Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов  (Прочитано 752895 раз)

0 Пользователей и 14 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1160 : 16 Фев 2012 [19:41:03] »
Подъем из гравитационного колодца 11,2 км/с это значит несусветная глупость, а разгон до тысяч км/с значит нет…
эта тема полна похороненых идей :)
разгон до мегаметров/с уже также похоронен, как и гидрид лития в качестве топлива для термоядерного звездолёта
dH перегонки MgO и SO2 ~600 кДж/моль. Для испарения 65 Гт пород понадобиться ~80*1019 Дж. При плотности светового потока 100 Вт/м2, это составит 250 тыс кв.км*лет
Это чтобы получить 1000 тон урана при условии идеальности процесса фракционной перегонки.
спасибо, это очень уместное замечание
однако необходимость покидать СС у колоний в поясе астероидов возникнет далеко не сразу



Небось опять мишени?
нет, просто реактор
Энергия вложенная ускорителем в протоны по идее все равно выделится в виде тепла в мишени.
отапливать электричеством плохо - вы сами меня так научили :)
Этергия делящих нейтронов все рано ниже чем энергия после деления лития.
для лития-7 - это не так. реакция идёт на быстрых нейтронах и является эндотермической
Но почему электростанции на угле (нужно топливо) ДЕШЕВЛЕ солнечных электростанций (где топливо не нужно) или ветро-электростанций?
потому что на Земле бывает штиль, ночь, зима, облака и т.п.
а в поясе астероидов - нет :)
Зубрин на своей солевой ракете тоже все эти принципиальные вопросы "слил". Его волновала ядерная физика процесса. Теплотехника осталась в стороне. Поэтому и получил чудо-двигатель.
ладно, ладно, я уже согласился что отрицательный мощностной коэффициент реактивности портит мне всю малину
не полетит, не полетит, хорошо
я для перепрыгивания между планетозималями в межзвёздной среде ограничусь твердофазным ЯРД закрытого цикла со скоростью истечения около 10 км/с
ну потрачу больше водорода, подумаешь
зато есть ещё надежда на экономию урана в реакторах

кстати, если даже ICF не будет, то жить за пределами снежной линии всё равно можно, используя уран как "катализатор"
Так пора бы и повзрослеть! Ирония как раз в том и состоит что если в космосе когда и появятся настоящие военные, то они как раз на троллейбусной тяге и будут рассекать. Иного выхода физически у них нет.
давайте будем считать это вашим личным мнением :)
ни одной здоровой на голову колонии не захочится снабжать энергией в течение многих месяцев или даже лет своих сбежавших отпрысков
Откуда нейтроны в реакции нейтрон+литий6?
откуда дровишки? - из лесу вестимо

следите за моими руками:
Li6 + n -> He4 + T + E (вылетает т.н. "горячее" ядро трития, которому не с чем больше реагировать, чем с...)
T + D -> He4 + n + E (нейтрон влетел - нейтрон вылетел)
« Последнее редактирование: 16 Фев 2012 [19:46:49] от vsevolodson »
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1161 : 16 Фев 2012 [19:50:25] »
доп. И кстати, Вы представляете на что похоже стокиловаттное устройство, которое можно носить за спиной или в руках?
А зачем в руках? Вы делаете карманную супер-электростанцию?

Кстати о формулах.
Я выше ляпнул глупость и никто не схватил за руку. Хотел исправить, но не успеваю за бурно вспыхнувшей беседой.
Речь о толщине стенок реактора и свободном пробеге нейтронов (вообще частиц).

Ослабления потока для любых частиц:



W- поток за экраном. W0- поток перед. Сигма- сечение поглощения (или реакции например) l - толщина экрана. n - концентрация частиц мишени (см^-3) мы уже считали:



Отсюда  W/W0 =1/k, где k - коэффициент ослабления потока.
Отсюда толщина экрана (из коэффициента ослабления k):



При прочих равных (n, сигма) если вам нужно уменьшить плотность потока в 1000 раз (например) стенку вам нужно делать не в 1000 раз толще а в Ln(1000) то есть в 6,9 раза.
Это к вопросу о толщине бланкета и толщине радиационной защиты.
Для банкета достаточно k=10-100 (теряем 1-10% тех же нейтронов). А радиационная защита требует очень большого k (сколько?) сажем миллион. То есть в 10 000 раз больше.
Значит защита должна быть в 9.8 раза  толще бланкета.
И если у нас защита реактора метры, то бланкет для того что бы поймать почти все эти частицы  может быть  10-11 раз тоньше (не в тысячи как я прикинул!).
Важная поправка против моего оптимизма!
Так что все что я на глаз сейчас себе представил (с урановым парусом) требует тщательного расчета (нет там запаса на оптимизм). Но нужны данные по сечениям  для разных событий с разными нейтронами и разными уранами... Возможно что ничего действительно с парусом не получится.
Еще одно разочарование?
:(
"Кто умножает знания - тот умножает скорби в этом мире." (с)
:)
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1162 : 16 Фев 2012 [19:51:04] »
Я против ускорителя в качестве источника нейтронов. Нам нужно немножко нейтронов (в литии реакция же цепная), но, желательно постоянный источник. Поэтому я предлагаю подмешать к дейтериду лития-7/6 немножко урана. Весь вопрос в том лишь, насколько быстро затухает цепная реакция в дейтериде лития (т.е. сколько литиев может поделить в среднем одно ядро урана).
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1163 : 16 Фев 2012 [20:26:08] »
Небось опять мишени?
нет, просто реактор
То есть с вменяемой тепловой (тысячи кельвинов) температурой внутри?
;)
Цитата
отапливать электричеством плохо - вы сами меня так научили :)
Да, плохо. Но ести нет другого выхода. Если под руками море лития… Грех не задуматься!
Я эту идею рассматриваю в качестве мозгового штурма.

Цитата
для лития-7 - это не так. реакция идёт на быстрых нейтронах и является эндотермической
Ага! То есть все еще хуже чем я думал…
:(
Цитата
потому что на Земле бывает штиль, ночь, зима, облака и т.п.
а в поясе астероидов - нет :)
Ничего подобного! Просто солнечная энергия и ветер (тоже солнечная энергия) имеет куда более высокую ЭНТРОПИЮ чем уголь, нефть, газ. Ведь нефть уголь газ - это уже когда-то оплаченная миллиардами или триллионами жизней микроорганизмов солнечная энергия. Накопленная низкая энтропия. За миллионы лет. Мы этот кредит негэнтропии быстренько сожгли за столетия получая СВЕРХдешевоую энергию для себя (как должное). И дурачки, свято верим, что наука нам подарит новый источник сравнимой если не меньшей цены.
Солнечная энергия, насколько я знаю где-то в 5 раз дороже обычной (уголь, нефть, газ).
Верить этому сильно нельзя (как большей части "современной" экономической науки).
Кстати. Снеженцы обещали в своем взрывном реакторе энергию НА УРОВНЕ современной. Обосновывали расчетом. Если они не врут, то получается что взрывная  D+D энергия выходит раз в 5 дешевле солнечной. Пускай в 3-2 раза. Все равно есть смысл разворачивать взрывные реакторы даже на Луне. И по моим прикидкам солнечная энергия будет дармовой только на полюсах Меркурия.

Цитата
я для перепрыгивания между планетозималями в межзвёздной среде ограничусь
Начал читать вашу ветку. Очень интересно. Но никак не углублюсь пока…

Цитата
кстати, если даже ICF не будет, то жить за пределами снежной линии всё равно можно, используя уран как "катализатор"
Я на ICF как на экономически целесообразный реактор ДАВНО уже не ставлю…
Увы!
:(
Повысил свой оптимизм по поводу открытых ловушек для гелий-3+дейтерий (и только этого вида топлива!). Хотя думаю и в них энергия получится дорогой. Хотя не факт…
Огромное значение играет РАЗМЕР установки.
Чем хорош снеженский КВС? То что в космосе можно иметь взрывной реактор просто ЦИКЛОПИЧЕСКИХ размеров. В термоядерных бомбах жечть совершенно бросовый дейтерий и при этом использовать очень мало "витаминного" плутония, урана. Если вы взрываете что-то в духе 100 Мт (гигантсая полость) то вы можете иметь коэффициент чистоты и 1000 и 10 000 и даже может быть миллион (если единичный взрыв еще сильней)?
То есть сверхмощные источники энергии могут здесь оказаться и экономически дешевле. Но сверхреакторы - это экзотика. Для особого применения…
Скажем, для военного…
В космосе нужны и компактные генераторы дающие дешевую энергию. Но в любом случае спектр уже известных решений достаточно широк что бы заявлять: "шеф, все пропало, все пропало!"

Цитата
давайте будем считать это вашим личным мнением :)
ни одной здоровой на голову колонии не захочится снабжать энергией в течение многих месяцев или даже лет своих сбежавших отпрысков

Сбежавших - нет. А вот армию вторжения, например - очень даже. Я же говорю. Троллейбусная технология в космосе - для самых крутых. Которые не просто выживают в космосе, но еще и пальцы веером крутят перед конкурентами…
:)

Цитата
Откуда нейтроны в реакции нейтрон+литий6?
откуда дровишки? - из лесу вестимо
следите за моими руками:
Li6 + n -> He4 + T + E (вылетает т.н. "горячее" ядро трития, которому не с чем больше реагировать, чем с...)
T + D -> He4 + n + E (нейтрон влетел - нейтрон вылетел)

Последняя реакция - ТЕРМОЯДЕРНАЯ. То есть протекает при соблюдении критерия Лоусона. Как вы этого добьетесь?
Есть три места.
1. Атомный взрыв.
2. Разряженная (прозрачная) плазма с магнитным удержанием.
3. ICF. Там где гора рожает мышь.  Кстати тут электроэнергия превращается в свет (в лазерах) потом в тепло (сжатие). Очень неэффективно! Лучше уж тогда действительно на ускорителях протоны из которых нейтроны, которые бомбят литиевую мишень.
Тут ВЕЗДЕ хотя бы температуры можно получит людские. Какие нам, инженерам надо, такие и будут. Тысячи кельвинов не более.
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

VimanaPro

  • Гость
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1164 : 16 Фев 2012 [20:34:01] »
доп. И кстати, Вы представляете на что похоже стокиловаттное устройство, которое можно носить за спиной или в руках?
А зачем в руках? Вы делаете карманную супер-электростанцию?
Толщина защиты устройства определяется толщиной теплоизолирующих пластин(ок).Радиации ведь нет (бор, водород и гелий). Это не электростанция. Практически весь выход энергии - суб-миллиметрового сечения гелиевая плазма (альфа-частицы) со скоростью  около пяти тысяч км/с. Слава Богу, тема была вовремя закрыта

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1165 : 16 Фев 2012 [20:46:14] »
Я против ускорителя в качестве источника нейтронов. Нам нужно немножко нейтронов (в литии реакция же цепная), но, желательно постоянный источник. Поэтому я предлагаю подмешать к дейтериду лития-7/6 немножко урана. Весь вопрос в том лишь, насколько быстро затухает цепная реакция в дейтериде лития (т.е. сколько литиев может поделить в среднем одно ядро урана).

Нет. Если вы сталкиваете два заряженных ядра - вам нужны термоядерные температуры, плотности и вы получаете ВЕСЬ БУКЕТ проблем связанных с этим. Подмешал в рабочую зону тяжелые металлы (литий, уран) вы этот букет заставите цвести пышным цветом!

Чем хороша реакция Литий6 плюс нейтрон? То что это абсолютно холодная реакция. Понимаете? По сути у нас одна единственная проблема. Где взять лавину дешевых (энергетически выгодынх) нейтронов. Если мы ее решаем, мы снимаем сливки. Мы жгем литий, которого во вселенной -попой кушай (даже выбирая только литий-6!) в реакторах,  которые как и атомные реакторы прекрасно масштабируются… если у вас масштабируется источник нейтронов.

А идти вашим путем (ввязывать сюда D+T) - это что-то очень мутное. Я согласился бы на D+T если все раздельно работает. Но эту идею как раз и пытаются реализовать в классической токомачной   энергетики. Но даже там нейтронов не хватает. Приходится еще мутить что-то с бериллием.
В общем очень некрасиво получается.

Если уж идти по пути горячих реакторов то лучше уж тогда сосредоточится на гелии-3 и дейтерии. Уж этого дерьма во вселенной - тьма. Больше всего (хотя гелия-3 как раз не так уж и много. Но все равно достаточно).
Я понимаю. Нужно тогда липнуть к планетам-гигантам. А это идет в разрез с вашими планами… :)
В общем у вас остались одни КВС. Котлы вспышечного сгорания. Чуть-чуть тория или урана и много-много дейтерия.
И вперед!
Но и здесь уран привязывает вас к центру гравитационной ямы.
Меня это устраивает. Я в Оорт не шибко и лезу, а  межзу звездами я намерен перемещаться со средней или даже большой скоростью опираясь на троллейбусные технологии прежде всего и разумеется небольшие массы.
Но здесь это оффтоп.
Здесь у нас - корабли поклонений. Но и в этой области я сторонним малых масс. Не более миллиона тонн!
:)
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Кремальера

  • *****
  • Сообщений: 10 807
  • Благодарностей: 478
    • Сообщения от Кремальера
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1166 : 16 Фев 2012 [20:46:40] »
Цитата
Практически весь выход энергии - суб-миллиметрового сечения гелиевая плазма (альфа-частицы) со скоростью  около пяти тсяч км/с
:oЕсли это не эл.станция,то что?Боровый реактор?А то тут копья с литием по взрыволету ломают,а тут боровая приблуда? :-[
Fix me up with your sweet dose,
Now I'm feelin' like a ghost..(с)

Оффлайн Okub62

  • *****
  • Сообщений: 25 419
  • Благодарностей: 601
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от Okub62
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1167 : 16 Фев 2012 [20:49:19] »
Лучевое оружие, скорее всего.
С уважением. Олег

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1168 : 16 Фев 2012 [20:58:58] »
Против ускорителя в качестве источника нейтронов у нас сама природа. Нужны протоны с энергией в гигэлектроннвольты. Меньше - никак нельзя. А такие ускорители имеют достаточно крупные размеры. Хотя в космосе - вакуум. Размер может быть большой а масса - мизерная.
Другая тонкость - мощность поля. Это магниты. Сверхпроводники. А сверхпроводинки - низкие температуры и хорошая термоизоляция. Опят таки - нужен вакуум.
То есть. Все намеки на то, что все-таки ускорительное направление как раз и могло бы стать неплохим решением вашей энергетической проблемы (как сжигать литий?).

Интересно есть ли принципиальные препятсвтия против построения компактных (но сильноточных) ускорителей для протонов  энергий в Гэв?
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1169 : 16 Фев 2012 [21:04:32] »
Ага! То есть все еще хуже чем я думал…
чем же хуже? энергия тоже никуда не девается, а выделяется затем при реакции дейтерия с тритием
зато литий-7, беря в долг один нейтрон, отдаёт два
кроме того, быстрые нейтроны таким образом замедляются и становятся более доступными для реакции с ураном или литием-6
Солнечная энергия, насколько я знаю где-то в 5 раз дороже обычной (уголь, нефть, газ).
если использовать нежные до радиации солнечные батареи с потрясающе низким КПД - то да
а солнечный коллектор с топорной турбиной будет внезапно выгоднее
Александр, дело это уже посчитанное, не спорьте
ссылку на тему позже дам
Последняя реакция - ТЕРМОЯДЕРНАЯ. То есть протекает при соблюдении критерия Лоусона. Как вы этого добьетесь?
а добиваться и не надо
надо надеяться на то, что кинетическая энергия новоиспечённого ядра трития будет достаточна чтобы добравшись до ядра дейтерия, выбить альфа-частицу и нейтрон
Не более миллиона тонн!
не менее. договорились на 1 Мт :)
и, таких кораблей должно быть несколько - если для колонизации
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн Кремальера

  • *****
  • Сообщений: 10 807
  • Благодарностей: 478
    • Сообщения от Кремальера
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1170 : 16 Фев 2012 [21:05:01] »
Цитата
Здесь у нас - корабли поклонений. Но и в этой области я сторонним малых масс. Не более миллиона тонн!
И максимально быстрый!Изначально в теме речь шла о 40-ка веков.В принципе,опираясь на опыт египетской цивилизации начиная с додинастического периода-можно сказать(с некоторой натяжкой)монолитный этнос(ну или общество корабля-поколений)сможет просуществовать этот временной отрезок.Хотя если чуть больше есть вероятность превратиться в скитающийся стоунхендж(как и отметил автор темы).Но может если вменяемо уменьшать массу(хотя насчет миллиона тонн у меня сомненья :-[)удасться увеличить скорость.И корабль станет кораблем-десяти поколений??Правда изходя из последних вводных,вероятно тут порочен сам привод,и форсировать его наверное не получится. :-[
Fix me up with your sweet dose,
Now I'm feelin' like a ghost..(с)

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1171 : 16 Фев 2012 [21:06:41] »
То что это абсолютно холодная реакция.
а быстрые нейтроны куды девать? я их литием-7 и утилизирую. на выходе - тепловой и, потом ещё, вероятно другой быстрый будет
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1172 : 16 Фев 2012 [21:13:05] »
риходится еще мутить что-то с бериллием.
Be9 + n → 2α + 2n
эврика :D с бериллием и вовсе не нужны никакие горячие реакции вроде D+T
хм, но бериллия на 2 порядка меньше во вселенной, чем лития
так что как добавка только если

кстати, если тритий в реакторе не будет догорать, то он всё равно будет распадаться с выделением тепловой энергии
а вот гелий-3 куда потом девать - непонятно :)
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн L_Pt

  • *****
  • Сообщений: 2 211
  • Благодарностей: 18
    • Сообщения от L_Pt
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1173 : 16 Фев 2012 [21:32:14] »
надо надеяться на то, что кинетическая энергия новоиспечённого ядра трития будет достаточна чтобы добравшись до ядра дейтерия, выбить альфа-частицу и нейтрон
Эх, надежды…

Несколькими страницами вые уже говорилось про низкое сечение ядерных реакций по сравнению с потерями энергии на ионизацию.
Для реакции D+T в этом плане на три порядка луче, но все равно вероятность реакции доля процента.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1174 : 16 Фев 2012 [21:42:26] »
чем же хуже? энергия тоже никуда не девается, а выделяется затем при реакции дейтерия с тритием. зато литий-7, беря в долг один нейтрон, отдаёт два кроме того, быстрые нейтроны таким образом замедляются и становятся более доступными для реакции с ураном или литием-6

Да это все - голая алхимия. Не более! Вы же понимаете уже наверное, что там масса тонких нюансов, которые сводят подобные радужные надежды в ничто! Сечения процессов для частиц разных энергий например, создают самые удивительные препятствия и эффекты.
Если же вы получаете очень высокую концентрацию энергии (плазму) у вас такая свистопляска начинается!...

Цитата
если использовать нежные до радиации солнечные батареи с потрясающе низким КПД - то да. А солнечный коллектор с топорной турбиной будет внезапно выгоднее
Александр, дело это уже посчитанное, не спорьте
ссылку на тему позже дам.

Гм.. Я вам могу дать встречную ссылку. У тех же Снеженцев с их КВС есть в начале расчет четко и просто ПОКАЗЫВАЮЩИЙ что солнечная электростанция (то есть зеркальный коллектор) ну просто никак не может быть ДЕШЕВЫМ источником энергии.
Хоть тресни!
http://go2starss.narod.ru/vzryvnaya_deyterievaya_energetika.djvu
Я уже не помню деталей.
Помню что логика была проста и доходчива!

Цитата
Последняя реакция - ТЕРМОЯДЕРНАЯ. То есть протекает при соблюдении критерия Лоусона. Как вы этого добьетесь?
а добиваться и не надо
надо надеяться на то, что кинетическая энергия новоиспечённого ядра трития будет достаточна чтобы добравшись до ядра дейтерия, выбить альфа-частицу и нейтрон

Не надо наедятся. Надо рассчитать. Показать, как добиться условий, когда событие происходит с вероятностью 1.
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1175 : 16 Фев 2012 [21:44:24] »
Не надо наедятся. Надо рассчитать.
да я бы, да времени сейчас нет :)
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 16 599
  • Благодарностей: 599
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1176 : 16 Фев 2012 [21:48:22] »
надо надеяться на то, что кинетическая энергия новоиспечённого ядра трития будет достаточна чтобы добравшись до ядра дейтерия, выбить альфа-частицу и нейтрон
Эх, надежды…
Несколькими страницами вые уже говорилось про низкое сечение ядерных реакций по сравнению с потерями энергии на ионизацию.
Для реакции D+T в этом плане на три порядка луче, но все равно вероятность реакции доля процента.
Отож! В этом случее нужна или суперперекачанная энергией среда (и тогда все надежды на быстроту процесса. То есть взрыв как в бомбе) или очень разряженная, прозрачная плазма где можно добиться условий, баланса энергий для термоядерного синтеза... Но из  такой среде нейтроны уходят нисчем не прореагировав!
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн PathFinder

  • *****
  • Сообщений: 1 449
  • Благодарностей: 47
    • Сообщения от PathFinder
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1177 : 16 Фев 2012 [21:54:31] »
Второй, куда менее известный и не вполне ясный (но по сути и являющийся фундаментальным запретом)  - закон кубического роста удельной мощности двигательной установки от скорости перелета. Возможно кто-то еще его вывел? Но я вывел его самостоятельно всего пол года назад.

Понятно. :) Хорошо. Вот смотрите мой ход мысли.
Ключевое слово: УДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ
Нам нужно рассчитать удельную мощность любого привода звездолета  W/m ватт/кг.
Начнем от классического эм-вэ-квадрат-надва.
Скорость перелета - это чистая кинетическая энергия корабля, деленная на КПД привода.
Значит удельные затраты энергии можно записать так:



КПД привода, n - это параметр который мало меняется в зависимости от выбранного привода. Диапазон возможных значений n меняется от 0.1 до 0.5. Вряд ли возможно больше. Меньше - нет смысла.
Отсюда осталось рассчитать удельную мощность зная что мощность это энергия, деленная на время.
Как посчитать некое граничное ВРЕМЯ разгона (и торможения) корабля?
Ясон, что идельно если время разгона стремиться к 0. Но тогда мощность привода стремиться к бесконечности.
А какова другая граница? Если у вас задана скорость, до которой вы разгоняетесь а потом тормозите (предпологаем что делаем мы это равномерно) то каково МАКСИМАЛЬНЕ время разгона до v?
Это очень просто. Вы имеете дистанцию S и заданную скорость v. Тогда самый длинный разгоны период у вас  тогда, когда вы ускоряетесь ровно пол пути. Как только вы достигли середины пути и  заданной скоростью v вы разворачиваетесь и начинаете тормозить.
Верно?
График вашего движения превращается в равнобедренный трехугольник и легко посчитать что ваша СРЕДНЯЯ скрорость на дистанции будет равна v/2.
То есть. Вы можете растянуть максимально время разгона до t=S/v. Но эффективность такой траектории ПАДАЕТ в 2 раза. Вы фактически пересекаете пространство с половинной скоростью.
Уловили?
Я не буду тут строить график (хотя это очень интересно) показывающий как зависит эффективность траектории от той доли времени, которую вы тратите на разгон. Приведу сразу результат. Время разгона желательно иметь не более 0.1-0.2 от времени инерциального перелета с мгновенным разгоном (тогда эффективность траектории останется не ниже  0.75). То есть время разгона (и тотможения) можно записать так:



Где k=0.1-0.2
Теперь можно получить формулу удельной мощности для привода ЛЮБОГО звездолета



ks - величина, можно сказать, фиксированная. Тогда получается, что удельная мощность привода ЛЮБОГО звездолета пропорциональна КУБУ скорости его полета и обратно пропорциональна дистанции перелета.

Кстати. Тут поминали "Феникс". Почему удалось мне тогда свесьи концы с концами? У "Феникска" цель была аж на 40 св. лет. Дистанция S огромная. И поэтому удельная мощность могла быть снижена (разгон длился аж 10 лет!)

Но  для нас главная засада в v. Если дистанция перелета у нас тоже фиксирована (плюс-минус 10 св.лет) то получается что удельная мощность привода растет КУБИЧЕСКИ от скорости.
Если вы летите на 0.001с и хотите в 10 раз быстрей, вам нужно в 1000 раз увеличить удельную мощность привода.
Если вы хотите в 100 раз быстрей - вам нужно увеличить удельную мощность в … миллион раз.
Вот почему все попытки сконструировать классическую ракету (то есть несущую на своем борту всю энергосистему) на скоростях 0.01с-0.1с  натыкаются на почти непреодолимые физические трудности.
Это кажется невероятным, но никакие волшебные источники энергии, нам не помогут.
Это еще одна НЕПРИЯТНАЯ новость для любителей дурной фантастики.
Увы!
Дело не в том, что мы еще не открыли удивительно-ценнный источник энергии который позволит нам носиться по вселенной как мы носимся по хай-веям на Земле.
Обычная школьная физика ставит ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ пределы.

Александр, обратите внимание, что в вашем приведённом выше рассуждении, говоря "удельная мощность", вы подразумеваете отношение мощности двигателя к массе полезной нагрузки (разгоняемой до скорости v).
Тогда как физически ограниченным, по видимому, является отношение мощности двигателя к массе двигателя. То есть мы имеем дело с двумя совершенно разными удельными мощностями.

И кстати, отношение мощности двигателя к массе полезной нагрузки увеличивается довольно просто. Посредством установки дополнительных двигателей. И всё. Правда при этом будет снижаться отношение массы полезной нагрузки к стартовой массе. Но это - отдельный разговор. Главное явных ФИЗИЧЕСКИХ ограничений в этом случае нет.

И ещё. Ранее вы писали про кубический рост мощности двигателя и квадратический рост его массы в зависимости от линейных размеров. То есть про лёгкость наращивания удельной мощности двигателя (отношение мощности двигателя к массе двигателя) при увеличении его размеров.

Так что вы уж определитесь легко или сложно наращивать удельную мощность. И какую именно удельную мощность.

Оффлайн PathFinder

  • *****
  • Сообщений: 1 449
  • Благодарностей: 47
    • Сообщения от PathFinder
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1178 : 16 Фев 2012 [22:13:49] »
Интересно есть ли принципиальные препятсвтия против построения компактных (но сильноточных) ускорителей для протонов  энергий в Гэв?

А нельзя ли использовать сильноточный ускоритель тяжёлых ионов непосредственно в качестве двигателя? Эдакого суперионника. Ведь в области ускорителей ионов используется довольно много идей. Есть где разгуляться. Интересно, такие двигатели рассматривались тут или на форуме НК? Может я что-то пропустил?

Оффлайн vsevolodsonАвтор темы

  • *****
  • Забанен!
  • Сообщений: 5 143
  • Благодарностей: 6
    • Сообщения от vsevolodson
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #1179 : 16 Фев 2012 [23:18:53] »
Несколькими страницами вые уже говорилось про низкое сечение ядерных реакций по сравнению с потерями энергии на ионизацию.
Для реакции D+T в этом плане на три порядка луче, но все равно вероятность реакции доля процента.
покопался в памяти - откуда же ко мне пришла идея
вот оно
Цитата
n + Li6 => He4 + T + 4,8 МэВ. Сечение зависит от скорости нейтрона v по закону σ ~ 1 / v ,
достигает 940 барн для тепловых нейтронов, т.е. нейтронов имеющих энергию 0,0253 электрон-вольта. Поскольку лития-6 в природном составе 7,5% то для природного лития эффективное сечение составит s = 940 * 0,075 = 70,5 барн. 3 миллиметра - такова длина свободного пробега до поглощения теплового нейтрона в природном литии. Соответственно эффективная толщина дейтерида природного лития, как мишени для потока тепловых нейтронов, порядка 1 см.
В результате этой реакции, возникают 'горячие' ядра трития. Энергии ядра отдачи трития (порядка 3 МэВ) вполне достаточно для протекания реакции взаимодействия трития с находящимся в дейтериде лития дейтерием:  T + D => He4 + n + 17,6 МэВ.
http://www.forum.za-nauku.ru/index.php?topic=1189.15;wap2
и ещё вот:
Цитата
Кроме использования этого факта, для показанной на рисунке конструкции можно считать, что при 400 килотоннах мгновенного выделения энергии урановая зажигалка выдает порядка 100 грамм нейтронов прямо в LiD, в котором нарабатывается 300 грамм 'горячего' трития уже в начальный момент взрыва. Реакция:
  n + Li6 => He4 + T + 4,8 МэВ,   где энергия ядра трития 3 МэВ, сразу вызывает реакцию:   T + D => He4 + n + 17.6 МэВ,

  где энергия нейтрона 14,1 МэВ. Этот нейтрон либо уйдёт в толстую оболочку из природного урана, и вызовет там реакции, описанные ранее, либо вступит в реакцию с литием-6, либо вернётся в зону деления урана-235. 

http://samlib.ru/b/bocmanok_w_a/vbvab.shtml
« Последнее редактирование: 16 Фев 2012 [23:24:18] от vsevolodson »
SkyWatcher 100мм Eq2
Homo homini lupus est