• Если у вас не получилось войти, инструкция для пользователей находится тут. Если вы ее прочитаете, узнаете куда написать если "ничего не получается!". Не бойтесь, мы вас не бросим в беде.

    Если коротко, пароль старый. Если пароль забыли, а почту помните, воспользуйтесь функцией восстановления пароля (она работает!).

    Вопросы, замечания и пожелания можно оставлять в специально созданной ветке, где вам обязательно ответят!

кпд ионного двигателя

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
Приветствую !

Несложные расчеты показывают, что на создание силы тяги в 1000Н необходимо 5квт мощности.
То есть 1Н=5вт или 1квт = 200Н.

В то же самое время для большинства известных ионных двигателей дается тех.характеристика в районе 15-30квт на 1Н.
Например движок на спутнике смарт-1 на 70мН потребляет 1350вт. То есть на 1Н аж 19000вт.

Получается кпд двигателя всего 0.026% от теоретически взможного.

Всё верно я подсчитал ? И если да, то куда так много энергии в пустую тратится на ионных движках ?


Заранее спасибо за помощь.  ;)
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
Всё верно я подсчитал ?
Хотелось бы видеть как это
Несложные расчеты показывают,
И, пожалуйста, всё в формулах покажите коль это несложные расчеты.

формула Е=mgh и далее по ней пересчет необходимой мощности для компенсации потерь энергии противодействию силе притяжения.

кстати на этом форуме не однократно упоминалась, например на
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1403042375


чтоб понятнее было - расчет производится для статичного объекта, а не динамичного. иными словами режим зависания над поверхностью земли.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
вот еще что интересно. посмотрел данные для спутника смарт-1.

цитирую
"Двигатель с кольцеобразной керамической камерой внешним диаметром 100 мм и внутренним 56 мм развивает тягу до 70 мН (7 гс) при удельном импульсе 16400 м/с. Рабочее напряжение двигателя — 350 В, ток — 3,8 А, потребляемая мощность — 1350 Вт, расход рабочего тела — 4,2 мг/с, КПД — 51 %."

4.2мг в секунду при 16400м-с это 564.82 Дж. то есть 564вт на истекаемую плазму и , соответственно, 564вт на сам двигатель.

564*2 от 1350 = 83%. то есть КПД рассчитанный через импульс и количество плазмы весьма хорош. недостающие 17% легко списать на потери для ионизации итд.
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
чтоб понятнее было - расчет производится для статичного объекта, а не динамичного. иными словами режим зависания над поверхностью земли.
формула [highlight]Е=mgh[/highlight] и далее по ней пересчет необходимой мощности для компенсации потерь энергии противодействию силе притяжения.
Что то Вы маханули не подумав.
Формула [highlight]Е=mgh[/highlight] относится к потенциальной энергии и никак не применима к режиму зависания некого объекта в воздухе.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
чтоб понятнее было - расчет производится для статичного объекта, а не динамичного. иными словами режим зависания над поверхностью земли.
формула [highlight]Е=mgh[/highlight] и далее по ней пересчет необходимой мощности для компенсации потерь энергии противодействию силе притяжения.
Что то Вы маханули не подумав.
Формула [highlight]Е=mgh[/highlight] относится к потенциальной энергии и никак не применима к режиму зависания некого объекта в воздухе.
потенциальная энергия во времени - это мощность.
размерности совпадают, всё сходится.
 

albert

Я люблю строить самолеты!
Формула mgh здесь неприменима. Когда объект неподвижен, с точки зрения ньютоновской физики работа равна 0.
Энергия тратится на разгон реактивных газов. Но одну и ту же тягу можно получить либо малым массовым расходом при очень большой скорости истечения (и большими затратами мощности) или большим расходом при малой скорости. Картина один в один схожая с выбором диаметра винта вертолета.
Не зная скорости истечения и расхода реактивного двигателя - как определить энергию струи?
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
потенциальная энергия во времени - это мощность.
Ну да, всё правильно.
Поставил гирю потяжелее на табуретку, тем самым сообщил той гире потенциальную энергию.
А дальше сиди и получай энергию во времени.
Время идет, гиря на табуретке, а энергия во времени прямо прёт из той гири.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
"Двигатель с кольцеобразной керамической камерой внешним диаметром 100 мм и внутренним 56 мм развивает тягу до 70 мН (7 гс) при удельном импульсе 16400 м/с. Рабочее напряжение двигателя — 350 В, ток — 3,8 А, потребляемая мощность — 1350 Вт, расход рабочего тела — 4,2 мг/с, КПД — 51 %."
А рабочее тело какое? Газ? Вода? Что?
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
"Двигатель с кольцеобразной керамической камерой внешним диаметром 100 мм и внутренним 56 мм развивает тягу до 70 мН (7 гс) при удельном импульсе 16400 м/с. Рабочее напряжение двигателя — 350 В, ток — 3,8 А, потребляемая мощность — 1350 Вт, расход рабочего тела — 4,2 мг/с, КПД — 51 %."
А рабочее тело какое? Газ? Вода? Что?
думаю ксенон.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
Формула mgh здесь неприменима. Когда объект неподвижен, с точки зрения ньютоновской физики работа равна 0.
Энергия тратится на разгон реактивных газов. Но одну и ту же тягу можно получить либо малым массовым расходом при очень большой скорости истечения (и большими затратами мощности) или большим расходом при малой скорости. Картина один в один схожая с выбором диаметра винта вертолета.
Не зная скорости истечения и расхода реактивного двигателя - как определить энергию струи?
думаю, Вы просто не понимаете моих расчетов.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
потенциальная энергия во времени - это мощность.
Ну да, всё правильно.
Поставил гирю потяжелее на табуретку, тем самым сообщил той гире потенциальную энергию.
А дальше сиди и получай энергию во времени.
Время идет, гиря на табуретке, а энергия во времени прямо прёт из той гири.
Напомню, что в формуле e=mgh      h - эть расстояние.
В Вашем примере расстояние меж табуреткой и землей равно нулю, расстояние между гирей и табуреткой тоже равно нулю. подставляйте в формулу нулевое расстояние - вычислите потенциальную энергию.
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Напомню, что в формуле e=mgh 
Это прекрасно, что Вы помните формулу потенциальной энергии.
Беда Ваша в том, что Вы совершенно не понимаете смысла потенциальной энергии которая совершенно неприменима к ионному двигателю.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
думаю, Вы просто не понимаете моих расчетов.
Вот и изложите свои расчеты чтоб у публики появилось понимание.
расчитываем эталонный вес и эталонную мощность.

допустим возьмём тело массой в 100кг зависшее над землей на высоте 10метров, где уск.св.пад. = 9.8м-с2

вес получается 980ньютонов.

допустим тело не зафиксировано. тогда за одну секунду оно окажется не на высоте 10метров, а на высоте 5.1метр.
вычисляем разность потенциальных энергий на высоте 10метров и высоте 5.1метров. получается 4800джоулей.
4800джоулей за 1секунду = 4.8квт.

эталонный вес = 980ньютонов. эталонная мощность = 4.8квт.
на массу в 100кг при уск.св.пад.=9.8м2-с.



скажите спасибо, что помогаю Вам разобраться как всё-таки расчитать и построить конвертоплан.  ;)
а то сколько мучаетесь, а всё бестолку.  ;D
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
Напомню, что в формуле e=mgh 
Это прекрасно, что Вы помните формулу потенциальной энергии.
Беда Ваша в том, что Вы совершенно не понимаете смысла потенциальной энергии которая совершенно неприменима к ионному двигателю.
не, с потенциальной энергией я всё понимаю.
правда соглашусь, что кое чего не понимаю. например почему многократно падает кпд( в смысле соотношение можности к силе) при повышении скорости истечения топлива(пропелланта).

получается, что для зависания над землей ионному двигателю придётся тратить в тысячи раз больше энергии, нежели простому ракетному двигателю.
в упор не понимаю КУДА пропадает энергия.
 

Ветрослав Полетадзе

Скоро полетим !
вообщет пока вы меня тут мучали я нашёл-таки формулку

f=2w/i

из неё следует, что мощность обратно пропорциональна удельному импульсу. а удельный импульс ничто иное как скорость истечения топлива(пропелланта).

она объясняет, ЧТО у ионного двигла плохое соотношение мощности к силе, но не объясняет ПОЧЕМУ.


представьте, что у нас есть источник электры в 10вт. и две кучки лампочек - в первой кучке 10лампочек соеденены паралельно, а во второй последовательно.

первой кучке подаем 1вольт на 10ампер. второй кучке 10вольт на 1 ампер. и представьте что вторая кучка засветит в тыщи раз сильнее ! ну это же бред !
 

albert

Я люблю строить самолеты!
для зависания над землей ионному двигателю придётся тратить в тысячи раз больше энергии, нежели простому ракетному двигателю.
в упор не понимаю КУДА пропадает энергия.
Ну объясняли же - на разгон реактивной струи. Одну и ту же тягу можно получить, разогнав большую массу на небольшую скорость, или малую - на очень высокую. Во втором случае энергии на разгон уйдет больше (квадратичная зависимость от скорости).
Возвращаясь к аналогии с вертолетом - у всех вертолетов с мускульным приводом огромные винты (генерируют большой расход воздуха), что позволяет довести потребную мощность до возможностей человека.
Достоинство ЭРД - малый расход рабочего тела, что позволяет разогнать аппарат до бОльших скоростей (при той же начальной массе).
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
скажите спасибо, что помогаю Вам разобраться как всё-таки расчитать и построить конвертоплан.
Эх, Вам бы для начала хотя бы выучить физику в объеме школьной программы, а  потом пытаться кого то учить.
Так что садитесь за школьные учебники и неспеша восполняйте дыры в своем образовании.
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
расчитываем эталонный вес и эталонную мощность.

допустим возьмём тело массой в 100кг зависшее над землей на высоте 10метров, где уск.св.пад. = 9.8м-с2

вес получается 980ньютонов.

допустим тело не зафиксировано. тогда за одну секунду оно окажется не на высоте 10метров, а на высоте 5.1метр.
вычисляем разность потенциальных энергий на высоте 10метров и высоте 5.1метров. получается 4800джоулей.
4800джоулей за 1секунду = 4.8квт.
Потрясающая безграмотность.
А почему это Вы взяли отрезок времени равный 1 секунде?
Давайте возьмем интервал 0,1 секунды.

Итак, за 0,1 секунду те 100 кг снизятся на 0,049 метра.
В соответствии с Вашими "мудрыми" вычислениями потеряется всего 0,48 Джоулей потенциальной энергии и, [highlight]о чудо[/highlight], за 0,1 секунду будет выделено 4,8 Ватт.
И рассуждая дальше, в течении 1 секунды следует десять раз повторить эти падения по 0,1 секунды, и в общей сложности выделить 48 Ватт вместо Ваших 4800 Ватт.
Разницу почувствовали?

А теперь попробуйте всё это проделать с интервалом 0,01 секунды помножив полученную разовую мощность в 100 раз.
 
Вверх