендовать этот (развлекательный, да) документальный фильм:
Вообще, конечно, у меня оптимистичный взгляд (возможно, ошибочный) на этот эксперимент, но ведь мы читаем эти статьи как поиск своего вдохновения, верно? На фоне потери веры во многие основы, хочется верить хотя бы в прогресс науки и техники на благо человечества, в том числе и прогресс силами "гаражников". Просто, если допустить, что большой лажи в данном опыте не было допущено, то разумно допустить наличие нового эффекта. Может он есть, а может и нет. Почему бы и нет? Может быть, автор просто бросает пыль в глаза, чуть доработал газовую горелку, сделал пару фото, и решил поднять денег на этом? Но вот проблема, я написал ему на имейл и в личку с предложением денег, но за прошедшие сутки он мне ничего не ответил. Может быть, таких "лохов" как я много, и он просто выбирает? Нет, откровенные мошенники обычно ведут себя не так.
но ведь мы читаем эти статьи как поиск своего вдохновения, верно?
Вы - может быть. Лично я читаю статьи про разработки в области космонавтики (хотя в данном случае - "космонавтики", в кавычках) чтобы найти полезные мне в работе сведения.
На фоне потери веры во многие основы, хочется верить хотя бы в прогресс науки и техники на благо человечества, в том числе и прогресс силами "гаражников".
Эээ... "прогресс науки и техники на благо человечества" - это и есть основы! Ничего мы не теряли.
И, разумеется, "гаражники" максимум могут быть популяризаторами науки (что тоже безусловно важно!), но никак не двигатель прогресс напрямую.
Может он есть, а может и нет. Почему бы и нет?
Потому, что интернет завален всякими научным фриками, которые у себя в гаражах находят новую физику "не привлекая внимание санитаров". И если работы каждого из них считать по умолчанию достоверными просто на основании "Почему бы и нет", то в голове будет лютая каша из взаимоисключающих "открытий" всяких "шизиков" вместо нормальной стройной научной картины.
Может быть, автор просто бросает пыль в глаза, чуть доработал газовую горелку, сделал пару фото, и решил поднять денег на этом? Но вот проблема, я написал ему на имейл и в личку с предложением денег, но за прошедшие сутки он мне ничего не ответил.
Я нигде не говорил, что автор - мошенник. Мошенники действительно ведут себя совсем иначе.
Спасибо за предложения денег , денег реально предлагают много , я всех благодарю и говорю что не надо. Сделать газовую горелку с тягой в 1/ 4 тонны силы не возможно, это все же двигатель и достаточно мощный. Я предлагаю концепцию двигателя с новой конструкцией , своих денег на первую часть испытаний мне хватило, сейчас просто наступила стадия когда надо делать пром образец, а там затраты существенно увеличиваются. Ну и нужен соответственно большой инвестор. Будет он или нет я естественно не знаю. И вторая цель которую я преследую это просто ознакомить инженеров, ученых и фанатов этой темы с тем что есть решение проблемы 500 секунд для РД. Ранее считалось что это в принципе не возможно.
Я не физик, но по логике. Есть же даже плазменные колебания, которые немножко нарушают квазинейтральность, они связаны с массой. Что помешает центробежной силе породить градиент зарядов от минуса в центре до плюса на краях? Да, это будет не идеальное разделение, а насколько этой силы хватит, пока не установится равенство между притяжением электрического поля и разделением центробежной силой. При этом слой, граничащий со стенкой, будет иметь своим соседом слой, обогащенный тем же положительным знаком, а, следовательно, отталкивать его активнее(из-за разности расстояний), чем притягивать дальние слои струи, обогащенные электронами. В слое рядом со стенкой еще и микровихри какие-нибудь появятся как у пятна на Юпитере, и у всей струи макроструктура есть, наверняка. Вопрос скорее в степени влияния именно этого эффекта на происходящее.
Что помешает центробежной силе породить градиент зарядов от минуса в центре до плюса на краях?
То, что она на все заряды действует в одну сторону.
Центробежная сила вообще в принципе не способна ничего разделить.
Центробежная сила вообще в принципе не способна ничего разделить.
Гражданин изобретатель забыл также посчитать ну хотя бы порядок угловых скоростей, создающих центробежные сил, способные превозмочь электростатические.
Как говорил закадровый голос,
Да тут проблема даже не в числах, а в самом принципе... Центробежная (условно гравитационная) сила действует на оба заряда в одну сторону. С какой стати им в принципе разделяться?..
При разделении газов, грубо говоря, сила Архимеда тяжёлого газа противодействует весу лёгкого газа, выталкивая его в центр. Именно сила Архимеда, а не центробежная, разделяет газы! Но на электроны никакая сила Архимеда не действует, их ничего не выталкивает к центру.
Но на электроны никакая сила Архимеда не действует
Так ведь плотность электронного газа намного меньше плотности ионного газа. Разве нет?
И что с того?
Плотность нейтрино ещё меньше, может и они у вас отделяются на центрифуге?..
Нейтрино отделяются и без центрифуги. Их хрен поймаешь.
А закрученная плазма, как и плазма в любом градиенте сил - действительно поляризуется. Не просто ж так это четвёртое фазовое состояние вещества! За счёт того что это не просто газ, а ещё и электромагнитные поля много чего интересного происходит.
Именно потому, что нейтрино хрен поймаешь, они постоянно присутствуют вокруг в довольно стабильной концентрации, и никак отделить их от вещества нельзя.
Мы обсуждаем тут не "действительно поляризуется" и "электромагнитные поля много чего интересного происходит", а разделение электронов и ионов центробежной силой. Цитирую заявление автора статьи:
горения происходит на большой скорости, и при воздействии центробежной силы, а масса положительно заряженных протонов в 1800 раз больше отрицательно заряженных электронов, происходит процесс их разделения
Процесс разделения электронов и ионов в плазме происходит при любом (не гравитационно) ускоренном движении. Т.к., например, за счёт столкновения с неионизованными атомами ускоряются в плазме именно ионы (тупо сечение рассеяния больше), а электронный газ следует за ионами поскольку постольку надо сохранять электронейтральность. Поэтому при любом ускорении подобной недоплазмы у вас образуется электрическое поле направленное вдоль ускорения (т.к. положительные ионы тащат за собой "хвостиком" отрицательные электроны) (или против, если вы рассматриваете неинерциальную систему отсчёта плазмы).
А вот если плазма ускоряется электромагнитным взаимодействием - то наоборот. Более лёгкие электроны ускоряются в том же поле сильнее и "тащат" за собой ионы.
Ну а в гравитации все ускорения одинаковы - в свободном падении плазма не разделяется.
P.S. пишу упрощённо до потери смысла. Так то там всё существенно сложнее. Но в любом случае в поляризации плазмы при круговом движении ничего необычного нет. А как она там поляризуется - не факт, даже, что можно рассчитать.
Мы тут обсуждаем разделение именно центробежными (условно гравитационными) силами. А они плазму не разделяют вообще никак.
Кстати, описанные вами механизмы не способны разделить заряды в плазме более чем на несколько радиусов Дебая. А радиус этот, просто по определению плазмы, много меньше размеров самой плазмы. Соответственно, никаких электронов на оси двигателя и ионов на периферии тут быть не может.
На заряды она вообще не действует, она на массы действует. А вот массы и плотности, раз уж мы про Архимеда, у разных ионов будут таки разные, отрицательный ион, к слову, не обязан быть электроном. Разделяет ли гравитация плазму на слои? Почему нет? Почему на всех сила Архимеда действует(даже наличие в составе молекулы лишнего нейтрона влияет), а на плазму вдруг нет? Вопрос в степени разделения, те же центрифуги не просто так придумали, иначе уран бы обогащали отстаиванием ;)
Отрицательный ион не то, что не обязан быть электроном, а принципиально им не является! Электроны и отрицательные ионы - это абсолютно разные вещи! И автор говорит именно об отделении электронов, а не отрицательных ионов!
Сила Архимеда - это сила упругого отталкивания атомов друг от друга. Сила упругого отталкивания атомов - это, в свою очередь, электростатическая сила: электронные оболочки одних атомов отталкивают электронные оболочки других атомов, ядра одних атомов отталкивают ядра других атомов, что в сумме мешает атомам слишком плотно сближаться друг к другу. Да, есть ещё притяжение электронных оболочек к ядрам из-за чего всё не так просто, в каких-то случаях атомы могут притягиваться друг к другу, но начиная с определённого сближения всегда начинается именно отталкивание. И именно это отталкивание приводит к тому, что тяжёлые вещества в гравитационном поле (или эквивалентном поле инерциальных сил) выталкивают наверх лёгкие.
Так вот, электроны к положительным ионам всегда только притягиваются! Не может электрон от положительного иона отталкиваться. Он может ионом поглотиться, рекомбинировать, но отталкиваться не умеет.
С отрицательными и положительными ионами ситуация в общем случае сложнее. В ионных веществах (солях, например, в обычной поваренной соли) разноимённые ионы вполне могут отталкиваться друг от друга (если попытаться сжать поваренную соль, то положительные ионы натрия будут отталкиваться от отрицательных ионов хлора), оставаясь при этом ионами, не рекомбинируя и не образуя ковалентной химической связи. И там уже можно было бы попробовать говорить о разделении зарядов (т.е. положительных и отрицательных ионов) с помощью центрифуги. Правда тогда вылезет сказанное в другом комментарии про "Гражданин изобретатель забыл также посчитать ну хотя бы порядок угловых скоростей, создающих центробежные сил, способные превозмочь электростатические": разве что нейтронная звезда способна создать такие гравитационные поля, в которых положительные ионы натрия всплывут над отрицательными ионами хлора.
Если горение свечи в электромагнитном поле не фейк, то разнозаряженные фракции в пламени есть и у них различная плотность. Не нужно гравитацией разделять все электроны от всех протонов - нужно просто сместить баланс в макромасшабе в разных фракциях, это совсем другая задача, а в ней идею про порядок сил можно использовать и в другую стороную - чтоб победить массу и начать отталкивать равнозаряженную часть не нужно большого дисбаланса в заряженности между макрочастями. Кстати ионы уже ионы - задача по разрыву зарядов уже выполнена другой, присутствующей силой - с ней тоже интересно, она тоже мешает сепарации.
В пламени есть ионы различных знаков, и плотность у них самая разная. В смысле и положительные, и отрицательные, ионы там бывают разных масс.
При этом пламя как правило НЕ является плазмой. Именно поэтому в нём можно разделить заряды. Но, конечно же, не гравитационным воздействием, а электростатическим.
Вот какие-то рассчеты(вроде умные люди из умного универа) для торнадо, по ним поле должно быть https://cyberleninka.ru/article/n/elektromagnitnye-polya-v-tornado-i-smerchah/viewer. Почему для плазмы и еще более высоких скоростей поля не будет?
Электроны и отрицательные ионы - это абсолютно разные вещи!
В плазме вряд ли существуют отрицательные ионы. При термической ионизации, для атома намного вероятнее потерять электрон и превратиться в положительный ион, чем присоединить электрон и превратиться в отрицательный.
Так что автор правильно указал, что в плазме, отрицательные частицы будут электроны, а положительные ионы.
Так нет тут термической ионизации! Статью читали? В пламени степень ионизации на много порядков выше равновесной для данной температуры. Поэтому электроны просто великолепно прилипают к молекулам, особенно молекулам кислорода, давая отрицательные ионы.
И, более того, электрону в пламени вообще сложно остаться свободным, не прилипнуть к молекуле.
Данная статья вызывает у меня уважение ( это не ирония честно ) видимо вас эта статья затронула , поэтому на часть вопросов постараюсь ответить.
Как измерялась тяга ? Обычный стенд, ядром которого является сертифицированный динамометр ( это брусок металла с наклеенными пьезоэлементами , фабричного производства с паспортами ), естественно с линейной характеристикой во всем диапазоне, плечо 1 к 4 для большей точности, противовес 100 кг для того что бы находится не в начале измеряемого диапазона, точность 150- 200 грамм, естественно контрольный замер другим динамометром перед испытанием ( значения всегда совподали). Никаких случайных провалов, скачков со стендом произойти не может, а точность его достаточна . Находится он на мощном бетонном фундаменте. Диапазон его работы до 1 тонны силы. Так как максимальная полученная у РД3 тяга четверть тонны, то это вполне достаточно.
Как изменялся массовый секундный расход газовой смеси при испытаниях РД1 ? С помощью карлиолиссового расходомера ( уверен вы знаете что это).
Как измерить скорость истечения газовой струи ? Именно так как вы предположили.
Насчет протонов и электронов при горении в углеводородном топливе. Просто посмотрите на эффект <<бабочки>> в работе , они там есть в достаточном количестве.
Существует ли плазменное горение ? Да существует. Я умышленно упростил терминологию процессов в КС и сопле ( кстати сформулировать можно без проблемм просто на основании результатов испытаний).
Касательно кинетической энергии в КС . В КС со стандартной схемой работы только потенциальная энергия ( температура и давление в КС ), кинетическая энергия возникает только в сопловой части. Так же не забываем что в термодинамике есть понятие идеального газа где скорость газа равна нулю ( в РД с существующей схемой именно так ).
В РД1, 2, 3 газ вращается со скоростью 350 м/с , а секундный расход около 1 кг/с , и вы считаете это не кинетическая энергия ? И этим фактом можно пренебречь ? И это никак не влияет на работу двигателя?
С какого потолка взяли , что их число увеличивается ? Графики дроссельных характеристик стали с квадратичной зависимостью ( у обычных РД зависимость линейная ).
Плазма действительно есть , кстати дрейф частиц зафиксирован на видео, и там много еще чего. Я многие вещи не могу показывать ( по понятны причинам).
Насчет низкого уровня теоретического описания : поймите меня правильно тут главное не в теории , а главное что это возможно вообще. Это самое главное. То есть работа нацелена в первую очередь на достижения результата , и он есть .
А теорию физической модели происходящих процессов я думаю вы же и опишите несколько позже. Если честно технология работает но для построения физических моделей пока маловато данных , хотелось бы побольше.
Обычный стенд, ядром которого является сертифицированный динамометр
Это хорошо. Но не даёт ответа на вопрос учёта иных сил, действующих на стенд, таких как, например, упругость подводящих газ шлангов.
Как изменялся массовый секундный расход газовой смеси при испытаниях РД1 ? С помощью карлиолиссового расходомера ( уверен вы знаете что это).
Да, это действительно наиболее правильный метод измерения.
Правда меня интересовали измерения не РД1, а всех прототипов. Судя по ответу, надёжная методика использовалась только поначалу... Так чем же вы измеряли расход потом?
Кстати, с тягой ситуация аналогичная: только РД1 измерялся на сертифицированном стенде? Если да, то как измеряли тягу остальных двигателей?
Насчет протонов и электронов при горении в углеводородном топливе. Просто посмотрите на эффект <<бабочки>> в работе , они там есть в достаточном количестве.
Эффект бабочки ничего не говорит об электронах. Если их вообще не будет, только положительные и отрицательные ионы, вы увидите точно такой же результат.
Существует ли плазменное горение ? Да существует. Я умышленно упростил терминологию процессов в КС и сопле ( кстати сформулировать можно без проблемм просто на основании результатов испытаний).
Существуют ли единороги? Да существуют. Я умышленно упростил терминологию.
Простите, но наука так не работает. Если вы используете какие-то новые термины, вы должны дать им чёткие определения. Если вы заявляете, что термин введён до вас, то должны дать ссылку на то, где его определили.
Сейчас же вы делаете ничем не подкреплённые заявления. И сослаться на общеизвестность не выйдет: даже специальным поиском не удаётся так просто найти примеры употребления такого термина и, тем более, его определение.
Если же оперировать терминами без определения их, то там всё возможно. В том числе единороги. Даже показать фотографию единорога могу (если не давать предварительно определения, что такое единорог).
В КС со стандартной схемой работы только потенциальная энергия ( температура и давление в КС )
Температура - это кинетическая, а не потенциальная энергия. Точнее - мера кинетической энергии, заключённой в хаотическом движении.
Если вы не в курсе, то "потенциальная энергия — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил". А "кинетическая энергия — скалярная физическая величина, являющаяся мерой движения материальных точек, образующих рассматриваемую механическую систему, и зависящая только от масс и модулей скоростей этих точек".
Как не сложно заметить, тепловая энергия (которую характеризуют температурой) - это величина, являющаяся мерой движения материальных точек (молекул), образующих рассматриваемую механическую систему (газ в двигателе).
Надеюсь, вы понимаете, что бессмысленно пытаться дать теоретическое объяснения процессам в ракетном двигателе, особенно "на новых принципах работы", когда вы не можете разобраться даже в самых базовых понятиях термодинамики...
Если бы вы описали только конструкцию двигателя, методы измерения и их результаты - это была бы просто шикарная статья. Но вы зачем-то стали описывать "теорию" его работы, делая при этом заявления "космического масштаба и космической же глупости".
Судя по всему, диссертация у вас была на тему "Исследование и разработка голографического контрольного модуля для изделий электронной техники", а значит вы - специалист в области голографии. Вот теперь представьте, что я пишу статью про запись голограмм Денисюка, и заявляю, что каждая точка голограммы несёт информацию о всём записанном на ней объекте, и я могу разбить её на десять тысяч осколков - каждый из них будет полностью эквивалентен целой пластинке. Наверное, вы написали бы в ответ что-то типа: "молодец, конечно, что смог дома из подручных средств соорудить действующую установку для записи голограмм, но не надо писать чушь про то, что любой осколок записанной тобой голограммы несёт всю информацию, что есть на пластинке: ты вот записал голограмму монетки, положив пластинку прямо на неё, теперь отломи уголок пластинки, и убедись, что на нём вообще нет изображения монеты".
Примерно аналогично выглядит статья про какие-то особые плазменные процессы в камере вашего двигателя для специалистов по плазме...
Так же не забываем что в термодинамике есть понятие идеального газа где скорость газа равна нулю ( в РД с существующей схемой именно так ).
С какого потолка вы взяли, что скорость идеального газа равна нулю? o_O
Идеальный газ - это газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом, а только со стенками сосуда, в котором этот газ содержится, причём взаимодействие со стенками - полностью упругое. Всё, никаких ограничений на его движение.
В РД1, 2, 3 газ вращается со скоростью 350 м/с , а секундный расход около 1 кг/с , и вы считаете это не кинетическая энергия ? И этим фактом можно пренебречь ? И это никак не влияет на работу двигателя?
Я считаю, что вы не смогли понять суть вопроса.
Вопрос не в том, как "из вращательного движения появляется кинетическая энергия?", а в том, как "из фиктивной центробежной силы возникает кинетическая энергия?".
Вращательное движение у вас возникает из градиента давлений газа: во впускных шлангах оно выше ,чем в камере сгорания, что и ускоряет газ.
Фиктивная центробежная сила прижимает газ к стенкам. Реальная центростремительная сила упругости стенок заставляет газ двигаться по кругу, а не по прямой. Обе они никакой кинетической энергии газу не добавляют.
И да, 350 м/с на фоне 1593 м/с - это, в первом приближении, действительно пренебрежимо малая величина. Ведь кинетическая энергия определяется квадратом скорости, а значит энергия, содержащаяся в направленном движении газа со скоростью 350 м/с, составляет менее 5% от энергии, содержащейся в направленном движении газа со скоростью 1593 м/с.
Конкретно 1 кг газа на скорости 350 м/с - это 61,3 кДж, а 1 кг газа на скорости 1593 м/с - это уже 1268,8 кДж. Как говорится, "почувствуй разницу".
Безусловно, в каких-то очень точных расчётах, претендующих на предсказание параметров двигателя с погрешностью не более нескольких процентов, этот эффект тоже нужно учесть. Но когда мы говорим про "на новых принципах работы", какие-то принципиально новые результаты, 5% погрешности значения не имеют.
С какого потолка взяли , что их число увеличивается ? Графики дроссельных характеристик стали с квадратичной зависимостью ( у обычных РД зависимость линейная ).
Дроссельные характеристики ничего не говорят о концентрации заряженных частиц.
Если попытаться "натянуть сову на глобус", как-то их всё-таки связать, то результат должен быть строго обратным: раз у вас двигатель работает эффективнее традиционного, значит потери в нём меньше, а стало быть и заряженных частиц в вашем двигателе меньше, ведь их образование - это один из каналов потерь энергии в традиционном двигателе!
Плазма действительно есть , кстати дрейф частиц зафиксирован на видео, и там много еще чего.
Дрейф частиц в плазме невозможно зафиксировать на видео, т.к. частицы в плазме на много порядков меньше длины волны видимого света. Частицы в плазме - это отдельные ионы и электроны. "Дрейф частиц в плазме" - это именно их дрейф.
Впрочем, даже если бы вы каким-то реальным способом зафиксировали дрейф заряженных частиц в пламени, это ещё ничего не говорило бы о том, что тут есть плазма. Заряженные частицы и в обычном воздухе есть, и, например, ионизационные камеры отлично фиксируют дрейф этих частиц в электростатическом поле. Только вот плазмой обычный воздух не является...
Ещё раз: плазма - это частично или полностью ионизированный газ, для которого выполняется условие квазинейтральности. Т.е. чтобы заявлять про "Плазма действительно есть" вам нужно не просто показать наличие заряженных частиц, но также показать, что потенциальная энергия их группового взаимодействия слишком велика для существенного разделения зарядов.
А вы не просто не показываете, что у вас в газе заряды не получается разделить, а заявляете, что разделяете их! Если заряды можно разделить на существенное расстояние, то это уже просто по определению плазмой не является! Понимаете?..
Я многие вещи не могу показывать ( по понятны причинам).
Вам, быть может, причины понятны, а мне вот нет...
Вот, например, подробнейшее описание одной из моих работ:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1686/1/012023
Вот видеозаписи испытаний:
https://www.youtube.com/watch?v=OL2hJ0fFnSk
https://www.youtube.com/watch?v=1mYzIoXHxxU
Видео аварии на испытаниях:
https://www.youtube.com/watch?v=r9YTFva8GyU
Вот патент на ключевой элемент двигателя с подробным описанием конструкции:
https://searchplatform.rospatent.gov.ru/media/National/RU/C1/2019/12/26/0002710455/document.pdf
Я просто не представляю, что я не мог бы показать...
Насчет низкого уровня теоретического описания : поймите меня правильно тут главное не в теории , а главное что это возможно вообще. Это самое главное. То есть работа нацелена в первую очередь на достижения результата , и он есть .
Что именно "это" у вас тут "возможно вообще"?
Очень интересно. Сразу вспомнилось открытие Шаубергера о том что вода течет быстрее в извилистом канале. И также хорошо согласуется с моей работой https://sci-article.ru/stat.php?i=1601957819 по агд, за которую меня тут ругали так как это якобы противоречит некоторым принципам термодинамики. Турбулентность и просто вихрь по сути являются высвобождением свободной тепловой энергии, содержащейся в среде. Эта энергия является причиной образования подъемной силы крыла и также объясняет почему в вязкой среде инерциоиды движутся в ту же сторону что и при сухом трении, а не наоборот как гласит теория. Хаотичное броуновское движение в вихре становится направленным и таким образом частицы создают импульс, из за которого возникает движущая или подьемная сила. Поэтому когда вы заставляете двигаться газ по оптимальному пути, который по умолчанию просматривается везде в природе, то заставляете его собственную энергию работать во благо вместо того чтобы создавать хаотичные и менее эффективные завихрения
Каменный век. Как далеко можно отправится на таких движках, с таким горючим?
По крайней мере стартовать с Земли. Ионные, ядерные, термоядерные, аннигиляционные движки имеют с этим проблемы.
С земли надо стартовать на "лазерной тяге"! (т.е. греть движки лазером с земли)
А ещё лучше на космическом лифте, комической петле или на космическом крюке, космическом фонтане - когда их построят, конечно ...
Но перед этим нужно иметь огромную инфраструктуру в космосе, чтобы капитальные вложения на эти проекты отбились.
Схема впрыска топлива напомнила инновационную схему впрыска угля в топку котла. Кольцевая топка, восьмигранная с 8 форсунками, по одной на сторону.
ЗЫЖ Насколько я понимаю фотографии это кадр с видео, снятого с высоким количеством кадров в секунду и поэтому низкое разрешение?
Поздравляю с первоапрельским баяном в конце ноября!).
Удивительно, что человек потратил столько времени и энергии на создание правдоподобной статьи ( уверен, что кроме текста он ничего не делал), а модераторы не усмотрели очевидных ляпов:
какая может быть сепарация зарядов центробежной силой? Кулоновские силы на порядки больше любых реальных центробежных.
Он сознательно не пишет о направлении линий магнитного поля, и не рисует простой схемы их работы, т.к. это сразу выводит его на чистую воду.
Он легко решает вопрос о том, как инопланетянину объяснить разницу между правым и левым- просто поменяй направление в КС и если сопло не прогорит, значит правое!))))).
Автор безусловно большой молодец: построил нехилую такую установку, ставит эксперименты, выкладывает результаты - честь и хвала конечн. Продолжай, не теряй дух научного авантюризма, исследуй мир!
Но насчет плазмы, это ты вероятно переусердствовал в своих желаниях) Конечн, каждый исследователь грезит изобресть или открыть что-то такое эдакое, чтоб неимеющее аналогов и сразу нобеля дали, но... большая часть супер-пупер инноваций но новых физических принципах имеет банальное объяснение без всяких там супер пупер. Вот и здесь, ты пишешь про генерацию плазмы, да такой, что потоки закручиваются и раскручиваются под неожиданными углами и плазменные шнуры прожигают метриловую броню... Но, ведь такие плазменные мощностя должны легко детектировться самыми простыми приборами из набора юного следопыта, компасом и магнитом. Неужели ты не подумал проверить это??? Как так то?
В качестве возможного предположения причины смены направления закрутки, надо посмотреть такой вариант, что сочетание эффектов сопла Лаваля в купе с эффектами Кориолиса, когда закрученный поток то устремляется к центру при движении к выходу, то расширяется от центра после выхода струи, и дает подобный результат.
А насчет плазмо прожига: у тебя там струя кислорода закрученная идет, может она и прожигает? Возникает прожиг при увеличении подачи кислорода выше некоего уровня, как вариант, кислород от одной из форсунов просто не успевает сгорать и идет вдоль стенки по спирали, прожигая ее.
Ps: продолжай исследования, выкладывай результаты, ты молодец! Используешь ли ты численное моделирование в своих исследованиях?
если поток закручен, может ли он вращать какую-то специально для этого спроектированную часть сопла?
Из того, что понял - при сгорании топлива получается плазма. В ней положительно заряженные ионы имеют бОльший вес, чем отрицательно заряженные ионы. Поэтому при вращении внутри камеры сгорания положительно заряженные ионы двигаются по периметру и получается кольцевой ток. Который в свою очередь создает магнитное поле, которое начинает влиять на истечение плазмы из двигателя.
Вопрос - магнитное поле при работе двигателя измерялось?
Сильное колдунство... Сильнее вышек пять-джи будет. Как бы не спалили за такое ^_^
Но ждем повторов. За физику не понял, да и данных-то не особо. Нужно жечь снова и измерять. Можно ещё в разные форсунки добавить разных химических соединений, чтобы в цвете было видно, как эта струя формируется (если такое возможно, конечно). Мне более всего это интересно. Закручивающаяся реактивная струя? Сама вокруг своей оси? При нормальном атмосферном давлении? Это вообще как? А такое часто бывает?
В целом, почему-то выпрямитель струи вспомнился. Брандспойт с такой насадкой, бьет водой дальше, чем брандспойт без неё. Потому, что ламинарный поток воды, будет дольше разбиваться о воздух до отдельных капель, чем турбулентный, уже изначально разбивающийся (если образно). Без дополнительной тяги, импульса и чего-то там ещё.
Успехов и видосов!
Вопрос к @glebkulev: Поясните пожалуйста одно противоречие в тексте статьи:
Вы неоднократно пишете что скорость вращения плазмы в КС составляет примерно 300..350м/с:
Анализ рис. 24, 25, 26 показал, что скорость газовой струи в КС при увеличении давления в КС изменяется с 314 до 353 m/s
С другой стороны скорость истечения реактивной струи составляет порядка более 3000м/с
Сужение в вашем сопле никак не может быть причиной ускорения плазмы более чем десятикратно. По снимкам выглядит что площадь сечения на выходе примерно вдвое меньше чем сечение на выходе от КС. А может и меньше.
Выходит, что
либо ускорение реактивной струи происходит не из за законов гидродинамики, а по другим причинам
либо плазма уже в КС движется гораздо быстрее 350м/с
Кстати, если первое предположение верно, то возникает вопрос какие функции у вас исполняет сопло? А может без сопла двигатель будет работать лучше, чем с соплом?
П.С. И еще: Если ваше предположение, что положительные ионы вращаются по периферии, а электроны держатся в центре верно, то между этими компонентами плазмы возникнет гигантское электростатическое притяжение, которое будет работать против центробежных сил. И не факт, что центробежные силы перевесят. К тому же, если электроны движутся по оси, то путь до выхода у них будет намного короче чем путь положительных зарядов. Что из этого следует я и сам не знаю. :)
Вы неоднократно пишете что скорость вращения плазмы в КС составляет примерно 300..350м/с:
...С другой стороны скорость истечения реактивной струи составляет порядка более 3000м/с
Это может быть как у сопла Лаваля, в нём газы ускоряются многократно за счет резкого падения давления и температуры на выходе из сопла.
Меня вот что еще смущает. Автор почему-то считает, что в нутри КС плазма состоит из протонов и электронов, но продуктами сгорания метана в кислороде является углекислота и вода. Вода легко диссоциирует на 2H+ и O2-, а вот углекислота весьма устойчивая штука (в промышленности используется как иннертная среда для дуговой сварки). Следуя логике автора в центре КС должен скапливаться водород. За ним, ближе к стенкам - ионы кислорода, а возле самих стенок молекулы углекислоты. Тут уже высказывались на счет того, что кулоновское взаимодействие весьма сильно и разорвать его центробежными силами скорее всего не получится. Таким образом, вероятнее всего, в центре КС имеем электрически нейтральную смесь ионов водорода и кислорода, "экранированную" от стенок камеры углекислотой.
Сопло Лаваля в конструкции нет. Я поэтому и вопрос задал. Даже и без сопло Лаваля, если есть стеснение прохода (как у автора) скорость газов увеличится, но пропорционально стеснению. А у автора такие большие сужения (в 10 раз) отсутствуют.
В ионизированных газов присутствуют положительные ионы и электроны. Это не означает, что молекулы обязательно распадутся. Молекулы тоже ионизируются. И ионы не обязательно теряют все электроны и даже не все валентные электроны (тогда, конечно молекулы бы распались). Так что там есть положительные ионы воды и положительные ионы углекислоты.
Сужение в вашем сопле никак не может быть причиной ускорения плазмы более чем десятикратно
Двукратное уменьшение радиуса циркуляции плазмы даёт 8-и кратное увеличение напряжённости магнитного поля. За счёт уменьшения радиуса циркуляции при сохранении линейной скорости имеем двукратно большую угловую скорость перемещения зарядов, то есть рост тока в два раза. За счёт четырёхкратного сокращение площади внутри токового кольца имеем дополнительно 4-х кратный рост напряжённости поля. 2*4=8.
8 близко к 10. Погрешность, разумеется, предполагает и не такие отличия, так что чисто по электромагнитным силам - всё в порядке. Но как эти силы преобразуются в тягу - понятия не имею.
Диаметр КС 50 мм, сопла 30 мм. Это выбрано не случайно экспериментировал с другими размерами сопел характеристики снижаются. Термодинамика действительно перестает работать и начинает работать другой учебник физики. Тут надо вернуться к испытанию РД1 и скачке тяги с 5 по 6 секунды. Я же прекрасно понимаю что в термодинамике это не возможно, ну и идем по цепочке что изменилось и откуда взялась дополнительная энергия ну и далее, а почему истечение реактивной струи стала сверхзвуковой при истечении через диффузор , причем сильно сверхзвуковой. Получается что ограничение 500 секунд отменяются и мы можем спокойно подать реактивную струю с любой скоростью (выжатой из двигателя). И горизонтальная часть графика по импульсу исчезает напрочь, а импульс может быть практически любым (ограничение только в материалах КС и сопла ну и конструкции КС). Ну вот такая у меня логика. Касательно электрической схемы работы: Считаю что основная часть разгона реактивной струи происходит именно из за электрических свойств плазмы ( ну все по схеме 35 ). Скорость вращения реактивной струи влияет в первую очередь на характеристики и электрические свойства плазмы. Компенсация центробежной силы действительно есть , но центробежная сила все же сильнее (есть подтверждение, но пока про это писать не хочу). И в конце хочу сказать что слой топлива на стенках КС есть всегда, возможно он и является диэлектриком. Ну кратко как то так. Ну и понятно что это надо изучать более подробно.
Может у кого есть под рукой горелка, способная создать достаточно длинную мощную струю, закрутить ее горизонтально хотя бы в полукольцо куском трубы и приложить сильный магнит снизу? При наличии эффекта разделения зарядов центробежной силой пламя будет подниматься/опускаться по краям с одновременным опусканием/поднятием ближе к центру в зависимости от полярности магнита. Возможно хватит даже турбозажигалки, медной трубки и неодимового магнита.
Поправка - вместо магнита таки надо генератор электромагнитного поля.
зачем генератор? по идее намотать несколько витков провода на трубку, и регулируя постоянный ток/полярность/положение от торца попробовать фокусировать вихрь пламени
Не забывайте, что вы пытаетесь электромагнитным полем переместить ионы струи, и должны затрачивать соответствующую энерегию.
Физику не обманешь, это требует затрат энергии на противодействие давлению струи. Это будет ой-ой-ой какая энергия даже без учёта неидеального КПД.
Скорее всего, это просто невозможно в сколько либо разумных габаритах. Возможно, что и вовсе невозможно, так как потребует токов в проводнике, которые просто невозможно достичь в габаритах сопла.
Что?
Перемещение заряда в электрическом поле совершает работу. В данном случае вы должны совершать работу против кинетической и потенциальной (давление) энергии струи, которая является зарядом, перемещаемым в поле (вы отклоняете заряд от его изначальной, скажем так, траектории).
Про какое электрическое поле речь? В комментариях было только постоянное магнитное. Скорость заряда не меняется, меняется лишь траектория.
Как бы работа - это скалярное произведение векторов силы на скорость (и затем на время). Т.е. если сила приложена перпендикулярно - то она работу не совершает. Именно поэтому магнит может вечно быть магнитом - отклоняя хоть сколько заряженных частиц - работа при этом не совершается (если магнит неподвижен - там на следующем порядке малости работу совершает не само магнитное поле , а силы упругости магнита - но очень маленькую)
Но у меня скорее изумление о ваших словах о невозможности и габаритах. То что работу для дополнительного ускорения надо совершать (если полноценно хотим воспользоваться плазмой) - это как-то самоочевидно. Никто и не рассчитывал забесплатно ускорять (только "забесплатно" закручивать)
Просто для сравнения - посмотрите на размер двигателя Bugatti Chiron - а это мегаватт выдаваемой мощности. И это я ещё молчу про турбины мощных реактивных двигателей. За дорого - мы умеем достигать довольно высокой плотности энергии.
Интересно, Автор читал следующие публикации?:
https://patentimages.storage.googleapis.com/1c/ae/89/d82081ecfea353/00000007.png
https://patents.google.com/patent/RU2672216C2/ru
https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-sposoba-podachi-struy-v-kameru-na-effektivnost-smesheniya-i-goreniya-toplivo-vozdushnoy-smesi/viewer
https://elibrary.ru/item.asp?id=36389570
https://patentimages.storage.googleapis.com/38/af/3f/8a9d673c64611b/WO2016060581A1.pdf
А тут случаем не секретная информация которую вы продать хотите?? Интересно, что фсб скажет?
чисто теоретически:
1.Сама по себе вращательная форма бывает естественной, а следовательно наиболее эффективной, начиная от воронки в ванной до торнадо и джетов.
2.Воронки в ванной и торнадо имеют такую форму вообще не потому что там есть плазма - форма бывает эффективна сама по себе.
3.Разделение зарядов может быть еще при комнатных температурах и на порядки меньших энергиях трением расчески об волосы до уровня, когда волос отталкивается сильнее чем притягивается гравитацией.
4.Разделение зарядов не обязано быть полным и я реально удивлюсь, если его там вообще нет. Вопрос только в уровне этого разделения(вероятно будет сильно зависеть от диаметра - те же центрифуги обогащения урана делают узкими длинными не просто так) и соответственно степени влияния на процесс.
5.Слой возле стенок вообще интересен с точки зрения происходящих процессов, ведь если он отталкивает остальную часть струи он еще и изолятор и перемешиваться с остальной частью струи у него нет никаких причин. Получается эффект как у сосуда Дьюара только в обратную сторону от высоких температур к низким.
6.Если механизм работает как в торнадо, то может и стенок с соплом не нужно? Но если не стенки, кто тогда толкает двигатель?
По итогу нужно считать и мерять.
Поправьте меня если ошибаюсь, если разделение ионов будет, то корпус КС быстро наберёт положительный потенциал и тем самым будет отталкивать ионы, вращающиеся на внешнем радиусе, снижая трение и немного отодвигая горячие газы. При этом должен наблюдаться ток от центра торца двигателя к наружным стенкам. Лично меня очень интересует повторение эксперимента с датчиком холла для измерение продольного магнитного поля и замера напряжения между центром торца и боковой стенкой КС.
Ну и эффект вихревой трубки я бы не стал отбрасывать, форсунки находятся посередине КС, если я правильно разглядел конструкцию, от торца вихрь вполне может отразиться с изменением направления вращения.
Ну и выложили бы эскиз РД с размерами, чтоб можно было промоделировать в каком-нибудь CAD по типу COMSOL и сравнить с вашими результатами.
Напомнило VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket).
Кажется что вот эти ребята похожую штуку делают: https://en.wikipedia.org/wiki/Ad_Astra_Rocket_Company
Но, насколько я понял, у них газ нагревается не за счет химической реакции, а высокочастотным излучением и температурный режим на порядки выше.
В камере сгорания такого типа средняя кинетическая энергия частиц (вызванная центробежной силой и скоростью вращения газа) может быть больше потенциальной энергии их взаимодействия и такую газовую среду можно будет назвать плазмой.
Это из какого определения плазмы следует, что "такую газовую среду можно будет назвать плазмой"?
Учитывая, что процесс горения происходит на большой скорости, и при воздействии центробежной силы, а масса положительно заряженных протонов в 1800 раз больше отрицательно заряженных электронов, происходит процесс их разделения. Более тяжелые протоны начинают вращаться с большой скоростью по максимальному диаметру в КС, а лёгкие электроны остаются в её центральной части
Вот насчет этого "теоретического" обоснования у меня для автора есть плохая новость - ерунда это все, ибо в химическом пламени нет свободных электронов, а есть два типа ионов: анионы (положительно заряженые ионы, в данном случае - восстановитель углерод и водород), и катионы (отрицательно заряженные ионы, то есть атомы кислорода), разница в весе которых незначительна, ну может разов в 5-6 если говорить о атомах кислорода и водорода, а значит описанная автором теор. схема работать не может, теоретическое обоснование неправильное.
И вообще уровень ионизации химического пламени очень низок, проводимость пламени горящего метана практическая такая же, как у того же метана или кислорода при комнатной температуре. Непонятно, откуда взялись все эти описанные характеристики, и не факт, что они были.
Мое мнение: если и было превышение характеристик выше того, что есть у существующих движков, то исключительно за счет стехиометрической смеси и оптимального смешивания сгорания при максимальной температуре, притом что у всех без исключения существующих ЖРД смесь НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКАЯ, а разгадка проста - чтобы избежать того самого прогара, с которым боролся автор. Проблема в том, что когда ЖРД автора понадобится нагрузить так, чтобы он работал и тягу создавал на летательном аппарате, он просто сразу же прогорит, расплавится. Именно с целью избежать этого в существующих ЖРД придумывают всякие ухищрения, вроде пограничного слоя, когда ряд форсунок вдоль стенки камеры сгорания пускают слой топлива, чтобы ее охладить и не допустить прогара. Ну вот такая вот ситуевина, и ничего с этим не сделаешь, пока не появится какой-то чудо материал, какой-нибудь "анабтаниум", который легко может держать 10 тысяч град. по Цельсию и даже не чихнет. А до этого все эти "двигатели на новых принципах" - разговоры в пользу бедных.
Что такое химическое пламя?
Быстрый гулёж говорит, что при горении на ионизацию сильно влияет термоэлектронная эмиссия, так что электронов и тяжёлых ионов там должно быть.
Изотопы урана вообще по весу почти не отличаются, но центрифугами вполне успешно разделяются.
Вот только работают те центрифуги на 90000 об/мин и требуют осевой циркуляции газа. И работает не одна центрифуга, а каскад из полусотни ступеней.
Первые центрифуги крутились в 10 раз медленнее. Тем не менее, разница в весе изотопов урана в районе 1 процента. Разница в весе ионов CO2/H2O(продукты горения) - сотни процентов, разница в весе ионов и электрона - миллионы процентов. Вот только сомневаюсь что чисто центрефугой электроны можно эффективно сепарировать от ионов, там же смысл в том, что тяжёлое выталкивает лёгкое (взаимодействие центробежной и архимедовых сил), а положительнозаряженный ион электрон не вытолкнет, а просто аннигилирует с ним. А вот если добавить продольное постоянное магнитное поле - может и получится.
Но без понимания количества и типа ионов в пламени данного топлива и при данной температуре посчитать что либо крайне сложно.
Меня это тоже смутило, но я тоже (как и автор) поленился прикинуть порядок.
Получается, что всё разделение — на совести намагнитившейся нержавейки?
Нержавейка не магнитится.
мартенситная и ферритная нержавеющая сталь магнитные сами по себе, аустенитная сталь маломагнитна только в нормальных условиях, при деформации/нагреве всё меняется.
Ну а теперь автор должен объявить какая именно сталь он применял.
12X18H10T используют везде и в космосе тоже
Извиняюсь что пропал , чуточку занят
Извиняюсь что попал , личные дела
Сталь 12х18H10T , самая распространенная труба ( используется и в аэрокосмической отрасли) цельнокатанная, Касательно схемы работы двигателя, схема 35 если заменить на схеме электроны на вектор магнитной индукции (условная мера силы , действующей на движующийся заряд ) то получите схему из учебника . Именно поэтому и происходит разгон реактивной струи. Еще обратите внимание на существенное падение разницы давлений подачи топлива и давлении в КС. Я это объяснил инжекцией , что частично верно, Но ! Почему такое резкое падение ? Это связано с Процессами в КС это очевидно. Далее обратите внимание на Cf он 1.8 и аномально большой, сверхзвуковой части сопла нет, и любой инженер занимающийся РД скажет вам что это не возможно. Далее куда делись сверхзвуковые скачки в реактивной струе. Почему появляется дрейф реактивной струи ( он четко зафиксирован в то числе и на видео ). Ну есть и еще нюансы. Я не верю во всякие таинственные силы, а вот с точки зрения плазменных и электрических свойств это легко объясняется. Процессы же в КС крайне интересны и требуют действительно более серьезных исследований.
Да и еще один нюанс , естественно я понимаю это исследование связано не только с работой РД , я же уже писал что это только часть исследований, если мы можем найти подход к управлению плазмой без электрических полей и вполне управлять этими процессами то соответственно это можно применить и в энергетике , это же очевидно . Есть правда и еще интересные моменты.
Процессы же в КС крайне интересны и требуют действительно более серьезных исследований.
Можно сделать маленький двигатель с стеклянной/кварцевой КС. Очень многое прояснится сразу.
Мне почему-то ещё казалось, что нестехиометрическую смесь например в LOX-LH2 ЖРД делают чтобы водород использовать как рабочее тело (просто нагревать его, то есть). Или этот эффект пренебрежимо мал?
Там много ньюансов и проблем. В частности при большом давлении из-за микро-неравномерностей происходит множество микровзрывов (не детонаций, а просто конкретно в этом кубическом микрометре смесь сгорает быстрее, чем в соседних) - из-за того что там соотношение случайно оказывается слишком идеальным. Это приводит к большим вибрациям, ударным волнам и прочим опасным и нежелательным явлениям.Если же смесь "увести" от точки оптимума, то она горит равномерно и без проблем.
Да и это, в т.ч.
Поскольку у меня из-за местных идиотов-минусаторов есть возможность отвечать только раз в сутки, отвечу сразу всем здесь.
Статья полное фуфло и теоробоснование автора не выдерживает никакой критики. А те комментаторы, что этого не поняли и всерьез рассматривают авторскую чепуху и на нее отвечают в серьезном и положительном тоне, демонстрируют ярко выраженное незнание элементарной физики. Никаких свободных зарядов в значимом количестве при химическом горении любых известных веществ не возникает, иначе был бы возможен газовый МГД-генератор без ионизирующих добавок, как о том мечтали исследователи, работавшие в этом направлении с середины 20 века. Почитайте, например, про сложности, которые возникали при попытке построить промышленную ТЭЦ на МГД-генераторах (ГРЭС-24, https://ru.wikipedia.org/wiki/ГРЭС-24) и в целом про МГД-генерацию (https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнитогидродинамический_генератор).
Те эффекты, которые описывает автор о воздействии на пламя свечи электростатического (не электромагнитного!) поля объясняются ионным ветром от электродов и электростатической поляризацией, а о наличии свободных зарядов в пламени вообще не говорят, ибо если бы пламя свечи было электропроводным, то на него электростатическая поляризация как раз вообще бы не действовала. Вот, посмотрите видео с этим опытом: https://www.youtube.com/watch?v=JYpinbYdzyc
Ну, тогда остаётся только трясти с автора полную рабочую конструкторскую документацию, от эскизов до G-кодов, одним большим архивом. Какие ионизирующие добавки использовал, он «написать не может», ну да и ладно, пусть будут просто «ионизирующие добавки» (в самом деле, ну не упомянутый тут гексафторид же урана он где-то стащил, в конце концов! А то так можно и до лунного грунта дофантазироваться).
Обоснование, в самом деле, по мере развития ленты камментов действительно выглядит всё более и более зыбким. Проще говоря, надо добиться воспроизводимости множественными сторонними экспериментами, чтобы убедиться, что никому ничего не померещилось, а там уже видно будет — какие неучтённые токи и намагниченности могли превратить КС в МГД. Где-то возникла положительная обратная связь, наверное. Если возникла.
Может, там какой-то обмотки возбуждения не хватает, чтобы эта штука по-настоящему раскрыла себя. Во всяком случае, по имеющемуся описанию, без полной документации и останков образца, нереально понять протекающие процессы. Даже коллективно.
Вы главного не поняли:
Не важно насколько правдоподобны и научны обоснования и теория. Человек сделал эксперимент и отчитался о нём. Где здесь фуфло?
99.9% диванных теоретиков даже близко не задумывались воплотить и испытать свои идеи в железе и стали.
Это как и история с торсионным безинерционным движителем. Можно сколь угодно возмущаться и смеяться над теорией. Но то что люди собрали прибор, запустил его на орбиту и там протестировали - в любом случае заслуживает уважения. Т.к. это и есть настоящий научный подход.
Тем более ваша критика неконструктивна - вы не даёте описание всех наблюдаемых явлений (например, наличие существенной тяги без наличия сверхзвуковой части сопла). И только накидываетесь на автора как коршун на лебедя.
Так что постарайтесь применить свой собственный опыт в конструировании и тестировании ракетных двигателей в том чтобы помочь автору - и никто вас минусовать не будет и к вам вам сразу плюсы потянутся!
P.S. И вы сами-то свои ссылки читали? Какие могли быть проблемы с МГД на ГРЭС-24, если его там вообще не стояло? А МГД насосы активнейшим образом используются. Т.е. сам принцип МГД - очень даже эксплуатируем, вопрос только в целесообразности в конкретных применениях.
Спасибо за поддержку. Мне кажется к сожалению что многие читатели поверхностно просматривают статью, а при таком типе чтения ее трудно понять. И да я статье я опираюсь на эксперименты и принципы их повторяемости. Эта работа снимает большинство ограничений связанных с работой РД с существующей схемой работы, особенно с проблемой 500 секунд. А целью работы является призвать ученых и инженеров проводить исследования по описываемой схеме работы (все равно с моим участием или без меня), и ну точно не для сбора денег.
Немного про ссылки. Вы совершенно правы. Я их открыл, посмотрел, и сразу закрыл. Смысла отвечать не было.
Уважаемый читатель ! По поводу значимых количеств свободных зарядов при химическом горении . Фразу которую я привел : << ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО ОБНАРУЖЕНО, что концентрация ионов (положительно заряженные частицы, или протоны) и электронов (отрицательно заряженные частицы) в пламени может на 4-6 порядков превышать концентрацию, которая наблюдалась бы при чисто термическом механизме ионизации, и фактически пламя может вести себя как слабо ионизированная плазма. >> Не моя выдумка а цитата из известной и общепризнанной монографий [5] известных и признанных в мире ученых: Lawton James, Weninberg F., Electrical aspect of combustion (Электрические аспекты горения). Эта монография есть и в переводе на Русском языке и вы можете с ней ознакомиться. Опыты со свечой я привел только в качестве упрощения восприятия описываемых явлений. Касательно ролика GetAClass который вы порекомендовали. Пожалуйста пересмотрите ролик еще раз: там прямо говорится что пламя свечи это низкотемпературная плазма и в ней присутствуют заряженные частицы и все подробно объясняется почему и как появляется ионный ветер, в магнитном поле свободные заряженные частицы начинают двигаться и захватывают молекулы так и появляется ионный ветер (это следствие, а не причина). И да этих частиц более чем достаточно для влияния на процессы горения. Кстати там в конце ролика вопрос с подковыркой почему одна часть пламени свечи больше другой, помогу вам с ответом, да ровно потому что протоны в 1800 раз тяжелее электронов, и про это я тоже писал в статье. Уффф….
ты просто наглый лжец, и ничего более. Ни про какую "низкомтемпературную плазму" в ролике ничего нет. И про "свободные заряды". Есть только показ "эффекта бабочки" и предложение посмотревшим объяснить его с т.з. физики.
И отвечая другому лжецу о том, что якобы ГРЭС-24 никогда не работала с МГД - еще как работала, НО! только с добавлением ионизирующих добавок, так что ты лжец, @ksbes, наглый лжец!
ГРЭС-24 никогда не работала с МГД. Ну или наглые лжецы - Березинец П.А., Терешина Г.Е., Крючкова Т.И. (Надстройка энергоблока мощностью 300 МВт ГРЭС-24 газотурбинной установкой ГТЭ-110. Технические решения по тепловой схеме // Теплоэнергетика : журнал. — 2010. — № 2. — С. 33—40. — ISSN 0040-3636)
ГРЭС-24 строилась по проекту с блоком МГДЭС-500, там явно что-то сделали но вроде так и не запустили. Но реальный блок МГД все же эксплуатировался одно время - это опытная установка У-25 которую в 90е включили в состав ТЭЦ-28. И там использовались ионизирующие добавки и аналогичные планировались для МГДЭС-500 которая должна была по сути масштабировать У-25 на большую мощность. А это собственно и составляет основное замечание @lazer1064: без ионизирующих добавок "просто на электропроводности пламени" газофазные МГД нормально не работают.
ничего, что блок МГД-генерации работал там во времена СССР, когда ни тебя, ни этих твоих Березинца с Терешиной еще на свете не было?
Мда тяжелый случай.
Все интересно, все, кажется, обсудили, но остался один маленький технический вопрос: как производили розжиг смеси в камере сгорания. По Королёвски? Может, мне когда-нибудь это пригодится:-)
Какой теоретический максимальный импульс, теоретическая максимальная тяговооружённость и теоретическая максимальная тяга?
Учитывая что проблемы 500 секунд для данного двигателя не существует, в теории импульс может быть очень большим (более 1000 секунд), однако и тут будут свои ограничения связанные со стойкостью КС и сопла. Теоретическая максимальная тяга может быть любой, но в пределах разумного конечно, например 200 тонн силы. Тяговооруженность существенно не будет отличаться от обычных ЖРД.
в теории импульс может быть очень большим (более 1000 секунд)
Откуда энергия? Я вам на это намекал, но опять:
У вас энергия выделяется в результате химической реакции. Как бы она не преобразовалась (в электромагнитную например) ее количество останется неизменным из-за закона сохранения энергии. Даже если вся эта энергия используется для ускорения продуктов химической реакции, для пары кислород-метан получится удельный импульс примерно 470 секунд.
Если вы не объясните достоверно откуда берется дополнительная энергия, то претендовать на импульс в 1000 секунд не получится. Ведь, для импульса в 1000 секунд, надо чтобы масса топливо-окислитель осталась та же, а энергия выделилась вдвое больше.
Энергия может браться из уменьшения потерь на расширение. Если мы можем собрать газ в струю без сопла Лаваля, то нам уже не нужно чтобы он расширялся в стороны. В двигателях на "старых принципах" существенная часть импульса уходит в стороны, а не на разгон ракеты.
Так что очень глубоко в теории - если мы все молекулы запустим параллельным потоком назад, то можно добиться высоких импульсов и без новых топлив, новых типов движетелей.
В реальности, конечно, далеко не факт что мы вообще так импульс увеличим, а не уменьшим. Но это в реальности, а не в теории.
Все мои прикидки, это из-за гипотезы что вообще вся энергия преобразуется в кинетическую энергию вытекающих газов. Это например означает, что вытекающие газы должны иметь температуру окружающего воздуха.
Уменьшение потерь, что на соплах, что на нагрев, может увеличить удельный импульс только в границах этих 470 секунд (кислород-метан) и никак больше.
Даже если:
если мы все молекулы запустим параллельным потоком назад
... (кстати, это означает что Т = 0К для вытекающих газов), выиграем мы только небольшую энергию из-за начальной ненулевой температуры топлива. Конечно такое невозможно, потому что КПД тепловых машин нельзя сделать 100%. Но повторяю, даже и если, то энергия опять не хватит чтобы подняться выше теоретических 470 секунд.
а энергия выделилась вдвое больше
Вчетверо
Именно так. Вчетверо.
Кстати про Вчетверо: пересмотрите в статье испытание РД1 с 5 по 6 секунду там тоже скачек импульса чуточку больше чем в три раза, вызванный переходом с одного цикла на другой, сравните реактивные струи (они имеют принципиально разный внешний вид) и добавлю еще один фактор (про который я ранее не писал его четко зафиксировала камера) там еще в четыре раза возросло давление в КС с 1 Атм до 4 Атм ( мономер измерял давление у стенки КС) за счет центробежной силы. Но ! Это все происходило при ничтожных давлениях в КС. Про 1000 секунд: естественно это расчетная цифра при давлении в КС в 100 Атм при сохранении тенденции в экспериментальном графике дроссельных характеристик. Это вполне рабочее давление для КС РД. Так же напомню выводы из статьи: для истечения плазменной струи через диффузор не существует никаких ограничений по скорости ( ну конечно до скорости света, а вообще ее скорость зависит от степени ее ионизации), в отличие от стандартной схемы где скорость истечения через диффузор ограничена локальной скоростью звука и как следствие проблемой 500 секунд.
«Проблема 500 секунд» это отнюдь не из за «локальной скорости звука», а это следствие закона сохранения энергии.
Я не оспариваю ваши экспериментальные результаты. Но оспариваю ваши аппроксимации вверх до теоретически невозможных результатов.
И так как вы так и не получили эти 1000 секунд, то вам не остается ничего кроме или
достичь их экспериментально и пусть теоретики как-то обосновывают.
Обосновать теоретически ответ на вопрос «Откуда энергия?».
Первый путь простой и ультимативный. С фактами не спорят. Но у него недостаток – по нему скорее всего идти будете сами. И если не получится, сожалеть будете сильно за потерянное время.
Второй путь, конечно труднее и скорее всего решение вам не понравится, ведь закон сохранения энергии, это серьезное препятствие. С ним обычно не спорят.
Я считаю, что ваши графики загнутся направо где-то в районе 400 секунд.
И если это у вас получится без громоздкого сопла и при достаточно низких давлениях, то это будет очень, очень серьезное достижение!
И еще, не знаю почему вы пытаетесь поднимать тягу? Удельный импульс должен получится высокий даже и на небольших расходов топлива. Я бы на вашем месте попытался бы сделать двигатель поменьше – настраивать и тестировать его будет на порядки легче и дешевле.
Давайте исходить из того что то, что вы мне хотите доказать я и так прекрасно знаю (институт в этой теме заканчивал), вы по-видимому не только заканчивали но и сейчас работаете (или работали). Поэтому исходите из того что уровень знаний у нас с вами в существующих двигателях примерно одинаковый (ну плюс, минус). Что такое химические ограничения (химических реакций) я прекрасно знаю, вот именно поэтому я и занялся этим, как обойти эти ограничение и найти в чем мы ошибаемся и как решить эту проблему . Собственно эта работа про это. Теперь про то то что я рассказываю и какую это вызовет реакцию я прекрасно понимал. Кстати, например я очень сильно сомневался надо ли было печатать испытания РД1 (с ненормальным скачком по тяге), и да это не мои фантазии а уже реальность (в предыдущей части я вам про это писал). Ну однако решил все же напечатать все связанное с этим. Очень многие кто сходу вступает в дискуссию сразу отвергают обычно все. По-видимому толком и не прочитав о чем там речь (сразу пишу, это не про вас). Меня это конечно огорчает. Я ведь не зря так досконально все описал ничего не скрывая.
Я если честно рассчитывал что меня будут пытать про аномалии которые там лезут из каждого угла ( даже если просто изучить фотографии) , но нет частности никто не рассматривает.
Теперь давайте про стратегию: на низких давлениях я провел много экспериментов они как правило подтверждают описанное в статье. Почему как правило, да потому что плазменные свойства имеют свойства вылазить при достаточно высоких давлениях.
Про стратегию: у нас любят сочинять разные теории особо не заботясь о экспериментальном подтверждении, поэтому этот путь абсолютно бессмысленный. То есть в данном случае это только эксперимент в какой-нибудь первоклассной лаборатории. И конечно же я этим займусь.
В Данной области полное отсутствие идей (их просто нет от слова совсем). В своих действиях я очень последователен, настойчив и терпелив. Проблема тут только одна захочет ли эта лаборатория поделится знаниями. Я ведь прекрасно понимаю что эти знания крайне чувствительны для любой страны. Тут еще одна проблема, я про нее писал. Я этой тематикой занимаюсь примерно пять лет ну и провел более ста испытаний разных двигателей (стандартные не испытывал, бессмысленно). Дак вот да я описал этот метод достаточно подробно, однако знать теорию и сделать реальный двигатель это две большие разницы. Ну вот так.
Кстати, например я очень сильно сомневался надо ли было печатать испытания РД1 (с ненормальным скачком по тяге)
Честно говоря, долго обдумывая ваши результаты, я считаю, что этот скачек ни что иное как переход двигателя в детонационном режиме работы. Из за этого резко поднялась эффективность. В других версиях нет этого скачка потому что он случался в самом начале работы на небольших мощностях и вы его просто не увидели.
Теперь давайте про стратегию: на низких давлениях я провел много экспериментов они как правило подтверждают описанное в статье.
Если это ответ на мое:
И еще, не знаю почему вы пытаетесь поднимать тягу? Удельный импульс должен получится высокий даже и на небольших расходов топлива.
... то, должен сказать, что я о давлении не говорил. Я говорил о массовом расходе и тяги. Ничего не мешает сделать очень маленький двигатель, который будет работать при очень высоких давлениях но при маленьком расходе топлива. В стандартном баллоне кислорода давление аж в 200 бар. То есть, при работе на 100 бар например и если двигатель потребляет очень немного один баллон хватит надолго. Вот и расходы на эксперименты чувствительно уменьшатся.
А удельный импульс должен остаться тот же самый. Он от мощности двигателя не зависит. Конечно возиться с малогабаритными деталями иногда досадно, но мне кажется что в данном случае стоит.
Ну давайте снова это обсудим: этот двигатель как раз про решение проблемы 500 секунд ( святой Грааль всех ракетчиков ). Давайте начнем с простого : общая энергия системы ( возьмем камеру сгорания ) для двигателя с существующей схемой работы это потенциальная энергия и зависит она от энергии накопленной в молекулах (зависит от температуры и давлении в камере сгорания), при этом скорость движения этих молекул в КС практически равна нулю. Это данные из учебника. Теперь рассмотрим Двигатель на новых принципах: общая энергия системы для него уже состоит из двух частей потенциальной и кинетической энергии. Потенциальна энергия допустим остается той же (хотя это не совсем так), но и появляется кинетическая энергия (энергия связанная с движением частиц). Примерно один килограмм в секунду вращающихся продуктов сгорания в КС с высокой скоростью. И что, мы должны просто пренебречь этой энергией. Ну типа ее не существует. В физике так не бывает. Эта дополнительная энергия которая вызывает цепочку последующих событий. Как то использование ионизированных частиц , возникновение электрического поля, как следствие возникновение плазмы ну и далее по тексту статьи. Частично мы с вами это обсуждали. Кстати все усиленно обходят: эффект дрейфа, исчезновения скачков уплотнения, скачек по тяге у РД1 (с пятой по шестую секунды), прогар диффузора, аномальный Cf , измененные дроссельные характеристики и т.д. Это не возможно придумать, это возможно только зафиксировать и описать и сделать соответствующие выводы. Кстати существующему циклу реактивного двигателя ровно сто лет и изобрел его Роберт Годдард и с тех пор ровно больше ничего не изменилось.
И эти все сто лет мы просто ездили на паровозе, ну и хотелось бы уже полетать на самолете.
скорость движения этих молекул в КС практически равна нулю
Тогда и температура (мера средней кинетической энергии молекул) в камере сгорания будет практически равна нулю, чего мы не наблюдаем.
Потенциальна энергия допустим остается той же (хотя это не совсем так), но и появляется кинетическая энергия
Такого быть не может в принципе. Закон сохранения энергии обмануть невозможно. Ежели кинетическая энергия добавилась, значит потенциальная снизится на ту же величину.
Нет вы не правы , разговор идёт о общей энергии системы и она может состоять как просто из потенциальной энергии , или кинетической так и из суммы этих энергий (для простоты посмотрите в Google). И в этом случае ничто никуда не перетекает (потенциальная в кинетическую). В стандартной схеме только потенциальная энергия в КС, а в новых принципах в КС к потенциальной энергии добавляется кинетическая энергия вращения газа в КС и энергии при этом суммируются. А сама дополнительная энергия получается от форсунок и давлении газа в подающей системе двигателя. В обычной же схеме эта энергия просто отсутствует, а сама скорость в КС пренебрежительно мала и в расчетах не используется.
А сама дополнительная энергия получается от форсунок и давлении газа в подающей системе двигателя.
Да, от давлении топлива и окислителя, какая-то потенциальная энергия получается, но она на порядки ниже энергии горения. А то иначе было бы возможно летать на орбиту на чисто пневматических реактивных двигателях.
Это только один этап , далее по тексту статьи. У меня кстати сегодня родилась идея сделать дайджест по статье, добавить чуток информации и описать последовательно сам метод. В статье метод рамазан по испытаниям, можно попробовать эти принципы описать в одной части. Возможно дать дайджест существующих разработок. Не совсем правда уверен что будет время. После нового года попробую на Английском опубликоваться, там наверное тоже будет много вопросов.
А сама дополнительная энергия получается от форсунок и давлении газа в подающей системе двигателя.
Но в классическом РД тоже есть форсунки и топливо с окислителем тоже подаются под давлением.
Ну да , да только там получаются встречные вектора действующих сил, и скорость в КС практически равна нулю. Соответственно и кинетическая энергия равна нулю. В этом случае.
Но сама то энергия всё равно добавляется, если не в виде кинетической, то в виде потенциальной. Пропасть в никуда ей закон сохранения не позволяет.
Кстати, из-за тангенциального впрыска у вас должен возникать вращающий момент, который надо будет чем-то компенсировать. А это дополнительный расход энергии.
На мой взгляд тут возможен такой ( условный ответ ). Гребцу надо достичь максимальной скорости ( по модулю ) гребя веслами на лодке ( усилие одинаковое ) по реке с сильным течением. Условно говоря течение реки это потенциальная энергия в КС, а работа гребца это метод подачи топлива в КС. И в первом и во втором случае (гребем по течении реки, или против ее течения ) энергия тратится одинаковая , однако если грести по течению то скорость будет выше. Общая расходуемая энергия может быть и не меняется, а вот результат получается разный.
Плохая аналогия подобна котёнку с дверцей.
А теперь представьте, что гребцу надо достичь 300км/ч. Эму будет все равно по течению он гребет или против, потому что его скорость будет намного выше течения реки. Да, по течению будет чуть-чуть полегче, но именно что чуть-чуть.
Энергия нагнетания топлива намного и намного меньше чем энергия сгорания. Даже простые расчеты «на коленке» это подтверждают.
В вашем примере скорость "по течению" выше потому что вы расходуете при этом энергию течения реки. Отталкиваясь от воды плывя по течению вы чуть-чуть замедляете течение реки и черпаете при этом ее кинетическую энергию, а плывя против - наоборот немного ускоряете течение и расходуете свою энергию на рост кинетической энергии реки. Проще говоря в системе есть внешний источник/получатель энергии. Для ракетного двигателя назвать такой источник вы не можете.
Да нет я его назвал в самой статье, мне кажется вполне подробно. Хорошо давайте напишу кратко снова, при этом кроме критики предлагаю всем кто нас читает принять участие и дать свою трактовку опытам и в конструктивной форме обсудить и другие трактовки и теории (не мои) пусть и самые сумасшедшие с точки зрения других читателей. Однако обсудим все, ну если захотите конечно учавствовать.
Начнем сначала с описания самих инструментов измерения:
Стенд состоит из стандартного сертифицированного динамометра ( брусок металла обклеенный тензодатчиками со стандартным и сертифицированным блоком электронного управления и передачей данных на пульт по радиоканалу ), сам стенд это просто массивная металлическая конструкция состоящая из рычагов и противовеса ( что бы находиться в рабочем диапазоне динамометра) и все это на мощном бетонном фундаменте. Произведено профессионально на заводе по чертежам и моделям. Далее используется два новых проверенных манометра один на входе перед двигателем измеряет давление подачи топлива перед двигателем Рр ( замер производится только во время работы двигателя) и манометра измеряющего давление в КС Рсс (для РД1 измерялось давление у стенки цилиндра КС, для РД2 и РД3 давление в КС измерялось у задней стенки в проекции сопла). Все измерения фиксировались на камеры ( всегда брались максимальные давления). Остальные данные: для Сf важно критическое сечение сопла (30 мм). По массовым расходам: РД1 был тарированный с помощью кориолисового измерителя массы ( на стенде у Росскосмоса ), для РД2 и РД3 весовым методом не очень точный два замера и максимальным расходом и тяге был 800 или 1000 гр/секунду ( в статье эти данные не использовал но в принципе они дают представление о расходе). Так что считаю что можно принять эти данные для начала дискуссии (таблицы1,2,3).
Теперь по схеме работы и энергии ( привожу кратко схему как я ее вижу каждую деталь можно обсудить отдельно потом). Жду и ваших вариантов.
Итак: При пуске двигателя на НП происходит тангенциальная раскрутка топливной смеси с ее возгоранием. Свободные ионизированные частицы ( образующиеся во время химического горения ) сразу же переходят на разные орбиты из за их существенной разницы в массе и положительно заряженные частицы начинают вращаться с большой скоростью вокруг стенок КС ( более 300 м/сек) , сразу же появляется электрическое поле и как следствие вектор магнитной индукции направленный в сторону сопла. В центральной части электроны начинают свое движение в сторону сопла захватывая с собой и нейтральные частицы ( наподобие как в ионных двигателях ). Естественно и образуется плазма под влиянием электрического поля и центробежной силы ( наподобие как в плазменном кристалле) Разгон реактивной струи происходит на всем ее протяжении.
Дискуссия по доп энергии в КС интересна но вы совершенно правы существенное значение не имеет , однако именно благодаря тангенциальной раскрутке и происходят все дальнейшие процессы в двигателе.
В двигателе с обычной схемой мы ионизированные частицы просто выбрасываем и никак не используем . В общем в двигателе на НП плазма работает как демон Максвелла и вполне успешно. Просто в двигателе на НП мы начинаем использовать другой вид разгона реактивной струи , а не только химический.
Естественно схема по-видимому схема сложнее ( или нет) но тем не мене такая.
Кинетическая энергия вращающихся газов берется из энергии давления подачи топлива и охлаждения расширяющегося газа. И это кстати наводит меня на мысль что именно давление подаваемого топлива и обеспечивает у вас "рост удельного импульса" - это энергия подаваемая в камеру сгорания извне.
Я немного далёк от ракетной темы, но вот такое рассуждение имеет смысл?
Вот у нас есть бочка кислорода и бочка керосина.
Первый вариант. Сжигаем их в классическом РД и получаем импульс 370 секунд.
Второй вариант. Заправляем ими генератор на 10 кВт и питаем электричеством ионный РД. получаем импульс 5000 секунд.
Тяга ионных двигателей в вакууме при такой мощности ~0.25Н или 25 грамм. Взлететь на них не получится. А если мы уже вышли в космос, то электричество проще получить солнечными панелями или ритэгом, чем тащить с собой криогенные баки с жидким водородом и кислородом.
Нет, не имеет. 5000 это УДЕЛЬНЫЙ импульс, но ракете интереснее изменение характеристической скорости (дельта-ви). Для описанной схемы она будет маленькой из за того что продукты сгорания останутся в разгоняемой части ракеты. Если же их выбрасывать то это надо учитывать в удельном импульсе и средний импульс будет ниже чем у обычного двигателя - там будут граммы разогнанного ионником до высокой скорости ксенона и килограммы продуктов сгорания выбрасываемых со скоростью до 100 м/с.
Словосочетание "новых принципах" встречается в тексте статьи 61 раз. Напрягает что-то такое активное и частое использование, да и является - одним из красных флажков.
Ну хорошо , давайте про красные флажки. У меня в редакторе статья состоит из 41 страницы. Вроде бы по полтора словосочетания на одну страницу, ну вряд ли много, хотя согласен с вами что это может раздражать. Почему я его использовал? Вообще-то я , конечно, мог использовать аббревиатуру или обходить это словосочетание. Однако, я это не делал умышленно. Объясню почему, у меня был определенный спор с одним инженером из Роскосмоса и он лично считает, что либо новое делать не надо, и надо жить по заветам Глушко и Королева, заветы конечно хорошо, но иногда они тормозят прогресс и сильно тормозят развитие ( вспомните историю, ну например, что вращается вокруг чего: это про солнце и землю). Можно бесконечно модернизировать РД170, однако, никуда далеко на нем не улетишь. Законы термодинамики и формула Циолковского не позволяет. Соответственно, нужен прорыв и новые идеи, ну вот это ровно я и предлагаю. А словосочетание это только раздражающий элемент, используемый мною умышленно.
Спасибо. Плюсанул. Умышленное раздражение - интересный способ. Только статью читают многие люди. А тот инженер мог и не сподобится вообще.
Но и по смыслу статьи есть вопросики.
Например. "Так же надо учитывать, что при температурах более 2000 градусов "- в научных статьях используют кельвины и в подобной статье ожидаешь увидеть "Так же надо учитывать, что при температурах более 2000К".
Далее. А не могли бы вы пояснить "происходят изменения вида химических связей и как следствие происходит соответствующее увеличение запаса химической энергии "
А какие конкретно изменения вида хим. связей происходят?
Прям подробнее про виды хим. связей и что там происходит по вашему представлению?
И вот ещё: "средняя кинетическая энергия частиц (вызванная центробежной силой и скоростью вращения газа) "
А как центробежная сила, про которую вы пишете может как-то влиять на кинетическую энергию частиц? про скорость более менее ясно. но вот именно центробежная?
Спасибо, Что касательно градусов и химических связей, это цитата из учебника [7] Добровольского М.В. не мой текст. И да, что описано в этой цитате это соответствует действительности ( более подробно можно посмотреть там). Я ее привел для того чтобы объяснить что данный путь тупиковый и он не найдет дальнего развития (ниже предложение ). Почему градусы а не кельвины не ко мне вопрос ( к издателю этой книги ). По центробежной силе: в КС частицы начинают вращаться с большой скоростью вдоль ее стенок и центробежная сила при этом участвует, она с большой силой прижимает эти частицы к стенкам КС и упорядочивает их движение и далее начинаются процессы описанные в статье. А так как большинство частиц имеют однонаправленное движение, то конечно же это кинетическая энергия .
Ещё одно наблюдение.
Вы в начале статьи и далее по тексту активно применяете разные буквенные обозначения, например "Dicc-50 мм и длиной Lcc-300 мм ", и при прочтении ожидаешь увидеть формулы с их использованием или схему с применением буквенных обозначений для избегания нагромождения в схемах. Но этого нет.
Я много встречал статей, научных, псевдонаучных, статей нацеленных на увеличение числа публикацией перед какой-нибудь защитой какой-нибудь диссертации. Ваша статья интересна тем, что она сформирована частично как для накрутки публикаций, а частично для привлечения инвесторов. Эдакий "Франкенштейн". Тезисы в статье и выводы вызывают большие вопросы. К экспериментам вопросов нет. Они описаны достаточно подробно. Но выводы настораживают. Если как вы утверждаете скорость истечения газов настолько увеличивается, что аж удельный импульс уходит за 500 секунд, то возникает вопрос, откуда берётся энергия на такой разгон струи? температура газов уменьшается? где-то кроется подвох.
Про описанные вами электронные облака в пламени свечи. Ну это вообще интересно. У вас фото, в котором разделено пламя свечи. И над одной из веток пламени подписано что это электроны. Вопрос. А что в пламени светится? Ну т.е. как по вашему откуда в пламени берутся фотоны видимого света? Если руководствоваться тем, что у вас на фото и подписано что там электроны, напрашивается вывод, что вы утверждаете, что в той части пламени испускают свет Электроны?. точнее свет идёт из облака электронов?
Продолжая, напрашивается вывод, что у вас в камере сгорания в центре вращения тоже наблюдается электронный газ?.
По поводу физических величин: Просто в западных научных журналах это обычно принято писать в начале статьи , посмотрев на них вы как бы понимаете о чем речь и решаете читать вам ее или нет, аккурат после Abstract. Что касательно формул , они там есть , и они не сложные и зашиты в текст. Что позволяет читателю легко их проверить и при желании пересчитать.
Что касательно накрутки публикации, поиска инвесторов и тд: Вообще не пытался что то накрутить, получилось как бы само собой ( если честно думал посмотрит ну тысяча или две интересующихся ну и все) просто интересно что будут писать ну и конечно хотел им рассказать что есть вариант как как сделать РД принципиально лучше. Касательно инвесторов тут то же не все просто. Я уже где-то писал что в России это в принципе не возможно по этой тематике ( те фирмы которые были организованы в стране и при наличии достаточно щедрых инвесторов практически все закрылись ), это не хорошо и не плохо это просто давность и ее надо принять. Почему вставил фразу предположение в конце статьи про новый двигатель, ну если честно просто перепечатал из Английской версии статьи ( которую потихоньку готовлю к публикации ).
Касательно экспериментов и выводов и 500 секунд: действительно это проблема носит фундаментальный характер, всех студентов этому учат ( и меня то же этому учили ) . И как объяснить это не понимаю , честно. Лекцию что ли прочитать академикам (шутка, или нет). В статье проведено испытание трёх типов двигателей и каждое испытание содержит серьезную аномалию и не одну, кто этим занимается должен был это понять. Это можно понять даже не смотря на таблицы и мои выводы . Однако все это игнорят и начинаю ссылаться на цитатник по термодинамике и пытаются меня ему обучить (вообще то я хорошо учился в институте) угрожая вечным двигателем и т.д.. Это действительно Двигатель на новых принципах работы (sorry). В термодинамике ничего не говорится про плазму, и он вообще не подходит для описания этого процесса. Тут нужен учебник по физике низкотемпературной плазмы и вот он подходит для описания схемы работы идеально. В общем никакой темной энергии.
Что касается пламени свечи : почему появляется свет и причем тут электроны я прекрасно знаю , тут не про это. Еще в прошлом веке были проведены фундаментальные исследования по горению (в статье есть ссылка) и они доказали что что в процессе горения в пламени при горении образуется большое количество свободных заряженных частиц протонов и электронов и опыт со свечой это доказывает. В двигателе с существующей схемой в пламени их очень много но мы их никак не используем и просто выкидываем их через сопло. Сейчас многие инженеры пытаются повышать ионизацию реактивной струи но используют какие-то кривые схемы. Дак вот именно в Двигателе на новых принципах удалось их эффективно использовать. Далее ответы на вопросы есть в статье, если что-то не понятно давайте обсудим.
Спасибо.
Отличная статья, до которой я таки добрался через 2 месяца! Подача материала хороша, без перегрузки формулами, но с визуализацией графиками. Почитать было - одно удовольствие.
Автору искренне желаю здорового творческого запала)
Прорывная концепция ракетного двигателя