|
Концепт базового корабля
|
|
| SpaceEngineer | Дата: Среда, 28.03.2012, 14:28 | Сообщение # 496 |
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Щит будет сильно греться редко, например при торможении об атмосферу, или если игрок рискнёт отправиться в очень далёкую галактику без предварительного компенсирования скорости. В остальное время щит защищает от метеоритов на скоростях ~1000 км/с и является передним радиационным экраном искусственной магнитосферы корабля.
|
|
|
| |
| mytho | Дата: Среда, 28.03.2012, 15:48 | Сообщение # 497 |
Исследователь
Группа: Команда SE
Украина
Сообщений: 262
Награды: 2
Статус: Offline
| Но если плита щита будет металлической, а сам щит будет работать как метеоритный зонтик, т.е. не посредственно контактировать с камнями - будет греться. Энергия удара будет работать и на нагрев плиты в том числе. А в условиях отсутствия теплоотвода конвекцией, это тепло будет аккумулироваться в плите. Но правда, опять таки если сделать систему охлаждения на том же водороде, тогда все в порядке. Поддерживай температуру плиты в рабочем диапазоне и дело с концом.
На счет нагрева от трения атмосферы - там главное полезная площадь. Но опять таки. Буран (я не знаю про американские шатлы) покрыт плитками углеволокна - и именно по тому, что полезная площадь Бурана при посадке довольно велика. И если бы дно Бурана оставили бы титановым (или каким там? алюминиевым?) при входе в атмосферу, вся конструкция бы поплыла. А сами эти плитки довольно хрупкие. У нас в музее такая лежит - пальцами сожмешь покрепче и эта штука сыпется. Практически не работает на растягивающие нагрузки, только на сдавливание и то, если придавить ее по всей площади. Если пальцем ткнуть в одно место, за просто можно проткнуть. Для метеоритов такая штука не годиться. А для атмосферы, не годиться металл.
А вот охлаждаемая металлическая конструкция точно справиться.
Предлагаю отказаться от радиаторов, а все охлаждение перенести на жидкостное.
Или же тогда радиаторы должны быть огромные, простым кольцом не отделаешься. Тут нужна целое дерево с поворотными листиками-плитами. Или настоящие крылья - площадь радиатора должна грандиозной.
Короче говоря - как на счет предложение перевести охлаждение на водородное?Добавлено (28.03.2012, 15:48)
---------------------------------------------
PS
В принципе есть еще идея озвученная не к месту в другой ветке.
На счет магнитного щита и системы нагрева не проводящих и проводящих метеоритов, с тем что бы в последствии отталкивать их магнитным полем.
AMD Phenom II X4 965, G.Skill F3-14900CL9-8GBSR (8Gb), Radeon HD 6970 (2Gb), Win7 x64.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Среда, 28.03.2012, 21:20 | Сообщение # 498 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Quote (mytho) Но правда, опять таки если сделать систему охлаждения на том же водороде, тогда все в порядке. Поддерживай температуру плиты в рабочем диапазоне и дело с концом.
Это когда двигатели включены и потребляют водород. А если выключены? Тратить водород на охлаждение позволительно только в экстренных случаях.
Щит должен охлаждаться самостоятельно, излучением. Расчёт покажет, какая предельная скорость корабля допустима при данной плотности среды (индикатор в ГУИ добавить).
Quote (mytho) Если пальцем ткнуть в одно место, за просто можно проткнуть. Для метеоритов такая штука не годиться. А для атмосферы, не годиться металл.
Для метеоритов как раз в самый раз. Щит же не ловит метеориты, они не отскакивают от него, а пробивают дырку, разрушаясь и рассеиваясь на большую площадь, а обломки и газ поглощаются следующим поглощающим слоем.
Quote (mytho) Предлагаю отказаться от радиаторов, а все охлаждение перенести на жидкостное. Или же тогда радиаторы должны быть огромные, простым кольцом не отделаешься. Тут нужна целое дерево с поворотными листиками-плитами. Или настоящие крылья - площадь радиатора должна грандиозной. Короче говоря - как на счет предложение перевести охлаждение на водородное?
Не годится. Хладогент придётя выбрасывать в космос, а хладогента этого может требоваться очень много. Этот вариант годится только для боевых дронов, чтобы избавить их от хрупких и уязвимых радиатором. Исследовательскому же кораблю радиаторы не мешают, зато повышают его автономность.
Quote (mytho) В принципе есть еще идея озвученная не к месту в другой ветке. На счет магнитного щита и системы нагрева не проводящих и проводящих метеоритов, с тем что бы в последствии отталкивать их магнитным п
Надо считать, хотя бы на уровне законов сохранения энергии. Здаётся мне, что поребуются тераватты мощности и километровые катушки. Чуть ли ни бассардовский прямоточник получится.
|
|
|
| |
| mytho | Дата: Среда, 28.03.2012, 22:29 | Сообщение # 499 |
|
Исследователь
Группа: Команда SE
Украина
Сообщений: 262
Награды: 2
Статус: Offline
| Quote (SpaceEngineer) Здаётся мне, что поребуются тераватты мощности и километровые катушки.
Щит тогда действительно делать керамическим или углеволокновым, многослойным, пластинки сотами и каждый слой смещен относительно предыдущего, что бы швы пластин не совпадали. Так и нагрузка будет распределяться и тепло будет отводиться вместе с кусками щита.
Излучение, блин, вот кажется мне что теплоотдача излучением очень медленно происходит. Т.е. при высокой температуре, когда тело сияет - теплоотвод еще будет, но после 600С тело светиться не будет и тепло излучением будет происходить очень медленно. А еще это тепло нужно доставить на радиатор.
На самом деле имея достаточно мощный источник энергии, за просто можно иметь замкнутую жидкостную систему охлаждения. Мне кажется она будет в любом случае эффективнее излучательной. Хотя нужно подумать. Попробую завтра поискать теплофизика)))
AMD Phenom II X4 965, G.Skill F3-14900CL9-8GBSR (8Gb), Radeon HD 6970 (2Gb), Win7 x64.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 29.03.2012, 03:07 | Сообщение # 500 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Quote (mytho) Излучение, блин, вот кажется мне что теплоотдача излучением очень медленно происходит. Т.е. при высокой температуре, когда тело сияет - теплоотвод еще будет, но после 600С тело светиться не будет и тепло излучением будет происходить очень медленно. А еще это тепло нужно доставить на радиатор.
Излучать будет, в ИК диапазоне, но да, менее эффективно. Я уже много раз давал ссылку на этот сайт, там есть про радиаторы, щиты и всё-всё-всё касающееся реалистичного дизайна кораблей. Подводить тепло к радиаторам - обычным способом, циркулирующей по трубам жидкостью (если температуры за 1000°, хорошо подойдёт жидкий натрий).
Quote (mytho) На самом деле имея достаточно мощный источник энергии, за просто можно иметь замкнутую жидкостную систему охлаждения. Мне кажется она будет в любом случае эффективнее излучательной. Хотя нужно подумать. Попробую завтра поискать теплофизика)))
Имея мощный источник энергии, имеем мощное паразитное тепло (только не говорите что источник энергии имеет 100% кпд). Так что я бы сказал, что это только усугубляет проблему. Да и как, имея лишнюю энергию, избавляться от тепла? Замкнутая жидкостная система может только переносить тепло, но избавляться от него можно только двумя способами - излучением с поверхности радиатора или выбросом хладогента (например той самой жидкости) в космос. Предпочтителнее первое.
Есть вариант с капельными радиаторами - капельки расплавленного натрия выстреливаются форсункой, пролетают в вакууме рядом с кораблём некоторое расстояние, высвечиваясь, и собраются обратно каким-то коллектором. Натрий слабо испаряется, поэтому потери будут небольшими. Но это если коарбль в свободном падении, стоит включить двигатели - и капли полетят мимо.
|
|
|
| |
| mytho | Дата: Четверг, 29.03.2012, 13:29 | Сообщение # 501 |
|
Исследователь
Группа: Команда SE
Украина
Сообщений: 262
Награды: 2
Статус: Offline
| Quote (SpaceEngineer) Есть вариант с капельными радиаторами
Молодого теплофизика я не нашел, нашел доктора наук))) даст мне аудиенцию в понедельник. Беда правда в том, что с большим человеком не поговоришь на чистоту, придется вуалировать задачу или ссылаться на отдел сварки в космосе)
В общем возьму ка я Кутателадзе "Основы теории теплообмена" и посмотрю хоть как подступиться к задаче.
Надо бы еще прикинуть количество тепла, которое необходимо отводить за еденицу времени (а за мной еще должок висит по прикидке веса SS... жаль что сутки у нас не 34 часа))) )Добавлено (29.03.2012, 13:29)
---------------------------------------------
Quote (SpaceEngineer) избавляться от него можно только двумя способами
AMD Phenom II X4 965, G.Skill F3-14900CL9-8GBSR (8Gb), Radeon HD 6970 (2Gb), Win7 x64.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 29.03.2012, 14:18 | Сообщение # 502 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Quote (mytho) Есть еще вариант когда охлаждение основано на переходе агрегатного состояния вещества. За частую переход вещества из жидкого в газообразное может сопровождаться поглощением тепла...
Quote (mytho) !!! Вакуум!!! Это же просто кладезь низкой энтропии! Можно понижать температуру снижая давление
Ты забываешь про то, что у нас нет внешней среды, куда можно отводить тепло теплопроводностью или конвекцией. Также нельзя выбрасывать нагретый газ или жидкость - это слишком расточительно. Есть только один способ - излучение. А излучение - значит радиаторы. Как тепло передаётся от охлаждаемых агрегатов к радиаторам - это уже другой вопрос, и не такой важный (там всё просто).
|
|
|
| |
| mindstalker | Дата: Четверг, 29.03.2012, 14:22 | Сообщение # 503 |
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 96
Награды: 0
Статус: Offline
| Раз уж речь зашла об избавлении от избытков тепла, нельзя не упомянуть о термоэлектрических преобразователях. По идее, можно преобразовывать лишнее тепло напрямую в электричество. Или использовать запасенную электроэнергию для дополнительного охлаждения (например, за счет эффекта Пельтье).
Уже есть некоторые успехи.
Windows 7 x64; Core i5-2500K (3.3 Ghz); 8Gb RAM; Radeon HD 6950 2Gb
|
|
|
| |
| mytho | Дата: Четверг, 29.03.2012, 14:41 | Сообщение # 504 |
|
Исследователь
Группа: Команда SE
Украина
Сообщений: 262
Награды: 2
Статус: Offline
| Quote (SpaceEngineer) Ты забываешь про то, что у нас нет внешней среды,
Для достижения температур близких к нулю (в практической физике), среду охлаждают разнообразные холодильники, а на последнем этапе, опускают давление (по рабочекрестьянскому - откачивают) - за счет этог можно понизить температуру еще ниже, чем это могут позволить рефрижераторы. На таком принципе можно построить замкнутую систему охлаждения с камерой, где подогретое вещество будут охлаждать понижением давления. Другими словами понижать энтропию системы за счет энтропии вакуума космоса.
AMD Phenom II X4 965, G.Skill F3-14900CL9-8GBSR (8Gb), Radeon HD 6970 (2Gb), Win7 x64.
|
|
|
| |
| SHW | Дата: Четверг, 29.03.2012, 17:50 | Сообщение # 505 |
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Нидерланды
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
| Quote (mytho) Раз уж речь зашла об избавлении от избытков тепла, нельзя не упомянуть о термоэлектрических преобразователях.
Они же тоже работают на градиенте температур. То есть проходящее тепло вырабатывает электричество. Но само никуда не девается, вроде.
Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Пятница, 30.03.2012, 00:38 | Сообщение # 506 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Господа, повторяем матчасть.
|
|
|
| |
| mytho | Дата: Пятница, 30.03.2012, 00:51 | Сообщение # 507 |
|
Исследователь
Группа: Команда SE
Украина
Сообщений: 262
Награды: 2
Статус: Offline
| Quote (SpaceEngineer) Господа, повторяем матчасть.
ну все , без вариантов)
Но надо заметить на картинке они занимают приличную площадь - отдельная секция -
AMD Phenom II X4 965, G.Skill F3-14900CL9-8GBSR (8Gb), Radeon HD 6970 (2Gb), Win7 x64.
|
|
|
| |
| mindstalker | Дата: Пятница, 30.03.2012, 16:36 | Сообщение # 508 |
|
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 96
Награды: 0
Статус: Offline
| Quote (SpaceEngineer) Господа, повторяем матчасть.
Почитал, проникся...
Перечитал свои-же ссылки, проникся еще раз... 
В школе и институте термодинамику прошел мимо...
Если я правильно понял, получается, что весь корабль можно представить, как тепловую машину, работающую по циклу с максимальной температурой, равной температуре реактора и минимальной температурой, равной температуре охладителя.
КПД тепловой машины зависит от разности температур и не может быть выше КПД Машины Карно, который почти всегда меньше единицы.
Значит, у нас всегда есть паразитное тепло и, в вакууме, только два способа от него избавиться - излучить радиаторами или выбрасывать массу за борт, но это слишком расточительно (если, конечно, масса - это не рабочее вещество нашего двигателя).
И есть только два пути уменьшения площади радиаторов - увеличение их температуры или увеличение температуры реактора.
Нда... Как-то все грустно получается...
Windows 7 x64; Core i5-2500K (3.3 Ghz); 8Gb RAM; Radeon HD 6950 2Gb
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Пятница, 30.03.2012, 22:28 | Сообщение # 509 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Большая мощность от реактора требуется только когда работают главные двигатели, а в это время как раз можно охлаждать реактор водородом, поступающим в двигатели. В обычном свободном полёте реактор работает на минимальной мощности, охлаждаясь радиатором - энергия нужна только для системы жизнеобеспечения, заводов и т.д. Но вот что делать с гипердвигателем... Если ему нужны гигаватты, придётся тратить водород на охлаждение реактора (и самого гипердвигателя). В этом смысле гипердвигателю нужно "топливо".
|
|
|
| |
| mindstalker | Дата: Суббота, 31.03.2012, 09:54 | Сообщение # 510 |
|
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 96
Награды: 0
Статус: Offline
| По формулам на atomic rockets получается, что приполной мощности реактора в 10 ГВт,
температуре реактора 10000 К,
температуре радиаторов 1500 К,
и общей термодинамической эффективности 65%, паразитная тепловая мощность будет около 4.5 ГВт.
Площадь радиатора, с температурой 1500 К составит около 20000 м^2 - это квадрат со стороной 140 метров.
В общем, не так уж и много.
Боле подробный расчет см здесь.
Другой вопрос в том, смогут ли, и как будут работать радиаторы во время работы гипердвигателя...
Windows 7 x64; Core i5-2500K (3.3 Ghz); 8Gb RAM; Radeon HD 6950 2Gb
|
|
|
| |
ENG
Новый сайт
