Идеальный реактивный двигатель

[Инопланетянин]

Насколько я понимаю, идеальный реактивный двигатель должен выбрасывать рабочее тело, так, чтобы его скорость относительно скорости точки отправления была нулевой? И тогда весь импульс (и вся энергия) передастся только полезной нагрузке?

Но это должно работать только если гравитация точки отправления пренебрежимо мала. А если гравитация (как и должно быть) планеты (или солнечной системы) существенна?
Предположим разгоняется ракета от Солнца к Альфе Центавра. Рабочее тело будет выбрасываться с нулевой относительно Солнца скоростью, но на всё большем и большем расстоянии от него. И каждая новая порция топлива будет приобретать всё большую и большую потенциальную энергию в гравитационном поле Солнца. Получается передать весь импульс ракете всё равно не получится. То же касается и колец из ускорителя, которыми Семёнов хотел разгонять саморепликатор. Всё равно они будут приобретать большую и большую потенциальную энергию, которая быстро станет кинетической. Так что идеального двигателя не получается.
Возражения?

[bob]

Насколько я понимаю, идеальный реактивный двигатель должен выбрасывать рабочее тело, так, чтобы его скорость относительно скорости точки отправления была нулевой? Возражения?

Тогда он не сдвинется с места. 

P.S. Идеальный двигатель - это когда всё рабочее тело истекает с теоретической скоростью точно по оси движения. Идеальный термохимический ещё и не должен допускать топливных потерь: всё горючее и окислитель должны сгорать по центру камеры сгорания, а не за её пределами. На практике так не бывает.

[Инопланетянин]

Тогда он не сдвинется с места.

Семёнов тут где-то это разбирал. Да, стартовать таким образом невозможно, но если уже набрана некоторая скорость, то дальше можно включить регуляцию скорости истечения... У Семёнова бы подробнее спросить.
Я просто докопался до того, что в гравитационном поле это бессмысленно.

точно по оси движения

Ионный близок к идеалу?

[Polnoch Ксю]

Насколько я понимаю, идеальный реактивный двигатель должен выбрасывать рабочее тело, так, чтобы его скорость относительно скорости точки отправления была нулевой? И тогда весь импульс (и вся энергия) передастся только полезной нагрузке?

Как это получается? С чего? Мне казалось, что идеальный двигатель будет выбрасывать рабочее тело минимальной молекулярной массы с практически световой скоростью относительно сопла.

[Инопланетянин]

Как это получается? С чего?

Семёныча бы спросить... Я так понял, что речь шла об стопроцентной передаче импульса кораблю, а не топливу.

минимальной молекулярной массы с практически световой скоростью относительно сопла

Да, наращивать скорость истечения, конечно, гораздо осмысленнее, чем экономить импульс. Но я хотел покритиковать ту концепцию.

[Dem]

Как это получается? С чего? Мне казалось, что идеальный двигатель будет выбрасывать рабочее тело минимальной молекулярной массы с практически световой скоростью относительно сопла.

Смотря для чего идеальный. Для использования - нет. Потому как полученный импульс пропорционален скорости отбрасываемого, а затраченная энергия - её квадрату.

[lipaal]

Семёныча бы спросить... Я так понял, что речь шла об стопроцентной передаче импульса кораблю, а не топливу.

MV2/2 - энергия растет квадратично от скорости - вот эта энергия и передастся.
Согласно закону сохранения энергии - они не откуда не берется и никуда сама не девается.
КПД системы по определению 100% ный.
Если же считаете, что куда то девается - укажите куда. Пальцем ткните (в виде физической формулы)

P.S. В свете этого меня веселят рекламные объявления "наш обогреватель отдает тепла в потора раза больше чем обычный".... смешно это читать про систему где по определению КПД 100% ный...

[pppppppo_98]

Насколько я понимаю, идеальный реактивный двигатель должен выбрасывать рабочее тело, так, чтобы его скорость относительно скорости точки отправления была нулевой? Возражения?

Тогда он не сдвинется с места. 

P.S. Идеальный двигатель - это когда всё рабочее тело истекает с теоретической скоростью точно по оси движения. Идеальный термохимический ещё и не должен допускать топливных потерь: всё горючее и окислитель должны сгорать по центру камеры сгорания, а не за её пределами. На практике так не бывает.

И даже не так идеальный двигатель должен спалить все топливо сразу....то есть по типу прыгуна, который откидыаает гантели назад

[Ксей]

И даже не так идеальный двигатель должен спалить все топливо сразу....то есть по типу прыгуна, который откидыаает гантели назад

Гантели в этом случае не нужны, проще оттолкнуться от Земли.

Отбрасываемую массу не нало таскать с собой , да и энергия от земных источников.
Полезно вспомнить "Из пушки на Луну".
Все реально, шахта глубиной 2-3 км , внизу полость от первичного ядерного взрыва, загружаем новый ядерный заряд, отускаем снаряд , отцепляем и убираем тросс....
Интересно, какой скорости можно достич используя ядерный взрыв, и сколько g могут выдержать роботы?

[Инопланетянин]

2000 выдерживают. Только пушку придётся строить на вершине Эвереста (или чего-то подобного) и высотой ещё N километров. Иначе большая часть энергии уйдёт на трение. И это ближе соседней теме про ракету с лазером. Всё таки про внешний источник разгона.

[bob]

Ионный близок к идеалу?

Очень. Потому он и столь хорош.

И даже не так идеальный двигатель должен спалить все топливо сразу....

Нет. Пушка менее эффективна, чем ракета. Подумайте, почему.

[Dem]

Нет. Пушка менее эффективна, чем ракета. Подумайте, почему.

Сравни длину ракеты к "Граду" и длину выстрела к аналогичной пушке. Разница в длине в несколько раз ни на какие мысли не наводит?

[lipaal]

Цитата: bob от Сегодня в 10:10:54]
Сравни длину ракеты к "Граду" и длину выстрела к аналогичной пушке. Разница в длине в несколько раз ни на какие мысли не наводит?

Длинна пушки выбирается исходя из скорости горения пороха. У ракеты такого ограничения нету.
Эффективность можно сравнить только исходя из расчета - сколько энергии надо для того, что бы вывести 1 кг груза на орбиту...

[Ксей]

Только пушку придётся строить на вершине Эвереста (или чего-то подобного) и высотой ещё N километров. Иначе большая часть энергии уйдёт на трение.

БольшАя  или бОльшая часть уйдет на трение , это видимо зависит от массы снаряда, чем больше масса, тем меньшая часть потеряется.
А при ядерном выстреле и масса снаряда и потери не сильно будут беспокоить.
Во всяком случае атмосферу  можно раздвинуть на время пролета, например стрельнув мощным лазерным лучом на длине волны близкой к линии поглощения воздуха.

[Крупин]

P.S. В свете этого меня веселят рекламные объявления "наш обогреватель отдает тепла в потора раза больше чем обычный".... смешно это читать про систему где по определению КПД 100% ный...

    Такое, тем не менее, вполне возможно. Это, так сказать, вывернутый наизнанку кондиционер. Если его "запустить обратным ходом", то он будет перекачивать тепло с улицы в здание. Таким образом на отопление идёт не только потребляемая электроэнергия, как в обычном электрообогревателе, но и это добавочное тепло, которого тем больше, чем меньше перепад уличной и комнатной температур. При небольших значениях этой разницы выигрыш может быть в разы.

[Крупин]

Насколько я понимаю, идеальный реактивный двигатель должен выбрасывать рабочее тело, так, чтобы его скорость относительно скорости точки отправления была нулевой? И тогда весь импульс (и вся энергия) передастся только полезной нагрузке?

    В самом идеале было бы так, чтобы отработанное топливо в компакте с оболочкой отлетало в одну сторону, а полезная масса - в другую. и чтобы кпд был 100% - вся энергия переходила исключительно в кинетическую. близко к этому было бы следущее: Топливо сжигается, но остаётся в выхлопном контейнере. За счёт сжигания вырабатывается электроэнергия и из стартовой установки по принципу рельсотрона выбрасывается капсула.

    В такой системе отношение энергии капсулы к энергии отбрасываемого"хвоста" будет обратно отношению масс. Т.е., скажем, если топливо+рельсотрон будут массивнее нагрузки в 99 раз, то нагрузке достанется 99% энергии, а хвосту лишь1 процент.

    В реале, конечно, такая конструкция невозможна, а потому приходится мириться с не столь идеальной ракетой.

[Крупин]

Нет. Пушка менее эффективна, чем ракета. Подумайте, почему.

Сравни длину ракеты к "Граду" и длину выстрела к аналогичной пушке. Разница в длине в несколько раз ни на какие мысли не наводит?

    Дело не в длине, а в том, что в пушке пороховые газы выбрасываются в ту же сторону, что и полезная масса. Получается, что как бы (в идеале) энергия пороха затрачивается на ускорение сассы нагрузки вкупе с пороховыми газами. Потому в пушке невозможно достичь скоростей выше скорости газовой струи. А для самых энергетически эффективных систем (самая, теоретически, выгодная литий+фтор) предельная скорость струи не превышает 5,5км/с. Для обычных же порохов эта цифирь как минимум вдвое меньше. Так что из обычной пушки в космос не выстрелишь.

   Есть прожекты легкогазовой пушки, где тепло сгоревшего топлива передаётся, скажем, жидкому водороду в выемках сбоку ствола. в этом случае снаряд толкает лёгкий газ и теоретически можно выстрелить на орбиту. Предполагается сразу после вылета снаряда перекрывать канал ствола и обратно сжижать водород. Но это по крайней мере пока прожекты.

[bob]

    Дело не в длине, а в том, что в пушке пороховые газы выбрасываются в ту же сторону, что и полезная масса. Получается, что как бы (в идеале) энергия пороха затрачивается на ускорение сассы нагрузки вкупе с пороховыми газами. Потому в пушке невозможно достичь скоростей выше скорости газовой струи. А для самых энергетически эффективных систем (самая, теоретически, выгодная литий+фтор) предельная скорость струи не превышает 5,5км/с. Для обычных же порохов эта цифирь как минимум вдвое меньше. Так что из обычной пушки в космос не выстрелишь.

Да. Вот именно. Только в ракете можно получить значительное превышение скорости над скоростью истечения продуктов сгорания.

[lipaal]

P.S. В свете этого меня веселят рекламные объявления "наш обогреватель отдает тепла в потора раза больше чем обычный".... смешно это читать про систему где по определению КПД 100% ный...

    Такое, тем не менее, вполне возможно. Это, так сказать, вывернутый наизнанку кондиционер. Если его "запустить обратным ходом", то он будет перекачивать тепло с улицы в здание. Таким образом на отопление идёт не только потребляемая электроэнергия, как в обычном электрообогревателе, но и это добавочное тепло, которого тем больше, чем меньше перепад уличной и комнатной температур. При небольших значениях этой разницы выигрыш может быть в разы.

Это уже называется "тепловой насос".
Я же писал конкретно про рекламу обычных эл.обогревателей.

[Dem]

Только в ракете можно получить значительное превышение скорости над скоростью истечения продуктов сгорания.

Ну почему? Через ту же многоступенчатость - выстреливаем заряженный ствол пушки, потом стреляем из него...