Pohon syst my pro vesm rn lety
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 46

Pohoné systémy pro vesmírné lety PowerPoint PPT Presentation


  • 58 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Pohoné systémy pro vesmírné lety. Ľuboš Bednárik, Tomáš Bílý, Vítek Dolejší, Michal Svoboda. Co uvidíte. historie historie raket, schéma a druhy raket, druhy paliv, ... současnost Ariane 5, STS, Deep Space 1, ... blízka budoucnost EZ, solar sail, jaderné pohony (štěpný, fúzní), ...

Download Presentation

Pohoné systémy pro vesmírné lety

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Pohoné systémy pro vesmírné lety

Ľuboš Bednárik, Tomáš Bílý, Vítek Dolejší, Michal Svoboda


Co uvidíte

  • historie

    • historie raket, schéma a druhy raket, druhy paliv, ...

  • současnost

    • Ariane 5, STS, Deep Space 1, ...

  • blízka budoucnost

    • EZ, solar sail, jaderné pohony (štěpný, fúzní), ...

  • vzdálená budoucnost

    • antihmotový, gravitační, WARP a další sci-fi pohony


Historie raket

  • kol. r. 1130 n. l. Wu Cling Yeo: vynález rakety, pohon: černý prach (směs ledku draselného (KNO3), dřevného uhlí a síry)

  • 1232 Číňané u města Pien Kingu rozprášili mongolskou jízdu raketami

  • Indové, Peršané a Arabové (vojenské i oslavné účely)

  • 1397 Padovští (obléhání města Mestre)

  • 18. století námořní piráti ( zapalování napadených lodí)


Historie raket

  • 1766 první raketový útvar na světě; 1200 mužů, založen v Indii Hajderem Alim

  • 1806 součást výzbroje britské armády

  • 2.sv. v.: sovětská kaťuše, německé V-1, V-2

  • 1942 Bachvadži (SSSR) první let na stíhačce poháněné raketovým motorem


Schéma pohybu rakety


Druhy raket

  • chemické

    • výkonné, lehké a jednoduché (až čtyřstupňové)

  • jaderné

    • při reakcích uvolňuje 10 až 100milionkrát více energie než při chemickém spalování

  • elektrické

    • pracovní látka se zrychluje elektrickou energií ze zdroje, který si raketa nese s sebou


Chemické rakety - paliva

  • pevná

    • axiální hoření (ve směru osy rakety)

    • radiální hoření (kolmo k ose)

    • bezdýmný prach na bázi dusičnanu celulózy, nitroglycerín, diglykol aj.

  • kapalná

    • jednokapalinové: hydrazín N2H4, ethylnitrát C2H5NO3, etylénoxid (C2H4O)

    • dvoukapalinové


Schéma jednokapalinové rakety


Teoretické největší výtokové rychlosti u některých paliv


Současnost

  • Ariane 5

    • konstrukce, parametry, vlastnosti, ...

  • STS (Challenger, Columbia, Atlantis, Discovery, ...)

    • důležitá data, vlastnosti jednotlivých částí, srovnání s Ariane 5, ...

  • Deep Space 1

    • důležitá data, iontový pohon, stavba trysky, ...


*(kgf/(kg/sec)) = sec) **HTPB - Hydroxyl Terminated Polybutadiene


pohon Aestus

Germany


Raketoplán


Srovnání


vzdálenost

planet od

Země v km

78,4mil

108mil

628,4mil


Blízká budoucnost

  • EZ-rocket

    • pokročilý klasický chemický raketový motor

  • solar sail

    • založený na síle a energii fotonů

  • štěpný nukleární pohon

    • založený na štěpení atomových jader

  • fúzní nukleární pohon

    • založený na syntéze atomových jader


Trocha teorie ;)

  • specifický impuls ISP

    • definovaný jako poměr tahu motoru k množství pracovní látky, která vytéká tryskou motoru za jednu vteřinu

    • lze však interpretovat, že je to doba, po kterou nám 1 kg pohonných látek dává tah 1 N.s.kg-1

  • poměr tahu rakety a její hmotnosti

    • udává zrychlení rakety, které jsou motory schopny vyprodukovat v jednotkách normálního tíhového zrychlení (tedy g)


Lety vesmírem

  • impulsní Hohmannova trajektorie

  • kontinuální zrychlení a zpomalení


EZ-rocket

  • zástupce klasických chemických raketových motorů

  • nízká hmotnost a vysoký tah  velká akceleracevhodné v letectví


Štěpný nukleární pohon

  • tepelné nukleární motory

    • s pevným jádrem ... ISP=9000 N.s.kg-1

    • s kapalnou aktivní zónou (suspenzí) ... ISP=11000 N.s.kg-1

    • s plynnou aktivní zónou ... ISP=30000 N.s.kg-1

  • impulsní nukleární pohon

    • využití exploze za lodí ... ISP=25500 N.s.kg-1


Fúzní pohon – jaderná syntéza

  • První jednoduchá jaderná syntéza v roku 1934 (E.Rutheford a J.Douglas), z jader deuteria a trícia vzniká jádro hélia, neutrony a uvolněná energie


Fúzní pohon – jaderná syntéza

  • jádra se k sobě musí přiblížit natolik, aby jaderné síly překonali odpudivé síly kladných nábojů

to se dá dosáhnout například ohříváním

  • energetické bilance některých reakcí


Solar Sail

  • využíva kinetickou energii fotonů

  • nepotřebuje žádný aktivní pohonný systém

  • závislý na přítomnosti a vzdálenosti zdroje fotonů (nejčastěji hvězdy)


Vzdálená budoucnost

  • antihmotový pohon

    • založený na reakci hmoty a antihmoty

  • gravitační pohon

    • založený na gravitačních deformacích prostoru

  • warp

    • založený na časoprostorových deformacích

  • červí díry, hyperprostor, ...


Antihmotový pohon - anihilace

  • animace na http://www-hep2.fzu.cz/adventure/ani_eedd_slow.html

  • elektron a pozitron

  • virtuální částice Z nebo foton (nosič interakce)

  • kvark c a kvark anti-c

  • vzdalující se kvarky natahují gluonové pole

  • kvark d a anti-d

  • mezon D+ a D-


Antihmotový pohon - anihilace

  • antiprotony a pozitrony jsou zachycené v magnetických pastích

Anihilace v CERNu – projekt ATHENA

  • jejich spojením vzniká atom antivodíku

  • antivodík anihiluje s normální hmotou na aparatuře

  • Animace na

  • http://info.web.cern.ch/info/Announcements/CERN/2002/0918-CoolAntiH/Animations/Animations-en.html


Porovnání využitelné energie

Z 1 kg hmoty se může maximálně uvolnit:


WARP a gravitační pohon

  • založený na časoprostorových deformacích

  • před lodí je vesmír komprimovaný a za lodí dekomprimovaný

  • čas na lodi zůstává stejný jako na Zemi


Červí díry

  • základním principem je zakřivení prostoru

  • červí díra jako tunel spojující dva body normálního vesmíru

  • vytvoření červí díry pomocí negativní energie

  • záporné gravitační účinky negativní energie


Hyperprostor

  • existence dalšího prostoru, tzv. hyperprostoru

  • vesmír jako koule, reálny prostor vně, hyperprostor uvnitř


Červí díra na Zemi ?!


Závěrem

  • Dozvěděli jsme se tedy něco o historii, současnosti a budoucnosti pohonných systémů.

  • Hrozba i přínos nových technologií pohonu jsou velké, ale i tak se máme v budoucnu na co těšit.

Použitá literatúra

  • http://server.ipp.cas.cz/%7Evwei/fusion/fusion_c.htm

  • http://www.futurespace.de/

  • http://www.xcor.com/suborbital.html

  • http://members.lycos.co.uk/spaceprojects/propulsion.html

  • http://fas.org/nuke/space


  • Login