2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6  След.
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
2216
wrest в сообщении #1295539 писал(а):
технологическая сложность создания компактного ядерного реактора

Управляемость/устойчивость.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:28 


05/09/16
5836
Geen в сообщении #1295541 писал(а):
Управляемость/устойчивость.

Не совсем ясно: если реактор установлен на ракете, то наверное от него требуется поскорее выйти на максимальную мощность и так работать до конца. Почему системы, обеспечивающие управляемость/устойчивость, трудно делать компактными?

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
2216
wrest в сообщении #1295542 писал(а):
требуется поскорее выйти на максимальную мощность и так работать до конца.

Это ядерная бомба по описанию...

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:42 
Заслуженный участник


06/07/11
5354
кран.набрать.грамота
wrest в сообщении #1295539 писал(а):
Насчет загрязнения окружающей среды (в рабочем режиме) наверное тоже никто особо не переживает -- раз уж такую ракету запустили, то человечеству уже как бы все равно какое там будет загрязнение в воздухе от этого двигателя.
А испытания как проводить? Ведь испытания надо провести до использования, причем на момент испытаний все стороны надеются, что ядерной войны удастся избежать. Тогда о чистоте своей территории надо позаботиться.

wrest в сообщении #1295539 писал(а):
Критические массы изотопов урана и плутония - единицы-десятки килограмм, то есть проблема не в этом.
На мой дилетантский взгляд, проблема в следующем. Реактивный двигатель на химическом топливе создает тягу, выбрасывая продукты горения. Какая там температура - я точно не знаю, но $3000$ градусов выглядит вполне достижимой. С обычным топливом проще - что сгорело, то и улетело. А в ядерном топливе "сгорают" случайным образом выбранные атомы где-то внутри. Соответственно, выбрать, какие атомы выкидывать, а какие нет, не получится. А если и получится сразу выбрасывать то, что сгорело, наружу (короткоживущие изотопы средних элементов типа стронция, цезия, йода и прочих) то уже в месте старта ракеты будет такая помойка, что потенциальному противнику можно туда в ответ уже не стрелять - там все и сами помрут.

А если делать отдельный контур, то возникает проблема нагрева газа, который потом будет выбрасываться. Допустим, мы решили брать воздух из атмосферы, нагревать его и выбрасывать. Чем нагревать? Вариант с прямым нагревом при контакте. Чтобы быстро прогреть воздух до $3000$ К (а сильно меньше бессмысленно - тогда проще химическое топливо брать) нужен гораздо более горячий нагреватель. Твердых материалов, выдерживающих $3000$ градусов, очень мало, а выдерживающих сильно больше - практически нет.
Вариант с опосредованным нагревом. Мне приходит в голову только превращать энергию в электричество, а потом греть воздух электричеством... А это громоздкая многоуровневая система.

И это не касаясь управления самим реактором. Там, насколько я помню, время свободного пробега нейтрона в топливе в свременных реакторах - порядка $0,1$ секунды, каждый поглощенный нейтрон приводит к распаду и выделению 2 - 3 нейтронов. Все должно работать как часы и даже лучше. То есть если автоматика не сработает за долю секунды, большой бабах случится в совершенно неожиданном месте. И все это хозяйство должен обслуживать не высококвалифицированный персонал, а призывная армия. Ну как бы удачи :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:52 


05/09/16
5836
Geen в сообщении #1295545 писал(а):
Это ядерная бомба по описанию...

Ну тут как бы об этом и речь -- вряд ли кто-то беспокоится о том, что межконтинентальная баллистическая ракета (или торпеда) нанесет дополнительный, к боевой части, ущерб, от разрушения силовой установки.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 16:57 


11/12/16
4569
rockclimber в сообщении #1295536 писал(а):
Вопрос ваш про "что это значит" отчасти философский (процентов на 90). У меня (как у выпускника профильного "ядерного" факультета "химического" вуза с опытом работы в профильном НИИ) есть два объяснения происходящего:


А каких-то промежуточных вариантов нет?
Например, делали секретный реактор под благовидным предлогом?

-- 05.03.2018, 17:01 --

rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Какая там температура - я точно не знаю, но $3000$ градусов выглядит вполне достижимой.


АФАИР, под $3000$, несколько меньше.

rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Чтобы быстро прогреть воздух до $3000$ К (а сильно меньше бессмысленно - тогда проще химическое топливо брать)


А вот не факт. Если есть доступ к рабочему телу в окружающей среде (воздух, вода), то особую роль играет не температура, которая может быть и меньше, чем у химических двигателей, а "мощность на килограмм, с учетом топлива".

-- 05.03.2018, 17:03 --

rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Вариант с опосредованным нагревом. Мне приходит в голову только превращать энергию в электричество, а потом греть воздух электричеством... А это громоздкая многоуровневая система.

Что и являлось "благовидным" предлогом. см. выше. А вот греть воздух, что мешает? Или воду для паровой турбины?

-- 05.03.2018, 17:04 --

rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
То есть если автоматика не сработает за долю секунды, большой бабах случится в совершенно неожиданном месте.


"Это всё придумал Черчилль в восемнадцатом году". Инциденты были, да.

-- 05.03.2018, 17:05 --

rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
И все это хозяйство должен обслуживать не высококвалифицированный персонал, а призывная армия. Ну как бы удачи :mrgreen:


Пишут, что в Сосновом Бору восстановили стенд для обучения (откуда и идет информация про некий реактор АМБ-8).

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:06 
Заслуженный участник


07/07/09
5165
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Чтобы быстро прогреть воздух до $3000$ К (а сильно меньше бессмысленно - тогда проще химическое топливо брать) нужен гораздо более горячий нагреватель.

Пробег альфа-частиц в воздухе единицы сантиметров. Вся их энергия остается в воздухе, и он нагреется быстрей, чем от распыленного керосина.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:06 


05/09/16
5836
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
А испытания как проводить? Ведь испытания надо провести до использования, причем на момент испытаний все стороны надеются, что ядерной войны удастся избежать. Тогда о чистоте своей территории надо позаботиться.

Это хороший аргумент, да. Не знаю...
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Реактивный двигатель на химическом топливе создает тягу, выбрасывая продукты горения. Какая там температура - я точно не знаю, но $3000$ градусов выглядит вполне достижимой. С обычным топливом проще - что сгорело, то и улетело. А в ядерном топливе "сгорают" случайным образом выбранные атомы где-то внутри. Соответственно, выбрать, какие атомы выкидывать, а какие нет, не получится. А если и получится сразу выбрасывать то, что сгорело, наружу (короткоживущие изотопы средних элементов типа стронция, цезия, йода и прочих) то уже в месте старта ракеты будет такая помойка, что потенциальному противнику можно туда в ответ уже не стрелять - там все и сами помрут.

Рабочим телом, по крайней мере у безымянной ракеты, наверное всё же является воздух. Воздух нагревается-расширяется-выбрасывается.
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Чем нагревать? Вариант с прямым нагревом при контакте. Чтобы быстро прогреть воздух до $3000$ К (а сильно меньше бессмысленно - тогда проще химическое топливо брать) нужен гораздо более горячий нагреватель. Твердых материалов, выдерживающих $3000$ градусов, очень мало, а выдерживающих сильно больше - практически нет.
В Википедии (ну а где еще...) пишут:
Цитата:
Воздух из входного устройства в таком ПВРД проходит через активную зону реактора, охлаждая его, нагревается сам до рабочей температуры (около 3000 К), а затем истекает из сопла со скоростью, сравнимой со скоростями истечения для самых совершенных химических ЖРД.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:13 


11/12/16
4569
Xey в сообщении #1295555 писал(а):
Пробег альфа-частиц в воздухе единицы сантиметров. Вся их энергия остается в воздухе, и он нагреется быстрей, чем от распыленного керосина.


Альфа-частицы поглотятся внутри реактора.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:17 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
3686
ФТИ им. Иоффе СПб
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Реактивный двигатель на химическом топливе создает тягу, выбрасывая продукты горения. Какая там температура - я точно не знаю, но $3000$ градусов выглядит вполне достижимой.
Ну Вы даёте! Температура горения авиационного керосина 800 градусов, бензина - 1100. Самая высокая у метана (около 2000, температуры в цельсиях, но разница невелика). Поэтому авиационные турбины, используемые для перекачки газа на газокомпрессорных станциях, приходится переделывать. А на авиационном керосине самолёты летают со скоростью в 3 маха, довольно чирикая.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:17 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
2216
wrest в сообщении #1295549 писал(а):
Geen в сообщении #1295545 писал(а):
Это ядерная бомба по описанию...

Ну тут как бы об этом и речь -- вряд ли кто-то беспокоится о том, что межконтинентальная баллистическая ракета (или торпеда) нанесет дополнительный, к боевой части, ущерб, от разрушения силовой установки.

Ага, причём с высокой вероятностью прямо на старте...

Управление реактором выглядит примерно так Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:19 
Заслуженный участник


06/07/11
5354
кран.набрать.грамота
amon в сообщении #1295558 писал(а):
rockclimber в сообщении #1295546 писал(а):
Реактивный двигатель на химическом топливе создает тягу, выбрасывая продукты горения. Какая там температура - я точно не знаю, но $3000$ градусов выглядит вполне достижимой.
Ну Вы даёте! Температура горения авиационного керосина 800 градусов, бензина - 1100. Самая высокая у метана (около 2000, температуры в цельсиях, но разница невелика). Поэтому авиационные турбины, используемые для перекачки газа на газокомпрессорных станциях, приходится переделывать. А на авиационном керосине самолёты летают со скоростью в 3 маха довольно чирикая.
Да, загнул немного. :oops: Но ведь и 20 махов - не три.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
3686
ФТИ им. Иоффе СПб
rockclimber в сообщении #1295560 писал(а):
Но ведь и 20 махов
А 20 махов, как я понял, это скорость баллистического спуска головной части с орбиты. Там двигатель не нужен, оно само падает. Важно крылышки при манёвре не обжечь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:25 


05/09/16
5836
rockclimber в сообщении #1295560 писал(а):
Да, загнул немного. :oops: Но ведь и 20 махов - не три.

С 20-ю махами разобрались -- это не у ракеты, а у "модуля Авангард", который запускают с "обычной" (химической) ракеты-носителя.
Какая "крейсерская" скорость у ракеты ядерным двигателем -- неясно. Ясно, что двигатель ядерный, скорее всего это прямоточный воздушно-реактивный двигатель, и ясно что дальность полета у этой безымянной ракеты намного больше чем у "химических" межконтинентальных ракет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Торпеды и ракеты на ядерной тяге
Сообщение05.03.2018, 17:31 


11/12/16
4569
Geen в сообщении #1295559 писал(а):
Управление реактором выглядит примерно так

Причем любым ядерным реактором
Цитата:
Для всех ядер значение $\beta$ составляет менее 1%

$\beta$ - доля запаздывающих нейтронов, благодаря которым и получается управлять ЯР вместо бабаха.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 81 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group