Как рассчитать импульс?

[Змей Петров]

кстати со скоростью = 0,000233 м/с можно за час пройти 84 сантиметра, за сутки 20 метров, за год 7 км. Круто, правда?😉😎

- Подумала улитка, и бодро отправилась в путь

[Алексей В.]

- Подумала улитка, и бодро отправилась в путь

когда движешься по орбите, то это не особо хорошая аналогия, т.к. если скажем при дельта вэ = 100 м/с при движении по прямой можно за 100 лет пройти 316 млн. км. Но при движении по круговой орбите радиусом 150 млн. км со скоростью 30 км/с дополнительные 0,1 км/с поднимут афелий орбиты до 152 млн. км. И на этом всё, хоть 100, хоть 1000 лет летай по этой орбите, но так и будет максимальное расстояние от Солнца = 1 а.е. + 2 млн. км. Чтобы попасть глубоко внутрь или далеко за пределы земной орбиты нужны серьёзные дельта вэ.

Т.е. нужно или выбирать объекты на близких к цели траекториях или на далёких, но тогда придётся очень сильно вложиться в их перемещение в нужное место.

[Змей Петров]

А, мужики-то - и не знали.

[LV46]

В соседнем разделе беспокоятся, что из какой-то пукалки стрельнут по астероиду и изза этого он упадёт на Землю, а вы тут гигатоннами оперируете 

[Алексей В.]

А что не оперировать, пишешь цифру, ни чем не обосновываешь,а у народа волосы на лысой голове дыбром встают. Как там поэт писал:" Я планов наших люблю громадье."!

опять 25...
Можно пойти другим путём - представим, что мы меняем скорость ледяного астероида на 1 км/с не термоядерными взрывами, а простыми кислород-водородными ракетными движками.
У них тот же удельный импульс, как и в прошлом случае = 4300 м/с.
Значит нужно переработать 20,75% массы ледяного астероида, т.е. те же, как в прошлом случае 93,3 трлн. тонн льда в кислородно-водородную смесь и отбросить её ракетными движками в нужную нам сторону.
Оценим сколько энергии выделится при полном сгорании этих 93,3 трлн. тонн. Для простоты будем считать, что массовое соотношение кислорода к водороду будет 8 к 1, как в самой воде.
Значит у нас 93,3 трлн. т. смеси будут в себя включать 10,37 трлн. тонн водорода.
При удельной теплоте его сгорания в 120 ГДж/тонну, если его полностью сжечь, то выделится теплоты 1,244 * 10^24 Дж.
При взрыве гигатонной бомбы выделяется 4,2 * 10^18 Дж.
Делим одно на другое получаем, что при сгорании всего этого водорода выделится энергии, как при взрыве 296 000 гигатонных бомб.
Но у нас раньше получалось 3 842 000 бомб - как так?
Так мы использовали тогда только лишь 27,75% от полного импульса разлетающегося пара.
Здесь же практически полностью.
Скорость разлёта при взрыве была 15,5 км/с, при работе ракетного движка 4,3 км/с при одной и той же отбрасываемой массе.
Значит при взрывах затрачено на 1 кг отбрасываемой массы в (15,5/4,3)^2 = 13 раз больше энергии.
296 000 * 13 = 3 848 000 бомб - что идеально сходится с вышеописанным случаем.

Так что выходит, что всё правильно.

[Алексей В.]

При взрыве гигатонной бомбы выделяется 4,2 * 10^18 Дж." для меня ни чего не значит. Совершенно не ясно откуда эта цифра, как она получена.

да что тут может быть неясного то? Тротиловый эквивалент = 4,2 МДж/кг или 4,2 ГДж/тонну. Значит гигатонна будет 4 200 000 000 ГДж или 4 200 000 000 000 000 000 Дж или те самые 4,2 * 10^18 Дж.
ГДж=10^9 Дж
Тонна ТНТ = 4,2 ГДж = 4,2 * 10^9 Дж
Гигатонна = 10^9 тонн = 4,2 * 10^9 Дж/тонну * 10^9 тонн = 4,2 * 10^18 Дж.

Как-то так...

[LV46]

Можно пойти другим путём - представим, что мы меняем скорость ледяного астероида на 1 км/с не термоядерными взрывами, а простыми кислород-водородными ракетными движками.

Интересно, но это обсуждение для другой (новой) темы.

[Алексей В.]

И ваш тротиловый эквивалент- цифра очень с потолка.

ага, да-да, конечно.
Вот вам для просвещения вашего невежества https://ru.wikipedia.org/wiki/Тротиловый_эквивалент
<<<Производные величины
1 грамм тринитротолуола выделяет 1000 термохимических калорий, или 4184 джоулей;
1 килограмм ТНТ = 4,184⋅106 Дж = 4,184 МДж;
1 тонна ТНТ = 4,184⋅109 Дж = 4,184 ГДж;
1 килотонна (кт) ТНТ = 4,184⋅1012 Дж = 4,184 ТДж;
1 мегатонна (Мт) ТНТ = 4,184⋅1015 Дж = 4,184 ПДж;
1 гигатонна (Гт) ТНТ = 4,184⋅1018 Дж = 4,184 ЭДж.
1 тератонна (Тт) ТНТ = 4,184⋅1021 Дж = 4.184 ЗДж.
1 петатонна (Пт) ТНТ = 4,184⋅1024 Дж = 4.184 ИДж.>>>

Я уже выше писал, что при взрыве осколки взрыва имеют неизвестное широкое распределение по скоростям и по направлениям, так что вклад в импульс отдачи есть вещь в себе, даже не понятно как можно ее оценить, а у вас все ясно и просто, а в результате цифра получается с потолка.

по-моему, как раз всё достаточно просто. После взрыва 300-метровый куб начинает разлетаться и хотя сначала он был кубом, но быстро в процессе разлёта станет шаром, так же как бывает при испытаниях. Причём газовым шаром, т.к. энергия полученная при взрыве на единицу массы льда гораздо больше теплоты испарения. Шар расширяется во все стороны равномерно пока не встретит препятствие. Если у нас взрыв будет на расстоянии 15 км от шита диаметром 30 км, то угол центр щита-бомба-край щита = 45 градусов.
В момент касания шаром щита проведём лучи от центра шара к краям щита, образуется конус. Он вырежет сегмент в шаре взрыва. Нам нужно только определить отношение площади этого сегмента к полной площади сферы шара и мы таким образом определим какая часть всего разлетающегося газа ударит по щиту.

S=2*3.14*R*h
h=1 - sin 45 = 0,293.

Площадь равна 29,3% от площади полусферы, а значит ~ 15% от полной сферы.
Средний коэффициент отражения тоже не от балды таким выбран, сложновато объяснить, но его тут действительно нужно брать средним арифметическим от диапазона между 170% отражения и 200%.

К тому же самое главное, что я уже сделал расчёт совсем с другой стороны - с попытки использовать вместо бомб ракетные двигатели и всё идеально совпало. Чего вам ещё-то нужно?

[Змей Петров]

Это - что такое ?
Куда смотрят модераторы ??

[Алексей В.]

на сколько я знаю, большие массы малочувствительного ВВ взрываются по схеме - детонатор - малое кол-во очень высокочувствит. ВВ - среднее кол-во ВВ средней чувствительности - большое кол-во ВВ малой чувствительности.
В многоступенчатой бомбе тот же принцип сначала ядерный запал - затем 2-я ступень килотонн на 300 - 3-я ступень 50 Мт.
Зачем запалы в каждой динамитной шашке?

[Алексей В.]

да даже селитру можно взорвать, хотя она очень малочувствительная. Так и было когда взрывались склады с ней. Это происходило тогда, когда очень мощный заряд был использован для её дробления ударной волной(по офиц. версии).

[Алексей В.]

Мне уже скучно с вами.

ну не знаю, идите что ли попляшите, чтобы было весело😆

[Алексей В.]

То есть, для получения той же эффективности нужно усложнять конструкцию. Помещать детонатор в каждую шашку в вагоне, и еще как то обеспечить одновременное срабатывание всех детонаторов в вагоне.

нет, не обязательно, просто нужно туда поместить достаточно большую шашку с детонатором, а не стандартных размеров, и возможно с более чувствительным или мощным ВВ.
К тому же шашки в вагоне возможно плохо друг к другу прилегают, а их нужно уложить максимально плотно без зазоров между собой - именно так и делали, когда проводили взрыв 100 тонн ТНТ перед Тринити, ящики с взрывчаткой молотком плотно друг к другу пригоняли.

И что-то я сомневаюсь, что в каждом этом ящике был детонатор - так что ваша аналогия хреновая.

[Алексей В.]

Я уже выше писал, что при взрыве осколки взрыва имеют неизвестное широкое распределение по скоростям и по направлениям, так что вклад в импульс отдачи есть вещь в себе, даже не понятно как можно ее оценить, а у вас все ясно и просто, а в результате цифра получается с потолка.

исходя из характеристик РД-0120 https://ru.wikipedia.org/wiki/РД-0120
в виде удельного импульса = 4550 м/с и отношения топливо-окислитель можно вычислить, что его КПД~80% (могу написать как это вычислил, если хотите), а степень расширения его сопла = 86.
Значит в случае, если у нас шарообразный кусок льда с бомбой внутри, то приблизительно можно предполагать, что при увеличении его начального объёма в 86 раз в процессе разлёта примерно те же 80% полученной льдом энергии от бомбы будет преобразована в кинетическую энергию разлёта парового шара.
Увеличение объёма в 86 раз соответствует увеличению диаметра шара в 4,4 раза, т.е. если у нас начальный диаметр шара 300 метров, то уже при диаметре его в 1300 метров он уже практически разогнался до максимальной своей скорости.
Насчёт распределения по скоростям и направлениям, то т.к. это шар, то во все стороны разлёт будет равномерен.
А скорость движения будет возрастать по мере движения от центра к периферии.
На радиусе = 50% от максимального скорость скорее всего будет равна также 50% от скорости, с которой движется поверхность сферы шара.
Но объём внутри этого 50%-го радиуса будет = всего лишь 1/8 от полного объёма разлетающегося шара.
А внутри 0,69-й части радиуса заключено лишь всего 1/3 часть объёма.
Это означает, что при одинаковой плотности по всему объёму 2/3 массы всего пара находятся от 69 до 100% радиуса.
Это при одинаковой плотности, но она одинаковой не будет, т.к. при развитии взрыва наиболее нагретые и значит менее плотные области находятся в центре, а наиболее холодные, а значит плотные на периферии, что ещё более сдвинет сосредоточение массы ближе к поверхности шара.
Т.е. получается, что бОльшая часть массы находится близко к поверхности и соответственно имеет большую скорость движения, близкую к скорости поверхности шара.
Поэтому то и можно достаточно просто и точно оценить скорость разлёта этого газового шара по формуле u=sqrt(2E*0.8/m), а затем по ней вычислить полный импульс газа.
Это в случае сферического куска льда, в этом случае я на 100% уверен, что всё так и будет.
В случае куба уверенности поменьше, т.к. как он будет разлетаться до конца мне не понятно, но я думаю, что т.к. разлёт будет газовой фазы, то она быстро как бы должна стать равномерной по всем направлениям, т.е. шаром, т.к. при развитии огненного шара ядерного взрыва в атмосфере его можно считать шарообразным примерно с 10 диаметров бомбы, т.к. все неравномерности в его расширении сглаживаются со временем.

[Geen]

Значит в случае, если у нас шарообразный кусок льда с бомбой внутри, то приблизительно можно предполагать, что при увеличении его начального объёма в 86 раз в процессе разлёта примерно те же 80% полученной льдом энергии от бомбы будет преобразована в кинетическую энергию разлёта парового шара.

Нет конечно.

[Алексей В.]

Значит в случае, если у нас шарообразный кусок льда с бомбой внутри, то приблизительно можно предполагать, что при увеличении его начального объёма в 86 раз в процессе разлёта примерно те же 80% полученной льдом энергии от бомбы будет преобразована в кинетическую энергию разлёта парового шара.
Нет конечно.

я же сказал, что приблизительно, а не буквально, т.е. где-то рядом по величине.

[Алексей В.]

Можно пойти другим путём - представим, что мы меняем скорость ледяного астероида на 1 км/с не термоядерными взрывами, а простыми кислород-водородными ракетными движками.
Интересно, но это обсуждение для другой (новой) темы.

да тут особо обсуждать то нечего. Вот если бы у нас было 93,3 трлн. тонн халявной водородно-кислородной смеси, то да. Но её нарабатывать или на худой конец растапливать лёд, получать пар, а затем его в ядерном реакторе греть и направлять в сопло - не, нафиг, проще с водородными бомбами.

[Geen]

я же сказал, что приблизительно, а не буквально, т.е. где-то рядом по величине.

Ну если "приблизительно" и "рядом по величине" это пара-тройка порядков, то да. А иначе надо обосновывать почему в нагрев уйдёт так мало.

[Klapaucius]

Можно пойти другим путём - представим, что мы меняем скорость ледяного астероида на 1 км/с не термоядерными взрывами, а простыми кислород-водородными ракетными движками.
Интересно, но это обсуждение для другой (новой) темы.

да тут особо обсуждать то нечего. Вот если бы у нас было 93,3 трлн. тонн халявной водородно-кислородной смеси, то да. Но её нарабатывать или на худой конец растапливать лёд, получать пар, а затем его в ядерном реакторе греть и направлять в сопло - не, нафиг, проще с водородными бомбами.

Я понял идею так (как видимо и LV46). На астероиде делаем завод, который из водяного льда производит кислород и водород. Затем их направленно сжигаем, в системе ракетных двигателей на поверхности астероида.
Откуда брать энергию для завода? Зависит от того, где астероид. Солнечные батареи эффективны, и то не очень, только в поясе астероидов между Марсом и Юпитером (и ближе). Взять там приличных размеров - ну разве что Цереру, Весту и ещё 5-10 наверное, и то со льдом будут проблемы. И особенно с изменением скорости.

Остаётся пояс Койпера (облако Оорта пока не рассматриваем, очень далеко и может даже там довольно бедно на крупные тела). Дельта V нужна весьма небольшая, если например хочется в Венеру попасть (если у Венеры ещё и тормозить, это будет на много порядков сложнее). Всякие мегаРитеги - их доставить та ещё задачка (а построить на месте тем более), и топливо тем более менять (на месте не собрать столько урана и обогатить).

Остаётся или лазер, или микроволновый пучок с околоземной орбиты, или с орбиты как можно ближе к Солнцу, от полей солнечных батарей. Если такая технология оправдает себя для снабжения электроэнергией самой Земли, для начала. Но тоже, двигать огромную массу - это нужно очень много времени и энергии. Даже "надуть" парус кораблю в несколько сотен тонн, разогнать к соседней звёздной системе - строительство такой "скромной" энергетической системы может занять столетия.

[Александр Овчар]

Может быть эта задача не решается по формулам из прошлого века, в принципе? Магнитное поле еще не предлагали использовать? Допустим есть магнитная бомба. Она создает 10¹⁶Тл. Затем берем электрическую бомбу. Она создает 10²⁶ В/м.
==

После этого в эпицентре запускается реакция синтеза антиматерии, или  что то еще, экзотическое. Важно, что бы это экзотическое, было цепным, т.е. порождало вот эти Теслы и Вольты, за основу.  Говорят это на Солнце бывает, или в разломах земной коры (в смысле экзотическое, и это (т-ссс!) вроде как со спутников наблюдали).   А еще говорят, это (экзотическое) бывает в кавитации в водопроводной воде. А воды из астероида можно добыть много, а для создания кавитации хватит 300 бар. А еще (говорят) можно создать экзотическое, если стрельнуть в астероид пулей (пенетратор) на скорости 50 км/с.

О чем спич. В терминах ТРИЗ задача об астероиде решается через преодоления технических противоречий. Выше пытались решать задачу в лоб, бросили бомбу и она жахнула. А ТРИЗ может попросить подумать, например, как разрезать слона по кусочкам. Скажем, некой хитрой струной, что разрушает кристаллы льда на внутри молекулярном уровне.  ТРИЗ хитрый - он заставит подумать не о пиле,  а том как заставить молекулы кристаллы САМИМ разрушиться. Скажем, хитрой вибрацией или (от вибраций) в переменном магнитном поле или что то еще.  Про силовой луч Подклетнова еще не предлагали? Достаточно вот этой, электроискровой фиговинкой приложить.   
==

Затем ТРИЗ предложит подумать, что астероид это вообще то физическое тело, что находится в естественном, сжатом, состоянии. В нем есть напряжения (из сопромата). И если найти волшебную точку и стукнуть по ней молотком - то что то сломается и как пружинка - разлетится на части. Это (по ТРИЗ) означает, что использован ресурс системы, что уже есть - гравполе астероида или со стороны СС (приливные силы).
==

А может надо просто ускорить вращение астероида и он сам разлетится? А потом уже кидать бомбы/ракеты в кусочки слона?
==
В ледяном астероиде, плазменным резаком, режем шурфы. Это простая задача для шахтера, люди в этом уже собаку съели. Мегатонны пород уже вынули из недр, а тут все проще - НЕТ затрат на преодоление земной гравитации. Горная машина на астероиде может быть быть диаметром 100 метров, и она пройдет 100 км толщи  (в невесомости, карл) как нож через масло. Эта 100 метровая бурильная машина может быть изготовлена из тонких деталей(как монстр) и она не раздавит себя под собственным весом.

При проходке льда (забыл термин), порода из забоя, в поле малой тяжести и в вакууме (с снаружи шахты) - в общем эта руда, самотеком, удалится из забоя, если это паром подогреть. Скреперы, лебедки и прочие горные машины тут не нужны. 

Как то так, за основу, если ТРИЗ применить, а это отличная задача для ТРИЗа.