Капельный холодильник

Для космоса. Несколько недель назад меня этим капельным холодильником ну просто вот достали. Мол очень крутая штука. А что это такое объяснить не могли. А вот Майя Караванова всё нашла - и скажем ей спасибо за это.

Из рисунка всё понятно, благо и пояснения есть. Понятно - но не всем. Некоторые просто поражаются красоте рисунка и дальше не вникают, а дальше как раз начинаются технические сложности. Вот их и рассмотрим.

Достоинство очевидно: нет тяжёлых панелей радиаторов. А ещё никакой метеорит эти панели не сломает. И ещё говорят у капли большая поверхность охлаждения - но вот с этим выводом я бы не торопился.

Кстати картинка - в момент движения с ускорением. А вот когда после выключения двигателя, движение станет равномерным - то вся система "корабль и теллоноситель" окажется в состоянии невесомости. И тогда сформировать длинную и нераспыляющуюся струю намного сложнее.

А что будет в момент манёвра? Струя теплоносителя выпускается с одним вектором, а корабль за это время меняет свой вектор движения - и струя улетает в пространство. То есть происходит безвозвратная потеря теплоносителя.

И уж совсем непонятно, как будет такой корабль тормозить? Ему же надо развернуться двигателями против движения. Но тогда струя теплоносителя окажется так же направленной против движения. В итоге относительный путь струи в пространстве увеличится. А за это время больше теплоносителя будет потеряно.

Ведь теплоноситель это жидкость. В вакууме какая-то часть жидкости неизбежно будет испаряться в пространство. Чем ближе к Солнцу летим - тем сильнее испарение. А улетаем далеко от Солнца - и жидкость за время пути в космосе успевает охладится слишком сильно, возможно даже замёрзнуть. Как тогда её собирать и возвращать обратно в систему охлаждения корабля? Не будет ли эта охлаждённая жидкость вызывать обмерзание всасывающих патрубков? И почему они будут всасывать её? Ведь снаружи вакуум - а ниже вакуума давление опустить невозможно. Непонятно, как в этом случае обеспечить надёжное возвращение теплоносителя в систему.

Наконец, довод о большой поверхности охлаждения капли - увы, в плоскости радиатора капле некуда излучать тепло, поскольку справа и слева от неё другие столь же горячие капли. И выходит такой капельный радиатор излучает только перпендикулярно своей плоскости - в точности как и радиатор обычный. Выигрыш по эффективности охлаждения будет не так уж велик.

А возможно будет и хуже, да! Мы же не знаем параметров струи. И как близко друг к другу могут идти эти струи. А ведь может оказаться, что пускать их надо редко-редко, чтобы они не сталкивались друг с другом с неизбежным расплёскиванием в пространство. И тогда может оказаться что такой капельный холодильник прокачивает через себя заметно меньше теплоносителя, чем обычный радиатор. Меньше теплоносителя - меньше и отвод тепла. И если окажется так, то вместо преимущества - недостаток.

Остаётся лишь одно преимущество - это вес. Но за него платим и неведомой жидкостью, не перегревающейся и не замерзающей, а главное не испаряющейся в вакууме, непростой системой улова этой жидкости, и постоянной потерей теплоносителя. А ещё в момент манёвра - то есть как раз тогда, когда заработают двигатели и нужно охлаждение - капельный холодильник придётся останавливать во избежание массовой потери теплоносителя. Манёвр конечно будет недолгим - и всё же это неприятный момент (нужно охлаждение, а мы его на минуточку отключили, авось не успеем расплавиться).

Неудивительно, что в НУКЛОНе решили вернуться к надёжным обычным радиаторам. Из них теплоноситель не улетает в пространство.

Но ведь если в такой радиатор попадёт микрометеорит...

Уже давно в солнечных конвекторах применяется вполне надёжная система. Радиатор состоит из множества трубок. Основная магистральная отдаёт тепло замкнутым в кольца меньшим. Эти кольца каждое самостоятельное, изолированное от других и не сообщается гидравлически с магистральной трубой. Даже жидкости в магистрали и в кольце разные. Пробоина от микрометеорита разрушит в худшем случае пару колец. Но таких колец в большом радиаторе тысячи. То есть от пробоины теряем лишь кроху теплоносителя и доли процента эффективности радиатора.

Замечу, что никакого мотора в этих кольцах не нужно - достаточно обратного клапана и жидкость будет течь сама (за счёт нагрева и даже в невесомости). Так что всё работает надёжно. Но уж очень громоздко и не антуражно.

И что с этим делать фантасту?

Я бы предложил классический из фантастики 60-х бронированный корпус - а под бронёй холодильник с теплопотоком изнутри (из помещений) наружу (к броне). Тогда вся эта массивная броня и будет излучать в пространство тёпло. Для фантастики 1960-х вполне приемлемое решение. Но вот с точки знаний современных, боюсь, маловата эффективная способность такой системы к охлаждению.

Что же делать? Как сочинить правдоподобный планетолёт, с учётом необходимости его охлаждения?