A A A A Автор Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов  (Прочитано 1407376 раз)

0 Пользователей и 3 Гостей просматривают эту тему.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13960 : 21 Дек 2021 [21:44:29] »
Согласно вашим графикам эта величина и скорость истечения однозначно определяет минимальное время перелета? Так?
Нет не так.
Смотрите внимательно на картинку:



Вверху ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.  Задаются лишь  два исходных параметра L - дистанция  и w - удельная мощность (с которой мы вроде определились).
Все.
А вот скорость истечения  u и параметр траектории (уже забыл, так я его обозвал?) x, то есть доля активного участка во всей дистанции перелета - это неизвестные. Они находятся. Они определяются минимумом поверхности  решений. На "стрчку" скорости истечения u и "столбец" x указывает минимального T(L,w, u, x) - минимальное время перелета.
Вот же формула:



То есть, сам процесс оптимизации, поиск  минимум  и "связывает"  u и x с заданными изначально константами L и w.
То есть связываются фактически три параметра. L, w,  T
Таким образом, мы все равно получаем "сокральное" соотношение wmin = k L2/Tmin3, где k - надо уточнять. При этом, возможно что сама k есть функция от L и/или T. Это уже детали (пока нам не ясные).
Но в любом случае если вы хотите добраться (на межзвездных расстояниях) на дистанцию L  за время T, то есть минимальное wmin, необходимое одноступенчатой ракете для этого. Вы можете иметь большее w. Ваше право. Есть избытоная мощность? Хозяин барин! Но с меньшей энерговооруженность w  вы никогда не попадете на ракете на дистанцию L за нужное вам время T. C меньшим произведение тяги на скорость истечения, деленная на удвоенную массу пустой ракеты вы это сделать не сможете вовремя хоть тресни!
Такое ограничение есть для ЛЮБЫХ движителей. Но мы тут рассматриваем конкретно случай ракеты.
Вопрос способен ли двигатель такой ракеты развить это самое оптимальное u, пока не ставится (с траекторным параметром - легче, им управлять совсем просто). Это в следующей главе общей теории звездоплавания.
 :)
« Последнее редактирование: 21 Дек 2021 [22:00:42] от alex_semenov »
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.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13961 : 21 Дек 2021 [21:59:11] »
Согласно вашим графикам эта величина и скорость истечения однозначно определяет минимальное время перелета? Так?
Нет не так.
Смотрите внимательно на картинку:



Вверху ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.  Задаются лишь  два исходных параметра L - дистанция  и w - удельная мощность (с которой мы вроде определились).
Все.
А вот скорость истечения  u и параметр траектории (уже забыл, так я его обозвал?) x, то есть доля активного участка во всей дистанции перелета - это неизвесно. Они определяются минимумом поверхности  решений выбором минимального T - времени перелета.
Оптимизация, минимум  "связывает" и u и x.
Таким образом, мы все равно получаем соотношение wmin = k L2/Tmin3, где k - надо уточнять.
Но в любом случае если вы хотите добраться (на межзвездных расстояниях) на дистанцию L  за время T, то есть минимальное wmin, необходимое одноступенчатой ракете для этого. И меньшей произведение тяги на скорость истечения, деленная на удвоенную мощность пустой ракеты НЕ МОЖЕТ БЫТЬ.
Вопрос способен ли двигатель такой ракеты развить это самое оптимальное u, пока не ставится (с траекторным параметром - легче, им управлять совсем просто).
Это в следующей главе общей теории звездоплавания.
 :)
Это есть умножение сущностей.
Т.е., ваши закономерности работают только на межзвездных расстояниях? а почему они не работают на дистанции в 1 метр?
А способности двигателя здесь причем? Задача математическая, берите любой ракетный двигатель, какой пожелаете.

Вопрос-то был простой -  "L - дистанция  и w - удельная мощность (с которой мы вроде определились)" - этого достаточно, чтобы определить минимальное время перелета? Скорость истечения у вас на абсциссе - понятно, что она нужна.
im

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13962 : 21 Дек 2021 [22:06:55] »
А придирки пустая ракета или ракета вообще - это тоже ваши извороты Иван.
Все ЛЕВЫЕ варианты ПРИДУМАЛИ ВЫ И ТОЛЬКО ВЫ!
Если вы почитаете ветку за вчера-сегодня - вы найдете все перечисленные версии.
Пустая ракета - это постоянная масса Мк. Ракета вообще - это масса, меняющаяся со временем - М0-m*t.
Разница весьма существенная.
im

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13963 : 21 Дек 2021 [22:27:04] »
Это есть умножение сущностей.
Т.е., ваши закономерности работают только на межзвездных расстояниях? а почему они не работают на дистанции в 1 метр?
Если в вакууме и вне влияния полей тяготения то и на 1 м.
Просто на межзвездных расстояниях данная идеализация не отличима от реальности.
Вот и все.
Я выше сказал про условные "три мира"-масштаба. Идеализация почти идеально работает в самом большом, межзвездном мире-масштабе.
На межпланетных трассах тоже, но там все усложняет гравитационные поля центрального тела и планет. Здесь на Земле при скоростях перемещения 30-300 м/с (крайне мизеных) и дистанциях... Просто прикинте параметр ~ L2/T3 на Земле.
Пусть L - длина Экватора 40 000 км. А Т  - пол дня. Вокруг света за пол дня. Я получаю без понимания масштабного  параметра  k*19.8 Вт/кг. Даже если k=10, у вас под 200 Вт/кг. Это просто смешная удельная мощность! Поэтому инерционные затраты тут и не заметны.  Для условий Земли это вообще неактуально. Тут - вязкая среда и хотя принцип работает и тут, но как в ближнем космосе нам его четко увидеть мешает гравитаци, так тут - он вообще тонет в проблеме  сопротивления среды на борьбу с которой земной транспорт и тратит куда больше энергии чем на разгон и торможение.
И истину волю инерции знают лишь... поезда на рельсах и их машинисты.
:)

Цитата
Вопрос-то был простой -  "L - дистанция  и w - удельная мощность (с которой мы вроде определились)" - этого достаточно, чтобы определить минимальное время перелета? Скорость истечения у вас на абсциссе - понятно, что она нужна.
Да.
Для случая одноступенчатой ракеты - да. Знаете L? Знаете Т?
Вы можете рассчитать минимально необходимое w.
И это можно сделать не только для ракеты но и вообще для любого иного привода (то есть абстрактно, любого класса траекторий перелета)

Разница весьма существенная.
Лично я всегда под удельной мощностью понимал то что сказал:



Под удельной мощностью конкретно ракеты. В более общем случае иных приводов - надо уточнять. Но в любом случае это все равно поелезная мощность системы деленная постоянную массу транспортного средства (перемещаемого на дистанцию L аппарата).
Тут вообще полезно абстрагироваться и отличать двигатель и движитель.
Все наши рассуждения здесь - о движителе ракете. Не о ракетном двигателе.
И вообще любой привод это движитель плюс двигатель. И у каждого есть свой разговор об эффективности.
Так эффективность ракетного двигателя - это одно, а эффективность ракетного движителя - совсем другое.
Произведение эффективностей движителя и двигателя - полная эффективность привода.
Наверное надо было бы с этого и начинать.
Все эти бдения - бдения вокруг ракетного движителя. И параметр удельной мощности - для стыковки требований к движителю с требованиями к двигателю.
Удельная мощность и нужна для оценки конструкции аппарата, то есть той самой постоянной массы, ее составляющих частей. Поэтому как бы ни был устроен аппарат, надо привязываться к массе собственно конструкции (без расходной ракетной массы. Это теряется по пути. Чего ее учитывать?).
И поэтому, если ВСЯ энергетика аппарата собрана на самом аппарате, все становится очень критичным и напряженным.
Но если вы возьмете лазерный парус, который разгоняется с ускорение 0.1-0.3 g (вполне себе термически мыслимое ускорение), вы получите просто чудовищную удельную мощность паруса. Десятки если не сотни мегаватт на кг.
Да можно посчитать. В случае идеального зеркала-паруса:

a = F/M = 2*W/c/M ; w =W/M=c*a/2

При ускорении 3 м/с2 мы получаем удельную мощность при разгоне 3*300 000 000 /2 =450 МВт/кг
:)
Но ирония в том, что этот случай куда более  физически реалистичен, чем ваш звездолет на управляемом термояде где возможно "достаточно" ~500 кВт/кг (и это уже почти немыслимая удельная мощность в вашем случае!). Так как у паруса почти вся энергоустановка - дома и масса этого "двигателя" не входит в М. В М у паруса входит только сам парус и полезная нагрузка.
Кстати, и удельный импульс паруса обычно определяют поэтому (что двигатель дома) как бесконечный.
У него всё получается "не так". Хитропопое решение.
Но за эти хитрости там свои штрафы выписываются. Нет царской дороги к звездам.
« Последнее редактирование: 21 Дек 2021 [23:10:48] от alex_semenov »
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.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13964 : 21 Дек 2021 [23:07:56] »
Да.
Для случая одноступенчатой ракеты - да. Знаете L? Знаете Т?
Вы можете рассчитать минимально необходимое w.
Зачем мне w? Мне нужно узнать T.
Ну, ладно, так долго можно вас допрашивать и узнать много любопытного, но к моему вопросу не относящегося.
Итак - удельная мощность (в вашем толковании) и скорость истечения определяют T.

Теперь берем ракету с сухой массой М, с двигателем, имеющим скорость истечения u и тягу F.
Все соответствует вашей формуле.  Определяем время Т. По вашему графику.

Чего-то не хватает, вам не кажется?
"Недозаправили!"
Заправляем.
1 килограмм топлива (овес нынче дорог). Определяем время T.
А сосед не пожалел тонны топлива. И что - то же самое время T получил.
Зря старался, бедолага, канистры таскал...
Так?
im

Оффлайн sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13965 : 21 Дек 2021 [23:12:04] »
Что подставлять и чему радоваться - это уже личное дело каждого.
Но могут спросить - а как добиться того, что вы подставляете?
Так я это и пытаюсь донести!
Даже если тема углубляется в математические абстракции, нужно не забывать, что смысл темы - в двигателе, основанном на физически и технически возможных технологиях. А подставление произвольных цифр, без объяснения, а как их можно добиться - это мало чем отличается от допущений о варп-драйве и прочей тырьямпампации...

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13966 : 21 Дек 2021 [23:14:04] »
Зачем мне w? Мне нужно узнать T.
Для тех кто на бронепоезде:
w >= k L2/T3
Зная k, L и T, вы знаете w, но зная w, k и, скажем, L, вы легко знаете T!
Я полагал, Ватсон, это не вызовет у вас затруднений ПОНЯТЬ!
Параметры связаны. Крутите как хотите! Задавайте одно - получайте другое.
Листик-картинка, вырванная из Exel это же и показывет, минимальное T из w и L!
"И чего тебе, собака, надо?!"

Об остальном вашем ёрниченье. Иван, а не слишком ли долго вы занимаетесь ПОЛИТИКОЙ?

-Два плюс два?
-Мы продаем или покупаем?


Хоть и "космическая политика", но любая политика (как и коммерция) дело - развратное. Я бы сказал бессовестное, грязное. Не мытьем так катаньем становишься хитро-ж-пой сволочью (вы вон на честного чекиста с короной российской империи на голове посмотрите. Глаза как у больной собаки. Раб на галерах- ей богу!). Может ну её нафик ту грязную политику? Любую! Возвращайтесь в честные инженеры! А?
Нет? Засасывает?
 :)
« Последнее редактирование: 21 Дек 2021 [23:29:07] от alex_semenov »
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.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13967 : 21 Дек 2021 [23:24:50] »
Что подставлять и чему радоваться - это уже личное дело каждого.
Но могут спросить - а как добиться того, что вы подставляете?
Так я это и пытаюсь донести!
Даже если тема углубляется в математические абстракции, нужно не забывать, что смысл темы - в двигателе, основанном на физически и технически возможных технологиях. А подставление произвольных цифр, без объяснения, а как их можно добиться - это мало чем отличается от допущений о варп-драйве и прочей тырьямпампации...
Если говорить о двигателе, первый шаг - предъявление к этому двигателю технических требований.
Вы еще ничего не знаете про двигатель, но знаете порядок расстояний и можете сказать, сколько времени можете на перелет потратить.
Тогда вы сможете определить характеристики двигателя.
Т.е., нужно найти зависимости, связывающие объективную реальность (время и расстояния) с характеристиками двигателя.
Вот этот вопрос сейчас и обсуждается.

 
im

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13968 : 21 Дек 2021 [23:27:14] »
Зачем мне w? Мне нужно узнать T.
Для тех кто на бронепоезде:
w >= k L2/T3
Зная k, L и T, вы знаете w, но зная w, k и, скажем, L, вы легко знаете T!
Я полагал, Ватсон, это не вызовет у вас затруднений ПОНЯТЬ!
Параметры связаны. Крутите как хотите! Задавайте одно - получайте другое.

Об остальном вашем ерничении. Иван, а не слишком ли долго вы занимаетесь ПОЛИТИКОЙ?

-Два плюс два?
-Мы продаем или покупаем?


Хоть и космическая политика, но любая политика (как и коммерция) дело - развратное. Я бы сказал бессовестное, грязное. Не мытьем так катаньем становишься хитро-ж-пой сволочью (вы вон на честного чекиста с короной российской империи на голове посмотрите. Глаза как у больной собаки. Раб на галерах- ей богу!). Может ну его нафик ту политику? Любую? Возвращайтесь в честные инженеры! А?
Нет? Засасывает?
 :)
При чем здесь политика?
Вопрос прост до безобразия - почему в ваших построениях никак не учитывается масса топлива?
Неужели при существенно разной массой топлива время перелета будет одно и то же?
im

Оффлайн exeld

  • **
  • Сообщений: 74
  • Благодарностей: 2
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от exeld
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13969 : 21 Дек 2021 [23:31:29] »
Вроде не было умножения сущностей.
Не,если вы в Андромеду летите,то можете лететь хоть на антиматерии,с сороками километрами фольги-так и так долго.
здесь то разговор про средние расстояния)

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13970 : 21 Дек 2021 [23:35:14] »
Вопрос прост до безобразия - почему в ваших построениях никак не учитывается масса топлива?
Неужели при существенно разной массой топлива время перелета будет одно и то же?
Вы будете смеяться...
Блин... это надо показывать ВСЕ выкладки. Как это получается...
Но...
Масса топлива тупо "сокращается". Она по-сути спрятана в L и w. Ну посмотрите на формулу:



Последнее слагаемое. Это путь по инерции, деленный на пиковую скорость. И видно что пиковая скорость тут -  формула Циолковского. То есть отношении массы топлива на торможение  к массе пустой ракеты (то же и при разгоне), m2/M= m1/(M+m2), это:



Я же приводил вам листик с постановкой задачи для частного случая ракеты без инерционного учатска (x=1)



Тут везде есть масса топлива на разгон, на торможение. Но решение его выражает через L, u и w до:



"Скрипач не нужен!"
:)
« Последнее редактирование: 22 Дек 2021 [00:08:05] от alex_semenov »
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 leon10010

  • *****
  • Сообщений: 7 505
  • Благодарностей: 403
  • ух
    • Сообщения от leon10010
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13971 : 21 Дек 2021 [23:55:36] »
   Самое слабое место в любом двигателе для "межзвездных перелетов" - это движитель.
   Вы можете иметь квинтильоны гигаватт постоянной мощности, но если их не к чему приложить то увы и ах. Ваш звездолет никуда не полетит. А будет светится в этих самых мощах.
   Или искать среду, в которой продираться, пропуская её через космические турбины. Или ждать появления какого то иного решения, не связанного с ракетным принципом.
 Фантазии про паруса тоже можно заканчивать. Никто никуда на них не полетит.
итить

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13972 : 22 Дек 2021 [00:16:15] »
Масса топлива тупо "сокращается".
То есть, чтобы долететь до Альфы Центавра можно взять сколь угодно малое количество топлива?
Все равно, тупо сократится...
Как-то не верится.
Она по-сути спрятана в L и w. Ну посмотрите на формулу:
L никак не зависит от массы топлива. L = 4,3 св.года (если говорить об Альфе) вне зависимости от характеристик ракеты.
а w вы задали как "тяга ее двигателя F умноженная на удельный импульс I (с) "  и деленная на сухую массу M*2.
Для этих трех параметров можно взять любую массу топлива и w не изменится.
Если в ваших формулах ключевой параметр - масса топлива, 99% массы всей ракеты - "тупо сокращается", стоит ли с такими формулами разбираться?
 
im

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13973 : 22 Дек 2021 [00:16:25] »
Фантазии про паруса тоже можно заканчивать. Никто никуда на них не полетит.
Ваша фамилия Любин?
У парусов есть одна засада. Удержать интерференционную картину на 1 св. год дистанции разгона паруса. И тут проблема даже не в в диаметре апертуры, не в когерентности поперек нее, а в монохромотичности синтезированного луча. Нужна чудовищная (активно настраиваемая) монохромотичность миллионов излучателей, которые дрожат, колеблются и тем самым размазывают спектральную линию.
Остальное я считал. Термодинамика паруса- напряженная но реальная даже при нынешних материалах. Все считали (Форвард, Лэндис, Фрисби...) Там все с точки зрения чистой физики ДЕБИЛЬНО-РЕАЛИСТИЧНО. Нет по-сути никаких препятствий кроме того что вам нужна "гравицапа Семенова" (или иное астросооружение подобного назначения). Даже скучно ими дальше заниматься. Хочется найти еще что-то подобное но для других случаев и в другой "ценовой нише".
Это - для очень богатых цивилизаций. И не известно существуют ли такие?
« Последнее редактирование: 22 Дек 2021 [00:24:10] от alex_semenov »
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.

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13974 : 22 Дек 2021 [00:42:36] »
Цитата
То есть, чтобы долететь до Альфы Центавра можно взять сколь угодно малое количество топлива?
Ну что за фантазии?
Если "лишние" параметры в системе из 10 уравнений сокращаются (выражаются через другие параметры), это не значит что эти параметры не приобретают в ходе решения реальные значений! Ну мне ли учить элементарной математике? По пути назад (от конечной формулы решения системы) вы все их можете очень конкретно рассчитать!
Вы всегда берете столько топлива, сколько надо при данном L, w, T и u. И это считается, но на кривых это ненужно уже показывать.
Если вы хотите лететь по оптимальной траектории то вам нужно чуть больше 3 кг топлива на 1 кг сухой массы ракеты.
Это с учетом новых веяний. С введением инерциального участка (имени Ивана Моисеева). Хотя возможно это ошибка огрубленого поиска минимума. Надо уточнять еще.
А если вы летите с постоянно включенным двигателем (хотя это уже не модно, зато тут у меня  есть аналитически-точное решение) то вам нужно РОВНО 3 кг на 1 кг массы (2 кг вы потратите при разгоне и 1 кг на этапе торможения).
Возьмете больше чем 3 на 1, - будет меньше необходимая скорость истечения, но вы проиграете во времени (при той же энерговооруженности).
Возьмете меньше чем 3 на 1  - потребуется больше скорость истечения, но вы опять проиграете во времени (при той же энерговооруженности).

Цитата
Все равно, тупо сократится...
Как-то не верится.
Придется поверить. :) Или проверить (а мне таки сесть и написать приличную работу где все это распальцовано как надо).
Это ваше неверие, похоже на ту историю с крестьянином, увидевшим впервые паровоз и гадавшим: "и куда же тут запрягается лошадь?"
Ну раз едет - значит должна быть лошадь! А где?
 :)

Цитата
Если в ваших формулах ключевой параметр - масса топлива, 99% массы всей ракеты - "тупо сокращается", стоит ли с такими формулами разбираться?
Если масса топлива будет 99% массы ракеты (то есть под логарифмом ф. Циолковского  100) то это очень далекая от оптимальности ракета.
Такая ракета- полная дрянь.
Еще Циолковский сказал, что оптимальная ракета, такая когда скорость полета примерно равна скорости истечения.
То же изложено и на первой врезке в статье Дайсона "Межзвездный транспорт". С этого статья и начинается.
Легко посчитать, что массове число околооптимальной ракеты будет 5-3, площадка позволяет даже 1-9. Дальше уже эффективность ракеты (в пустоте вне поля гравитации) как привода ухудшается.
Если у вас топливо 99/1, это явно вдали от оптимума. Такая ракета своим двигателем греет космос больше чем разгоняется. Эффективность ракетного движителя у такой ракеты - полный отстой. Как, впрочем и у фотонного звездолета "Хиус" сдуру летящего на Венеру. Это вообще полная ж...! Но другая крайность. Почти не тратя топливо он почти всю мощь своего чудо-двигателя расходует на нагрев вселенной и на полезный разгон 0.0000..дым.
Такие неоптимальные ракеты ни к каким звездам  никогда летать не будут.
Зуб даю! Честное слово! (от тюрьмы и от сумы... мало ли до чего сиротство небесное доводит?...)
 :D
« Последнее редактирование: 22 Дек 2021 [00:59:19] от alex_semenov »
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.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 3 998
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13975 : 22 Дек 2021 [01:02:41] »
Вы всегда берете столько топлива, сколько надо при данном L, w, T и u.
А сколько надо?
И что будет, если я возьму меньше?
А что будет, если я возьму больше?
Если масса топлива будет 99% массы ракеты (то есть под логарифмом ф. Циолковского  100) то это очень далекая от оптимальности ракета.
Это требует доказательства.

Еще раз.
Я "выполнил" все ваши требования по w и u. Расстояние известно. Ваши графики/уравнения дают время Т, за которое я долечу.
Мне никто не говорит, сколько топлива я должен взять. Значит беру любое.
И долетаю за тоже время, что и тот, кто взял миллион тонн.

Если вы скажете, что с килограммом не долечу, а с миллионом - долечу, покажете минимальное количество топлива мне нужного.
И почему столь важного параметра нет в ваших формулах-графиках.
Если у вас оно там сократилось - пожалуйста, сколько угодно, но сколько заправлять?





 


 
im

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13976 : 22 Дек 2021 [01:28:15] »
А сколько надо?
И что будет, если я возьму меньше?
А что будет, если я возьму больше?
Вы отвечаете построчно? Почему тогда удаляете ответ, который строчкой ниже?
ТРИ! ТРИ КИЛОГРАММА ракетной массы на килограмм пустой ракеты.

Цитата
Если масса топлива будет 99% массы ракеты (то есть под логарифмом ф. Циолковского  100) то это очень далекая от оптимальности ракета.
Это требует доказательства.



Это - односторонний разгон (не перелет). Разгон-торможение чуть другие условия. Но и тут все видно.  Как это получено - тут же под графиками.
Из этого, если отношение массы на старте и в конце 100 (топлива в 99 раз больше чем пустой массы ракеты), то...

ln(1+99)2/99 =0,214...

Гм... кстати... Я ожидал худшего.
Но если масса топлива 4 массы пустой ракеты (это для одностороннего разгона почти вершина эффективности)

ln(1+4)2/4 =0,647...

В принципе при 1+z =100 потери в три раза больше чем при z+1 =5...
Это еще даже и можно потерпеть. Не зря я зуб вовремя выдернул из залога. :)

ln(1+1000)2/1000 =0,047

Вот. При отношении массы топлива к ракете 1000 у вас  уже получается "паровоз" с эффективность ракетного движителя ~ 4%. Остальное - нагрев космоса.
Обратите внимание. Эффективность ДВИГАТЕЛЯ - тут никаким боком! Там тоже будут потери, но они - отдельной статьей. Здесь как раз та самая полезная мощность ракетного двигателя/двигательной установки (разницы нет) превращается в кинетическую энергию уже пустой ракеты.
Улавливаете?
Ракетный движитель это не ракетный двигатель. Там совсем РАЗНАЯ математика.
Двигатель - это то что крутит винт.

А винт - это как раз движитель. И энергия топлива через топку, котел, машину, превращаясь в полезную механическую энергию вращения вала с потерями (эффективость двигателя меньше 1) в энергию движителя. А движитель, опять же не всецело превращает полученную энергию в движение судна. Что то он превращает в бульбы верно? У него своя эффективность. Своя математика.
Не зря водяные колеса (один движитель)...



.... заменили на другой, винт, БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫЙ. Верно? Хотя сам двигатель как был паровым (со своими проблемами) так и остался.
« Последнее редактирование: 22 Дек 2021 [02:14:52] от alex_semenov »
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.

120 единиц

  • Гость
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13977 : 22 Дек 2021 [04:00:40] »
Диффузная энтропия испортит сложносоставную электронику

Онлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 242
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13978 : 22 Дек 2021 [12:46:23] »
Попалась в Сети такая замечательная иллюстрация из прошлого:



Чуть ли не снаряд "Катюши" крайний слева, и фотонный звездолет крайний справа (да еще и со спецификацией!) в одном ряду примера понятия "ракета".
Что за издание?
Ну конечно же!
Наши военные. Красивые здоровенные!
:)



1968-й год... Блаженная эпоха еще "непуганых идиотов"
Раньше были времена, а теперь мгновения...
Раньше поднималось что-то, а теперь - давление...
:)

Кстати. В этом самом 1968-м Дайсон и вбросил в "Физика сегодня" свою статью о РЕАЛЬНОЙ возможности межзвездных путешествий.
Мало кто ее понял. И понимает до сих пор. Многие даже не поняли, что там предложено как бы два крайних концепта (как накартинке выше, крайний слева и крайний справа). Ужас перед ядерным оружием  породил мысль (было в "Химия и жизнь" образчик) что у звездолета-взрыволета (любого!) будет здоровенная такая плита в 20 км диаметром и ... толщиной 70 метров (ну защититься от мегатонных бомб меньшим никак не получится)!
Хотя это в огороде бузина  а в Киеве - дядька.
Да... история... Люди всегда так.
Но что интересно? Я только сейчас посчитал. Консервативная (гарантированно возможная) версия звездолета там представленная. С медным.. ПАРУСОМ (1 мм меди толщина "толкающей плиты" - это парус! Это тончайшая, ажурная конструкция! Кстати никто не попытался ее даже изобразить!). Какая энерговооруженность у этой тысячелетней ракеты (1 парсек за 1000 лет)?
В фокусе паруса взрывалась мегатонная бомба раз в 100 с. То есть одни взрыв - 4,18E+15 Дж. Эффективность паруса как колиматора была невысокой. Тут хитрость в том, что парус у Дайсона принимал импульс неупруго. Всецело поглощал его. Но при этом Дайсон считал что вся энергия бомбы превратится в разлёт плазмы (как-то там, поэтому принято было у самых "умных" читателей статьи считать Дайсона лохом неграмотным, не читавших даже учебника по ЗОМП). В итоге только 1/4 этой энергии превращалась в полезную энергию ракетного движителя, то есть полезная мощность привода 1,05E+13 Вт. Так как сухая масса этого чуда консерватизма была 10 миллионов тонн (половина этой массы - медный парус) то энерговооруженность аппарата ... получается 1 кВт/кг.
Гм... Скромненько так.
Как и положено консервативной концепции.
При этом. И этой мощности было с избытком. Разгонялся он "всего" 100 лет. А полет сего чуда мысли даже к ближайшей звезде занял бы 1500 лет. То есть траектория не оптимизировалась. Не нужно было. Мощности привода вполне хватало даже этому монстру.
Дайсона явно тут скромничал. Он хотел показать предельно реалистичный (с точки зрения физики) проект. Многие решили что это и единственная возможность.

У меня почти нет сомнения, что именно эта статья пододвинула Алана Бонда поднять BIS на проект "Дедал".
И по-сути в это же время (рубеж 60-70х) СССР уступил пальму первенства Западу во всем. Сдал не так ярко как Горбачев потом сдаст, но тоже сдал.  Даже в фаназиях о звездах.
Луну сдали не в 1969-м, а в 1974-м. Не тем что не высадились первыми, а тем что не высадились вторыми (и есть подозрение нас обманули "партнеры" попросив это не делать, а взамен - мир, дружба, Хельсенки... )
В СССР фантазии о фотонной ракете "засахарились" в иллюстрированном военно-техническом справочнике.  Вот как они там были так навсегда и остались в головах большинства. Рудимент эпохи.
А Запад, опомнился, опрокурорился...
И даже в "бессмысленных фантазиях" про звездолеты взял реванш. "Дедалом". Не только воткнув флаг в Луну.
Это был своего рода "Сатлинград" или "Гудуалканал" холодной войны. Перелом. На всех фронтах.
Чем все кончилось? Полной капитуляцией в 1991-м. Коготок увяз? Всей птичке пропасть!
Так звездолеты - игрушки-свистульки?
Плебеи не мечтают о звездах! Рабам (на галерах) не положено.


 
Нация, не умеющая (а тем более разучившаяся) грамотно мечтать - будущего не имеет.
Именно нация! Не "мировое сообщество в целом"! Мировое сообщество в целом - это стадо баранов. ВСЕГДА!
Говорил и продолжаю говорить.
"Это, кстати, немцам, по поводу космической политики изобретения рентгена!"
:)
« Последнее редактирование: 22 Дек 2021 [13:26:18] от alex_semenov »
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 sharp

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 10 488
  • Благодарностей: 223
    • Сообщения от sharp
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #13979 : 22 Дек 2021 [12:53:11] »
И что будет, если я возьму меньше?
А что будет, если я возьму больше?
Если возьмёте меньше или больше, то будете лететь дольше, чем корабль с оптимально рассчитанным запасом РТ.