Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
Библиотека Рефераты Курсовые Дипломы Поиск
сделать стартовой добавить в избранное
Кефирный гриб на сайте za4eti.ru

Промышленность и Производство Промышленность и Производство     Техника Техника

Космические двигатели третьего тысячелетия

Ручка "Помада".
Шариковая ручка в виде тюбика помады. Расцветка корпуса в ассортименте, без возможности выбора!
25 руб
Раздел: Оригинальные ручки
Брелок LED "Лампочка" классическая.
Брелок работает в двух автоматических режимах и горит в разных цветовых гаммах. Материал: металл, акрил. Для работы нужны 3 батарейки
131 руб
Раздел: Металлические брелоки
Фонарь желаний бумажный, оранжевый.
В комплекте: фонарик, горелка. Оформление упаковки - 100% полностью на русском языке. Форма купола "перевёрнутая груша" как у
87 руб
Раздел: Небесные фонарики

Космические двигатели третьего тысячелетия Валентин Подвысоцкий Достижения в освоении космического пространства зависят от уровня развития двигательных систем. Определяющим фактором эффективности двигателей космических аппаратов, являются их энергетические характеристики. По виду используемой энергии двигательные установки подразделяются на четыре типа: термохимические, ядерные, электрические, солнечно-парусные. В настоящее время основой космонавтики являются мощные термохимические двигатели. Электрические и ядерные установки находятся на стадии развития, и в будущем смогут найти широкое применение в космической технике. То же можно сказать и о солнечно-парусных двигателях и других перспективных силовых установках. В данной статье рассматривается новый тип двигателей, работающих на кинетической энергии космического аппарата (или встречного потока вещества, в зависимости от выбора системы координат). Принцип действия двигателя основан на захвате и торможении встречного потока вещества. Захваченное вещество попадает внутрь двигателя. В результате его торможения, выделяется энергия. Часть этой энергии, тем или иным образом, может быть использована для ускорения бортовых запасов реактивной массы. При определенных условиях, реактивная сила тяги превышает силу торможения, и космический аппарат увеличивает скорость полета. Скорость космического аппарата возрастает, а его масса, импульс и кинетическая энергия уменьшаются (в соответствии с законами сохранения). Возможны различные варианты двигательных установок нового типа. Например, кинетический двигатель, в котором происходит непосредственное преобразование части кинетической энергии встречного потока газа в энергию рабочего тела. Этот двигатель состоит из следующих, объединенных в одно конструктивное целое частей: массозаборника, и диффузора, для торможения захваченного газа; камеры, в которой нагретый, вследствие торможения, до очень высокой температуры газ смешивается с рабочим телом; реактивного сопла, через которое, расширяясь, истекает полученная смесь. Кинетический двигатель может использоваться при полетах в атмосфере планет-гигантов. Предположим, космический аппарат летит в верхних слоях атмосферы Урана, со скоростью 20км/с. Космический аппарат находится в аэродинамической тени раструба массозаборника. Через массозаборник, внутрь двигателя попадает 1кг водорода. Его кинетическая энергия 200тыс.кДж, импульс 20тыс.кг∙м/с. КПД двигателя 70%. В результате торможения захваченного газа, его кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Чтобы получить максимальную удельную тягу, расход рабочего тела должен составлять 2,422кг. Раскаленный водород смешивается с рабочим телом, и образовавшаяся смесь в количестве 3,422кг, истекает через реактивное сопло. Ее кинетическая энергия 140тыс.кДж, скорость истечения 9045м/с, импульс 30955кг∙м/с. Если разницу импульсов (10955кг∙м/с), разделить на расход рабочего тела (2,422кг), получим эффективную скорость истечения 4523м/с. Если разделить эффективную скорость истечения на коэффициент 9,81м/с², получим удельную тягу 460с.

Эффективность массозаборника значительно увеличится, если снабдить двигатель источником магнитного поля (соленоидом). Движение частиц плазмы поперек силовых линий магнитного поля затруднено, и магнитное поле играет роль воронки, направляющей потоки заряженных частиц в двигатель. В результате, эффективное сечение массозаборника может возрасти в тысячи раз. Кроме того, появится дополнительный энергетический эффект. Магнитная воронка играет роль своеобразного фильтра, направляя в двигатель лишь обладающие значительной энергией ионизированные частицы. Внутри двигателя ионизированный газ смешивается с рабочим телом. Происходит торможение и рекомбинация захваченных частиц, выделяется значительное количество тепла. Таким образам, бортовые запасы рабочего тела будут нагреваться не только за счет кинетической энергии захваченного газа, но и за счет его химической энергии. Поскольку, образовавшаяся газовая смесь состоит в основном из нейтральных частиц, магнитное поле двигателя не будет препятствовать ее истечению через реактивное сопло. Кинетический двигатель, оснащенный магнитной воронкой, может использоваться при полетах в атмосфере планет земной группы. На высоте около 300км над Землей, концентрация ионизированных частиц достигает максимального значения (примерно 1млн ионов кислорода в 1см³). Для захвата ежесекундно 1кг плазмы, при скорости полета 8км/с, нужна магнитная воронка диаметром около 110км. Создание такой воронки, связано с определенными трудностями. Впрочем, плотность плазмы значительно возрастает в периоды активности Солнца. Кроме того, можно применять искусственные источники плазмы. Во многих случаях, достаточно использовать магнитную воронку значительно меньшего диаметра. С целью исследования магнитного поля Земли, проводились опыты по созданию искусственной кометы. Спутник ИРМ, созданный институтом им. Макса Планка, выпустил на высоте 110 тысяч километров, облако заряженных частиц бария. Облако сначала было зеленым, а через полминуты стало фиолетовым за счет ионизации под действием солнечных лучей. Через 8 минут от облака протянулся хвост на 20 тысяч километров, а скорость частиц бария под давлением солнечных лучей достигла несколько десятков километров в секунду. Возрастание плотности газа, повысит эффективность магнитной воронки. Кроме того, под давлением солнечных лучей, возрастает скорость и энергия поступающего в двигатель газа. Этот способ целесообразно применять на околоземных орбитах, и в центральных областях Солнечной системы. Следующий способ заключается в использовании раскаленных газов, выброшенных из реактивного двигателя, установленного на другом космическом аппарате. Можно организовать полет таким образом, чтобы космические аппараты двигались навстречу друг другу. Подобная схема может использоваться для доставки грузов на околоземную орбиту. Предположим, на околоземной орбите движется космическая станция, выбрасывая перед собой поток плазмы. Космический аппарат доставляется многоразовым носителем на заданную высоту, и начинает двигаться навстречу потоку плазмы, с помощью кинетического двигателя.

Носитель возвращается на Землю. Ставиться задача, увеличить скорость космического аппарата с 0км/с до 8км/с. Скорость космической станции 8км/с, скорость истечения плазмы 10км/с. В результате сложения скоростей, скорость поступающей в двигатель плазмы возрастает с 18км/с до 26км/с. При КПД кинетического двигателя 70%, и оптимальном режиме его работы, масса космического аппарата уменьшится со 100т до 20т. Масса рабочего тела 80т, объем 40м³ (при плотности 2000кг/м³). Предположим, продолжительность разгона 400 секунд, средний расход бортовых запасов рабочего тела 200кг/с. Ракетный двигатель космической станции в среднем должен расходовать не менее 83кг/с массы. При скорости истечения 10км/с это соответствует мощности более 4млнкВт. Для создания потока плазмы такой мощности, может использоваться термоэлектрический двигатель, с солнечной или ядерной энергоустановкой. По некоторым оценкам, удельная масса таких систем, примерно 1кг/кВт. Таким образом, масса космической станции составит не менее 4000т. Если полезная нагрузка космического аппарата 5т, такая транспортная система обеспечит грузопоток порядка 500т в сутки (с учетом того, что половина ресурсов массы и времени, расходуется на коррекцию орбиты станции). Для многократного использования кинетических двигателей, необходимо создать недорогой атмосферно-космический аппарат, способный возвращаться на Землю. Его возвращение можно организовать таким образом, чтобы аэродинамическая сила была направлена к центру Земли, препятствуя преждевременному выходу аппарата из атмосферы. Аппарат сможет сделать несколько витков вокруг Земли, двигаясь на оптимальной высоте в верхних слоях атмосферы, со скоростью значительно превышающей первую космическую. При этом избыток тепла будет отводиться за счет излучения, скорость полета постепенно уменьшится, без перегрузок и перегрева конструкции. Это позволит упростить теплозащиту, снизить необходимый запас прочности. В результате уменьшится масса и стоимость атмосферно-космического аппарата, увеличится срок его службы. После погашения избыточной скорости полета, нужно направить аэродинамическую силу в противоположном направлении. Это можно осуществить за счет поворота аппарата вокруг продольной оси на 180°, или путем изменения геометрии его несущих поверхностей (крыльев). Указанный выше грузопоток, значительно превышает потребности ближайшего будущего. Вероятно, реализация таких транспортных систем сможет осуществляться в рамках программ космической энергетики. Основная задача заключается в создании потока плазмы (а не передвижении космической станции пространстве). Поэтому, большая масса и размеры энергоустановки и ракетного двигателя, не являются непреодолимым препятствием. Более серьезная проблема пополнение запасов массы. При грузопотоке 500т затраты массы на создание потока плазмы, составляют более 7000т. Впрочем, если доставлять массу с Луны, затраты на ее транспортировку составят не более 15.20% общих затрат энергии. Интересный способ разгона с использованием реактивной струи, полет в кильватере другого космического аппарата, на оптимальном расстоянии.

Было много проектов сохранения станции "Мир". Однако, если задуматься о значении станции как первого постоянно действующего форпоста землян в околоземном космосе, то она, право же, заслуживала иную судьбу. Ее можно было бы перевести на более высокую орбиту и сохранить в неприкосновенности на многие века как элемент культурного наследия человечества конца второго - начала третьего тысячелетия новой истории. Однако в начале 2001 года станция "Мир" была затоплена. Судить о том, правильно ли это, предстоит потомкам... Примечания 1. Вл. Гаков. Четыре путешествия на машине времени. М., 1983, с. 62-63. 2. Подробнее об устройстве и работе космодромов см.: В.Н. Твердовский. Космодром. М.,1976; Г. Хозин. Перекресток Вселенной. М., 1969. 3. Space News, September 11-17, 1995. 4. Space Commerce, No.1, 1990, p. 15. 5. M. Collins. LIFTOFF. The Story of America's Adventure in Space. N.Y., 1988, p. 46. 6. Подробнее об истории и организации ЦПК им. Ю. Гагарина см: Космическая Академия. М., 1993. 7. Man in Space. Edited by M. Hirsch. N. Y., 1966, p. 147. 8. UAH Magazine. Fall 1989, p. 18. 9

1. Суперкомпьютер для третьего тысячелетия

2. Армяне - нация третьего тысячелетия

3. Образование и наука на пороге третьего тысячелетия

4. Применение фильтра Калмана в задаче идентификации отказов двигателей стабилизации космического аппарата

5. Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД)

6. Реактивные двигатели, устройство, принцип работы
7. Исследование движения центра масс межпланетных космических аппаратов
8. Международные космические организации

9. Космический мусор – угроза безопасности космических полетов

10. Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата

11. Контрольные испытания газотурбинных двигателей

12. Третья мировая война

13. Третьи лица и установление фактов в особом производстве

14. Пропагандист Третьего рейха: Геббельс Йозеф

15. Завершение политического объединения русских земель во второй половине XV в. – первой трети XVI века и создание единого государства

16. Международные космические организации

Портфель "Megapolis", синий.
Легкая папка-портфолио изготовлена из жесткого пластика, рассчитана на длительный срок службы. Папка служит для перевозки документов и
512 руб
Раздел: Папки-портфели, папки с наполнением
Ночник с датчиком движения "Ночной снайпер".
Маленький ночник с датчиком движения "Ночной снайпер" надежно крепится на крышку унитаза и срабатывает только при вашем
648 руб
Раздел: Ночники
Рюкзак школьный "Ever After High. Dragon Game".
Рюкзак школьный - легкий и яркий рюкзак для ученицы начальной школы. Прочная каркасная конструкция хорошо сохраняет форму, устойчиво стоит
2451 руб
Раздел: Без наполнения

17. Глобальная история Вселенной от океана «чистой» энергии до Третьей Мировой Ядерной войны

18. Развитие образования в Пермяцком крае в конце XIX – первой трети XX веков

19. Москва - третий Рим, а четвертому не бывать

20. Кривые третьего и четвертого порядка

21. Оказание первой медицинской помощи при открытом переломе нижней трети костей голени

22. Космическая педагогика К. Вентцеля
23. Проект термического отделения для обезуглероживающего и рекристаллизационного отжига изотропной электротехнической стали третьей группы легирования в толщине 0.5 мм в условиях ЛПЦ-5 АО НЛМК
24. Расчет мощности и выбор двигателя для механизма циклического действия

25. Расчет зануления двигателя

26. Разработка системы управления асинхронным двигателем с детальной разработкой программы при различных законах управления

27. Гидродинамическая теория смазки и ее возможности для расчета и анализа работы подшипников двигателя внутреннего сгорания

28. Расчет внешних скоростных характеристик двигателя внутреннего сгорания

29. Механўзми двигуна (Детали двигателя)

30. Краткая классификация двигателей внутреннего сгорания (ДВС) строительных и дорожных машин

31. Модернизация топливной системы легковых автомобилей для повышения ее надежности и облегчения запуска двигателя

32. Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты

Фигурка "Zabivaka Classic", 8 штук, 6 см.
Подарочный набор из 8 фигурок предназначен для преданных спортивных болельщиков. Комплект "Волк Classic" включает в себя
673 руб
Раздел: Игрушки, фигурки
Планшет для пастелей "Калейдоскоп", A3, 20 листов.
Планшет для пастелей "Калейдоскоп" на жесткой подложке - незаменимый помощник художника. Бумага в планшете имеет небольшую
331 руб
Раздел: Папки для акварелей, рисования
Доска магнитно-маркерная, 60x90 см.
Доска с лакированной поверхностью позволяет размещать презентационную информацию как с помощью магнитов, так и с помощью маркеров для
1237 руб
Раздел: Доски магнитно-маркерные

33. Разработка двигателя ЗМЗ 53

34. Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ

35. Система зажигания (в двигателе автомобиля)

36. Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М

37. Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А

38. Тепловой и динамический расчет двигателей внутреннего сгорания
39. Тепловой расчёт двигателя
40. Устройство для измерения угла опережения зажигания четырехтактных карбюраторных двигателей

41. Тепловой и динамический расчет двигателя внутреннего сгорания

42. Реактивный двигатель и основные свойства работы тепловых машин

43. Ракетные двигатели

44. Двигатели внутреннего сгорания

45. Двигатели Стирлинга. Области применения

46. Реактивный двигатель

47. Тепловые двигатели и их применение

48. Третья мировая теория Муаммара Каддафи

Набор "Леди Баг и Супер Кот" Дизайн 2, 3 предмета (в подарочной упаковке).
Набор из трех предметов (кружка, салатник, тарелка) в подарочной упаковке с изображением героини из мультсериала "Леди Баг и Супер
454 руб
Раздел: Наборы для кормления
Бусы-прорезыватели "Черничный мусс".
Детские бусы-прорезыватели "Черничный мусс" из серии "Мамины помощники" предназначены для малышей, у которых начинают
380 руб
Раздел: Пластмассовые
Бумажные двухслойные салфетки "Ellemoi", 200 штук (спайка 5 пачек).
Мягкие двухслойные бумажные салфетки для рук и лица, изготовленные из натуральных волокон древесной целлюлозы, в тонкой легко упаковке.
397 руб
Раздел: Бумажные салфетки

49. Космическая философия Циолковского

50. Расчет себестоимости эксплуатации асинхронного двигателя МАП521-4/16

51. Партийное строительство в России на рубеже тысячелетий

52. Крушение "Третьего рейха"

53. Импетатор Александр Третий - царь-миротворец

54. Москва — третий Рим: теория и практика
55. Новый передел мира на пороге III тысячелетия: геополитический и историософский аспект
56. Развитие главных антиковедных направлений в последней трети XIX в

57. Атлантида - загадка тысячелетий

58. Третья волна: демократизация в конце двадцатого века

59. Разложение феодализма и генезис капитализма в западной Европе в XVI-последней трети XVIII в.

60. Освоение космического пространства в СССР

61. Этапы развития третьего рейха

62. Формирование Британской парламентской системы в первой трети XIX в

63. Первые бортовые ЭВМ ракетно-космических комплексов и их создатели

64. «Космические» ЭВМ

Магнитно-маркерная доска, 41x29 см.
Магнитно-маркерная доска из дерева и металла, предназначена для детей от 3-х лет. Двухстороннее жесткое игровое поле заключено в рамку из
416 руб
Раздел: Доски магнитно-маркерные
Стиральный порошок-концентрат для белого белья BioMio "Bio-white" с экстрактом хлопка, без запаха, 1,5.
Эффективно удаляет пятна и загрязнения, не повреждая волокна ткани. Концентрированная формула обеспечивает экономичный расход. Идеально
447 руб
Раздел: Стиральные порошки
Вантуз вакуумный "PRO Pump", с двумя адаптерами.
Вантуз вакуумный STAYER PROPump, применяется для прочистки засоров в канализационных трубах гидравлическим ударом. Вакуумный вантуз STAYER
674 руб
Раздел: Вантузы

65. Предыстория космической радиосвязи

66. С.П. Королев - Главный конструктор первых ракетно-космических систем

67. Космическая станция Мир

68. Виды реактивных двигателей, физические основы реактивного движения при разных скоростях

69. Оружие третьей мировой войны

70. “Третья” культура в Древней Руси
71. Зрелища, концерты и «вокзалы» в общественных садах Петербурга первой трети XIX века
72. Отлив тысячелетия

73. Социальная структура индоариев периода вед (конец II — начало 1 тысячелетия до н. э.)

74. Сложение древнеегипетского искусства (4 тысячелетие до н.э.)

75. Эстетические представления Лафонтена в художественной рефлексии русских писателей последней трети XVIII века

76. Молодой герой первой трети XIX века - Онегин и Печорин

77. Третья встреча с Чацким

78. Закон исключения третьего

79. От кинематики тоски к критическим оборотам двигателя

80. Спектр масс элементарных частиц, связь микро и макро масштабов, соотношение космических энергий

Рюкзак "Basic. Чемпионат мира по футболу 2018", 30х41х13 см.
1 большое отделение с 1 внутренним отделением. 1 накладной карман спереди. Удобные лямки, позволяющие регулировать длину. Размер 30х41х13
1150 руб
Раздел: Канцтовары, хобби
Этажерка "Грация" прямоугольная четырехсекционная длинная.
Легкие и практичные этажерки идеально подходят для ванной комнаты, кухни или прихожей. Вместительные полки применяются для хранения
647 руб
Раздел: Полки напольные, стеллажи
Бумага для офисной техники "IQ Selection", А4, 120 г/м2, 500 листов.
Прекрасное качество печати на любой копировально-множительной технике, великолепное качество при двухстороннем копировании. Формат:
760 руб
Раздел: Формата А4 и меньше

81. Космический телескоп GALEX – новое окно во Вселенную

82. Третий закон Паркинсона

83. Вечный двигатель

84. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей

85. Третий постулат к вопросу о происхождении видов

86. Космическая программа Китая
87. Особенности газо-пылевых образований в верхней атмосфере, связанных с выбросами продуктов сгорания ракетных двигателей
88. Есть "Вечный двигатель второго рода"!

89. Рабочие процессы и экологическая безопасность автомобильных двигателей

90. Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции

91. Режимы работы асинхронных двигателей

92. Свободные токи в космической упряжке

93. Технология снижения токсичности автотракторных двигателей

94. Назначение, устройство, и работа масляного насоса двигателя Зил-130

95. Лекция как один из методов обучения на третьей ступени общего среднего образования, методика её подготовки и чтения

96. Новейшая история. Выборы в Государственную Думу Федерального Собрания РФ третьего созыва 19 декабря 1999 года

Переносная люлька-кокон "Кошки на белом".
Люлька-переноска Фея "Кокон" - это комфортная переноска для малыша. Модель с жестким дном и съемным капюшоном защитит ребенка от
1127 руб
Раздел: Переноски
Шкатулка декоративная "Стиль", 21,5x15,5x13 см (малиновая).
Шкатулка декоративная для ювелирных украшений, с выдвижными ящичками. Размер: 21,5x15,5x13 см. Материал: комбинированный.
2260 руб
Раздел: Шкатулки для украшений
Контейнер универсальный 4-х секционный, средний.
Материал полипропилен. Изделие имеет широкое хозяйственное назначение и может использоваться как бокс: для канцелярских принадлежностей
657 руб
Раздел: Полки напольные, стеллажи

97. Понятие и виды третьих лиц в гражданском процессе

98. Возможность возложения обязанностей на лицо, являющееся выгодоприобретателем по договору в пользу третьего лица

99. Договор космического страхования


Поиск Рефератов на сайте za4eti.ru Вы студент, и у Вас нет времени на выполнение письменных работ (рефератов, курсовых и дипломов)? Мы сможем Вам в этом помочь. Возможно, Вам подойдет что-то из ПЕРЕЧНЯ ПРЕДМЕТОВ И ДИСЦИПЛИН, ПО КОТОРЫМ ВЫПОЛНЯЮТСЯ РЕФЕРАТЫ, КУРСОВЫЕ И ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ. 
Вы можете поискать нужную Вам работу в КОЛЛЕКЦИИ ГОТОВЫХ РЕФЕРАТОВ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ, выполненных преподавателями московских ВУЗов за период более чем 10-летней работы. Эти работы Вы можете бесплатно СКАЧАТЬ.