Двигатель для межзвёздных перелётов

[sharp]

А вы можете дать определение этого параметра?

Полезная мощность, поделённая на сухую массу.

Двигатель - он и в Африке двигатель.
А куда его присобачить - это дело конструктора.

Верно, энерговооруженность, которая нас интересует - это, скорее, характеристика всей силовой конструкции (реактор+система охлаждения+двигатели), а не отдельно взятого двигателя.
По сути, это показатель, напрямую определяющий динамические характеристики (ускорение, скорость и пройденный путь как функции от времени), а следовательно - и срок, за который этот корабль куда-нибудь долетит.

[noxx77]

- Вы хотите сказать, что длина окружности к радиусу имеют какой-то смысл в науке о психологии поведения людей?

А как же! Для начала надо выделить психологию сферического человека в вакууме, абстрагироваться от действительности и считать, считать...

[ivanij]

С переходом на цифру и ракетчикам пришлось перейти на СИ.

 Не понял, о чём это вы? Если о систенме СИ, то применяется с 1961 года, то есть задолго до появления цифровых технологий. Кстати, секунда входит в СИ как одна из основных единиц. СИ основана на системе величин: ( LMTIΘNJ ) Система единиц физ.величин: метр, килограмм, секунда, Ампер, Кельвин, моль, кандела. 

[alex_semenov]

По сути, это показатель, напрямую определяющий динамические характеристики (ускорение, скорость и пройденный путь как функции от времени), а следовательно - и срок, за который этот корабль куда-нибудь долетит.

Да не цепляйтесь вы с Иваном!
Он все понимает. Но делает вид что не понимает. Суть ведь в чем? Зная удельную мощнось "струи" (на массу ракеты) вы легко из вот этой схемы:



узнаете неприятное.
Это же схема не только энергии но и МОЩНОСТНЫХ потоков. И крайняя справа  - как раз хформула для расчета той самой "удельной мощности струи".
Вернее, зная НЕОБХОДИМУЮ вам  удельную мощность, вы теперь легко (обратно, справа налево) посчитаете все потоки на схеме через коэффициенты.
Вы берете все эти коэффициенты (это не формула Дрейка варьируются они в разы не порядки) и... из необходимой удельной мощности звездолета получаете удельную мощность узлов  этой схемы при разумных параметрах (в интервалах). Удельную мощность узлов к ВСЕЙ массе звездолета.
Далее.
Сам ПУСТОЙ (БЕЗ ТОПЛИВА) термоядерный звездолет имеет массу М. Какая? Не важно. Но вы можете уже сейчас оценить долю массы того или иного узла двигателя в этой массе. Опять же плюс-минус. Скажем масса драйвера. 0.1. Может быть? Ну вполне. Вряд ли 0.01 ну и никак не 0.5
И когда вы удельную долю мощности узла (полученную из непризнанной Иваном  НЕОБХОДИМОЙ удельной мощности "струи") поделите на удельную долю массы, вы получите... удельную мощность для данного устройства. УЗЛА двигателя.
И вот тут то и наступает прозрение.
Не сходятся целые порядки между тем что НАДО (из всех наших бдений выше, после всех мыслимых оптимизаций) и тем что имеется реально (и даже в перспективе).
Например для лазеров. Тех же драйверов.
Конечно это ничего не доказывает. Ну мало ли что мы просмотрели так вот беря коэффициенты "на глаз" современника?
Но такой анализ очень сильно ПОДОРВЕТ доверие к концепции такого двигателя. А так как Иван у нас фанатик такого типа приводов, я бы сказал религиозный фанатик, то он как тот монах, в эту подзорную трубу Галилея смотреть на звезды не будет!Мол, баловство это все и ничего не доказывает!!!
И ведет он себя так не потому что туп, а потому что хитер и все сечет нутром наперед!

[noxx77]

И этот термин, кстати, даже не Иван Грозный придумал!
Power-to-weight ratio

Там ещё используется термин specific power, который по аналогии с удельным импульсом (specific impulse) переводится именно как удельная мощность. Кстати его гугл так и переводит, причём даже в сочетании power-to-mass ratio.

[Иван Моисеев]

А вы можете дать определение этого параметра?

Полезная мощность, поделённая на сухую массу.

Двигатель - он и в Африке двигатель.
А куда его присобачить - это дело конструктора.

Верно, энерговооруженность, которая нас интересует - это, скорее, характеристика всей силовой конструкции (реактор+система охлаждения+двигатели), а не отдельно взятого двигателя.
По сути, это показатель, напрямую определяющий динамические характеристики (ускорение, скорость и пройденный путь как функции от времени), а следовательно - и срок, за который этот корабль куда-нибудь долетит.

Сухую массу чего?
В том и вопрос.
На нескольких страницах здесь перебирались варианты - двигателя, двигательной установки, ракеты, пустой ракеты...
"скорее" - это как?
В формуле F=ma - а - это, скорее, ускорение? Так?

По сути, это показатель, напрямую определяющий динамические характеристики (ускорение, скорость и пройденный путь как функции от времени), а следовательно - и срок, за который этот корабль куда-нибудь долетит.

Хорошо. Берем двигатель с удельной мощностью, рассчитанной по вашему (реактор+система охлаждения+двигатели), который довозит тонну до Луны за месяц. Увеличиваем ПН в 100 раз. Долетит? За тоже время?

[Иван Моисеев]

С переходом на цифру и ракетчикам пришлось перейти на СИ.

 Не понял, о чём это вы? Если о систенме СИ, то применяется с 1961 года, то есть задолго до появления цифровых технологий. Кстати, секунда входит в СИ как одна из основных единиц. СИ основана на системе величин: ( LMTIΘNJ ) Система единиц физ.величин: метр, килограмм, секунда, Ампер, Кельвин, моль, кандела.

Здесь секунда (сек) - единица измерения удельного импульса ракетного двигателя.

[Иван Моисеев]

Но такой анализ очень сильно ПОДОРВЕТ доверие к концепции такого двигателя. А так как Иван у нас фанатик такого типа приводов, я бы сказал религиозный фанатик, то он в эту подзорную трубу смотреть на звезды не будет!

Чушь. Нет там никакого доверия и нет там никакого фанатизма. Это все бесполезные эмоции из мира людей.
А поскольку здесь никто никак не может понять, что вы имеете ввиду, когда пишете "удельная мощность" - можно писать что угодно, давая полную волю своим художественным наклонностям.

[a_babich]

Задача №1 - спасение отечественной космонавтики решения не имеет.
Поэтому здесь дело в распределении рабочего времени, грубо говоря, на спасение - 80%, на межзвездные перелеты - 20%.

"Распорядок дня барона Карла Фридриха Иеронима фон Мюнхгаузена на 30 мая 1779 года."
―Любопытно.
―Весьма.
―"Подъем в 6 часов утра."
―Ненаказуемо.
―"С 8 утра до 10 - подвиг."
―Как это понимать?
―Это значит, что от 8 до 10 утра у него запланирован подвиг. Ну? Что Вы скажете, бургомистр, о человеке, который ежедневно отправляется на подвиг, точно на службу?
―Я сам служу, сударыня. Каждый день к девяти утра я должен идти в мой магистрат. Я не скажу, что это подвиг. Но вообще что-то героическое в этом есть.

[alex_semenov]

―Я сам служу, сударыня. Каждый день к девяти утра я должен идти в мой магистрат. Я не скажу, что это подвиг. Но вообще что-то героическое в этом есть.

Согласитесь, Бабичь! Прекрасная команда у нас тут собирается! Прям террариум единомышленников! В нашей маленькой, уютной палате номер шесть!
Вопрос. А вы что тут делаете? Тяга к прекрасному?

[alex_semenov]

маткад я нашел, и даже вспомнил, как в нем работать...
попробую посчитать ваши функции.

Посчитать я сам могу без маткада на Excele. А вот решить (преобразовать) аналитически эту систему:



Кстати, для надежности берите исходное уравнение:



Маткад это легко дифференцирует "автоматом" по той или иной переменной.
А вот получить АНАЛИТИЧЕСКОЕ решение системы...
Не знаю. Кажется слишком сложная система уравнений. Такую брать только численными методами, но для этого нужно и маткаду  скормить КОНКРЕТНЫЕ значения L и w и получить конкрентное решение оптимума x_min и u_min.
Но такую решалку я легко и красиво сделаю и в Exele, улучшив то что я уже показал.
А хотелось "странного". Готовые две формулы...
Хформулу! Где хформула!

[sharp]

Сухую массу чего?

Всего, за исключением рабочего тела, расходуемого в полёте.

Увеличиваем ПН в 100 раз. Долетит? За тоже время?

Конечно, нет. Но, если полезную нагрузку вы теоретически можете сделать пренебрежимо малой, по сравнению с массой силовой установки, то соотношение между мощностью и массой силовой установки улучшать крайне затруднительно.

К примеру, пусть у нас есть ТЭМ со своими проектными характеристиками, 1 МВт электромощности и масса 20 тонн. Пусть вам взбрело в голову поставить реактор мощностью 2 МВт и двигатели соответствующей мощности. Заодно придётся увеличить и мощность системы теплоотведения - радиаторы, контуры теплообмена итд. В итоге, при использовании тех же технологий получится корабль примерно 40 тонн. У которого ровно те же динамические характеристики, что у исходного ТЭМ в 1 МВт и 20 тонн.

И, более того, будь у вас мега-ТЭМ в 5 ГВт и 100 тыс.тонн, динамические характеристики неизменны. Он может таскать в 5000 раз больший груз, но с теми же сроками доставки.
А всё потому, что у всех рассмотренных кораблей одинаковая энерговооружённость - 50 Вт/кг.

Для межзвёздных перелётов одна из ключевых задач - уменьшение срока доставки, а значит, из неё неизбежно вытекает задача увеличения энерговооружённости.

В формуле F=ma - а - это, скорее, ускорение? Так?

Разумеется.

[noxx77]

Полезная мощность, поделённая на сухую массу

А почему на сухую? Для определения возможного ускорения звездолёта на конкретный момент и, соответственно, длительности разгона (или пути, как у Семёнова) масса топлива нам тоже важна. Причём при "плёночной" конструкции она на порядки больше.

[Иван Моисеев]

Цитата: Иван Моисеев от Сегодня в 15:33:07

    Сухую массу чего?

Всего, за исключением рабочего тела, расходуемого в полёте.

Попробуйте договориться с А.Семеновым.
Он считает прямо наоборот - удельная мощность у него относится (в настоящее время, раньше было иначе) только к рабочему телу, без учета всего остального...
Я это к тому, что вводя новый параметр, надо озаботится тем, чтобы все понимали его точно так же, как и вы.
Иначе будет много путаницы, расхода трафика и ресурсов клавиатуры.

[noxx77]

Кстати, удельная мощность как параметр в западной астронавтике используется в основном для оценки энергосистем КА, а не двигателей. Например: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20080003866/downloads/20080003866.pdf Но, допустим, при оценке дальних космических миссиях с ЭРД даже это может стать критичным в определении сроков миссии.

[sharp]

А почему на сухую? Для определения возможного ускорения звездолёта на конкретный момент и, соответственно, длительности разгона (или пути, как у Семёнова) масса топлива нам тоже важна. Причём при "плёночной" конструкции она на порядки больше.

Разумеется, важна. Но её мы учитываем в уравнении ракетного движения.
V = I * LN ( (Mт + Мк) / Мк ) 
где Мт - масса топлива, Мк - масса корабля без топлива, V - разница между конечной и начальной скоростью.
Далее зная расход (обозначим его как dm), можно вычислить время, за которое вы разгонитесь до этой скорости:  T = Mт / dm

И среднее ускорение: а(ср) = V / T

[sharp]

удельная мощность у него относится (в настоящее время, раньше было иначе) только к рабочему телу, без учета всего остального

Может, вы друг друга недопоняли?

Я это к тому, что вводя новый параметр, надо озаботится тем, чтобы все понимали его точно так же, как и вы.

ЕМНИП, параметр энерговооружённости фигурирует в обсуждениях двигателей для МП на протяжение многих лет, почему он вдруг новый?

[noxx77]

А почему на сухую? Для определения возможного ускорения звездолёта на конкретный момент и, соответственно, длительности разгона (или пути, как у Семёнова) масса топлива нам тоже важна. Причём при "плёночной" конструкции она на порядки больше.

Разумеется, важна. Но её мы учитываем в уравнении ракетного движения.
V = I * LN ( (Mт + Мк) / Мк ) 
где Мт - масса топлива, Мк - масса корабля без топлива, V - разница между конечной и начальной скоростью.
Далее зная расход (обозначим его как dm), можно вычислить время, за которое вы разгонитесь до этой скорости:  T = Mт / dm

И среднее ускорение: а(ср) = V / T

Так а разве удельная мощность не будет определять расход РТ при заданном типом ДСУ УИ и КПД - если мы изначально исходим из нужных сроков путешествия? Или я чего-то не понял? 

[sharp]

Кстати, удельная мощность как параметр в западной астронавтике используется в основном для оценки энергосистем КА, а не двигателей.

Мне кажется, здесь это и имелось в виду. Если под двигателем понимать законченную совокупность агрегатов, обеспечивающих тягу в вакууме. То есть, для ионника это сам двигатель + реактор + радиаторы, как минимум.

[ivanij]

Здесь секунда (сек) - единица измерения удельного импульса ракетного двигателя.

 Понятно. Так в данном случае это как раз очень удобно!