Возможны ли летающие паровые ракеты с электрическим обогревом?

Интересно, сможет ли ракета, которая использует электричество от внутренних батарей для нагрева воды в своих баках до высокого давления, использовать это давление для взлета? Является ли это возможным?

Я исследовал эту тему здесь и за ее пределами, но я не чувствовал, что проблема решена. Ни в одном из вопросов, которые я рассматривал, кто-то не рассматривал ракету, которая несет воду в своих баках и постепенно нагревает эту воду, превращая ее в пар, во время полета для поддержания давления, необходимого для полета.

Я считаю, что этот метод намного лучше, чем строить ракету со всем давлением внутри нее перед запуском. Использование электричества от аккумуляторов также кажется лучшей идеей, чем использование любого другого вида топлива для отопления. И это менее рискованно, чем использование ядерной энергии.

Когда я думаю об этом типе ракеты, работающей на воде и электричестве, я представляю, что это всего лишь вопрос инженерии. Ее было бы так же сложно построить, как и любую другую ракету, но выглядит она гораздо дешевле и экологичнее.

Я прав? И можно ли построить такую ​​ракету?

нет. удельный импульс будет очень низким, так как он будет ограничен температурой нагревательного элемента. есть гораздо более эффективные способы использования электричества для создания тяги, чем нагревание воды в пар

Ответы (2)

Нет, это невозможно. Обычная ракета с жидким топливом и жидким окислителем использует эти топлива для производства горячего газа под высоким давлением, а также реакционной массы.

Сила, необходимая для подъема ракеты, является результатом истечения реактивной массы с очень большой скоростью.

Если вы используете жидкий водород и кислород, выхлоп тоже будет очень, очень горячей водой.

Если вы используете воду и батареи для ее нагрева, вы используете только воду в качестве реакционной массы, а не массу батарей. Но батареи будут весить намного больше, чем вода, которую можно было бы с их помощью нагреть. Горячий пар будет намного холоднее продуктов сгорания водорода и кислорода. Ракета будет такой тяжелой, что никогда не взлетит.

Батареи - очень плохие водонагреватели, поэтому для кемпинга не существует водонагревателей на батарейках.

Я собирался добавить, что есть более быстрые способы нагрева воды с помощью литиевых батарей, но эти методы по-прежнему делают их очень плохими водонагревателями.
На самом деле все дело в плотности энергии. Аккумуляторы, которые у нас есть, недостаточно хороши (по большому счету), но если бы мы нашли способ сконструировать аккумуляторы с плотностью в пятьдесят раз выше, это было бы похоже на ракетное топливо, которое не удваивает реакционную массу. проблема. Сделайте их в двести раз лучше, и это действительно станет делом техники.
+1. Применимо ли то же самое обоснование к орбитальным двигателям, таким как водоструйный двигатель? Что, если вообще что-нибудь, могло бы улучшить эту перспективу?
Солнечные элементы могут вырабатывать очень большое количество энергии в течение своего срока службы, но они не могут вырабатывать много энергии. Итак, солнечно-электрическая паровая ракета может дать большой импульс, но не может дать его в спешке (тяга мала).
Двигатели RCS обычно используются с перерывами с очень низким рабочим циклом, поэтому они были бы достойным применением для реактивного двигателя, использующего водное топливо и батарею, которая заряжается с помощью солнечной энергии. Тем не менее, если вы вносите серьезные изменения в свою орбиту, вам будет лучше обойтись без батарей (и их массы) и управлять двигателями меньшей мощности (и меньшей массы) непосредственно от солнечных панелей... если вы достаточно терпеливы. .

Интересно, сможет ли ракета, которая использует электричество от внутренних батарей для нагрева воды в своих баках до высокого давления, использовать это давление для взлета? Является ли это возможным?

Я думаю, технически он мог бы оторваться от земли, но не смог бы попасть в космос. Плотность энергии ракетного топлива намного больше, чем у батарей. Более того, ракетное топливо служит и горючим, и реакционной массой. Фундаментальное различие между ракетами и другими вариантами использования батарей, такими как автомобили, заключается в том, что ракеты должны нести свою собственную реактивную массу, в то время как автомобили используют землю в качестве реактивной массы. Это означает, что они должны очень эффективно использовать реакционную массу. И хотя проблему неэффективности автомобиля можно решить, просто перевозя больше топлива, загрузка большего количества топлива в ракету только делает ее тяжелее и требует больше топлива и реактивной массы. Преодолев определенный уровень неэффективности, вы попадаете в фатальную петлю, когда больше топлива требует больше топлива, которому нужно больше топлива, и вы не можете добраться до космоса, сколько бы вы еще не накопили.

Я считаю, что этот метод намного лучше, чем строить ракету со всем давлением внутри нее перед запуском.

Почему? Когда мы нагнетаем топливо перед запуском ракеты, мы используем земные источники энергии, а это значит, что нам не нужно брать эти источники с собой. Если мы увеличиваем давление в полете, мы должны брать с собой топливо, и нам нужно топливо, чтобы поднять это топливо над землей, и мы возвращаемся к проблеме, о которой я упоминал ранее.

Использование электричества от аккумуляторов также кажется лучшей идеей, чем использование любого другого вида топлива для отопления.

Почему?

Когда я думаю об этом типе ракеты, работающей на воде и электричестве, я представляю, что это всего лишь вопрос инженерии.

Не совсем. Это тоже вопрос физики. Батарея работает за счет химических реакций, в результате которых образуются ионы, производящие электричество. Имеет больше смысла проводить химические реакции, непосредственно производящие энергию, а реакция ракетного топлива с кислородом является одной из самых энергичных химических реакций.

Ее было бы так же сложно построить, как и любую другую ракету, но выглядит она гораздо дешевле и экологичнее.

Аккумуляторы намного дороже бензина. Причина, по которой аккумуляторы более экологичны, заключается в том, что химические реакции, приводящие их в действие, гораздо более обратимы, чем те, которые происходят при сжигании углеводородов, и поэтому, хотя углеводороды в основном одноразовые, аккумуляторы можно перезаряжать. Если бы у нас был хороший способ превращать углекислый газ и воду в бензин, бензиновые двигатели были бы более экологичными, чем электромобили. По большей части ракета одноразовая, независимо от того, как она питается, поэтому вы теряете главное преимущество.