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【核吧玩核】手把手教你如何设计NTR!

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还在用化学火箭?时代变了!


IP属地:黑龙江1楼2020-07-27 08:22回复
    Nuclear thermal rocket,核热火箭,是用核能作为动力,代替传统的化学能燃料的火箭,无论是在动力上还是续航力上都比传统的火箭有着无可比拟的优势,因此核热火箭是未来火箭的新方式。


    IP属地:黑龙江6楼2020-07-27 08:30
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      ok 开始
      (快进到核聚变)
      虽说已经是核热火箭了,但是我们还是得利用牛顿老爷子发现的定律。。。。。
      核聚变会产生大量的高压高热气体,所以我们要做的就是将这股气体导出,火箭就会以导出气体反方向前进
      问题在于如何可控的导出几亿度的气体与控制聚变堆


      IP属地:黑龙江8楼2020-07-27 08:45
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        先解决第二个问题
        由于是聚变,所以需要一个能量源来启动它,下面会介绍一下两种常用的聚变启动方式。
        首先要知道的是,只有电能,才能用来启动和维持聚变,热能和带电粒子都是不行的。
        第一种方法是采用裂变的能量来启动和维持聚变,方法是在同一个载具内放上一个缩小后的裂变反应堆+发电机。
        不过这个方法的缺陷还是很大的,从图中可以看到,聚变堆还没有全功率运行,裂变堆就已经满载了,一个缩小后的裂变反应堆并不能满足聚变的能量需求(后期的高级聚变模式更为明显),而大型的裂变堆又过重。所以这并不是一个很有效率的方法。


        IP属地:黑龙江10楼2020-07-27 08:54
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          也许有人会问了,为什么不能用聚变产生的能量来维持聚变本身呢。
          说得很对!!!第二种方法:
          红色的那个组件是大电容,用来储存Megajoules能量,出发时电容内的电可以用来启动聚变,聚变产生的热能通过热电机转化为电能,用来维持自身的聚变,注意需要散热。
          由于KSPI存在优良的能量自动分配机制,所以不用担心热电机“抢走”了太多的热能导致热核引擎无法使用,轻元素的聚变释放的能量一般远大于需求的能量,所以肯定是够用的。
          太阳能板的作用是,当手动关掉聚变导致没有能量输出时,用来维持电容内的电量,用于以后重新启动聚变反应堆。


          IP属地:黑龙江11楼2020-07-27 08:55
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            第一个问题很好解决,按一个热火箭喷管就行了
            下面介绍下聚变堆的形式及他们的特点
            1:仿星器(Stellorator)
            仿星器是仿照了恒星内部的聚变反应,属于稳态的磁约束聚变。也就是说,可以造一个小太阳了(太阳骑士们快出来赞美啊
            扁平的圆环状是Stellorator的最大特点,在KSPI里的仿星器在在中期解锁的三个聚变反应堆中,单位质量能够产生的功率是最高的,但是核心温度只有2500K(仿了假的恒星),因此如果用来进行热推进,将会得到一个惨不忍睹的比冲。
            因为其产能巨大且半径不能缩小的特点,非常适合用来做电站,一边接一种发电机(分别是热能和带点粒子的),接上微波发射天线(微波输电的内容以后再讲)和大电容,带上聚变燃料,一个常规的电站就做好了。
            这个聚变堆可以使用很多种聚变模式,并且可以生产both热能和带电粒子,有关聚变模式暂时先不细说(太复杂了),不过做电站的话一定要用D-T聚变(就是默认的那种),因为D-T燃料相对便宜而且功率不低,适合长期满载使用。
            记得带散热板。
            而且它很难脆化损坏。毕竟仿的不是超新星


            IP属地:黑龙江12楼2020-07-27 08:59
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              2:托卡马克
              (好像在kspie里只有球型托马堆。。。算了)
              球形托卡马克是托克马克聚变堆的一种,属于准稳态聚变反应堆,其原理就是通过一系列(我也不知道怎么解释)的磁场,将等离子控制在这个球型的范围内,然后,通过电子回旋、微波加热或中性束注入等(高深莫测)的方法,对等离子体进行加热,以此达到聚变反应的条件。
              在KSPIE中,体现的特点就是:
              高温!
              超高温!!
              非常高温!!!
              这里的温度是指可以用于【热推进】的核心温度(Core Temperature),由于KSPI中的热推进比冲计算公式是燃料ISP比率*21*Sqrt(核心温度)。
              按照官方的数据,升级后的托卡马克具有32000K的核心温度,相比仿星器的2500K,整整是12.8倍,按照公式,比冲应该是3.6倍左右,也就是3600s。
              但是托克马克只给热喷口带来了2300s的比冲,那是因为这种直喷需要再生冷却,喷出的东西已经被降温了,所以比冲会稍微低一点。


              IP属地:黑龙江13楼2020-07-27 09:06
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                托克马克较低的功率密度和较小的质量,使得它并不适合长期留在轨道上给无线充电站供能。
                但在游戏中期,一艘多功能的远航船使用的反应堆非它莫属了。

                这是一艘非常简单的外行星探索远航船,使用托克马克反应堆进行供能。
                ——仅仅使用热喷口!这是为了降低死重,因为i电推可能需要更多的散热板。
                ——使用甲烷作为主工质(中间那个大罐子)保证大推力,0.9g以上加速度。
                ——上面的尖头装有少量液氮(一点点就行,不一定要装满),用于临时大推力进行规避机动,1.4g-3.4g加速度。
                ——采用D-T聚变,会释放80%的热能和20%的带电粒子(Charged Partical),反应堆上接有带点粒子发电机(比较轻)用来自发电以维持聚变反应。
                ——中间的一连串罐子是聚变原料Deuterium和Tritium,D要比T多,因为反应堆会进行T增殖,消耗Lithium以生产T(当然你可以关掉)
                ——尖头下面的小罐子是装氦的,D-T反应会生成氦,存起来当额外工质吧。
                ——在长时间星际转移的时候建议右键反应堆打开控制面板停堆,防止不必要的聚变燃料消耗。太阳能板是为了在停堆的时候给冷冻罐供能以及维持电量以再次启动聚变(如果不去外行星可以少放几片)
                ——19000甲烷的基本DV,加上氮和氦的额外DV,这艘飞船已经能出RSS地球低轨出发,前往太阳系内任何一颗行星释放一定量的载荷了。
                ——可以额外加点RCS,我没加是因为喜欢动量轮大法(平移了几个进去)。
                ——装个着陆推反推登陆一下也是可以的


                IP属地:黑龙江14楼2020-07-27 09:07
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                  3:MTF堆
                  MTF反应堆,结合了磁约束和惯性约束两种方式,聚变燃料在被加热成等离子体时被磁场限制在一个地方,然后用激光烧蚀被磁场约束的燃料来增加压力和温度以引发聚变。
                  以上你都不需要了解,要记住的是,由于这个聚变的机制,导致这个聚变反应堆在KSPI中只能输出热能,其核心温度稍高于球床裂变反应堆,为2500k-3200k(根据科技水平)
                  由于这个反应堆可以被做得很小(后期可以被缩到1.25m),并且单位质量产生的热能十分可观,所以比较适合用来做SSTO。


                  IP属地:黑龙江17楼2020-07-27 09:09
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                    极其简易的一只NTR,采用了MTF堆


                    IP属地:黑龙江19楼2020-07-27 09:14
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                      紧 急 上 浮


                      IP属地:黑龙江23楼2020-07-27 09:47
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                        咕咕咕了好久呢。。。。
                        接下来我们要进入科幻的环节力


                        IP属地:黑龙江25楼2020-07-30 07:56
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                          MIF发动机(磁惯性聚变发动机)
                          他利用用100纳秒的电脉冲产生强烈的Z-pinch磁场,向内压碎装有燃料的圆柱形金属衬管(空腔)。电流通过这个金属管。金属管内爆之前,里面的聚变燃料(如氘-氚)被激光预热,并且这些燃料被包在一个磁场里,利用磁性喷嘴导出
                          这些同样不用知道,你要知道的是因为他的这种特性,使得所有该类型引擎都只能在太空中使用,不能输出电量
                          但是,在太空中,比冲相比化学引擎要大得多
                          不需要直联反应堆,但需要额外的反应堆供能


                          IP属地:黑龙江26楼2020-07-30 08:15
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