Przyszlosc energetyki

W dniu sobota, 3 maja 2014 22:27:25 UTC+2 użytkownik J.F. napisał:

A co jest takiego w kosmosie wartego podbijania? Ziemia jest na zadupiu. Na najbliższych planetach nie ma nic takiego czego by taniej na Ziemi nie znaleźć. Do tego nie istnieją lekkie materiały zabezpieczające przed promieniowaniem.

Na psk zostałem naprowadzony na wypowiedź Muska:

Given that the rocket's constituent materials are such a small part of the total vehicle cost, he said: "Clearly people were doing something silly in how they put those materials together. By eliminating those foolish things, we were able to make a rocket for much less."

Paliwo to mniej niż procent. Materiały konstrukcyjne niewiele więcej. Najdroższa jest obsługa i wiedza, jak to poskładać (być może przemnożona przez niewydajność państwowej instytucji).

Albo winda;-) Działo elektromagnetyczne potęguje pewien problem występujący już przy rakietach. Atmosfera na dole jest gęsta. A strzelać należy płasko;)

Załóżmy, że chcemy dostać się na 300km, strzelanie pionowo w górę, satelita dolatuje na 300km i staje. Teraz tylko musimy ją pchnąć. Do jakiś 9 km/s. Energia którą przekazało działo a która wyniosła nas na 300km to jedynie ~10% potrzebnej energii.

A jeśli będziemy strzelać płasko, opór nas zabije (w sensie zapotrzebowania na energię) aby to maiło sens trzeba by szyny wynieść na 10-20km. Są takie projekty projektów, ale to koncepcje z tego samego kręgu co winda.

Wydaje się, że wszystkie rozsądne próby ominięcia tego muszą ominąć ciołkowskiego jakimś sposobem przekazując energię i/lub materaił pędny (w np tym szyny) na bieżąco. Robi to i winda, i działo/wielki maglev (tylko na krótszym dystansie).

Były jeszcze pomysły ze strzelaniem laserem w statek.

pzdr bartekltg

Gdzie widujesz? Rok temu konstruowałem rekuperator w laboratoryjnej skali dla największego producenta tlenu na świecie. Stopień zaawansowania tej technologii nie jest obecnie imponujący.

Czy mógłbyś mi bez żadnego problemu ostudzić tak z tysiąc ton tlenu do -183C?

Rakiety kosmiczne jednak lepiej latają na ciekłym tlenie niż na ciekłym azocie.

Sa koncentratory tlenu dla celow medycznych, wojskowych, sa generatory azotu, laboratoryjne, przemyslowe

Ostudzic do temperatury otoczenia. A dalej ten sam problem co ze skraplaniem powietrza - tylko juz nie trzeba 78% odpadu skraplac :-)

dwie rurki, jeden wiatrak i znikomym kosztem ciekly azot zamieniasz na ciekly tlen :-)

J.

To nie to. Do masowej produkcji to się nie nadaje. Poszukaj pod hasłem ITM

Kosztem sprawności wymiennika ciepła. A miało być taniej...

Może własciwe pytanie powinno brzmieć: jaka część kosztu rakety to rakieta?

O właśnie. Marnotrawstwo w sytuacji kiedy nie ma rynku (ani podaż ani popyt nie są wolne i powszechne) może przybrać dowolną skalę. Jeśli umieszczenie kilograma ładunku na orbicie kosztuje z grubsza tyle co wysłanie 40-stopowego kontenera na drugi koniec świata, to coś tu jest nie tak.

Nie, czemu płasko? Działo lektromagnetyczne na zboczu wysokiej góry, na szczyt. Pojazd wylatuje ze szczytu np Kilimajaro z prędkością kilkunastu machów, zapala się scramjet na którym dolatuje z jak największą prędkością jak najwyżej, aż się skonczy atmosfera i scramjet zgaśnie. A tam już cudów nie ma, trzeci stopień na rakiecie. Ale pierwszy i drugi za grosze, bez żadnych jednorazowych rupieci.

Skoro ktos to robi, to znaczy ze sie nadaje :-) Chyba ze chodzi o ilosci gazu - spojrz na drugie - mnie to wyglada na przemyslowe instalacje. Owszem - moze do malego przemyslu, nie do huty.

Jak potrzebujesz tlenu, a masz mnostwo cieklego azotu, z ktorym nie ma co zrobic, to sie koszty inaczej liczy :-)

J.

No właśnie, a dyskutowaliśmy o twierdzeniu, że dla przemysłu kosmicznego istotne ejst tanie paliwo, najlepiej kopane koparką. Jak się okazało, na razie nie ma to znaczenia.

Bez przesady, nawet bez nadbudowy, przewiezienie kontenera na drugi koniec świata wymaga mniejszego nakładu energii.

Samej energii w końcowej tonie (a to nic przy energii użytej na lot) jest ~63GJ. Zakłądając, że silnik spalinowy ma bardzo optimistyczne 50%, to odpowiada 4000litrów benzyny Niech nasza ciężaróweczka spala 20l/100km, mamy 20 000km. Akurat droga na drugi koniec świata;) Niewydajnym transportem i tylko porównując z energią końcową wyniesionego ładunku, nie zużytą w tym procesie energię.

A tego punktu widzenia to transport po Ziemi jest drogi;-)

Hmm, dziwne, byłem pewien, że napisałe.

Chcemy dostać się np na 300km. Jak strzelisz w górę, to podlecisz na te 300km, teraz musisz jedynie rozpędzić się do tych 9km/s. I okazuje się, że nasz podskok to jedynie 10% energii potrzebnej dla orbity (przeliczając na paliwo ciut lepiej).

No i ma prędkość głownie w górę. Jeśli jest ona większa niż druga kosmiczna, to sobie poleci w cholerę, ale jeśli nie, to zacznie orbitować. Z minimum orbity pod powierzchnią Ziemi;-)

Tylko ten "drugi i trzeci stopień" muszą nadać rakiecie prędkość tych 9km/s. A mamy zero. Pierwszy stopień nieszczęsnego Saturn V nadawał prędkość 8.7km/h na jakiś 60km.

Orbita nie jest wysoko. Orbita "jest szybka".

pzdr bartekltg

Air Products ma na połuniu Stanów rurociągi rozprowadzające tlen do klentów. Zakłady zasilające te rurociągi typowo mają wydajność 2000 ton/dobę. W ramach pracy domowej poszukaj ile tych zakładów jest. NASA z nikim mniejszym nie będzie rozmawiać. Jakbyś im pokazał takie gówienko to by Ci kazali spadać na drzewo.

W oczyszczalniach ścieków są instalacje odzyskujące złoto. Z dużej ilości kupy :-)

Kontener to 40 ton. A tu jeden kilogram. 40 tysięcy do jednego. 40 tysięcy razy drożej. Ile razy mniej tej energii?

Masz jakieś dziwne przywiązanie do skrajności. Nie chcemy pionowo, bo (użyteczna) orbita jest równoległa do powierzchni Ziemi. Nie chcemy poziomo, bo nigdy nie dolecimy do orbity. No więc może by tak spróbować pod kątem, co?

A, jakoś przeoczyłem te masy.

I tak się oczywiście "robi", kiedyś nawet zabawowo liczyłem to przy jakimś prostackim modelu oporu i atmosfery. To nie przywiązanie do skranośći, tylko zwrócenie uwagi na dwa przeciwne trendy, raz przeszkadza atmosfera, raz 'cosinus', musimy je wypośrodkować.

pzdr bartekltg

Bull podobno strzelił dookoła Ziemi, zanim ktoś go zatłukł. Więc się da.

Z pomocą rakietki. I chyba miał strzelać następną generacją rakietek, ale HARPa zamknęli.

Nie ktoś, tylko CIA. Na 95%:)

Pytanie brzmi, czy jest to tańsze.

pzdr bartekltg.

Ale tu mowimy o wydajnosci rzedzu 1t/h czyli 24t/d. Niby malutko ale ...

ile to Nasa potrzebuje ? 1700 ton ... ale raz na miesiac, i to jak dobrze pojdzie :-)

NASA moze miec swoj rachunek, ale rzuc okiem

I jeszcze

J.

Prawdę mówiąc to ja nie wnikam co jest najtańsze. Bardziej mnie interesuje co ma szansę być tańsze po jakimś tam okresie rozwoju technologii. Ja widzę tu działo elektromagnetyczne, być może z drugim stopniem w postaci scramjeta. Potrafię sobie nawet wyobrazić taką konstrukcję scramjeta, która po zamknięciu kanału zamienia się w silnik rakietowy. Taka maszyna miałaby duży zbiornik węglowodoru i mały tlenu. W atmosferze wtłaczamy samo paliwo, w kosmosie paliwo plus tlen.

Dokładnie o tym. Oni ten zakład nazywają Primero. Ja powiem tak: dysponując najwyższą dostępną technologią i dużym budżetem na badania, było to dla mnie wyzwanie na granicy wykonalności, a właściwie o krok poza nią. A mowa była o instalacji laboratoyjnej, przy skali wielkości produkcji tej firmy. Dlatego pisałem wcześniej że to się owszem, upowszechni, ale jeszcze nie teraz.

Trzeba z tym ostrożnei, amerykanie też twierdzili, że promy okażą się tańsze po odpowiednim okresie.

Tak, wykorzystanie powietrza! To też mój ulubiony temat. Na 10-15km i pod okolice 1 Mach podwozimy turbowentylatorem, nawet standardowym samolotem, potem odpalamy właściwy pojazd.

W scramjet:

Chyba, że zrobimy go na wodór;)

pzdr bartekltg

Ale oni robia tez "zwykle" membrany

J.

Niestety - wiekszosc zapotrzebowania jest praktycznie poza atmosfera.

X-15 moze bylby dobrym punktem wyjscia, ale nie wiem czy tam gdzie bil rekordy jest dosc tlenu na screamjeta. A nizej rozpedzac sie nie mozna, bo opory za duze.

No i rakiety startuja od poczatku na wlasnym tlenie. Nie oplaca sie komplikowac na te pare procent.

J.