Вопрос про самый лучший двигатель

[polar]

http://arxiv.org/abs/1005.3833

During the 1970s members of the British Interplanetary Society embarked on a landmark theoretical engineering design study to send a probe to Barnard's star. Project Daedalus was a two-stage vehicle employing electron beam driven inertial confinement fusion engines to reach its target destination. This paper sets out the proposal for a successor interstellar design study called Project Icarus. This is an attempt to redesign the Daedalus vehicle with similar terms of reference. The aim of this study is to evolve an improved engineering design and move us closer to achieving interstellar exploration. Although this paper does not discuss prematurely what design modification are likely to occur some indications are given from the nature of the discussions. This paper is a submission of the Project Icarus Study Group.

[Грехов Михаил]

По абразивному износу - критический момент: критическое сечение в сверхзвуковом сопле Лаваля. Там наиболее тяжёлые условия работы внешней поверхности. Если в этом сечении все компоненты топлива находятся в жидкой(газовой) фазе, то абразивный износ не такой значительный.   

[Птыц]

Гидрид лития удобен тем, что он - единственный плавящийся гидрид, можно подавать насосами. (Хоть 765 К - и не сахар...)

По одному из справочников LiH плавится при 688°C, по другому – 691°С. Совсем нехорошо. И эти температуры близки к температуре разложения. Кроме того теплота образования LiH -90.7 кДж/моль при этом теплота образования LiF -614.7 кДж/моль. Так что, считайте шестую часть энергии съели.

А фтор - не такая уж и проблема: пятифтористый хлор - легко сжижаем; нержавеющие стали, никель и, ЕМНИП, алюминий в норме не ест... Наличие примеси хлора, ИМХО, на УИ не очень повлияет - а ведь в ClF₅ можно и ещё фтора растворить... Короче. когда УИ 540 станет "кровь из носу" нужным - сумеют использовать.

Вы не перепутали? Пентафторид хлора очень легко разлагается. Трифторид хлора устойчив. Плавится при -76°С, кипит при 12°С. Но удельный импульс снижается наличием хлора (35.5 г/моль против 19 г/моль). Теплота образования -184 кДж/моль. Еще больше энергии съели.

Так что ваше предложение малореально.

Не знаю, насколько можно доверять этой статье, но согласно ей удельный импульс LiH+ClF₃ равен всего лишь 360с.

[vsevolodson]

Есть классная идея использования гидрида лития как топлива...
Но, не могу найти сведения об электро сопротивлении гидрида лития.
А это критически важно. Сможет кто-нибудь подсказать?

[juseppe]

По одному из справочников LiH плавится при 688°C, по другому – 691°С. Совсем нехорошо. И эти температуры близки к температуре разложения.

Да, двоечку я "провтыкал" - заработался малость, и при переводе в уме цельсия в кельвины набочинил. 965 К. Но до температуры разложения - ещё 160 К, "попасть в вилку" реально, ЕМНИП, и технологически, да и массово, попадание в вилку, насколько могу представить, намного проще криотехнических наворотов для водорода... С учётом потенциального снижения массы конструкции ракеты (увеличения конструкционного качества) - энергетический проигрыш может с лихвой компенсироваться...

Вы не перепутали? Пентафторид хлора очень легко разлагается. Трифторид хлора устойчив. Плавится при -76°С, кипит при 12°С. Но удельный импульс снижается наличием хлора (35.5 г/моль против 19 г/моль). Теплота образования -184 кДж/моль. Еще больше энергии съели.

Данных о необычной неустойчивости пентафторида мне не встречалось. Если у вас есть - что ж... Знаю только, что он применяется в технике, и как окислитель в ракетах (по данным обзорных источников).

А насчёт трифторида - я не знаю, насколько можно тому источнику верить (за 360 с УИ).
Наличие хлора - не самая тяжёлая проблема: в конце концов, хлор - тоже окислитель, "бронзовый призёр" - после фтора и кислорода. А насчёт теплоты образования - оно-то так, но всё же, ЕМНИП, в пентафториде можно растворять фтор (ссылку навскидку не найду, но попадались данные), так что как смесевой окислитель раствор фтора в пентафториде хлора может (с учётом снижения массы оборудования, в сравнении с гажообразным/жидким фтором) оказаться самым лучшим вариантом...

ЗЫЖ А теплоту образования как считают - из простых веществ или из атомарного состояния? А то у дифтора - молекулы F₂ - энергия образования тоже недетская...

[armadillo]

мало было гептила с гидразином 

[juseppe]

мало было гептила с гидразином 

То-то, что мало! УИ требует жертв! 

[Птыц]

ЗЫЖ А теплоту образования как считают - из простых веществ или из атомарного состояния? А то у дифтора - молекулы F₂ - энергия образования тоже недетская...

В качестве нуля выбраны простые вещества.

[juseppe]

Вот, собственно, что интересно: из не-ядерных движков один из самых заманчивых - и неуловимых - рекомбинационный. (На атомарном водороде, даже разбавляемом молекулярным, возможно достижение УИ 1000-1100). Никто не делает попыток создать его?..

[Крупин]

Вот, собственно, что интересно: из не-ядерных движков один из самых заманчивых - и неуловимых - рекомбинационный. (На атомарном водороде, даже разбавляемом молекулярным, возможно достижение УИ 1000-1100). Никто не делает попыток создать его?..

    А зачем он нужен? Откуда взять энергию? Если от солнечных батарей, то и ионный годится или электрореактивный. Правда с ядерным источником смысл есть - чем легче молекула, тем при той же температуре выше скорость.

[vsevolodson]

    А зачем он нужен? Откуда взять энергию? Если от солнечных батарей, то и ионный годится или электрореактивный. Правда с ядерным источником смысл есть - чем легче молекула, тем при той же температуре выше скорость.

На переходе между атомарным (металлическим тоже?) и молекулярном водороде можно затолкать немало мегаджоулей в килограмм вещества (не помню сколько точно). Образование молекулы водорода из пары атомов - самая мощная химическая реакция из существующих (по отношению к единице массы). Так что водород - самый лучший "буфер" относительно небольших энергий (т.е. химических, а не ядерных).

Представим себе, что у человечества появилась задача - "максимально быстро разогнать корабль, имеющий полезную массу в десятки или даже сотни тонн и отправить его в другую звездную систему".

Кажется тут не заметили, что обозначил автор темы. Прекращайте разговоры о химических и прочих педальных приводах. Это оффтоп.

[Skipper_NORTON]

Ладно, тогда вопрос поточнее.  У человечества 21 века задача - построить корабль, движок которого  разгонит МЕНЕЕ ЧЕМ ЗА  20 лет (приемлемый срок), 100-тонную полезную массу корабля,  до скорости  100 км/сек.
 
Какова будет минимально возможная стоимость такого корабля, если сделать все по самым лучшим технологиям ракетных двигателей?  И какова при этом будет  ПОЛНАЯ масса такого корабля?  Какой у него будет двигатель и как он будет работать? 
 
Также интересно все то же,  за исключением одного - требуемая скорость 1000 км/сек.

[armadillo]

вкратце - создание корабля с такой скоростью нерентабельно. или меньше. или много больше.
если именно так - то я голосую за парус с разгонными лазерами на луне.

[vsevolodson]

Также интересно все то же,  за исключением одного - требуемая скорость 1000 км/сек.

здесь точно химия отменяется

[armadillo]

следующий вопрос - зачем?

[Грехов Михаил]

В настоящее время солнечный парус рулит! А так собираем мега-лазер на Луне (или на околоземной орбите)  и подсвечиваем им парус. 

[Skipper_NORTON]

А так собираем мега-лазер на Луне (или на околоземной орбите)  и подсвечиваем им парус. 

 
Т.е. в наше время, вот прямо сейчас можно запустить корабль, подсвечивать его лазером с Луны и разогнать до 1000 км/сек?  Стоимость корабля плюс лазеров на Луне, скажем,  приемлемые 1000 млрд. долларов?  Ну, 1000 км/сек - нормально, до  ближайшей звезды он залетел бы  за 1200 лет,  так что  не такой уже и большой срок.  Человечество могло бы и подождать, а потом получить снимки из другой звездной системы.

[vsevolodson]

лазерами и/или парусами вы только муху сможете к другой звезде доставить
и то без скафандра
1200 лет до ближайшей звезды - это конечно "лучше чем ничего", но техника помрёт сто раз за это время
если мы конечно не целый автоматизированный цех отправлять будем
но лазеры с парусами много массы точно не потянут

[armadillo]

100 и даже 1000 км/с - не муху, но это не к звезде.

[Птыц]

Вот, собственно, что интересно: из не-ядерных движков один из самых заманчивых - и неуловимых - рекомбинационный. (На атомарном водороде, даже разбавляемом молекулярным, возможно достижение УИ 1000-1100). Никто не делает попыток создать его?..

Пока нет никаких фактов, которые могли бы свидетельствовать о возможности стабилизации хотя бы на секунду водородных радикалов (атомов водорода) даже при низких температурах даже в какой-нибудь кристаллической решетке.
Так что, думаю, это такой же пшик, как и топливо с боранами (бороводородами). Но по другой причине.