Корабль 1000т, рабочего тела 600т. Истечение 200 км/с, расход 5.5 грамм в секунду... какая для этого энерговооруженность требуется при использовании скажем, Аргона? или Натрия. Надеюсь, AlexAV подскажет. Я в этой области не очень уверенно ориентируюсь...
Нельзя такое говорить!
Это азы.
Нечего нашего главного мага и чародея Алекса по таким пустякам отвлекать!
Смотрите. Вы должны это просто понимать как "Отче наш". У вас есть СЕКУНДНЫЙ расход топлива. dm. Это [кг/с] в отличии от m которая просто [кг]
Берем основу-основ. Формулу кинетической энергии (она у нас корень всех рассуждений обычно):
Двигатель в течении секунды отбрасывает эту m из этого следует необходимая ему мощность. Видите?
Ваше условие:
W= 0.0055 кг/с* 200000^2/2 = 110 000 000 Ватт
Это ПОЛЕЗНАЯ мощность струи.
Потому что всякие там тепловые колебания - это все паразитка...
Затраченная электрическая - разделить на КПД двигателя. При такой скорости истечения КПД ионника будет очень большим. Потому что почти все паразитные затраты электричества в ионнике - несовершество процесса ионизации (в том числе и потери рабочей массы, кстати). И когда скорость истечения невысокая, скажем не 200 км/с а 20 км/с, то энергозатраты на разгон снижаются в 100 раз. А затраты на ионизацию (и потери энергии при ней на тупо тепловое движение) по-сути остаются теми же. Они на кг ионизируемой массы (а учитывая что вы в высокоимпульсном двигателе при той же тяге секундный расход снижаете пропорционально возростанию скорости, то и тут у вас повышение эффективности). Поэтому у современных ионников КПД порядка 75-80% уже хорошо при 50-70 км/с. При истечении 100 км/с у самых первых ионников в 60-х, (при ионизации на пористой подложке из платины, там большая была проблема) КПД сходу достигал 98%. И ясно почему (см. выше).
То есть электрическая мощность при 200 км/с вам нужна ~ 112 Мват. Не более.
Тогда удельная мощность (1000 тонн - масса ПУСТОГО корабля? Без топлива надеюсь?)
w = 120 вт/кг
Гм... я такой аппарат помыслить могу.
Напряженно, конечно... Но за счет размера... Почему нет?
Тепловая мощность реактора в примерно 4 раза больше. 450 Мвт.
450 - 122 = 328 Мвт - мощность радиатора, рассеивающего тепло по формуле Карно. Если знаете его температуру (скажем 1000 К) считаете площадь "крыльев бабочки" по Стефану-Больцману (черноту k берем, условно, 1):
S = 5800 м2
Если это плоскость (с двух сторон излучает) это квадрат 54 на 54 метра...
То есть, казалось бы всего две цифры...
А портрет весь на лицо!!!
200 км в сек истечение рб не достигнуто
и не видно как это сделать
20 км в сек - еще трудиться и трудиться, на горизонте возможного
при расходе граммы в сек
Уважаемый, бред несете (учитывая ваш малый опыт тут - это простительно. Стыдно не говорить глупость, а ее отставивать)!
У ионика получить низкий уи куда сложней чем высокий (до 10 000 км/с, на 500-1000 км/с начинаются уже другие проблемы, конечно).
Просто высокий уи, высокая скорость истечения - это высокая энергозатрата на килограмм отброшенной массы.
В школе учились?
Вот вам универсальная формула, которая позволит вам понять треть если не половину всего в физике:
Заучите как "Отче наш"!
Если вы отбрасываете за секунду одну и ту же массу в 2 раза быстрее, вы конечно экономите рабочее тело в два раза (на импульс) но вы расходуете энергию в 4-ре раза больше. Улавливаете? То есть ПОТРЕБЛЯЕМАЯ мощность (Это энергия за секунду) вашего двигателя возрастает в 4 раза.
Если вы переходите от 50 км/с к 200 км/с ваш двигатель потребляет в 16 раз больше на килограмм отброшенной массы. Конечно, вы (сохраняя ту же тягу) можете теперь отбрасывать в 4 раза меньше в секунду. Но все равно энергии вам нужно в 8 раз больше на ту же тягу.
Вы за четырехкратную экономию рабочего тела расплачиваетесь восмикратным возрастанием энергозатрат. А теперь скажите, что дороже? Лишние тонны цезия мирно покоящиеся в баках или лишние мегаватты энергии (которые оплачиваются трекратно рассеиваемой через радиаторы энергией)?
Поэтому глупо экономить рабочее тело.
Берите 3 к 1. Три массы рабочего тела на одну массу пустого корабля. Не ошибетесь, практически, никогда (плюс-минус не в счет). Скорость истечения? Надо высчитывал из профиля миссии. Она будет составлять где-то 0.64-0.7 от этой скорости. Условно. ХС= u (характерестическая скорость, сумма всех приращений скорости в процессе полета, чуть выше скорости истечения).
Большая скорость истечения не нужна, как не нужна и меньшая (что болезнь всех ЖРД).
Лучшее - враг хорошего.
Если вас "плохому" (что чем выше скорость истечения, тем лучше, тем ракета эффективней) научили братья Стругацкие в "Страна багровых туч", и вы не можете поверить что такие уважаемые, хорошие, честные, порядочные люди так оболгались, то придется переступить через это свое убеждение.
Дураки они были (я их тоже очень-очень любил и люблю по-прежнему).
Они не только там лохонулись.
Но там они лоханулись ну просто по полной...
Летать на Венеру на фотонной ракете с максимально возможной скоростью истечения (со скоростью света), это худший физический маразм который браться ляпнули за всю свою писательскую жизнь.
Ладно товарищ Аркадий был гуманитарий и советский офицер, коммунист! Но Боря! Боря!!! Технарь, программист, астроном... И диссидент... хренов.
Младшенькие, они все - засранцы.
У меня двое пацанов уже выросли. Такая же хрень (не только у меня так)...
