Budeme létat do vesmíru s plazmovými tryskovými motory?  
Inženýři berlínské techniky vyvíjejí unikátní motory, s nimiž se jednou možná bude létat z letiště přímo do kosmického prostoru.

 

Vize letounu s plazmovým tryskovým pohonem. Kredit: Future Workshop Electrofluidsystems TU Berlin.
Vize letounu s plazmovým tryskovým pohonem. Kredit: Future Workshop Electrofluidsystems TU Berlin.

Tryskové motory už pomalu vycházejí z módy. Není divu, fungují už dlouhá desetiletí. Co kdybychom je ale nahradili letouny, které vzlétnou z letiště a doletí až do vesmíru, přičemž k tomu budou potřebovat jenom vzduch a elektřinu? Zní to jako sci-fi, ale na takových motorech se již intenzivně pracuje.

 

Berkant Göksel. Kredit: TU Berlin.
Berkant Göksel. Kredit: TU Berlin.

Tradiční tryskové motory vytvářejí tah tak, že smíchají palivo s natlakovaným vzduchem a směs pak spalují. Hořící směs paliva se vzduchem se rychle rozpíná a tlačí se ven z trysky, což pohání letoun vpřed. Naproti tomu plazmové motory využívají elektřinu a s její pomocí generují elektromagnetická pole. Tato pole stlačí plyn, což může být argon nebo třeba vzduch a promění jej na plazmu, tedy hmotu v horkém a intenzivně ionizovaném stavu, který se blíží látce ve fúzních reaktorech anebo v nitru hvězd.


V laboratořích vyvíjejí plazmové motory asi tak deset let. A vždy se s nimi počítalo především pro pohon vesmírných sond. Jenže Berkant Göksel z Technické univerzity Berlín a jeho kolegové se teď snaží vyvinout plazmové tryskové motory pro letadla. Hodlají postavit systém, s nímž se bude létat ve výškách kolem 30 kilometrů. V takové výšce už klasické tryskové motory nefungují. Pokud se to Gökselovi a spol. povede, tak budou s plazmovými motory na vzduch vozit lidi až na pokraj zemské atmosféry.

 

Technischen Universität Berlin.
Technischen Universität Berlin.

Zamýšlené plazmové tryskové motory by tím pádem měly fungovat v nízkém tlaku vzduchu nebo i ve vakuu, kde budou potřebovat zásobu vzduchu. Gökselův tým prozatím otestoval takový motor v podmínkách tlaku jedné atmosféry. A fungovalo to. Jako první vytvořili účinné proudy plazmy v prostředí zemského povrchu. Tyto proudy přitom mohou dosahovat rychlostí až kolem 20 kilometrů za sekundu.


Inženýři použili rychlý sled nanosekundových elektrických výbojů k zažehnutí směsi plynů. Tato technologie se podobá spalovacímu motoru s pulzní detonací, který funguje efektivněji, než klasické spalovací motory. Na Jasona Cassibryho z Alabamské univerzity v Huntsville to udělalo velký dojem. Podobné technologie by mohly značně zvýšit dolet letadel a snížit jejich provozní náklady.


Nebude to hned. Technologie plazmových tryskových motorů je na samotném počátku. Göksel s kolegy testovali pohonnou jednotku o délce 80 milimetrů. Běžné dopravní letadlo by jich ke vzletu potřebovalo asi tak 10 tisíc. Gökselův tým prozatím cílí na pohon menších letadel a také vzducholodí. Pro pohon takových strojů by bylo nutné použít něco mezi 100 a 1000 pohonných jednotek, což je podle inženýrů zvládnutelné.

 

„Plazmový rejnok“ podle TU Berlin. Další obrázky a grafy z testů ZDE. 
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/825/1/012005/pdf       Kredit: : Future Workshop Electrofluidsystems TU Berlin.
„Plazmový rejnok“ podle TU Berlin. Další obrázky a grafy z testů ZDE. Kredit: : Future Workshop Electrofluidsystems TU Berlin.

Největší překážkou pro plazmový tryskový pohon ovšem bude, stejně jako v řadě dalších podobných případů, vývoj dostatečně výkonných a přitom lehkých baterií. Pro generování plazmy totiž bude nutné vzít na palubu hodně elektrické energie. Podle Dana Leviho z Technion-Israel Institute of Technology by dopravní letouny poháněné tímto způsobem za současného stavu technologií musely disponovat elektřinou odpovídající výkonu malé elektrárny. Zvětšování pohonných jednotek v tomto případě moc nepomůže, protože větší pohon spolkne více elektřiny.


Göksel je nicméně optimistou a spoléhá na vývoj technologií kompaktních fúzních reaktorů anebo podobných zařízení. Další možnosti prý představují sofistikované solární panely nebo třeba bezdrátový přenos energie ze země do pohonu letounu. To je ale běh na dlouho trať. Göksel to ví a prozatím hodlá vyvíjet hybridní motory, které budou šetřit letecké palivo. Držme mu palce.

Literatura
New Scientist 17. 5. 2017, Journal of Physics: Conference Series 825: 1.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/825/1/012005/pdf

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 21.05.2017
Tisk článku

Le sabre sacré - Clément Y., M.
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 236 Kč
cena: 233 Kč
Le sabre sacré
Clément Y., M.
Související články:

Vzlétne do 10 let kosmický raketoplán z běžné ranveje?     Autor: Stanislav Mihulka (28.09.2010)
Nahradí SABRE tryskové motory?     Autor: Jan Bílek (09.12.2012)



Diskuze:

Rejnok plivající blesky s hromovým rachotem se nedokáže odlepit od runway a potrestat Londýn, který se odtrhl od Říše.

Josef Hrncirik,2017-05-30 21:57:53

Zůstane po něm jen smrdutá rudohnědá dusivá karcinogenní vlečka NOx, za kterou bude podle práva okamžitě exemplárně pokutován předním ekologickým bojovníkem Donaldem.
V kanálu běžného atmosférického bleskového výboje je max. teplota cca 30 kK a tudíž tlak až cca 100 násobný než atmosferický a s ohledem na disociaci a ionizaci pak až 400 násobný.
Kanál blesku má průměr cca 3,5 cm , potenciálový spád cca 3 kV/m.
Ppak ři proudu cca 30 kA tomu odpovídá vodivost cca 650 S/m a při délce výboje cca 10 km a náboji cca 15 C napětí cca 30 MV a energie 450 MJ.
Cca 300 MJ se ve výboji dočasně spotřebuje na disociaci a ionizaci hlavně N2, ale i O2.
150 MJ pak postačí na jejich další ohřev až na cca 30 kK.
V článku rejnoci uvádí použité napětí výboje 100 až 500 V.
Rozhodně však nemají délku výboje 3 - 5 cm a tvrdí, že průřez byl jen 6*4 mm2, tj. 0,24 cm2 při srovnatelném proudu 20 kA.
Jejich výboj nebude ani při ev. roztažení delší než cca 1 cm a průřez větší než cca 8 cm2.
Jejich vodivost je pak cca 80 kS/m a při max. ploše by klesla na přijatelných 2,5 kS/m.
V 10.2514/3.6837 se pro vodivost oblouku 14 kK vzduchu při 1 atm uvádí cca 0,4 kS/m.
10.1109/27.747887 uvádí, že i lépe ionizovatelný kyslík má ionizační potenciál cca 6,5 V a proto i při 5 kK při 1 atm z O2 systému je pak koncentrace O = 10**18/ml; O2 cca 4*10**16; e- = cca O+; = méně 10**13.
Systém je při 5 kK jen málo vodivý a proto při této teplotě zejména N2 či N unikne z ev. magnetické pasti a rozfoukne se nežádoucími směry se škodlivým ohřevem a menším impulzem.
Elektrodový žebřiňák či výstup za komorou jako slabá magnetická past udrží magnetickým tlakem (magnetic pressure) při obtížně dosažitelných B = 1,5 T jen přetlak B*B*mí nula = 4,5 bar. Dokázaly by tedy usměrnit jen expanzi ochlazeného již expandovaného plynu.
Ten však již není vodivý a neudržitelného přetlaku 5,5 baru dosahuje při pouhých 1400°C, tj. směrování výtrysku je neúčinné na začátku komprese, uprostřed i na konci.
Fungovalo by to dobře až ve vakuu při počátečním tlaku v komoře jen cca 250 Pa, tj. ve výšce cca 56 km.
Rychlost zvuku ve výboji 30 kK je cca 6 km/s, pokud ohřev trvá 100 us, plazma stačí urazit cca 30 cm a v pohodě se z komůrky cca 2 cm většinou nenápadně a s malým impulzem vytrousí. Při teplotě cca 5 kK bude rychlost zvuku cca 1,3 km/s a i nezapastěný plyn stačí utéct cca 5 cm.
Lze očekávat, že touto rychlostí opustí cca 4 ml vzduchu (4 mg) komoru a vykonají impulz cca 5 mNs*0,26=1,3 mNs při neusměrněné expanzi málo ohřátého plynu, ev. při ohřevu 180 J až na cca 16 kK a 4,3 km/s rozfouklý impulz bude až 4,3 mNs.
Zase dřu zdarma na DARPA.
Impulz/ztracená energie = B/U =...= l*měrná vodivost*oblouk*mí nula/průřez oblouku.
Změnou měřítka nelze dosáhnout zlepšení, kromě mírného zmenšení úniků před správným ohřevem.
Vodivost asi roste s tlakem a teplotou, ale s tím se nedá moc dělat, délku výboje nelze příliš roztahovat nadproporcionálně.
NOx a pokuty se snížit nedají.

Odpovědět


Při vertikálním startu každičké MOAB bude ZHAVLA RIOT min. 200 dB

Josef Hrncirik,2017-06-01 09:00:53

Hromový pohon vytváří impulz pohonu jiskrovými výbuchy, jichž tlakové vlny přechází do vzduchu jako hmatatelný rachot vysokého akustického tlaku.
K levitaci 13 t matičky OAB je nutně zapotřebí tok impulzu, tj. formálně tlak (13000 kg*9,81 m/s2)/m2 = 128 000 Pa.
Jinak MOAB zůstane nevyužita na runway.
Riot svistu hukotu je vyjadřován v dB vůči prahu slyšitelnosti 20 uPa.
RIOT = 20*log (128000/0,00002) = 196 dB.
Nutné zrychlení, váha vehiclu i nedokonalé směrování tahu pak vyžadují riot min. 200 dB.

Odpovědět


Re: Rejnok plivající blesky s hromovým rachotem se nedokáže odlepit od runway a potrestat Londýn, který se odtrhl od Říše.

Josef Hrncirik,2017-06-03 19:36:59

Odpovědět


zkontroloval jsem rozměrovou analýzu

Josef Hrncirik,2017-06-03 20:54:00

Pro poměr impulz/ztracená energie jasně vyjde že je úměrný 1/R oblouku, tj. vodivosti celého oblouku.
Tu lze zvýšit vodivostí, tj. teplotou či tlakem (koncentrací plynu) či větším průřezem plazma.
Velkým proudem však plazma kontrahuje průřez (pinch plazma) a pokud vlákna jsou již dál od centra proudu, interakce polí slábne. Rozepsáním
Imp/Ztráta = (průměr kanálku vlákna)**2*měrná vodivost plazma/(délka výboje+jeho průměr)
Zkracovat výboj nelze kvůli přehřívání elektrod a tlakové ztrátě.
Slabý výboj má malou vodivost a nepoužitelné pole (zde již ale pokráceno).
Příliš silný výboj zmenšuje průřez i měrnou vodivost.
Účinnost je vždy nepoužitelně nízká a dosažitelné stlačení či hmotový průtok též.

Odpovědět

Vnadná, dajná a brutálně Inteligentní agentka ta Taťána pracující s vražedným nasazením pro agenturu COMSO(mo)L in figa11 page6 uzemnila pohon tajné zbraně

Josef Hrncirik,2017-05-26 16:04:19

Jak vidno zříti, průměrná intenzita mag. pole v tzv. dýze Lavala je optimisticky max. 1,4 T. Délka plazmového vodiče (výboje) není kratší než 1,5 - 3,5 mm. Výboj zachycený na ožižlávané (a erodované) hraně kužele se vlivem pole protáhne řekněme na max. průměrný 1 cm, viz. figa 11 či figb 11.
Po(s)tupným rozepsáním vztahů pro Lorentzovu sílu a maximální reaktivní impulz,
pro poměr mezi energií ztracenou ve výboji a max. možným získatelným impulzem dostaneme:
F=q*v*B=I*t*(l/t)*B=I*l*B; I=proud A; l=délka výboje; B=mag. pole vyvolané výbojem;
Impulz=Im=F*t;
Energie ztracená výbojem=E=U*I*t=U*U*t/R;
E/Im=U/(B*l); Dosazením hodnot z figa 10 page 5 dostaneme:
E/Im = 100 V /(1,4 T* 1*10**-2 m) = 7 kJ/N.s
Pokud však výboj nebude protažen, ale půjde pochopitelně jen zkrátka ZKRATEM nejkratší cestou cca 1,5 mm hrana-anoda,
na impulz 1 N.s bude nutno propálit cca 7*10/1,5 = 50 kJ/Ns
V glose: Effectivita po ohonu 2017-05-22-08:14:43 (dnes cca 15. glosa odshora) mě z jiných grafů a impulzu z bal. kyvadla (bez úvah o mag. poli) vyšlo cca 45 kJ/Ns.
Tato podezřelá shoda dokazuje, že TaTaťána při své Inteligence Service v COMSOL simulace jen inteligentně simuluje.
Co z toho vyplynuje pro WEHRMACHT?
Pole nelze dál zvyšovat. V elektrodách se ohmicky ztrácí cca 10-15% energie přivedené do výboje.
Obávám se, že to je zanedbatelné oproti energii jdoucí hlavně do anod při jejich bohatýrském svařování v jurodivé dýze Lavala.
Ev. supravodivé magnety též nemají v oblibě svařování.
Délku výboje nelze prodloužit při daném U, tj. žádoucí intenzivní parametr I/l nelze snadno zvýšit. Závisí totiž hlavně na tlaku a druhu plynu, možná na mocnosti I větší BLESKU.
Jisto však, že plamen plazma (obloukové svařování) uhánějící dýzou ji bude ožižlávat, brzdit se třením o její stěny a impulz bude nutně menší.
Využití tepla z oblouku v plazma bude velmi mizerné, protože neprobíhá dobře zatížená (vratná) expanze při ohřevu. (Viz hoření a let málo zatíženého raketového paliva Balakleya 23.3.2017).
Je možné, že plazmové kanálky vzduchem mezi eldami prohučí rychlostí oněch slibovaných 20 km/s s velmi mizerným poměrem Im/E a zvýší entropii Vesmíru ohřevem vzduchu daleko za dýzou Lavala, ale zůstane po nich viditelně a cítitelně cca 1 kg NO2/20 kWh.
Také já ve svém Acknowlegment děkuji Táně za skvělé simulace simulací za říšské peníze a pozdravuji celý Pitěr i AURORU!

Odpovědět

Tak nevím.

Pavel Ostadal,2017-05-23 18:31:27

Napadlo mě totiž něco podobného a sice postupné spínání vysokonapěťových elektrod v trubici.
Tah plazmy v trubici je ale malý a tak by muselo jimi být prošpikováno celé celé křídlo,tak,jak píší v článku.
Neřešil jsem problém zahřívání ani životnosti hypotetického pohonu,jen mě zajímalo zdali by to mohlo fungovat.
Fungovat to možná bude ve vyšších vrstvách atmosféry,ale u dopravních letadel sotva.
Jen obtížně si dovedu představit fungující plazmový motor v hustém dešti.

Odpovědět


Re: Tak nevím.

Josef Hrncirik,2017-05-23 19:56:42

Spalovací motor či turbokompresorový stlačí malý objem vstupujícího chladného plynu.
Zapálením dojde ke zvýšení tlaku a lze získat větší práci než bylo zapotřebí ke kompresi a umožní to hnát vrtuli či jednoduše výfuk expandovat v trysce jako v raketě.
Aktivní kompresory jsou nutné, aby expanze nešla i proti proudu a hlavně protože teprve při velkém expanzním poměru se větší účinností lépe využije teplo použité k ohřevu či z paliva.
Teploty a tlaky spalování by měly být maximální, co dovolí pevnost a žáruvzdornost.
Bez točivých kompresorů ke kompresi dojde jen při vysoce nadzvukovém režimu v náporovém motoru či v pulzačním režimu s využitím vlastních kmitů slupce plynů při expanzi ze spalovací komory a v návaznosti na kmitající ventily (klapky) otevírající a zavírající vstup do komory (extrémně namáhané a mimo klidný kontinuální chod točivého stroje).
Teprve v hypersonickém náporovém režimu se zbavím nutnosti mít kompresor.
Beznáporový plazmový ohřev musí být buď za kompresorem, nebo výtrysk do protisměru by musel zastavit pulzační ventil.
Nebo vysoce nadzvukový výtrysk musí být směrován po proudu. Tryskat nadzvukově při podzvukovém letu z mnoha důvodů nemá smysl.
Rejnok musí být hypersonický, jinak nemá smysl.
Palivo je z mnoha důvodů lepší pálit v trysce, než v palivovém článku či pod parním kotlem.

Odpovědět


Re: Re: Tak vím.

Josef Hrncirik,2017-05-24 07:59:16

Krásná a dajná vědma Táňa se zhostila svého delikátního úkolu lépe než Kirké.
Oharašení tokající badatelé pak např. již v abstraktu píší, že z naměřeného impulzu 1-8 mNs nejasného smyslu při neznámém množství urychleného vzduchu či jeho rychlosti/ udělátko brzy překonají tryskové motory o tahu 50-150 kN/m2 ? čeho (nejspíš výstupu trysky, bez udání rychlosti či spotřeby paliva).

Odpovědět


Re: Re: Re: Tak vím.

Josef Hrncirik,2017-05-24 15:54:44

Podle Osla se na hranici atmosféry, kde tryskové motory již mají málo kyslíku či vzduchu
musí používat jejich plazmové motory.
Jisto je jedině, že bez odstředivé síly jako u družic to bude padat se zrychlením cca 10 m2/s.
Tomu lze zabránit jedině aerodynamickým vztlakem, leč daní je odpor prostředí (síla min. 2,5% tíhy objektu, při vysoké rychlosti a špatné aerodynamice i více než 20%.
I pouhý vztlak (udržení výškové hladiny) vyžaduje příkon N = F.v.
Zkusme zhruba bilancovat třeba cca zvukový Focke-wulf. Pravděpodobně teprve tehdy v bezmotorovém střemhlavém pádu to obtížně dosáhlo M1.
1 kg tedy pro dosažení M1 musel mít měrný příkon cca 300 m/s*10 N/kg = 3 kW/kg,
letoun 10 tun by vyžadoval příkon až cca 30 MW by pak měl při účinnosti 30% spotřebu cca 3 kg kerosenu/s a při nádrži cca 3000 kg by takto letěl jen cca 15 minut.
Realita aerodynamického odporu je tedy řekněme možná až 20x příznivější, protože asi bez mimořádných problémů se dá letět M1 2 hodiny.
1 kg tedy vyžaduje možná pohon i jen cca 0,15 kW pro létání cca M1, tj. tah cca 50 gramů/kg tj. cca 0,5 N/kg letounu.
Dokonalá aerodynamika větroně s klesánim jen cca 2,5% při rychlosti cca 30 m/s k udržení stejné výšky vyžaduje tah cca 1/4 N/nesený kg a ztrácí tedy výkon cca 7 W/kg, tj cca 70x méně než odhad pro M1.
Stihačky WWII však měly pro cca 800 km/h (tj. M cca 2/3) pohon/hmota 0,3 kW/kg.
Na s.9 rybáři z létajícího rejnoka loví lidi tím, že prý 8 gramů tahu (odporu) udrží 7,5 m letoun v rychlosti do 1 m/s. To by ale musel vážit max 320 g i jako dokonalý větroň či kondor.
Jejich motor prý chce 75 kW a pak dá 2 N tahu. Přepočítáním z obr. 14 mi sice vyšlo 90 kW, ale dejme tomu.
Při dokonalé aerodynamice větroně by 2 N unesly až 80 N, tj. 8 kg.
Jejich 1,2 kg LiPo baterie a 5,1 kg generátor prý lze ždímat až 6 kW. 75 kW napájení pak hmotí minimálně 75/6*8 = 100 kg.
2 N tahu tento minimálně metrák nemohou unést.
Stejně při 0,2 kWh/kg LiPo jim dojde šťáva již po 3,8 kWh/75kW = 3 minuty 3 vteřiny a nutno nabíjet znovu.
Je tu ale dobrá zpráva.
Plazma přitom vyrobí 3,8/28 kg = 0,14 kg oxidu dusičitého.
Pokuty budou!

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Tak vím.

Josef Hrncirik,2017-05-24 20:21:49

Na s.4 velezrádně vykecali takticko-technická data svého plazmového elektromagnetického děla (ve funkci " prý kompresoru", zde ve skutečnosti pouhého ohřívače plynu a hlavně (hlavně děla, tj. především Cu anod, na které dopadají především pohyblivější elektrony z plazma). Prozradili všechny odpory i indukčnoati při výboji.
Vyšlo jim, že v Cu vodičích se ztrácí jen cca 10-15% energie dle Ohmova zákona.
Kolik však mizí ve vyzářeném el. mag. poli tohoto jiskrového vysílače neví a proto neprozradili.
Kolik energie však přechází do Cu elektrod ať již dopadem e- či iontů či ohřevem kontaktem s horkým plazma či plynem neuvedli.
Přestože mohli ničit Cu a přístroj až 6 kW, jak se chlubili, uvažovali jen o cca 5,7 Hz cca 180 J pulzů, tj. cca 1080 W, ale pro jistotu jiskřili jen max 1 Hz, nejspíš jen reálný jediný pulz za občas; tj 0 Hz a ohřev směle zanedbali.
Elektrody měly celkem jen cca 20 gramů.
Proč je neosolili těmi bájnými 6 kW řekněme minutu?
Roztavily by se?
Bylo by plazma krásně zelené?
Konfigurace elektrod byla sice klamavě reklamě nazvána Lavalovou tryskou, ale vlastně to vůbec žádná tryska nebyla. Plazmové vodivé kanálky v plynu byly vystřelovány směrem do formálně se rozšiřujícího průřezu mezi žebřinami anod a centrální katodou.
Vzduch mezi žebřiny vstupoval bočně v neznámém množství a rychlostí a hlavně výbojem způsobená expanze směřovala i proti směru nasávaného proudu.
Určitě to nezkoušeli v ustáleném a známém průtokovém režimu reálného pohonu.
Prostě nechali to vybafnout plazma neznámé teploty, rychlosti, množství a tlaku z vychlazených žebřin na destičku balistického kyvadla a měli impulzek 4 mNs/180 J.
Kolik plynu a jakou rychlostí to vybaflo netuší, ale už létají v (k) hranicích atmosféry, kam už tryskáče nemohou.
No dobře. Připusťme, že el. mag. dělo bude vystřelovat oblouky plazna olizující měděné elektrody bez chlazení a tento mocný burácející plamen ?blesku požene naši tajnou zbraň jako V1 a potom i jako V2.
Taví se vůbec elektrody při obloukovém svařování?
TaTáňaTaVíVše.

Odpovědět


Sudé obavy elektromagnetického dělosřelce střílejícího nanovlákna plazmy do jakoby Lavalovy dýzy

Josef Hrncirik,2017-05-25 21:36:35

Rozšiřující se dýza urychluje pouze proud plynu, který má nadkritický tlakový poměr mezi vstupem a výstupem obvykle cca 2 a úhel otevření nesmí odtrhnout proudění od stěny.
Jinak se proud plynu velmi účinně zpomaluje a ohřívá.
Třením či vířením se proud vždy brzdí a ohřívá, zatímco bychom potřebovali vratnou expanzí přeměnit tlakovou energii horkého a stlačeného plynu na pohyb pouze v ose ven z trysky.
Vzduch k ohřevu a expanzi přicházející sáním cca rychlostí letu by neměl být příliš brzděn i měněn jeho směr při letu do dýzy, ev. jeho tok podél elementů ohřevu by měl být hladký a málo brzděn, ale pak se špatně chladí elektrody či předává teplo do plynu. Předané teplo ale způsobí expanzi prakticky stejně po i proti směru proudu v trysce.
Přenos hybnosti je prakticky symetrický a výslednice je zanedbatelná (pokud se čelo komory nezavírá těsně před periodou ohřevu, který však musí být velmi vydatný a rychle naběhnout, aby v komoře se alespoň na chvíli vytvořil nadkritický tlakový rozdíl nutný k prudké expanzi z trysky. Teprve potom se dá hovořit o využití tepla. Jinak se plamen neochlazuje expanzní prací, ale zůstává příliš horký a svařuje či ničí komoru.
Vlákna plazma sice běží rychle tryskou, ale svou tepelnou a chemickou energii lehce ztrácí jen jako tepelný tok či víření, místo aby byly zatěžovány prakticky vratně do expanze pouze požadovaným směrem.
Žhavý proud v sobě odnáší přiliš mnoho nevyužité energie a účinnost bude mizerná.
Raketové palivo musí hořet pod tlakem a plyn musí velmi expandovat, jinak je ůčinnost a tah mizerný.
Kdyby se raketové palivo pálilo místo kerosenu v tryskáči či náporovém motoru, tak to také poletí. Pokud by hoření nepulzovalo, v pulzačním motoru to nepoletí. Pokud by elektrody byly pokryty vrstvou raketového paliva, tak to bude foukat skrze žebřiny na vše strany a neexpandovaný plamen bude extrémně horký a výsledný tah či měrný impulz budou zanedbatelné.
Budou tvrdit, že to elektromagneticky fouká vlákénka plazmy až 20 km/s, ale určitě ne v tom žebřiňáku a za atmosférického tlaku.
Stejně potřebujeme optimální rychlost výtoku z trysky řekněme max. dvojnásobek momentální rychlosti letu a mít možnost ev. velmi měnit průtok, aby celkový tah byl rozumně srovnatelný s tíhou stroje.
Naprostá většina energie končí nevyužita v ohřevu neexpandovatelného vzduchu, expanze není směrovaná a elektřinou urychlená vlákna plazmy vzduchem prohučí, aniž ho stačí efektivně rychle a bez vírů strhnout.
Je to špatný vysavač, žádný kompresor, ale velmi efektně z něj šlehá oheň (nafoceno) a při pulzování i rámus. Mohlo by to pohánět tepelnou elektrárnu, nebo něco tavit či svařovat.
Napřed by ale měli změřit průtok vzduchu, teplotu v plameni plazma, přetlak, impulz v různých režimech.
Psali, že tryskáč umí běžně 50-150 kPa tahu.
To by při M1 odpovídalo užitečnému výkonu až cca 15 N*300m/s = 4,5 kW/cm2 výstupu trysky, či žravosti při účinnosti cca 0,3 cca 15kW/cm2 trysky.
Zkoušeli (míní) prohánět jejich tryskou průřezu 1,3 cm2 20 kW po dobu 1 hodiny?
Jak ji budou krmit 40 l (tlakového) vzduchu/s a hlavně chladit řekněme cca 10 kW do elektrod?
10 kW by ohřálo 40 l vzduchu na cca 10 000/60 tj. jen 150°C, ale musel by to být chladič jak do Trabanta a asi by byl málo aerodynamický a měl by velkou vnitřní tlakovou ztrátu.
Prostě by se to do tryskáče nevešlo.

Odpovědět

Karel Plíhal - Hospodská

Jirka Niklík,2017-05-22 19:29:32

Než si stačil malíř z láhve
další dávku odlít
Marťan skončil bádání
a zase někam odlít
Na ubruse zůstala jen
propálená čára
od plazmových motorů
a nebo od cigára

Odpovědět

Když se na ten článek dívám,

Josef Blecha,2017-05-22 13:22:04

přijde mi to tak trochu jako studená fúze.

Odpovědět


Re: Když se na ten článek dívám,

Josef Hrncirik,2017-05-22 13:44:57

Akorát, že to zahřívají obloukem a úsporně fúzují vzduch (ersatzdeuterium-tritium) a kupodivu jim to nic netaví.
Uvidíme a uslyšíme se směsí D2+T2.
Až to pořádně rozhicují, bude stačit přikládat jen H2 či pouhou vodu
a zbohatnou na prodeji He.

Odpovědět


Re: Re: Když se na ten článek dívám,

Josef Hrncirik,2017-05-22 14:11:45

Po předčasném zbourání berlínské zdi levný afgánský hašiš rozleptal i TU Berlin.
Oněch 60 či jimi uváděných 75 kW je pouze špičkový výkon (aby se to netavilo i s kondenzátory) a realita je asi jen 3 ms a tudíž cca 180 J a cca 4 mN.s.
Frekvence pulzů 4,75 Hz je nejspíše jen vzdálená meta (i 5x180 W jim roztaví za 10 minut (plasty určitě).
2 gramy asi není průměrný tah, ev. není jasno zda za 1 s či 1/4,75s.
Hledat to a počítat nemá smysl. Tolik Cu, LiPo, měničů a kapacit a pásových vodičů a plastů a tah 2 g tahu, kdoví jestli a jak dlouho.
Kdy to dají zrecyklovat? Na tom by se dalo dost vydělat!
Německo potřebuje pevnou ruku!

Odpovědět


Re: Re: Re: Když se na ten článek dívám,

Petr Kr,2017-05-22 15:36:38

A musí přijet z Vídně? Já vím o jednom brzy uvolněném z Prahy.

Odpovědět


Já jsem nemyslel ani tak tu

Josef Blecha,2017-05-23 08:45:08

techniku, jako všeobecné vyznění a způsob popisu "vynálezu" a ty řeči okolo.

Odpovědět

Efektivita pohonu.

JiříVesecký EgonEgon,2017-05-22 00:56:50

Zajímavá hodnota je energetická účinnost. Při větším tahu a napětí výboje nad 600V 66% „vhodné při startu“ a 90% při napětí pod 400V „vhodné pro režim v meziplanetárním prostoru“. Pokud jsem tomu porozuměl správně tak je daleko efektivnější než chemický pohon i s lepším specifickým impulsem „4-7x“. Pokud raketa poveze vodík a kyslík spálí ho v palivovém článku na elektrickou energii s účinností 80%. Odpadní produkt vodu, použije jako pohonný plyn pro plazmový motor. Tak se dostaneme na 5-15x lepší efektivitu než pouhým spálením vodíku v klasickém raketovém motoru. To už bude hodně poznat, a otevře cestu pro meziplanetární cesty „reálně v rámci sluneční soustavy“. Sice to není ještě cesta ke hvězdám, ale v rámci domácí sluneční soustavy bude plazmový pohon stačit, pokud bude fungovat.

Odpovědět


Re: Efektivita pohonu.

Vojtěch Kocián,2017-05-22 07:44:26

Tohle by nejspíš moc nefungovalo. Možná by to zvýšilo specifický impulz (Isp) o pár desítek procent (což rozhodně není k zahození), ale tak velké naděje, jaké popisujete, bych si od toho nesliboval. Problém je v tom, že čím vyšší Isp (tedy vyšší výtokovou rychlost pohonných plynů) chcete, tím větší je spotřeba elektřiny. Hybnost totiž roste jako násobek rychlosti, ale energie jako její kvadrát. V rámci vnitřní Sluneční soustavy se tomu dalo pomoct solárními články (což už se u spousty sond s iontovými motory děje), ale dál už by to chtělo jaderný reaktor.

Odpovědět


Re: Re: Efektivita pohonu.

Alexandr Kostka,2017-05-23 21:43:51

Podotýkám, že nevím jak je na tom reaktor s funkčností při zrychlení, případně změně směru, sle solární panely to rozhodně "moc nemusí". Pří zrychlení třeba jen 1/4g takových 100m panelů váží tuny, konstrukce, která jepři tom zrychlení udrží další tuny a mechanismus, který je i s onou konstrukcí udrží zaměřené na slunce bude muset být též dost masivní. Kompaktní reaktir o podobné hmotnosti (čili řekněme tak 8 tun) by dal rozhodně podstatně Více elektřiny. Na druhou stranu, těžko zabudovat 8t reaktor do sondy, která celá váží tunu nebo méně. Zato u tělesa o tonáži ISS něco takového není nepředstavitelné.

Odpovědět


Re: Efektivita pohonu.

Josef Hrncirik,2017-05-22 08:14:43

viz článek s. 8 obr. 14; 400 V; 4 mN.s; nordicky rafinovaně klamavě zapsáno 180 J
tedy 45 kJ/N.s
Potenciál H2 +1/2 O2 je cca 240 kJ/mol (Gibbsova energie, palivový článek 100%)
či cca 4 000 N.s/kg třaskavé raketové směsi (realita),
tj. impulz cca 72 N.s/mol vody, tj. 240/72 = 3,3 kJ/N.s klasická raketa.
Raketa na baterky má tedy i v ideálním případě 45/3,3 x , tj. cca 14x menší tah než reálný běžný H2, O2 raketový pohon. (při 100% palivcovi, měničích, iontové trysce ...)
Pro svůj tah cca 2 gramy potřebovali 400 V a proud jen 150 000 A po dobu cca 3 ms (180 J), tj. cca 60 kW/2 g tahu.
Ten mikrovlný Cu kýbl byl lepší!!!
Výtokovou rychlost z rejnoka nelze zjistit, neudali hmotnost vzduchu, který nasál (v kosmu ze sudu).
Praktické zařízení se musí nutně obloukově svařit a roztavit, nedá se to rozumně chladit, pasli, že tryska jim erodovala.
Per perstra ad astra!
Ale ne na LiPol baterky!

Odpovědět


Re: Re: Efektivita pohonu.

Josef Hrncirik,2017-05-22 09:14:37

Rejnok plivající oheň (SpitFire) 20 km/s, řval by určitě při 60 kW a tahu i jen 2 gramy
jako proslulý TIGER.
Proč však neuvedli dB?
Psali sice o pulzech 3 ms, ale tají kadenci.
Nebo se rejnok pohybuje skoky 1 Hz?
Kdy se rozsype?
Proč to nemá frekvenci alespoň jako V1?

Odpovědět


Re: Re: Re: Efektivita pohonu.

Josef Hrncirik,2017-05-22 09:38:17

Na s.9 píší, že to plivalo Eliášův oheň frekvencí 4,7 Hz.
Dunělo to tedy jako HARLEY.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Efektivita pohonu.

Josef Hrncirik,2017-05-22 09:47:37

Je to skutečně BREAKTHROUGH TECHNOLOGY, jak píší v anotaci.
Při tahu 2 gramy ztraceným příkonem 75 kW na svorkách trysky to nedosahuje ani parametrů
klempířské SAMODUJNÉ LAMPY.
Panu Maškovi z Pitěru se pomocí sl. Taťány Banokiny snadno podařilo zavést výzkum tajné zbraně elegantně do slepé uličky.
Je známo, že vůdcové mají slabost pro spektakulární plameny a dunění pohonu na Harleyovských 5 Hz.

Odpovědět

Kája Dolejší,2017-05-21 15:18:19

Problém letu ve velkých výškách atmosféry přeci řeší náporový motor s nadzvukovým spalováním - Scramjet.

Odpovědět


Re:

Florian Stanislav,2017-05-21 16:17:09

No nevím, co scramjet vyřešil. Dvě a půl minuty činnosti není moc.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Scramjet
" Minimální rychlost letounu pro spuštění scramjetu je kolem Mach 4...S uhlovodíkovými palivy lze teoreticky scramjetem dosáhnout přibližně Mach 8, s vodíkem pravděpodobně přes Mach 15. Takové rychlosti (několik km/s) dělají ze scramjetu potenciálně zajímavý pohon vícenásobně použitelného kosmického dopravního prostředku (v kombinovaném cyklu zřejmě s raketovým motorem). Zatím rekordní rychlosti scramjetu v ustáleném letu jsou pro uhlovodíkové palivo 5,1 Mach po dobu 210s (X-51A) a pro vodíkový scramjet 9,7 Mach po dobu 11s (X-43A)"

Odpovědět


Re: Re:

Josef Hrncirik,2017-05-21 20:44:45

Viděl jsem studie letu W projektilu z hypotetického el. mag. děla rychlostí M7.
Povrchový ohřev se blížil 3000°C místo očekávaných až 15 000°C.
Je zbytečné a pro využití paliva (energie) vypouštět plyn z trysky podstatně větší rychlostí než je rychlost letu.
Při vysokých teplotách a rychlostech v komoře palivo špatně shoří (promíchání, disociace a tím se ztrácí jinak využitelná energie, ev. komora to nevydrží.
Něco jiného je hnát baterkama vzduch vrtulemi v dronech a baterkama živit obloukovou lampu v "náporovém či pulzačním" tryskáči či v raketě na baterky se sudem vody či vodky.

Odpovědět

Kde udělali soudruzi asyrští inženýři chibyčku? Proč neblbnou na qua drát?

Josef Hrncirik,2017-05-21 15:16:37

Protože energie a tudíž i teplota roste s qua
drátem rychlosti, rychlosti 20 km/s vzduchového plazma odpovídá teplota při zabrzdění třeba u stěn trysky 1 300 000°C.
Pro urychlení 1 kg vzduchu na slabou meteoritickou rychlost 20 km/s (60 M) je zapotřebí nejméně 7 kg kerosenu a cca 90 kg vzduchu.
Reaktivní tah (impulz) z udaného plazma by to však mělo jen jako z 10 kg špatného raketového paliva.
Z toho kerosenu v turbíně či V1 nebo v Brahmos však jako cca ze 75 kg raketového paliva.
Von Braun je v kritických otáčkách.

Odpovědět


Re: Kde udělali soudruzi asyrští inženýři chibyčku? Proč neblbnou na qua drát?

Josef Hrncirik,2017-05-21 16:04:16

Jako plazmový hořák příkonu 75 kW a tahu jen 2 N je to vynikající na tiché otvírání trezorů grantové agentury.
Na s. 9 píší lépe než Dr. Goebels, že letadlo velké 7 m (Rejnok Elektrický Plazmový Neprobíjející) prý tahem 0,08 N udrží v rychlosti 1m/s.
Gott mit uns!

Odpovědět


Re: Re: Kde udělali soudruzi asyrští inženýři chibyčku? Proč neblbnou na qua drát?

Josef Hrncirik,2017-05-22 09:35:18

Pochopitelně, že tam má být také jen 2 gramy, tj. 0,02 N rozhodně ne 2 N,
které jsou jen klasická klamavá reklama 20 dB.

Odpovědět

Nahoře dobré

Alexandr Kostka,2017-05-21 13:15:11

Ale jak s tím chtějí startovat? Plazma o rychlosti 20 km/s tryskající z motorů bude "ASI" nepatrně nezdravé pro cokoliv, co se ocitne v jeho dráze. Pro živočichy (včetně lidí) patrně smrtící, pro rostliny též, pro nestínenou elektroniku zcela určitě. Vojákům by to asi bylo jedno, ale pro ty zase bude podobná legrácka trochu moc viditelná. Máte představu, jak letí stealth letadlo a za ním "plamen" dlouhý desítky kilometrů, pro přístroje zcela nepřehlédnutelný? (Jasně, oči nevidí, ale radar, infra, jakýkoliv detektor záření atd)

Odpovědět


Re: Nahoře dobré

Jiří Novák,2017-05-22 09:16:58

Otázkou je, jak daleko od letadla bude ta plazma ještě nebezpečná. Jinak by snad neměl být problém kolmý start a ve výšce pár km pustit hlavní motor.

Odpovědět


Re: Re: Nahoře dobré

Alexandr Kostka,2017-05-22 10:45:03

Patrně dost daleko. Pokud to bude mít dost energie na rozhýbání dopravního letadla o váze třeba 200 tun. (čili zdaleka ne obřího, to je takový průměr) Viděl bych to minimálně na kilometry pro člověka, desítky pro elektroniku. A kolmý start je energeticky obrovský průšvih. Nesmírně náročný. A v případě "hlavních a startovacích" motorů ještě neustále táhnete pár tun železa navíc. celouá dobu jedna sada neběží, jen se veze.

Odpovědět


Re: Re: Nahoře dobré

Josef Hrncirik,2017-05-22 14:52:19

Napaříme jim klasické pokuty za exhalace NOx a podvodní SW.
Proto byli Jason Cassibry i Dan Levy tak nadšeni.
Ať bádají a střádají na pokuty.

Odpovědět


Re: Re: Re: Nahoře dobré

Josef Hrncirik,2017-05-22 15:34:21

Za německým rejnokem bude zůstávat hustá hnědá stopa NO2.
V plazmovém výboji ve vzduchu bude totiž vyrábět NO, základ výroby kyseliny dusiční dle Birkeland-Eyde.
Kam se hrabou poctivé chemtrails.
HNO3 se pak snese jako hnojivý kyselý déšť na přátelská pole.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni