Spesifik itme veya spesifik itme. Belirli bir dürtünün peşinde

Herkes muhtemelen uzayın esas olarak boşluktan oluştuğunu biliyor. Ve bu boşlukta, tıpkı yürümek için yerden kalkmamız gibi, neredeyse itilecek hiçbir şey yoktur. Ve eğer öyleyse, o zaman hareketimizi ihtiyacımız olan şekilde değiştirmek için kendimizden bir şeyler atmalıyız. Ve son olarak bunu yapabilen araca roket denildiğini herkes biliyor.
Roketler çok çok uzun zaman önce, bir buçuk bin yıldan fazla bir süre önce icat edildi. Ancak jet tahrik teorisini ancak 19. yüzyılın sonlarına doğru ciddi şekilde anlayabildiler. Özellikle o zamanlar büyük Rus bilim adamı Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ünlü formülünü elde etti:

burada V roketin son hızıdır, I spesifik itici güçtür, M yakıtla doldurulan roketin kütlesidir ve m yakıtsız (veya başka bir çalışma sıvısı olmayan) roketin kütlesidir.

Özgül dürtü, motor itişinin yakıt tüketimine veya diğer çalışma sıvısına oranıdır. SI sisteminde akışı kg/s cinsinden ve itme kuvvetini Newton cinsinden ölçeriz. Newton ise kg*m/s 2'ye eşittir. Sonuç olarak, hız gibi belirli bir dürtünün saniyede metre cinsinden ölçüldüğünü bulduk. Temelde hızdır; motor memesinden kaçan çalışma sıvısı jetinin etkin hızıdır.
Spesifik dürtünün başka bir tanımı daha vardır: 1 kg yakıt (veya başka bir çalışma sıvısı) yardımıyla motorun 1 kgf (kilogram-kuvvet) itme kuvveti oluşturabildiği süre. Daha sonra saniye cinsinden ölçülür.
İlk tanımdaki spesifik etki Tsiolkovsky formülüne yerleştirilmelidir, ancak ikinci tanım hesaplamalarda genellikle daha uygundur. Belirli bir itkinin bir çeşidini diğerine dönüştürmek istersek basit bir formül kullanabiliriz: 1 m/s = 9,81 s. Çoğu zaman şu şekilde basitleştirilir: 1 m/s = 10 s. İkincisini burada kullanacağım. Elbette, her iki formül de yalnızca belirli bir dürtü için geçerlidir; sütün "kaçma" süresini, ocağı kurtarmak için gerekli olan aşçının bunların üzerinden geçme hızına dönüştürmeye değmez :-)

Bu formülde bu kadar ilginç olan ne? Oldukça açık olan şeyler: Gaz akışı ne kadar hızlı olursa ve rokette ne kadar fazla yakıt varsa, o kadar hızlı uçacaktır.
Ve bununla ilgili ilginç olan şey logaritmadır. Bu fonksiyon, altındaki kütle oranıyla birlikte çok yavaş artar. Logaritmanın 1'e eşit olması için 2,72 olması gerekir. Onlar. 10 tonluk "kuru" kütleye sahip bir roketin, fırlattığı çalışma sıvısının hızına ulaşması için aynı çalışma sıvısından 17 tondan fazlasına ihtiyacı vardır. Bu roketi iki çalışma sıvısı hızına hızlandırmak için 64 ton yakıta ihtiyaç duyulacak, üç - 191 ton için, son olarak dört çalışma sıvısı hızı için 534 ton çalışma sıvısı gerekli olacak. 10 ton ağırlığındaki bir rokete 534 ton çalışma sıvısının yerleştirilmesinin yani kendi kütlesinin elli katından fazlası - bu çok zor bir iştir. Dört jet çıkış hızı, roketin hızı için yaklaşık teknik sınırdır.

Elbette burada yerçekimi dikkate alınmıyor. Dünya'dan veya Güneş'ten uzaklaşırken roketi büyük ölçüde yavaşlatır, ancak Dünya'ya ve Güneş'e yaklaşırken ve ayrıca belirli yörüngeler boyunca gezegenlerin yanından uçarken (diğer yörüngeler boyunca uçmak yavaşlayabilir) roketi hızlandırır. Sonuç olarak, fırlatma aracının motorları kapatıldıktan sonra hızları bu formül kullanılarak hesaplanabilenden daha azdır, ancak bir uzay aracının şimdiye kadar ulaştığı maksimum hız, modern bir roketin başarabileceğinden birkaç kat daha fazladır. Ama artık bunun bizim için hiçbir önemi yok.

Peki tüm bunları neden yapıyorum? Ve spesifik dürtünün ne kadar önemli olduğu.
Diyelim ki 18 km/s hıza ulaşmamız gerekiyor. Bu, yaklaşık olarak güneş sisteminin ötesine uçmak için gereken şeydir (böyle bir uçuş için gereken tam hız, başladığımız yöne bağlıdır).
Roket motorumuzun özgül itkisi 450 s veya 4500 m/s olsun. Bu, en iyi sıvı yakıtlı roket motorlarıyla uyumludur ve kimyasal motorlar için teorik sınıra yakındır (eğer flor gibi çok toksik bileşenler kullanmıyorsanız).
Bu durumda, 10 ton ağırlığındaki bir roketi hızlandırmak için tam olarak bu 534 ton yakıt ve oksitleyici (bu durumda sıvı oksijen ve hidrojen) gerekli olacaktır. Yakıtla doldurulmuş bir roket fırlatıldığında 544 ton ağırlığa sahip olacak ve yalnızca 10 tanesi ihtiyacımız olan hıza ulaşabilecek...
Ve eğer spesifik itkiyi yalnızca iki kat daha büyük yaparsanız: 900 s mi yoksa 9000 m/s mi? Daha sonra 10 ton ağırlığındaki bir roketi hızlandırmak için yalnızca 64 ton çalışma sıvısı gerekli olacaktır! Onlar. Fırlatma sırasındaki roketin ağırlığı yalnızca 74 ton olacak! Fırlatma sırasında roketin ağırlığı aynı 544 ton ise, 73 tondan fazlası 18 km/s hıza ulaşacaktır!
Böylece, spesifik itici gücün iki katına çıkması, daha az çalışma sıvısı harcayarak yedi kat daha fazla kargoyu hızlandırmayı mümkün kılar.
Peki ya 1350 s veya 13.500 m/s'lik spesifik bir itici gücümüz varsa? 10 ton roket kütlesi başına 28 ton çalışma sıvısı alıyoruz, yani. 38 ton başlangıç kütlesi. Veya 143 tonluk 544 tonluk başlangıç kütlesini 18 km/s hıza çıkarma yeteneği.
Son olarak 3600 s veya 36.000 m/s hayal edelim... 10 tonu hızlandırmak için 6,5 ton çalışma sıvısı, yani. 16,5 ton başlangıç kütlesi. Veya 544 başlangıç noktasından 330 tonluk hızlanma.
Spesifik itici gücün 2 kat artması roketimizi 7,3 kat artırır (fırlatma kütlesini azaltır veya ivmelenen kütleyi arttırır), 3 kat artış - 14,3 kat ve 8 kat artış - 33 kat iyileşme!

Peki böyle spesifik bir dürtüye nasıl ulaşabiliriz?..
Elbette pek çok kişi plazma ve iyon motorlarını ve belki de genel olarak elektrikli roket motorlarını duymuştur. Bu tür motorlarda, çalışma akışkanını hızlandırmak için, çalışma akışkanının kendisinde bulunan enerji değil, dışarıdan sağlanan enerji kullanılır. Bu nedenle, bu tür motorların temelde belirli bir itme sınırlaması yoktur. En az 1.000.000 m/s! Sadece bir tane var AMA...
450 s'lik spesifik bir itme ile 1 kg'ı aynı 18 km/s hıza çıkarmak için yaklaşık 541 MJ enerji harcayacağız. 900'lerde - 259 MJ. 1350 s - 255 MJ'de. Şimdiye kadar, çok iyi. Ama sonra işler daha da kötüye gidiyor... 3600 s - 421 MJ'de. Spesifik dürtüdeki daha fazla artış, enerji maliyetlerinde daha da büyük bir artışa yol açacaktır, çünkü Çalışma akışkanının kütlesi artık hızının karesi arttığı kadar hızlı azalmayacaktır. Bu enerji, son hızın yaklaşık 0,63'üne eşit olan belirli bir itici güçte minimum düzeyde olacaktır. Bizim durumumuzda bu 1130 s veya 11.300 m/s'dir.
Okuyucu haklı olarak şunu soracaktır: "Sonuçta şimdi 541 MJ harcıyoruz, 3600'lerde ise sadece 421 MJ harcayacağız!"
Ve gerçek şu ki, artık tüm bu 541 MJ, çalışma sıvısının kendisinde bulunuyor ve elektrikli roket motorları söz konusu olduğunda, bunları dışarıdan sağlamamız gerekiyor...
Açıkçası, kimyasal akım kaynakları burada bir anlam ifade etmiyor: bir yakıt hücresinde (hiçbir şekilde hafif olmayan) hidrojen ve oksijeni suya dönüştürmek yerine, bir miktar ksenonu hızlandıracak bir iyon motoruna güç sağlamak için, bu Geleneksel bir roket motorunun yanma odasındaki hidrojeni anında yakmak çok daha kolay ve daha verimli. Güneş panelleri potansiyel olarak sınırsız bir enerji kaynağına sahiptir, ancak güçleri çok küçüktür, bu nedenle motorun itme kuvveti düşük olacaktır. Üstelik bu piller çok ağırdır. Bu nedenle yalnızca uydu yörünge düzeltme motorlarına güç sağlamak için uygundurlar. İnsanları başka gezegenlere göndermek istiyorsak farklı bir şeye ihtiyacımız olacak...
Nükleer reaktör harika bir çözümdür. Çok fazla enerji içerir, büyük bir güce sahip olabilir ve aynı zamanda nispeten küçük bir kütleye sahip olabilir. Şimdi, Mars'a uçuş için kullanılması planlanan, nükleer reaktörle çalışan güçlü bir plazma motoruna yönelik bir proje (VASIMR) zaten var. Ancak ne yazık ki bu sistem ideal olmaktan çok uzak... Yine de, bir nükleer reaktör bile o kadar yüksek bir güç-kütle oranına sahip değil ki, çok yüksek özgül itici güce sahip bir iyon motoru yapılması tavsiye edilebilir. İtkiyi arttırırsak, çalışma sıvısının kütlesini biraz azaltacağız, ancak reaktörün kütlesini büyük ölçüde artıracağız... Ve yine de böyle bir sistem, 0,1 m/s2'den fazla olmayan bir ivme sağlayacaktır. Hızlanma uzun olacak ve Dünya yüzeyinden başlamaktan söz edilmiyor.

Peki ne yapmalı?.. Çok basit: Reaktörden çalışma akışkanına enerji aktarımı zincirindeki ekstra halkaları atmanız gerekiyor! İdeal olarak - sıfıra. Çalışma akışkanı doğrudan reaktörden enerji almalıdır. Ve bu tür sistemler oluşturuldu. Test sırasında aslında "metalden" yaratılan Sovyet ve Amerikan nükleer roket motorları, yaklaşık 900 saniyelik belirli bir itici güce tamamen ulaştı! İçlerinde sıvı hidrojen, binlerce dereceye kadar ısıtılan (ama yine de katı olan) bir reaktör çekirdeğinden geçti, burada buharlaştı ve ısıtıldı, ardından bir ağızlıktan dışarı atıldı.
Hesaplamalar, eğer çekirdeği eritmek için tasarlanmış bir reaktör yaparsanız, 1350 saniyenin hiçbir şekilde spesifik itme sınırı olmadığını gösteriyor. Ve bu tip reaktörler günümüz teknolojisiyle oluşturulabiliyor.
Son olarak, gaz fazlı nükleer roket motorları için projeler var... İçlerinde uranyum buharlaşacak ve spesifik dürtü aynı 3600 saniye veya hatta daha yüksek - 4500 saniyeye kadar olacak.
Aynı zamanda, nükleer roket motorları yalnızca varsayımsal olarak değil, aynı zamanda atmosferde de çalışabilir ve itme güçleri ağırlıklarından birkaç kat daha fazla olabilir, bu da doğrudan Dünya'dan fırlatılmayı mümkün kılar.
Bu tür motorlar üzerinde yapılan çalışmaların uzun süredir uygun finansman almamış olması üzücü... Spesifik itici güçteki 2-3 kat artışın bile ne kadar büyük avantajlar sağladığının, 8 veya 8 kat artmasından bahsetmeye bile gerek yok, bence zaten oldukça açık. hatta 10 kez.

Ancak yeterince güçlü (0,1 m/s2'den daha fazla roket ivmesi sağlayabilen) motorların spesifik itkisi için sınır 4500 saniye midir, değil midir?.. Teorik olarak hayır.
Termonükleer reaksiyonlar sırasında reaksiyon ürünleri 10.000.000 m/s'den daha yüksek bir hızla birbirinden ayrılır; Varsayımsal bir füzyon roket motorunun özgül itkisi 1.000.000, hatta 1.500.000 saniye olabilir. Ve hepsinden iyisi, çalışma sıvısını hızlandırmaya yönelik enerji yine çalışma sıvısının kendisinde bulunur! Bu arada böyle bir motora sahip bir roketin teknik hız sınırı ışık hızının %20'sine ulaşabiliyor...
Ne yazık ki, termonükleer araştırmalar henüz termonükleer roket motoru yaratacak kadar ileri gitmedi. Öte yandan, termonükleer bir enerji santrali yaratmanın daha kolay olacağına inanmak için her türlü neden var. Yörüngeden fırlatıldığında (ve ne yazık ki bu tür motorlar atmosferde çalışmayacaktır), vakum oluşturma ve sürdürmede sorun yaşamayacağız, motorun enerji santrali reaktörleri gibi aylarca sürekli çalışmasına gerek yok ve son olarak, bize elektrik sağlamasına gerek yok! Gemiye güç sağlamak için ayrı bir nükleer reaktör kullanabilir ve termonükleer reaktörün yalnızca kendisine güç sağlamasına izin verebilirsiniz.
Sadece 450.000 saniyelik bir özgül itişle, yalnızca 1 tonu termonükleer yakıt olacak olan 11 tonluk fırlatma kütlesine sahip bir roket, neredeyse 430 km/s hıza ulaşacaktır. Gemiyi hızlandırmak, yavaşlamak, sonra tekrar hızlanmak ve yakıt ikmali yapmadan tekrar yavaşlamak istiyorsak, aynı oran (başlangıçta 11 ton, bunun 1 tonu yakıttır) 100 km/s'nin üzerindeki hızlarda uçuş için yeterlidir. 2 tonu termonükleer yakıt olmak üzere 12 tonluk bir fırlatma kütlesi alırsak, böyle bir uçuşun (gidiş-dönüş) hızı zaten 200 km/s olacaktır. Yani bir ay içinde Mars'a uçabilir, orada birkaç hafta çalışabilir ve evinize dönebilirsiniz...

Sevgili okuyucular, güneş sisteminin keşfi ufukta göründüğünden çok daha yakın :-)

Spesifik dürtü- jet motorunun verimliliğinin bir göstergesi. Bazen jet motorları için “belirli itme kuvveti” eşanlamlısı kullanılır (terimin başka anlamları da vardır). spesifik itme genellikle iç balistikte kullanılırken, spesifik dürtü- dış balistikte. Spesifik itici gücün boyutu hızın boyutudur; SI birimlerinde saniyede metredir.

Tanımlar

Spesifik dürtü- Bir jet motorunun, yarattığı itici gücün (hareket miktarı) yakıtın akış hızına (genellikle kütle, ancak aynı zamanda örneğin ağırlık veya hacimle de ilişkilendirilebilir) oranına eşit olan karakteristiği. Özgül itme ne kadar büyük olursa, belirli miktarda hareket elde etmek için o kadar az yakıt harcanması gerekir. Teorik olarak, spesifik dürtü eşittir egzoz hızı yanma ürünleri aslında bundan farklı olabilir. Bu nedenle spesifik dürtüye de denir etkili (veya eşdeğer) egzoz hızı.

Spesifik itme kuvveti- jet motorunun yarattığı itme kuvvetinin kütle yakıt tüketimine oranına eşit olan karakteristiği. Saniyede metre cinsinden ölçülür (m/s = N s/kg = kgf s/i.e. m) ve bu boyutta bu motorun 1 kg yakıt harcayarak (veya 1 yani m yakıt harcayarak 1 kgf'lik itme kuvveti). Başka bir yorumla, spesifik itme kuvveti itme kuvvetinin oranına eşittir. ağırlık Yakıt tüketimi; bu durumda saniye cinsinden ölçülür (s = N s/N = kgf s/kgf) - bu değer, motorun 1 kg yakıt kütlesi kullanarak 1 kgf'lik bir itme kuvveti geliştirebildiği süre olarak düşünülebilir ( yani 1 kgf ağırlığında). Ağırlığa özgü itme kuvvetini kütle itme kuvvetine dönüştürmek için, bunun yerçekimi ivmesiyle çarpılması gerekir (9,80665 m/s²'ye eşit olduğu varsayılır).

Kimyasal yakıt kullanan jet motorları için spesifik dürtüyü (egzoz hızı) hesaplamak için yaklaşık formül şöyle görünür: açıklamak]

İfade ayrıştırılamıyor (Yürütülebilir dosya texvc bulunamadı; Kurulumla ilgili yardım için matematik/BENİOKU'ya bakın.): I_y = \sqrt(16641 \cdot \frac(T_\text(k))(u M) \cdot \left(1 - \frac(p_\text(a) ) (p_\text(k)) M \sağ) ),

Nerede T k, yanma (ayrışma) odasındaki gaz sıcaklığıdır; P k ve P a sırasıyla yanma odasındaki ve meme çıkışındaki gaz basıncıdır; M- yanma odasındaki gazın moleküler ağırlığı; sen- odadaki gazın termofiziksel özelliklerini karakterize eden katsayı (genellikle sen≈ 15). Formülden ilk yaklaşıma göre görülebileceği gibi, gazın sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, molekül ağırlığı o kadar düşük olur ve RD bölmesindeki basınçların çevredeki boşluğa oranı ne kadar yüksek olursa, spesifik dürtü de o kadar yüksek olur.

Farklı motor türlerinin verimliliğinin karşılaştırılması

Spesifik dürtü, verimliliğini karakterize eden önemli bir motor parametresidir. Bu değer, yakıtın enerji verimliliği ve motorun itme kuvveti ile doğrudan ilişkili değildir; örneğin iyon motorları çok az itme kuvvetine sahiptir ancak özgül itkilerinin yüksek olması nedeniyle uzay teknolojisinde manevra motoru olarak kullanılırlar.

Farklı motor tipleri için karakteristik spesifik dürtü

Motor	Spesifik dürtü
Motor	Hanım	İle
Gaz türbinli jet motoru [[K:Wikipedia:Kaynaksız makaleler (ülke: Lua hatası: callParserFunction: "#property" işlevi bulunamadı. )]][[K:Wikipedia:Kaynaksız makaleler (ülke: Lua hatası: callParserFunction: "#property" işlevi bulunamadı. )]]	30 000(?)	3 000(?)
Katı roket motoru	2 650	270
Sıvı roket motoru	4 600	470
Elektrikli roket motoru	10 000-100 000	1000-10 000
İyon motoru	30 000	3 000
Plazma motoru	290 000	30 000

Bu formülle ilgili komik bir an not edilebilir: Kendi adı olmadığı için uzmanlar genellikle buna "Y-formülü" diyorlar - "Y Operasyonu" film komedisinde ve Shurik'in diğer maceralarında öğrenciler sonucu yazıyor Koridorun zeminindeki formülden tam olarak bu formülü çıkarıyoruz.

Ayrıca bakınız

"Özel dürtü" makalesi hakkında bir inceleme yazın

Notlar

Yorumlar

Kullanılan literatür ve kaynaklar

Bağlantılar

Tom Benson, / Yeni Başlayanlar İçin Havacılık Rehberi // Glenn Araştırma Merkezi, NASA (İngilizce)
Z. S. Spakovszky, / 16.Unified: Thermodynamics and Propulsion // MIT, 2006 (İngilizce)

Spesifik Dürtüyü karakterize eden bir alıntı

Bu zavallı çocukların şu anda ne yapacakları ve nereye gidecekleri konusunda hiçbir fikirleri olmadığını gördüm. Doğrusunu söylemek gerekirse benim de böyle bir fikrim yoktu. Ama birinin bir şeyler yapması gerekiyordu ve ben tekrar müdahale etmeye karar verdim, bu beni hiç ilgilendirmeyebilir ama tüm bunları sakince izleyemedim.
- Pardon adınız nedir? – Sessizce babama sordum.
Bu basit soru onu, bir daha geri dönemediği "başıboş düştüğü" "sersemlikten" kurtardı. Bana büyük bir şaşkınlıkla bakarken şaşkınlıkla şöyle dedi:
– Valery... Sen nereden geldin?!... Sen de mi öldün? Bizi neden duyabiliyorsun?
Onu bir şekilde geri getirmeyi başardığıma çok sevindim ve hemen cevap verdim:
– Hayır, ölmedim, tüm bunlar olurken sadece oradan geçiyordum. Ama seni duyabiliyorum ve seninle konuşabiliyorum. Tabii eğer istersen.
Şimdi hepsi şaşkınlıkla bana bakıyorlardı...
- Madem bizi duyabiliyorsun neden hayattasın? - küçük kız sordu.
Tam ona cevap vermek üzereydim ki aniden genç, koyu saçlı bir kadın ortaya çıktı ve hiçbir şey söylemeye vakti kalmadan tekrar ortadan kayboldu.
- Anne, anne, işte buradasın!!! – Katya mutlulukla bağırdı. – Sana geleceğini söylemiştim, söylemiştim!!!
Kadının hayatının şu anda görünüşe göre "pamuk ipliğine bağlı" olduğunu ve bir an için özünün fiziksel bedeninden dışarı atıldığını fark ettim.
– Peki nerede o?!.. – Katya üzülmüştü. - Az önce buradaydı!..
Görünüşe göre kız, bu kadar çok çeşitli duygu akışından çok yorulmuştu ve yüzü çok solgun, çaresiz ve üzgündü... Sanki ondan destek istiyormuş gibi kardeşinin eline sıkıca sarıldı ve sessizce fısıldadı:
- Ve etrafımızdaki herkes görmüyor... Bu nedir baba?..
Birdenbire, tam bir kafa karışıklığı içinde, berrak gözleriyle böylesine tanıdık bir beyaz ışığa bakan ve hiçbir şekilde anlayamayan küçük, üzgün, yaşlı bir kadına benzemeye başladı - şimdi nereye gitmeli, annesi şimdi nerede ve evi şimdi nerede?.. Önce üzgün ağabeyine, sonra tek başına duran ve görünüşe göre her şeye tamamen kayıtsız olan babasına döndü. Ama hiçbirinin onun basit çocukça sorusuna verecek bir cevabı yoktu ve zavallı kız birdenbire gerçekten ama gerçekten korkmaya başladı...
-Bizimle kalacak mısın? – iri gözleriyle bana bakarak acınası bir şekilde sordu.
"Tabii ki kalacağım, eğer istediğin buysa," diye güvence verdim hemen.
Ve ben de ona dostane bir şekilde sımsıkı sarılmak istedim, onun küçük ve o kadar korkmuş kalbini en azından biraz olsun ısıtmak için...
- Sen kimsin kızım? – aniden sordu baba. "Sadece bir insan, sadece biraz farklı" diye cevapladım biraz utanarak. – Artık sizin gibi “gidenleri” duyabiliyorum, görebiliyorum.
"Öldük değil mi?" – daha sakin bir şekilde sordu.
"Evet" diye cevapladım dürüstçe.
- Peki şimdi bize ne olacak?
– Yalnızca başka bir dünyada yaşayacaksın. Ve o kadar da kötü değil, inanın bana!.. Sadece ona alışmanız ve onu sevmeniz gerekiyor.
Baba hâlâ inanmayarak, “Gerçekten öldükten sonra mı yaşıyorlar?..” diye sordu.
- Onlar yaşıyor. Ama artık burada değil,” diye yanıtladım. – Her şeyi eskisi gibi hissediyorsunuz ama bu farklı bir dünya, alıştığınız dünya değil. Eşiniz de benim gibi hâlâ orada. Ama siz zaten “sınırı” geçtiniz ve şimdi diğer taraftasınız, daha kesin olarak nasıl açıklayacağımı bilemediğim için ona “ulaşmaya” çalıştım.
– O da bize gelecek mi? – kız aniden sordu.
"Bir gün evet" diye yanıtladım.
Memnun küçük kız kendinden emin bir şekilde, "O halde ben onu bekleyeceğim," dedi. "Ve hepimiz yeniden birlikte olacağız, değil mi baba?" Annemin tekrar bizimle olmasını istiyorsun, değil mi?..
Kocaman gri gözleri yıldızlar gibi parlıyordu, sevgili annesinin de bir gün burada, yeni dünyasında olacağı umuduyla, annesi için bu mevcut dünyasının ölümden ne fazlası ne de azı olacağının farkında bile değildi. .
Ve anlaşılan o ki, bebeğin fazla beklemesi gerekmemiş... Sevgili annesi tekrar ortaya çıkmış... Çok üzgündü ve biraz kafası karışmıştı ama çılgınca korkan babasından çok daha iyi davrandı. içten sevincimin artık aklı başına gelmişti.
İlginçtir ki, bu kadar çok sayıda ölü varlıkla iletişimim sırasında, kadınların "ölüm şokunu" erkeklerden çok daha güvenli ve sakin bir şekilde kabul ettiklerini neredeyse kesinlikle söyleyebilirim. O zamanlar bu tuhaf gözlemin nedenlerini henüz anlayamamıştım ama durumun tam da bu olduğundan emindim. Belki de “yaşayan” dünyada geride bıraktıkları çocukların ya da ölümlerinin ailelerine ve arkadaşlarına getirdiği acının suçluluk acısını daha da derinden taşıyorlardı. Ancak çoğunun (erkeklerin aksine) neredeyse tamamen yok olduğu şey tam da ölüm korkusuydu. Bu, dünyamızdaki en değerli şeyi - insan hayatını - kendilerinin vermiş olmasıyla bir dereceye kadar açıklanabilir mi? Ne yazık ki o zamanlar bu soruya bir cevabım yoktu...
- Anne, anne! Ve uzun süre gelmeyeceğini söylediler! Ve sen zaten buradasın!!! Bizi bırakmayacağını biliyordum! - küçük Katya zevkten nefesi kesilerek ciyakladı. - Artık hep birlikteyiz ve artık her şey yoluna girecek!
Ve tüm bu tatlı, arkadaş canlısı ailenin, küçük kızlarını ve kız kardeşlerini, bunun hiç de iyi olmadığını, yeniden bir araya geldiklerini ve ne yazık ki hiçbirinin bunu başaramadığını bilmekten nasıl korumaya çalıştıklarını izlemek ne kadar üzücüydü. yaşanmamış hayatları için artık en ufak bir şansları kalmamıştı... Ve her biri, ailelerinden en az birinin hayatta kalmasını içtenlikle tercih ederdi... Ve küçük Katya hâlâ masumca ve mutlu bir şekilde bir şeyler gevezelik ediyordu ve buna seviniyordu. yine hepsi bir aile ve yine “her şey yolunda”...
Annem, kendisinin de mutlu ve mutlu olduğunu göstermeye çalışarak hüzünlü bir şekilde gülümsedi... ve ruhu, yaralı bir kuş gibi, çok az yaşamış talihsiz çocukları hakkında çığlık attı...
Birdenbire kocasını ve kendisini bir tür şeffaf "duvar" ile çocuklardan "ayırmış" gibi göründü ve doğrudan ona bakarak yanağına hafifçe dokundu.
Kadın sessizce, "Valery, lütfen bana bak," dedi. -Ne yapacağız?.. Bu ölüm değil mi?
O kadar ölümcül bir melankolinin sıçradığı iri gri gözleriyle ona baktı ki artık onun yerine kurt gibi ulumak istedim, çünkü tüm bunları ruhuma almak neredeyse imkansızdı...
“Bu nasıl olabilir?.. Neden yaptılar?!..” diye sordu Valeria’nın karısı tekrar. - Şimdi ne yapmalıyız, söyle bana?

Bunların aslında aynı özellikler olduğunu unutmayın. Spesifik itme kuvveti genellikle iç balistikte kullanılırken, spesifik dürtü- dış balistikte. Özgül dürtünün boyutu hızın boyutudur; SI birim sisteminde saniyede metre.

Tanımlar

Spesifik itme kuvveti- jet motorunun yarattığı itme kuvvetinin kütle yakıt tüketimine oranına eşit olan karakteristiği. Saniyede metre cinsinden ölçülür (m/s = N s/kg = kgf s/i.e.) ve bu boyutta belirli bir motorun 1 kg yakıt (veya 1 kgf'lik itme kuvveti, 1 t.e.m. yakıt tüketildiğinde). Başka bir yorumla, spesifik itme kuvveti itme kuvvetinin oranına eşittir. ağırlık Yakıt tüketimi; bu durumda saniye cinsinden ölçülür (s = N s/N = kgf s/kgf). Ağırlığa özgü itme kuvvetini kütle itme kuvvetine dönüştürmek için, bunun yerçekimi ivmesiyle çarpılması gerekir (yaklaşık 9,81 m/s²'ye eşit).

Yaklaşık hesaplama formülü spesifik dürtü Kimyasal yakıtlı jet motorları için (egzoz hızı) şöyle görünür:

burada Tk yanma (ayrışma) odasındaki gaz sıcaklığıdır; pk ve pa sırasıyla yanma odasındaki ve meme çıkışındaki gaz basıncıdır; y yanma odasındaki gazın moleküler ağırlığıdır; u, odadaki gazın termofiziksel özelliklerini karakterize eden bir katsayıdır (genellikle u ≈ 15). Formülden ilk yaklaşıma göre görülebileceği gibi, gazın sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, molekül ağırlığı o kadar düşük olur ve RD bölmesindeki basınçların çevredeki boşluğa oranı ne kadar yüksek olursa, o kadar yüksek olur. spesifik dürtü .

Farklı motor türlerinin verimliliğinin karşılaştırılması

Spesifik dürtü verimliliğini karakterize eden önemli bir motor parametresidir. Bu değer doğrudan yakıtın enerji verimliliği ve motorun itme kuvveti ile ilgili değildir; örneğin iyon motorlarının itme kuvveti çok azdır, ancak bunların yüksek olması nedeniyle spesifik dürtü uzay teknolojisinde manevra motoru olarak kullanılmaktadır.

Farklı motor tipleri için karakteristik spesifik dürtü

Motor	Spesifik dürtü
Motor	m/sn	saniye
Gaz türbinli jet motoru	30 000	3 000
Katı roket motoru	2 000	200

Filmin senaryosuna ve kitaba göre yüksek darbeli iyon motorlarıyla donatılmıştır.

Uzay araştırmalarındaki mevcut durum, yelken filosunun denenmiş ve test edilmiş teknolojilerinin birdenbire geçmiş bir dönemin modası geçmiş eserlerinden başka bir şey olmadığı ortaya çıktığı 19. yüzyılın ortalarına benziyor. Yakın zamanda Türkleri Sinop'ta yenilgiye uğratan parlak Rus Karadeniz Filosu, birdenbire kendisini Müttefiklerin birleşik filosu ve "kükreyen kırklı", "öfkeli ellili" ve "öfkeli ellili" çay kesme makineleri tarafından Sevastopol limanında kilitlenmiş halde bulduğunda. "altmışlı yılların" yerini ilk buhar motorlarını kullanan çevik balina avlama tekneleri aldı.

Daha sonra, donanma için hızın sabitliği ve unsurlara karşı bağışıklık sorununun, rüzgarın gücünü kısıtlama ve son "Cutty Sark" tarafından hız rekorları gösterme seçeneğinden çok daha acil ve acil hale geldiği ortaya çıktı. Yavaş hareket eden ve hantal, ancak rüzgarın gücünden bağımsız olarak buharlı gemiler, yarım yüzyıldan daha kısa bir süre içinde nihayet yelkenli gemileri denizcilik işlerinin sınırlarına itti ve gemileri ve müzeleri eğitme rolünü geride bıraktı.

Bu, denizcilik alanındaki en radikal devrimlerden biriydi.
Bir sonraki evrimsel adım, yakıtın bu şekilde kullanılmasının reddedilmesi ve donanmada nükleer enerjiye geçiş hiçbir zaman gerçekleşmedi: nükleer reaktörler yalnızca önde gelen dünya güçlerinin donanmalarının ve Rus Arktik buz kırıcı filosunun "markası" olarak kaldı .

Uzay araştırmalarında da benzer bir durum yaşanıyor. Kimyasal yakıtı uzaya daha fazla "yollamak" kesinlikle imkansızdır - ancak eski ve kanıtlanmış kimyasal roketlerin yerini ne alacağı hala bir yapısal çalışma ve mühendislik araştırması meselesidir.

Öncelikle insanlığın kimyasal yakıtlı roketlere neden bu kadar aşık olduğunu söylemek gerekiyor.
Bunun bir tür "aşk birlikteliğinden" ziyade "çıkar evliliği" olduğu söylenmelidir. Kimyasal yakıtlı bir roket, Dünyamızın yüzeyinden en azından bir şeyi koparmak için kullanılan birkaç seçenekten yalnızca biriydi ve öyledir. Dünya yüzeyinden fırlatılan roketler için, daha önce bahsettiğim kaçınılmazlığı olan yerçekimi müdahalesi önemlidir.

Makalenin metninde daha ayrıntılı olarak bahsedeceğim motor kütlesi, uzay koşulları için çok daha uygundur, ancak Dünya'dan fırlatmak için pratik olarak işe yaramazlar - itiş güçleri kendi ağırlıklarından çok daha azdır, bahsetmeye bile gerek yok ihtiyaç duydukları yakıtın kütlesi veya yükün ağırlığı. Sonuç olarak, bu tür motorlar için motor jet itme kuvvetinin (T) tüm roketin kütlesine (W) oranı birden azdır (T/W).<1) и ничего поднять с поверхности Земли они не могут.

Saturn-V ay roketinin J-2 motorunun bir analogu olan J-2X motorunun tezgah testi. Apollo roketlerini Ay'a gönderen de bu motordu. Ancak bu genel olarak zorunlu bir karardı.

Ancak fizik, kimya ve malzeme biliminin gerçekliğinde hem yüksek özgül itkiye hem de yüksek özgül itkiye sahip bir motor yapmak oldukça zordur.
Ve eğer "çekiş" kavramı bizim için sezgisel olarak açıksa (peki, 200 kilogramlık bir halteri kaldırabilirsiniz - iyi bir "çekişe" sahipsiniz, ancak yapamazsanız boğulursunuz. Genel olarak her şey insanlarda olduğu gibi), o zaman "özel dürtü" kavramını açıklamak yine de daha iyidir.
İtiş gücü, motorun geleneksel "gücü" ise, o zaman spesifik itme, daha ziyade "dayanıklılığı", yani sınırlı yakıt rezervleriyle uzun süre yüke ek itme sağlama yeteneğidir.

Özgül dürtü ya saniye cinsinden (IKGSS birimlerinin “teknik” sistemini kullanıyorsanız) ya da saniyedeki metre cinsinden (SI birimlerinin “bilimsel” sistemini kullanıyorsanız) ölçülür.
“Saniye” (zaman birimi olarak) ve “saniyede metre” (hız birimi olarak) kavramlarının fiziksel anlamı da farklıdır, ancak farklı açılardan da olsa geleneksel bir jet motorunun aynı parametrelerini tanımlamaktadır.

Bir motorun özgül itkisinin saniye cinsinden ifade edilmesi durumunda, "özgül itici güç, belirli bir motorun 1 kilogram yakıtla çalışarak bir kilogram-kuvvet itme kuvveti yaratacağı saniye sayısıdır" (MCGSS) ortaya çıkıyor. .
Motorun özgül dürtüsünü saniyede metre cinsinden ifade ederseniz, "özgül dürtü, motor itişinin Newton cinsinden ikinci yakıt kütle tüketimine oranıdır" (SI) ifadesine dayanarak daha karmaşık bir sonuca varırsınız.
SI sisteminde Newton birimi kg-m/s2 olarak ifade edilir ve paydadaki ek kg/s azaltıldıktan sonra hız birimini (saniyedeki metre) elde edersiniz.
Belirli bir dürtü için ortaya çıkan hız değerinin, herhangi bir motorun memesinden yanma ürünlerinin egzoz hızına neredeyse kesin olarak karşılık gelmesi ilginçtir. Örneğin, yaklaşık 450 saniye olan modern sıvı yakıtlı jet motorlarının (LPRE) spesifik itkisi, çalışma sıvısının (yanma ürünleri) saniyede 4500 metrelik egzoz hızına karşılık gelir.

Hidrojen roket motorunun test edilmesi. Yanma ürünlerinin egzoz hızı yaklaşık 4500 m/s'dir, özgül darbe ise yaklaşık 450 saniyedir.

Üstelik önemli olan, saniyede metre cinsinden ifade etmekten farklı olarak, belirli bir darbeyi saniye cinsinden belirtirseniz, bunun motorun gerçek çalışma süresiyle hiçbir şekilde ilgisi yoktur. Yalnızca, yakıt mevcudiyetine bağlı olarak hem spesifik dürtü süresinden daha uzun hem de daha az çalışabilen motorun spesifik yakıt tüketimini gösterir.

İlk bakışta çalışma akışkanının çıkış hızı saniyede 4500 metredir (13M) - bu deniz seviyesindeki ses hızının (340 m/s) on üç katıdır. Günlük algımız için muazzam hız ve bu nedenle tüm sıvı roket motoru nozulları genişleyen, süpersonik Laval nozullarından yapılmıştır.

Hidrojen-oksijen çiftindeki daha yüksek çıkış hızları, 1968'de yalnızca çok egzotik lityum-hidrojen-flor üçlüsüyle elde edilebildi. Ancak bu tür zehirli ve patlayıcı yakıtla özgül itki (542 saniye) ve egzoz hızındaki (5.320 m/sn) artış çok önemsizdi, bu nedenle flor oksitleyici içeren üç bileşenli yakıtın kullanımından sonunda vazgeçildi.

Katı yakıtlı roket motorları (katı yakıtlı roket motorları), (sıvı roket motorlarıyla karşılaştırıldığında) daha da “aptal” ve “dayanılmaz” hale geliyor. Bu geliştirilmiş barut havai fişeklerin "kısa nefes alan sprinterler" olduğu ortaya çıktı - mevcut katı yakıtlı roket motorlarının çoğu, 250-270 saniyelik bir bölgede belirli bir itici güce sahiptir; bu, yalnızca 2500-2700 m// yanma ürünlerinin egzoz hızına karşılık gelir. S. Ancak katı yakıtlı roket motorları muazzam bir başlangıç itme kuvveti sağlayabilir, bu nedenle başlangıç iticileri olarak kullanılırlar.

Uzay Mekiği fırlatma güçlendiricisinin yer testi. Alev çatıdan geçiyor, itme yoğunlaşıyor ve özgül itme çok az.

Peki bu çok mu az mı; saniyede 4500 metre mi, yoksa 450 saniye mi?
Tek aşamalı bir fırlatma kullanarak Dünya'dan alçak Dünya yörüngesine fırlatmak için bile (İngilizce buna SSTO - tek aşamalı yörüngeye denir), bunun kesinlikle yetersiz olduğu ortaya çıkıyor. Modern roketlerin kargoyu iki ve bazen üç aşamada yörüngeye fırlatmasının bir sonucu olarak çeşitli çok aşamalı planlar oluşturmak gerekir.

Aynı zamanda, "kimyasal bir lokomotifi hızlı bir süper-luminal rokete dönüştürme" yönündeki tüm mevcut fikirler, hala katı yakıtlı roket motorlarının ve sıvı yakıtlı motorların sınırlı yetenekleriyle ve belirli bir itici gücün bir formül olarak dahil edildiği kötü şöhretli Tsiolkovsky formülüyle karşı karşıyadır. çarpan:

Burada motorun aynı spesifik dürtüsünü görüyorum.
Uçağın başlangıç (M1) ve son (M2) kütlelerinin doğal logaritmayla oranıyla ilgili olduğundan, belirli bir son hızda motorun özgül itkisinin 2 kat artmasının, uçağın M1'in M2'ye oranının doğal logaritması aynı iki kat veya daha açık hale getirmek için, M1'in M2'ye oranını orijinal oranlarının ikinci kuvveti (veya karekökü) biçiminde değiştirir.
Belirtilen bağımlılık güç kanunu olduğundan, spesifik itkideki 4 veya 8 katlık farklılıklar zaten daha yüksek güçler ve kökler oluşturacaktır; bunun sonucunda, özgül itici güçte 4 ve 8 kat farklılık gösteren motorlar için M1'den M2'ye oranı zaten olacaktır. orijinal oranın sırasıyla dördüncü veya sekizinci kuvveti.

“Nükleer uzay gemisi” MG-19, zamanının ilerisinde bir kuştur.

Bu arada, roketlerimizin sıvı yakıtlı motorları ve katı yakıtlı roket motorları için büyük ölçüde kimyasal yakıta güveniyoruz; kargomuzun maliyeti, alçak Dünya yörüngesinde bile, kargonun her kilogramı için binlerce dolar olacaktır.

Peki sadece alçak Dünya yörüngesine değil, Mars'a veya Ay'a da uçmayı planlıyorsanız ne tür motorlara ihtiyacımız var? Peki ya alçak Dünya yörüngesinde zaten her kilogram kargoya bu kadar değer veriyorsak ve bu kısır döngüden kurtulma seçenekleri hakkında çok az fikrimiz varsa?

Cevabım şu: Modern “karasal” roketlerimizin kimyasal motorlarından çok daha yüksek atım hızına sahip bir motora ihtiyacımız var.
Tsiolkovsky formülündeki doğal logaritmanın, farklı tahrik sistemleri kullanması durumunda gelecekteki Mars gemisinin kütle oranını ve toplam kütlesini nasıl etkilediğine dair bir örnek:

Mars nakliye gemisi için çeşitli seçeneklerin karşılaştırılması: kimyasal yakıt, hidrojen-oksijen buharı (5900 ton, 460 saniye özgül itki, 4600 m/s egzoz), nükleer katı hal motoru (3500 ton, 950 saniye özgül itici güç, 9500 m/s) egzoz) ve elektrikli roket motoruyla (250 ton, 3000-10000 saniye özgül itiş, egzoz hızı 30-100 km/s).

Gördüğünüz gibi, kimyasal yakıtla ilgili Mars destanının versiyonu neredeyse gerçekçi değil: Kimyasal yakıtla çalışan ağır veya %100 yeniden kullanılabilir roketlerin bize alçak Dünya yörüngesinde kilogram başına 1000 dolarlık bir kargo maliyeti sağlayacağını varsayarsak. , o zaman 5900 tonluk Mars gemisi Dünya'ya yalnızca yörüngeye fırlatma maliyeti olarak 5,9 milyar dolara mal olacak (geminin kendisi ve Ar-Ge maliyeti olmadan).
Ve benzersiz ve süper ağır roketlerin elli kadar fırlatılmasıyla fırlatılması gerekecek.

ABD ve SSCB'nin 1960'lı ve 1970'li yıllarda geliştirilmesinde çok aktif olarak çalıştığı, katı hal nükleer tahrik motoruna sahip gezegenler arası bir uzay aracı, duruma pek yardımcı olmuyor.
Daha sonra Amerikan NERVA projesinde ve Sovyet RD-0410'un testlerinde elde edilen yaklaşık 850-950 saniyelik spesifik itme, elbette Mars gemisinin ağırlığından tasarruf sağlıyor, ancak yine de en az otuz ağır fırlatma işlemini düşündürüyor. fırlatma araçları ve geminin yörüngedeki uzun vadeli montajı.

Ve son olarak, daha önce tartıştığım, 3000'den 30.000 saniyeye kadar olası darbeleriyle elektrikli roket motorlarının çeşitli konseptleri, Güneş Sisteminin gelecekteki keşifleri konusunda bize hâlâ yeterince iyimserlik sağlıyor. Evet, "Plüton'a beş buçuk gün" değil ve ramjet termonükleer roket motoruna (TNRE) sahip "Şeytan Azothoth Sultanı" değil, ama yine de - yalnızca 250 ton ağırlığında, halihazırda monte edilebilen gerçek bir gemi. Güçlü ancak düşük darbeli sıvı yakıtlı motorlara ve katı yakıtlı roket motorlarına sahip, kusurlu kimyasal roketlerimize bile güvenerek Dünya yörüngesinde.

Gelecekteki Mars gemisi için güneş panelleri ve nükleer reaktör arasındaki motor enerji kaynağı seçimi hala açık. Ancak Jüpiter'e bile büyük olasılıkla gemide bir reaktörle uçmanız gerekecek.

Pek çok elektrikli roket motoru türünden hangisinin gelecekteki Mars nakliye gemisine güç vereceği hala açık bir sorudur.
Gemide elektrik gücü kaynağı olarak genellikle yalnızca iki seçenek mevcut olsa da: güneş panelleri ve nükleer reaktör, motor olarak çok farklı yüksek darbeli elektrikli roket motorları kullanılabilir. Bunlar iyon motorlarını, plazma motorlarını (bağlantıda daha önce bahsedilen VASIMR'yi içerir) ve elektrostatik veya elektrotermal motorlara yönelik çeşitli seçenekleri içerir.
Bu motorların tümü halihazırda 3.000 ila 10.000 saniyelik belirli bir itici güç sağlıyor ve bazı projeler, 30.000 saniyelik belirli bir itici güç vaat ediyor; bu, çalışma sıvısının saniyede 300 kilometrelik çılgın bir egzoz hızına karşılık geliyor.

Geçen yıl, elektrikli roket motorları ailesindeki en güçlü ve itme-ağırlıklı iyon motorlarının bugün 14.600 saniyelik belirli bir itiş göstererek 10.000 saniye sınırını aştığı bildirilmişti.
Bu motorların ne kadar dayanıklı olduğu bilinmemektedir, ancak her halükarda "iyon motorlarının" iyileştirilmesiyle ilgili haberler sevinmekten başka bir şey yapamaz.

İyon motoru, sıvı yakıtlı roket motorunun veya katı yakıtlı roket motorunun vahşiliğine sahip değildir, ancak tüm güneş sistemi size gözbebeğinden bakar. Bizim sistemimiz.

Güzel olan, Rusya'da iyon motorlarının test edilmesinde ilerleme olması.

Bu ürünlerin parametreleri, hem iyon motorlarının hem de onlarla birlikte sağlanan gelecek vaat eden uzay aracının bazı parametrelerinin ana hatlarını çizen "MAI Bildirileri" (Aralık 2012 için sayı 60) dergisindeki yayından değerlendirilebilir.

Burada açıklanan VChID-45 iyon motoru (büyük olasılıkla KBKhA test sahasında test edilmiştir) aşağıdaki parametrelere sahiptir: nominal güç 35 kW, itme gücü 760 mN (0,076 kg) ve 7000 saniyeye kadar spesifik dürtü (iyon çıkış hızı - 70) km/c).
Uzayda halihazırda test edilmiş iyon motorlarıyla karşılaştırıldığında, HFID yaklaşık olarak çok daha güçlüdür - uzayda çalışan en güçlü iyon motoru 91 mN'lik bir itme kuvvetine sahipti ve Amerikan araştırma sondası Deep Space-1'e monte edilmişti).

Motorun planlanan ömrü, projenin ana atılımı olan 50.000 saat olarak belirtildi: Şimdiye kadar iyon motorları, iyon hızlandırıcı kafeslerin ve elektrotların hızlı bir şekilde bozulmasından muzdaripti ve bunlar, yaklaşmakta olan iyon akışı tarafından basitçe "yenildi". yüksek enerjili iyonlar

İyon motorları, bu tür otuz motordan oluşan bir kümeye elektrik sağlayabilen, 1 MW kapasiteli, yerleşik bir nükleer enerji santrali (NPP) tarafından çalıştırılmalıdır.

Gelecekte Roscosmos, iyon motorlarıyla donatılmış römorkörler için üç seçeneği değerlendirdi: 1 MW gücünde nükleer santralli bir "ay kamyonu" ve 2 ve 4 MW gücünde nükleer santralli insanlı görevler için Marslı römorkörler.

2003-2005 yıllarında NASA, Prometheus projesi kapsamında nükleer enerjiye ve iyon motorlarına sahip bir gemi geliştirdi. Prometheus'un nükleer santralindeki gücünün 250 kW olması gerekiyordu. Roscosmos'un "ay kamyonunun" en az dört kat daha güçlü olması gerektiğini hesaplamak zor değil.

Her birinde on adet VCID-45 motordan oluşan dört kümenin (tahrik sisteminin toplam kütlesi 5,7 ton) bulunduğu bir platform üzerinde 1 MW'lık bir nükleer enerji santraline sahip bir "ay kamyonu", bir modülün Ay'a inişini sağlayabilecek. 25 ton ağırlığında.
Aktif varlığı boyunca, "ay kamyonu", düşük jeosentrik bir yörüngeden (800 km yükseklik) düşük selenosentrik bir yörüngeye (100 km yükseklik) kadar toplam yük kapasitesi ile en az beş taşıma operasyonu gerçekleştirebilecek. 128,5 tonluk düşük selenosentrik yörünge (kütle "kamyon", yakıt ve yük) ve her gidiş-dönüş için yaklaşık 10,8 ton çalışma sıvısı tüketimi.

Karşılaştırma için, kimyasal yakıt kullanan klasik bir roket (hidrojen-oksijen buharı, Satürn V roketi, Apollo programı) kullanıldığında, alçak Dünya yörüngesinden 145 ton ağırlığında bir yapı fırlatıldı, 46 ton Ay'a uçuş yörüngesine fırlatıldı. Ay'a iniş modülü 15 ton ağırlığındaydı ve Apollo dönüş kapsülü yalnızca 5 ton ağırlığındaydı).

Römorkörlerin Mars versiyonları için şu ana kadar sadece genel bir tahmin var: fırlatma ağırlıkları yaklaşık 215 ton olmalı ve gidiş-dönüş uçuş süresi iki buçuk yıl olacak.

Yayın, tahrik sistemi grubundaki motor sayısının azaltılması gerekiyorsa, itme kuvvetinin artırılmasına ihtiyaç duyulması halinde HFID motorunun diğer değerlere ölçeklendirilebileceğini belirtiyor. Örneğin, 79 kW veya 105 kW güç seviyeleri gerekliyse motor aynı prensiplere göre tasarlanabilir. Bu durumda motor itme kuvveti sırasıyla 1,52 N ve 2,27 N olacaktır. Spesifik darbe 6880 saniyeden 7120 saniyeye veya 7320 saniyeye yükseltilebilir ve genel sistem verimliliği %78,6'dan %81,3'e, hatta %83,5'e yükseltilebilir. Ancak prototip geliştirme ve nitelendirme maliyeti yaklaşık olarak motor çapının üçüncü gücü oranında artacaktır.

Genel olarak her şey daha yeni başlıyor...

Gururlu yelkenli gemiler hâlâ "kükreyen kırklı yaşlarımızın" geniş alanlarını sürüyor, ancak bir yerlerde, ofislerin ve laboratuvarların sessizliğinde, şimdiden buhar motorlu çelik balina avcılarının çizimlerini çiziyorlar, bu da gelecekteki Ahab'ın ona yetişmesini sağlayacak. Moby Dick...

Toplam sayısı genellikle binlerce olan kısa süreli periyodik açma (darbe) modunda çalışır. Karakteristik özelliği, sabit genlik ve değişken süre (genişlik) ve frekans (saniyede birkaç on darbeden birkaç günde bir 1'e kadar) itme darbelerine sahip darbe modülasyon modudur. Belirli bir süre içinde geliştirilen toplam itme kuvvetinin değerine göre, darbe roket motoru sürekli olarak daha düşük itiş gücünde çalışan bir taksi yoluna eşdeğerdir. Ancak avantajı, motor çalışma modunu değiştirerek hızlı ve büyük bir doğrulukla toplam itme kuvvetinin farklı değerlerini elde edebilme yeteneğidir; bu, sürekli çalışan bir taksi yolu kullanıldığında mümkün değildir. İLE darbe roket motoru hız, karakteristik stabilite, tek bir itme darbesinin minimum değerinin çıkışı ve kontrol valflerinin düşük güç tüketimi için gereksinimler vardır. İdeal darbe roket motoru Elektrik komutlarıyla aynı zamana denk gelen dikdörtgen itme darbeleri üretmelidir. Gerçek olarak darbe roket motoru itme darbeleri yamuk veya çan şeklindedir; komuta dürtülerinden daha geniştirler ve onların gerisinde kalırlar. Çoklu başlatma ve kapatma modları sırasında roket yakıtının israflı tüketimi, roketatarın sonuçta ortaya çıkan spesifik dürtüsünü azaltır. düşük itme kuvveti geliştirir, çoğu roket güdümlüdür mikromotorlar. kullanılan bireysel roket tahrik sistemleri ve uzay aracı kontrol sistemleri için ana tip roket tahrik sistemleridir. Çalışma hızı, çalışma sıvısının düşük akış hızıyla uçuş kontrolünü sağlar. Nispeten büyük enerji harcamaları gerektiren manevralar yaparken, darbe roket motorları sürekli çalışır (senkron uyduların konumu değiştiğinde birkaç saate kadar).

Darbeli roket motorları hem iki bileşenli kendiliğinden tutuşan yakıtla hem de tek bileşenli yakıtla çalışır. Örnek darbe roket motoru için tasarlanmış R-4D reaktif kontrol sistemleri Apollo uzay aracı. Hidrazin, tek bileşenli bir yakıt olarak yaygın olarak kullanılır. Özellikle, dönme yoluyla stabilize edilmiş (genellikle ~ 1 s -1 frekansında) bağlı bir uydunun tipik bir reaktif kontrol sistemi, birkaç hidrazin çifti içerir. darbe roket motorları her biri ~ 20 N itme kuvveti. Hidrazinin dezavantajları darbe roket motorlarıçok sayıda "soğuk" kalıntı içeren katalizörün tahrip olması ve kalitesinin kaybıdır. Kaynak artışı darbe roket motorları uzaktan kumandanın elektrikli ısıtılması yoluyla katalizörün yüksek bir sıcaklıkta (örneğin 600 K) tutulmasıyla elde edilir. Hidrazin bileşikleri oluşturuldu darbe roket motorları 1 milyondan fazla katılımla.