A A A A Автор Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов  (Прочитано 1416302 раз)

0 Пользователей и 4 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #140 : 29 Мар 2011 [17:31:46] »
А 2-Гамма щит потоком не выломается?... :police:
Рычаг однако
Поток плазмы по-идее до щита не доходит. Он ведь тормозится магнитным полем и выталкивается в обратную сторону. Если поток плазмы дойдет до щита, то это уже аварийная ситуация.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #141 : 29 Мар 2011 [18:04:20] »
А сколько будет стоить постройка такого корабля? Бюджеты всех стран мира за тысячу лет?
Хотелось бы увидеть экономический расчет.

Если речь идет о моем корабле-городе, то экономический расчет прост. Сначала все страны мира (и бедные и богатые) распадаются и исчезают с лица Земли. Сначала распадается глабоальная экономика. Это где-то к концу нашего века.
Огрызи цивилизации и государственности, существую на грани выживания. Но и они тоже почти все распадаются в конце концов.
Этому способствует сначала энергетический кризис, потом демографический и экологический.
200 лет идет перерождение мира. Откат из которого наше время выглядит раем. Наступает своего рода "ледниковый период". В процессе этого мир радикально меняется. Наступает неофеодализм. Который проявляется в том, что большая часть экономического оборота на планете замыкается на местном уровне (в аркологиях) и только самые редкие и необходимые ресурсы обмениваются по внешним каналам торговли которые сначала из-за дороговизны топлива а потом из-за риска становятся все слабее и слабее.  Выживают и процветают те, кто смогли инкапсулировать в своем местном районе как можно больше ценностей цивилизации. Так появляются отдельные очаги цивилизации которые в итоге превращаются в города-человейники. Объединение таких городов и порождает псевдо-государства-кланы.
Часть из них объединяются по старой схеме (бывшие государства), а часть по новой (бывшие корпорации). Все они избирают разный путь развития внутри себя и разную внешнюю политику. Между некоторыми возникают военные конфликты. Порой с применением ядерного оружия.
К концу XXII века центром споров становится Антарктида, так как это последний континент, где можно найти богатые месторождения полезных ископаемых. В связи с потеплением и сдвигом климата многие районы Антарктиды оголились (а бывшие центры цивилизация в массе свой ушла под воду так как находилась в основном на побережье)

Следующие 200 лет кланы активно делят сферы влияния. Выделяются сильнейшие. Некоторые аутсайдеры, понимая, что им просто не повезло в стартовых условиях, начинают искать новое пространство для развития и реванша. Так как войны, климатические катастрофы и сам ход развития привели их к тому, что они давно живут на Земле почти как в космических инкапсулированных поселениях, очевидный шаг – попытка КОЛОНИЗИРОВАТЬ еще незанятые территории в космосе...

Продолжать дальше?
:)
Возомжно сценарий будет другой. Но это не важно. Важно, что вопрос "о цене" (в ценах известного нам мира) на интервале 300-500 лет выглядит архиглупо.
Данный мир прогнил.
Он не может себе позволить даже вшивую научную базу на Луне.
О полете на  Марс можно только мечтать.
Это признак заката.
Вырождения.
Мои проекты не на завтра. Завтра будет голод и война.
Мои проекты на послезавтра...

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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #142 : 30 Мар 2011 [16:09:39] »
Не хочу больше о футурологии.
 >:(
И так.
"Ближе к д/телу"!
Односкатный щит Шпагина.
Если речь идет только как об отражающем щите, то лучше все же использовать двухскатный клин который я нарисовал изначально.



(размеры в моем новом проекте примерно в два раза больше чем на этом рисунке)

Скажем, допустим, при угле падения на щит в 18 градусов к потоку рентгена мы имеет полное отражение. Мол, этого достаточно.
Тогда при ширине прикрываемой зоны в 100 м получаем для односкатного щита длину в 300 м.
Но если использовать клин (два ската) то тот же угол отражения (18 град) можно получить на клине в два раза короче 150 м.
У двускатного клина оба ската могут работать не только как отражатели, но и как силовая опора друг другу.
Однако.
Вряд ли наклонный щит отразит весь рентген. Плюс у нас еще поток нейтронов. Я бы считал достойным результатом, если бы щит отражал половину а половину поглощал.
То есть это 10% энергии (при 20% паразитной).
В этом случае щит должен иметь достаточную поверхность излучения.

Доля поглощение потока I/Io=exp(-k*d). Допустим нас устроит 1000 (только 0.1% рентгеновской энергии проникает за экран)

Здесь d – толщина поглощающего слоя, а  k коэффициент поглощения. Он пропорционален  Z^3*L^3 ( L – длина волны. Z – атомный номер элемента. ). То есть тяжелый металл все же предпочтительней легкого для поглощающего экрана. Увеличение атомного номера в N раз увеличивает толщину экрана (и массу) в ~2N раз (нужно учитывать и массу нейтронов), а коэффициент поглощения в N^3  раз.
Выигрыш налицо.
При этом реальная толщина экрана может быть в 3 раза меньше (ведь тангенс угла наклона увеличивает толщину в 3 раза).
То есть что фронтальный экран, что наклонный по идее будут иметь одну и ту же массу.
Но наклонный будет иметь в 6 раз большую площадь рассеивания тепла (для фронтального мы считаем только одну сторону как излучающую с другой стороны у него тор)


И так. Чтобы сделать выбор схемы (использовать односкатный щит или двускатный клин) надо сделать оценку отраженной и поглощенной энергии.
Если отношение первой ко второй будет велико (поглощается немного почти все отражается) то лучше использовать клин. Если отношение будет ~ 1 (что я считаю наиболее вероятным) то нужно использовать односкатный щит господина Шпагина.
Что мне в односкатной схеме сразу бросилось в глаза и понравилось – то, что внутренние стороны ската-кольца почти не светят друг на друга когда прикрывают тор (хотя тор действительно надо защищать дополнительным тепловым экраном).
Их надо располагать именно так как они нарисованы.
« Последнее редактирование: 30 Мар 2011 [16:14:53] 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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #143 : 30 Мар 2011 [18:11:50] »
Кстати. Вот тут http://www.bestreferat.ru/referat-99941.html нашел наглядную картинку



Из нее следует, что для 1000-кратного поглощения потока рентгена на 1 МэВ  мне понадобится аж 10 см (!!!) свинца!

Из картинки можно понять что коэфициент поглащения пропорционален не Z^3 а просто Z. Утверждение о кубе я взял здесь:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Z железа 26 свинца 82. То есть в 3,15 раз больше. Во столько же раз надо больше толщина стали при прочих равных условиях (3 см вместо 1 см) для половинного снижения потока.

Еще. Если утверждение про L^3 истинное, то надо учитывать что плазменный шар ядерного взрыва в 1 мТ светит несколько более мягким рентгеном 1-10 Кэв.

(взято из "ДАЛЬНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ В КОСМОСЕ" О. Прилуцкий, С. Родионов  http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME10/NUMBER3/v10n3p5.pdf )

То есть этот рентген в 100-1000 раз мягче вышеприведенного в 1Мэв. То есть длина его волны L в те же (допустим) 100 раз больше и даже при пропорциональном росте k от L получаем что половинное падение излучения будет уже при толщине свинца не 1 см а всего 0.01 см. То есть 1000 кратное падение потока мягкого рентгена от ядерного взрыва будет при толщине экрана... 1 мм! А так как у нас арктангенс наклона ската 3 то реальная толщина односкатного щита 0.33 мм. (осталось заменить свинец на вольфрам, но Z вольфрама 74 мало отличается от Z свинца 82 то есть на уровне наших приближений их можно считать неотличимыми)
Здесь уже можно считать и общую массу щита. Я уже вижу, что в моем случае она получается приемлемой (я выше закладывал от балды толщину фронтального щита в пару сантиметров и получал сносную массу. Все таки огромные габариты и масса корабля здесь играют свою роль).

Если получится поделить поток рентгена пополам (половину отразить, а половину поглощать) то и по термодинамике все может вполне удачно срастись при соотношении S_поглащения/S_излучения=1/6.

Кстати из этой же работы следует, что 50% энергии ядерного взрыва в космосе превращается именно в рентген. Это очень похоже на правду (разлетающийся шар плазмы очень активно светится). И если с этим процентом потерь энергии нельзя бороться, то это ОЧЕНЬ ПЛОХО (не только для схемы "Орион", кстати). Я считаю все свои параметры из 20% паразитного рентгена (и нейтронов). Можно ли снизить 50% в простом боевом заряде до 20% в специальном?

Фактически это тот вопрос, который и решает в конце концов судьбу идеи межзвездного взрыволета.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #144 : 30 Мар 2011 [20:29:24] »
Ганс. Я перечитал. Нет. Там речь идет именно вот о чем.
Взрыв длится где-то10 нс после чего материал бомбы (плазма) достигает некого термодинамического равновесия и вот из этого равновесия считается тепловая энергия излучения. Это рентген в 2 кЭв (в среднем).
То есть.
В чем наша задача? Мало выделить 1 Мт энергии в тротиловом эквиваленте. Нам нужно теперь эту энергию на 80% превратить в энергию разлетающейся во все стороны плазмы.
И потерять на всякую там паразитку (не важно что нейтроны или гамма) только 20%.

В чем наша "сила"? В том что у нас бомба.
По Дайсону 1 т на 1 Мт.
Тейлор заявил что больше 6 Мт/Т массы получить нельзя. Хотя некоторые существующие боеприпасы скорей всего дают и лучше. Но я остановился на параметре 4 Мт/т. Меня это устроит.
То есть заряд в 1 Мт я вполне могу впихнуть в 250 кг заряд.
Если посчитать 1 Мт это 4,18E+15 Дж. И даже в случае использования самого дрянного топлива по дефекту массы (Дейтерия) нам для получения такой энергии нужно 56 кг при 100% выгорании.
То есть куда более энергоемкого детерида лития нам понадобится столько же (примерно) при приемлимом проценте выгорания. Это 1/5 всей массы нашего заряда. Остальное триггер (который подозреваю может быть тоже очень легким при нынешних технологиях имплозии) и  прочие ИНЕРТНЫЕ материалы в заряде.
Нам не важно в каком виде выделяется энергия. Пуйскай 80% в виде нейтронов. Мы все это пакуем в, скажем, боровый стакан-бланкет, который эти нейтроны сожрет на 90% и превратить в тепловую энергию плазмы того же бора (легкий между прочим элемент, прекрасная реактивная масса). Именно тот факт, что у нас отношение реактивной массы к массе энергоносителя в разы больше и мы не гонимся за предельными для термоядерных реакций скоростями истечения (как в "Дедале" или "Фениксе"), дает  тут нам свободу, пространство для инженерного маневра (хотя мы его делать не умеем так как мы не знаем секретов атомного оружия в нужном объеме).
НО!
Вот мы на 20-й наносекунде выделили всю возможную энергию взрыва. И даже преобразовали ее в нужную форму. Не всю но 80% преобразовали. Загнали ее в энергию пока еще не разлетевшейся плазмы. Мы потеряли 20% но 80% поймали.
Допустим?
Допустим!
Но это еще не победа...
Смотрите.
И так, исходная ситуация. 250 кг материи с тепловой энергией 0.8*4,18E+15 Дж.
Скорость разлета этой плазмы (из примерно метровой сферы)  5 174 708 м/с

Когда эти 250  килограмм уже разлетятся в сферу 100 м в диаметре – это уже будет бесстолкновительная плазма (надо уточнить но я тут уже вроде это считал) в которой не будет ни тормозного излучения ни теплового. Это будет разлетающаяся сфера материи, которую наше магнитное поле примет и вытолкнет.
Но до этого момента надо дожить. Пролететь 100 метров на 5 000 км/с – это минимум 20 000 наносекунд. Это в 1000 раз ДОЛЬШЕ чем длился сам термоядерный взрыв. За это время многое что успеет произойти в такой перегретой среде.
Почти все это время плазма будет не только расширяться, но и излучать. То есть терять драгоценную тепловую энергию движения в виде того самого мягкого рентгена.
Вот в чем засада!
В той самой работе как раз и дается оценка температуры этой плазмы (по Стефану-Больцману) получается 2.1E+7 К. Через поверхность сферы (2 м диаметром) наша ме-е-е-е-едленно расползающаяся плазма теряет массу ценной энергии (и быстро тормозит свой разлет).
Я подозреваю что за это время наш плазменный шар успеет слить к тем 20% уже потерянным и так еще процентов 30% МИНИМУМ! То есть хотим мы этого или нет но половину энергии выделенной нами в заряде мы все равно потратим "в никуда" просто в силу самой логики процесса.
Это кстати будет касаться не только бомбы. Но и вообще любой другой инерциальной схемы синтеза.
И возможно, победить мы это дело никакими ухищрениями уже не сможем.
Вот что меня беспокоит.
  :( >:(
Понимает?
Нужна хорошая расчетная модель того что я выше наплел...
Посчитать эту идеализацию...
Возможно даже разностная расчетная модель. Фиг с ним. Не до эстетства!
Гм...
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #145 : 31 Мар 2011 [10:01:00] »
Мне пришла в голову идея, которая, возможно, снимает проблемы со щитом.

Вы исходите из того, что заряженные частицы из точки взрыва разлетаются одинаково по всем направлениям. Но ведь можно из них создать кумулятивную струю - встроить в саму конструкцию бомбы некое фокусирующее устройство.
<. . . >
И плотность потока радиации снизится в К раз.

Роберт, это достаточно известная идея. Ее активно прорабатывал "герерал атомик" в 50-60-х для "Ориона". В кумулятивном ядерном взрыве и была изюминка проекта.



Итак, гамма-лучи и прочая радиация от взрыва направляются ураном вверх, к фильтру из оксида берилла. Он поглощает радиацию и превращает её в тепло. Это тепло испаряет вольфрам, превращая его в струю плазмы. Удар плазмы в опорную плиту движет космический аппарат. Струя при этом имеет форму конуса 22.5 градусов. Около 85% взрыва направляется в желаемом направлении.

Источник: http://dicelords.narod.ru/rockets/rocket3c2.html#orion
Не думаю, что все будет так прекрасно (85%) и тем не менее идея похожая. Верно?
Я эту идею рассматривал еще для "Феникса".
И здесь я  эту идею уже упоминал в переработке уже к этому концепту.
В случае моего "бублика" нужно на сфере разлета создать "теневое кольцо" ( ~10% всей поверхности сферы) которое належится на мидель тора видимый из точки взрыва. И все дела! В этом кольце надо снизить в К раз паразитирую радиацию (кстати это же повысит и эффективность магнитного зеркала ибо это как раз та плазма которая разлетается от оси под 45 градусов, именно она отражается зеркалом лучше всего).
Как получить такую анизотропность?
Примерно так же как и в случае "Орион".На корпус бомбы наложить дополнительное кольцо-бланкет. Так как это всего 10% всей поверхности заряда то его можно попытаться сделать очень мощным.
НО!
Почему я отложил эту идею ПОКА в сторону (как крайнюю меру).
Изюминка нашей конструкции взрыволета, в том, что  в нем можно себе позволить сферический изотропный разлет плазмы. Магнитное зеркало все равно рекуперирует 65% всех заряженных частиц в нужном направлении.
То, что ориентация заряда в момент взрыва не играет роли я воспринимал как большой плюс. Мы собираемся выстреливать по 1 бомбе в секунду. И в таком бешенном темпе сжигать миллионы зарядов.
Вероятность, что какой-то из них взорвется не так ориентированный – очень высока.
Вряд ли это будет смертельно. Но это будет аварийная ситуация, которая приведет к временному отключению двигателя (подача новых зарядов временно прекратится).
Поэтому я пока цепляюсь все же за идею хитрого щита.
Идея, что рентген, падая под малым углом на кристаллические решетки, хорошо отражается – ценная идея. Чтобы разумных размеров щит справился с потоком паразитной энергии, достаточно этот поток уполовинить. Думаю это вполне достижимая задача.

Разумеется, если у нас 50% энергии взрыва превратятся в паразитную вспышку, щит  не справится. Но при такой эффективности у меня резко упадет интерес к этой схеме МЕЖЗВЕЗДНОГО привода. Я согласен на 20% потерь уже выделившейся энергии в виде излучения (ведь это не единственные потери само зеркало съест от оставшегося еще 35%). Ну допустим (ладно) 30% на излучение.
Но не больше.
Слишком расточительно получается в итоге и слишком много проблем с защитой от паразитки. Значит надо радикально менять всю концепцию.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #146 : 31 Мар 2011 [10:55:38] »
Силовая опора друг на друга это как раз потеря полезного импульса. Пусть лучше о кольцо опирается.
А что касается длины - то не её мерить надо, а количество пошедшего на щит материала

Дем. Я уже говорил тут и специально повторю еще. Наш шит, в отличии от ПЛИТЫ "Орион" не принимает ИМПУЛЬС материи. Импульс разлетающейся материи (заряженной плазмы) принимает сам тор-магнитное кольцо. Через магнитное поле.

Примерно так:



См. http://go2starss.narod.ru/pub/E016_LFR.html (там есть и gif-анимация, которую я здесь выставлял уже).
Щит же должен отразить паразитрую энергию, которая в энергию плазмы не превратилась. Эта паразитная энергия считай свет (поток нейтронов тоже имеет скорость близкую к свету). То есть импульс этой паразитки НИЧТОЖЕН. А вот его энергия – огромна. Именно с ней щит и борется. Отражает или ловит эту энергию и рассеивает.
Поэтому каких-то силовых нагрузок на щит не будет.
Вся нагрузка на него – ускорение вместе с самим кораблем. Щит при этом не обязан быть жестко связан с внешней оболочкой тора (которая "резко" расширяется). Так что основная задача поддерживающей рамы – в основном сохранение формы щита. 

Цитата
Кстати, а почему бы сечение обитаемой зоны не сплющить в эллипс, чтобы щит можно было поменьше сделать?

Я думал над этим. Я вообще изначально хотел разместить вокруг жилого тора только тормозное топливо. А разгонное поместить отдельно в тени. Но понял что это повлечет за собой массу технологических неудобств. Поэтому решил, что ВСЕ топливо будет расположено вокруг жилых отсеков и оттуда постепенно расходоваться при разгоне и торможении. Высокая плотность топлива (бомб) это позволяет.
Ведь топливо (бомбы) у меня выполняют сразу ТРИ функции.

1) Они бомбы. То есть энергоноситель и ракетная рабочая масса.
2) Они экранирующая жилые отсеки от всех видов радиации радиационный щит.
3) Они (собранные в цепи) являются дополнительным силовым каркасом, на котором подвешен вращающийся бублик (если тот вращается).

То есть я намерен в этом концепте использовать бомбы на 300%.
Сделать элепсоидное сечение тора (его надо ведь перекосить под 45 градусов к оси тора) можно. Но будет ли стоить овчинка выделки?
Простой тор при стартовой массе под 0.1 гигатонну (100 миллионов тонн) и габарите уже в 3 км, мне кажется куда более очевидной с инженерной точки зрения идеей. "Будьте проще". Я считаю, что проблему защиты от паразитки надо максимально повесить на щит.
Собственно сама форма корабля уже являет из себя частичное решение проблемы.
Щиту надо защищать  лишь 10% сферы разлета. И выкручивать еще 1%  за счет "мудрения" с профилем тора я не думаю что это разумно.

Кстати если уж решать проблему защиты за счет формы тора, то нам выгодней сделать тор большего диаметра и малой толщины (ментшего малого диаметра).
Это во-первых удаляет тор от эпицентра. А значит квадратично падает поток паразитки.
И это же (если смотреть в плане) уменьшает ширину защищаемой щитом зоны. Хотя само по себе это не уменьшает экранируемую поверхность, но щит можно наклонить под большим углом и получить еще большее S1/S2
Поэтому я как только обнаружил проблему с рассеиваемой энергией сразу увеличил диаметр тора с 2 км до 4-х.
Но мне не понравился диаметр жилого отека. Всего 50 м и плотность радиационного щита из тормозного топлива (он стал близок к 5 т/м2). Поэтому я сейчас склонен все же вернуть диаметр тора в 3 км. И надеюсь для этого габарита срастить все остальные параметры.

Зачем я все это рассказываю?
Надо четко понимать, что любая конструкция, которая обретает черты РЕАЛЬНОЙ машины, есть ПЕРЕПЛЕТЕНИЕ самых разных требований и ограничений. Чем больше вы учитываете деталей, нюансов, тем меньше у вас пространства для "шевеления" параметров, "конструкторского произвола".
В случае моего бублика как раз такая ситуация уже настала. Он уже зажат в тиски принятых решений. Я попытался так в нем все взаимоувязать, что теперь концепция либо выживет в том виде в котором она уже вырисовывается, либо пойдет в мусорную корзину, если обнаружатся непреодолимые сложности.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #147 : 31 Мар 2011 [12:29:08] »
Теперь к самому больному.

где-то видел такие расчёты
получалось всего около 10% потерь энергии плазмой на тепловое излучение и тормозное в магнитном поле 

Да, но это же очень разряженная плазма в токамаке, как я понял? Там плотность плазмы где-то Е+17  см-3, а у нас все Е+23 если не больше.
Кстати у меня другие данные. Даже в "волшебном пробкотроне" (амбиполярной ловушке) Виверна супер-пупер чистая гелий-3-дейтериевая плазма по расчетам будет терять 20% своей энергии именно через МЯГКИЙ рентген.

В чем суть моей тоски-печали?
Природа всегда идет "по пути наименьшего сопротивления". Тот же закон преломления света – яркий пример (очень хорошо об этом в лекциях Фейнмана по физике).
Законы термодинамики (статистические кстати) – такая же фигня.

Когда мы подорвали бомбу и получили (таки) шар плотной плазмы в десятки миллионов градусов – что мы имеем? Мы имеем систему с супернизкой энтропиеей. Мы имеем существенно неравновесную ситуацию, которая (само собой) стремиться РАЗРУШИТСЯ.
И разрушаться эта ситуация может РАЗНЫМИ способами.

Наиболее выгодный для нас способ – разлет плазмы из сферы в 1 м диаметром в сферу 100 м диаметром. Это увеличение объема в 1 000 000 раз. Такое же падение температуры. От десятков миллионов до десятков кельвинов (собачий холод по сути).
Да. Но этот путь НЕ КРАТЧАЙШИЙ. На его осуществление надо аж 20 000 нс. Ни ни наносекундой меньше!
Для природы это не самый промой (короткий) путь наведения равновесия.
Она наверняка ломанется кратчайшим путем!
Горячая сфера может добиться равновесия куда быстрей. За счет сброса тепла в окружающую среду через свет (рентген).
Смотрите. На пальца (в уме очень грубо). Температура ~10^7 К. Мощность по Стефану-Больцману это 4-я степень от температуры. То есть 7*4=28  Но постоянна С-Б срезает 8 порядков. То есть получаем 20 порядков мощности. У нас в килотонне 15 порядков Дж. А мощность у нас 20 порядков Ватт!!!
Что нас может спасти?
Время. Процесс разлета короче 1 секунды.
~10 000 наносекунд это минус еще 5 порядков. Итого у нас 15 порядочков мощности к   15 порядкам энергии. То есть наша сфера, грубо, может сливать энергию что расширяясь, что излучая. Как проще?
Здесь надо считать ТОЧНЕЕ.
Даже если пути "слива" равноценны мы потеряем через излучение ПОЛОВИНУ!
Вот в чем засада...
Уловите дыхание матери-природы! Это на нее заразу похоже...
Никто никогда не взрывал ядерные заряды так чтобы больше половины энергии превращалась в плазму. Ядерный взрыв сливает 80 процентов через рентген, нейтроны, бла-бла-бла... и только вшивые 10% в энергию плазму. Термоядерный взрыв 80% сливает в нейтроны, бла-бла-бла... и опять же примерно только 10% в энергию плазмы.
Ситуация не кажется закономерной?

Может так случится, что больше в энергию разлетающейся плазмы превратить и не получится?
 >:D >:D >:D

То есть это нам так хочется большую часть слить в поток плазмы. Но пока никто не показал что это возможно.
Я думаю мало кто вообще над этим задумывался.

При этом, обратите внимание. Возможно, задача передать большую часть энергии взрыва плазме В ПРИНЦИПЕ худо-бедно разрешима. За счет увеличения мертвой массы заряда  и снижения  температуры плазменного шара. Как в том "единороге" "Ориона", что я показал выше.
Там количество кг на джоули может быть значительно ВЫЩЕ чем нам надо. Температура плазмы в итоге получится ниже. В четвертой степени ниже и потеря через рентген энергии. А значит для такой "холодной" плазмы можно  получить высокий выход в виде кинетической энергии плазмы. Но такая плазма разлетается со скоростью всего то ~100 км/с.
То есть этого достаточно для межпланетных кораблей. Под что и проектировал "Орион".
Но нам для межзвездного полета нужна на порядок (хотя бы) большая скорость истечения.

И обратите внимание. Тут нет разницы в том, КАК вы получает вашу плазму.
Это может быть ядерный, термоядерный взрыв. Может быть управляемый синтез (обжатие чем-то волшебным, какой-нибудь мюонный катализ). Это может быть волшебная аннигиляция.
НЕ ВАЖНО.
Добыть энергию и вкачать ее в плазму – мало. Надо эту энергию сохранить, донести до СОПЛА, чтобы та смогла в нем совершить полезную работу по разгону ракеты.
Улавливает?
Пока у нас скорости истечения 10 км/с 100 км/с – все еще как-то работает. Но уже на 1000 км/с начинаются проблемы с четвертой степерью в уравнении Стефана-Больцмана. И на скорости 10 000 км/с они будут непреодолимы.
Не важно какой волшебный источник вы используете.

В общем. "Хьюстон, у нас проблемы". (с)
 >:(
>:D >:D >:D
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #148 : 31 Мар 2011 [12:33:54] »
Разошлись ответы.

http://en.wikipedia.org/wiki/Effects_of_nuclear_explosions
согласно аглицкой педии 40-50% кинетической энергии выделяется при взрыве ядерного заряда в тропосфере так что думаю что в вакууме, даже при наличии магнитного сопла можно получить 80-90% кинетической энергии в плазме, особенно если избавиться от нейтронов

Допустим. Но можно 40-50 поднять до 80? Вот в чем вопрос. Возможно путь от 50% до 80% будет столь же длинным как путь повышения КПД тепловой машины с 40% (теперь) до 80% (когда-нибудь).
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #149 : 31 Мар 2011 [18:34:05] »
Блин, ерудна какая-то получается.
 :(
Пробовал построить пошаговую модель  - получилась фигня, явно не стыкующаяс с реальность.
Сфера диаметром 2 м и разогретая до 33 000 000 К (так получается при 1 МТ взрыве)
по Стефану-Больцману светит с мощностью аж 9,40E+23 Ватт
На 4 порядка больше чем я прикидывал "на глаз"!!!
В результате почти вся энергия из сферы сливается через излучение уже на 40 наносекунде (сфера успела расширится всего лишь на 6 см). Скорость разлета  внешней оболочки сферы в итоге падает с 5 000 км/с до 3 км/с...
 :o
Ерунда же!
В экспериментах плазма успевает отобрать себе хотя бы  ~10% энергии.  А это что-то около 1 000 км/с. А у меня нет и этого! Все уходит с рентгеном!...
Где-то я крупно лоханулся...
 :(
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #150 : 01 Апр 2011 [10:17:10] »
Прочитала тему.
От начала до конца? Похвально!

Цитата
По-моему, разгонять корабль ядерными взрывами - бред во всех отношениях...  :-\
Очень веское добавление к уже сказанному!
Если бы я прибежал на форум  (как здесь последнее время принято) и не напрягая "моск" ляпнул (как нагадил) свеженькую темку в духе "а вот хорошо бы на атомных бомбах полетать! Кто что думает?"
То это ваше веское замечание, прицепленное сразу же (первыйнах!) выглядело бы более-менее ГАРМОНИЧНО.
Но на двадцать-забытой странице, когда мы шатко-валко забрались в тонкие дебри...
Улавливает?
Как говорили в эпоху "стимпанка", это не делает вам чести...
;)
Цитата
И охота тратить время на расчёты?

Действительно! Мало ли ТУПЫХ расчетов мы делали 10 лет в школе и 5 лет в институте?
И теперь продолжать террорезировать свой  девственно-обезьяний "мосК" бесполезной работой по манипуляции с оторванными от жизни символами?!....

Голубчик. Вы видимо даже не подозреваете, в какую ЗАДНИЦЕ мы тут играясь расчетами залезли.
Хотите на пальцах?
Дело ведь не только я ядерных бомбах. Они тут просто оказались крайними.
ЕСЛИ в моих опасениях по поводу сверхбыстрого охлаждения перегретой плазмы есть капля здравого смысла, знаете что это означает?
Это означает что ВСЕ известные нам проекты термоядерных звездолетов (типа "Дедал")  ВСЕ анигиляционные звездолеты – НЕ РАБОТАЮТ в реальности.
Это – несбыточная мечта типа полета на Луну с помощью гусей.



И никакие супер-пупер открытия (которые профаны так ждут) этому горю не помогут.
Вы не сможете получить НУЖНУЮ вам скорость истечения термическим нагревом с хорошим КПД процесса. Повышая температуру плазмы вы будете куда быстрей повышать потери из плазмы излучением, которые будут плавить ваш супер-волшебный корабль, а скорость истечения топлива будет прирастать незначительно. КПД процесса будет быстро падать.
Повышать ТАК скорость истечения – бессмысленно.
Это наподобие того, как в 30-х рассчитали, что винтовой самолет никогда не превысит скорость звука, так как с ростом скорости полета у винта резко падает КПД. Нужны сверхзатраты энергии чтобы перейти барьер на таком ДВИЖИТЕЛЕ.



http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/gilzin/putesh60/01.html

Очень похожая ситуация у нас.
Термический нагрев (не важно каким источником) прекрасно работает на 10 км/с, худо бедно на  100 км/с  но уже на 1000 км/с вы можете (скажем) вложить в рабочее тело только 10% энергии а 90% потратить в никуда. В виде паразитного излучения.
Если это так, то для волшебной анигиляции (которая вообще должна давать 100 000 км/с) КПД процесса термического нагрева вообще может быть мизерным (скажем 0.001%) и вообще говоря, скорость в 0.3с истечения для термической ракеты недостижима вообще ни при каком источнике энергии (хоть излучение Хокинга).
То есть Venture Star Камерона в "Аватаре" помимо кучи мелких и глупых ляпов содержит один концептуальный ляп. Все анигиляционные двигатели надо выкинуть на свалку несбыточных идей.
Если в логики моих расчетов есть доля правды, это  полная катастрофа почти всех известных и предполагаемых проектов межзвездных кораблей где мы выбрасываем материю предварительно нагретую до миллионов градусов. Это еще один барьер. Непреодолимый как скорость света.
Хотя, как известно, дуракам и скорость света – не барьер...
:(
Кстати, это не первоапрельская шутка. Я действительно со вчерашнего дня не на шутку озадачен...
 >:(
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #151 : 01 Апр 2011 [10:52:56] »
Блин, ерудна какая-то получается.
Где-то я крупно лоханулся...
 :(
Именно - среду взрыва не учли. В вакууме плазма образуется только из материала бомбы и бланкета. Альфа и нейтроны в основном летят беспрепятственно и плазму не образуют. Что бы получить полезный выхлоп с термояда надо уходить от дейтерий-лития6 или ставить мощный бланкет от/для нейтронов. Полезную , но холодную плазму делать.

Ганс, вы я вижу тоже не въехали в фундаментальность проблемы.
Плазменный шар, который я рассматриваю – это перегретая материя которую ничто уже не удерживает. Он и так разлетается со скоростью 5 000 км/с.
Единственное, что держит этот комок матери вместе - "инерция времени". Свет движется в 300/5 = 60 раз быстрее нашей плазмы и поэтому уносит энергию из этого термического ада куда быстрей.
Тут нет разницы из чего состоит эта материя. Достаточно что это тепловой хаос.
Что обнадеживает в этой ситуации?
То что эксперименты с реальными атомными взрывами не подтверждают мой простой расчет.
Но почему? Я подозреваю, что тут весь секрет в хитрой гидродинамике. Внешняя оболочка плазменной сферы очень быстро сливает энергию и создает как бы холодную корку. То есть скорость теплопередачи внутри шара расширяющейся плазмы не мгновенна. Термодинамическое равновесие нарушается. Расширяющаяся сфера уже на первых наносекундах превращается в подобие взрывающейся звезды.

 

Хотя, разумеется, полной аналогии тут быть не может.
Тут наверняка тема не для одной диссертации.
Но.
Если моя догадка верна, это означает что сильно изменить баланс энергий при взрыве специальной бомбы (снабженной какими-то особыми бланкетами) мы не сомжем.
Может случится так.
Если простой ядерный заряд без ухищрений сливает 10% энергии в разлетающуюся плазму, а все остальное в проникающее излучение, то хитро организованный заряд превратит 30%. Это будет трехкратное повышение. Очень хороший результат.
Но нас он не устраивает!
Нам даже 50%  - плохо.
Нам бы 75-80.
Но это может стать несбыточной мечтой. Никакими банкетами, никакими дополнительными хитростями внутри заряда мы этого не добъемся.
Мы!
Те кто и так пристегнул губу и готов на скромные 1000-5000 км/с истечения массы.
А всякие, кто мечтают о большем – совсем идут лесом, получается.
Всякие "Дедалы" британцев, "Десанты" Моисеева, "Фениксы" Ибатуллина-Семенова, да и корабль-мир Höðr – превращаются в макулатуру.
И мой корабль-город, кстати, тоже.
 >:D >:D >:D
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #152 : 01 Апр 2011 [12:34:35] »
думаю закон Стефана-Больцмана здесь брешет по той простой причине, что сфера находится в очень неравновесном состоянии. не хватает теплопроводности слоёв сферы
по разным данным,

Я тоже уже додумался именно до такого ответа. Он выглядит наиболее правдоподобным.

Цитата
при ядерном взрыве от 40 до 70 % энергии уходит на излучение в любом случае.
Вот это меня и пугает.
 >:D
Цитата
но это - тест ядерного взрыва 60х годов, там на мегатонну приходится сотня тонн материала с высоким Z

Стоп. Вот тут я торможу. А какое отношение Z имеет к Стефану-Больцману?
Насколько я понимаю, примести с большим Z  порождают сильное тормозное излучение.
Вот первая попавшаяся мне на вскидку ссылка.

http://termoyadsintez.narod.ru/intro/intro.htm

Во-первых, нужно учесть тормозное излучение, это излучение заряженой частицы при движении с ускорением, испускаемое электронами при столкновении с ионами. Мощность тормозного излучения можно оценить по формуле:



Видите?
Да. Мощность растет квадратично от Z но от температуры она растет только в степени 1/2! То есть намного медленней, чем тепловое излучение, которое растет в 4 степени от Т!
То есть, даже если у вас больше половины плазмы с большим Z, все равно это исчезающе малый процент по сравнению с мягким рентгеном "простого" теплового свечения плазмы.

Кстати. Сегодня утром полистал старую книжонку по термоядерной энергетики (1978 г).
Там при оценке критерия Лоусона тепловые потери из намагниченной плазмы не берутся. Берется три источника потерь. Собственно улет материи, тормозное излучение и синхротронное. Синхротронное возможно для очень разряженной плазмы, где свободный пробег частицы выше ларморовского радиуса. В нашем случае оно нам не грозит.
Тормозное излучение возникает от того, что в плазме масса свободных электронов. Но оно растет от квадрата Z (и концентрации примесей с большим Z) а от температуры растет медленно (корень из Т)
Но почему не учитывается простое тепловое свечение?
Гм...

Цитата
и даже если это внеатмосферное испытание, то во взрыве неизбежно участвует целая ракета, доставляющая ядерный заряд на заданную высоту к тому же, делящийся материал сам по себе обладает высоким Z

Ну что касается ракеты – то я думаю это не так важно. Да и высокий Z я склонен не сильно винить в своем горе...

Цитата
думаю если делать заряд чище (масса заряда равна массе термоядерного топлива), то потери на паразитное э/м излучение можно снизить до 15..30 %

Было бы здорово. Хотя "меня мучают сильные сомнения" (с) См. выше.
Если бы вы были правы, то это бы сработало и для моего взрыволета.
Вы тут выше удивлялись, почему я не использую чисто ядерные заряды а пытаюсь использовать термояд.
Во-первых чисто ядерные заряды нет смысла делать мощнее 300 кТ. А у меня каждый заряд 1 Мт.
В-вторых имея усиление на второй термоядерной ступени всего 10 (а можно и 100 и при большом желании и 1000) я очень сильно экономлю уран или плутоний в те же 10-100 раз. Это как ни крути куда более дорогой материал.
Ну и последнее. В-третьих. Термоядерная бомба будет содержать меньше примесей с большим Z. Хотя совсем избавится от тяжелых металлов все равно не получится. На второй ступени есть обжимающий стакан (или сфера) и "грелка" в центре. Ее надо делать хотя бы из свинца (или вольфрама). Кроме того должен быть система фокусировки, которая состоит из тяжелой оболочки. В этом суть схемы.
Однако. При удельной плотности энергии 1 Мт/т мы можем иметь процент материалов с высоким Z достаточно низким. Тейлор заявил что предел совершенства его схемы (Улама-Тейлора) 6 Мт/т. То есть в нашей бомбе сам заряд может быть 1/6. А вся остальная "инертная" оболочка бомбы (бланкет, впитывающий нейтроны и отбирающий у них энергию) может быть из лития, бора. То есть из материала с низким Z составят как минимум 5/6 массы образовавшейся в результате плазмы.
То есть.
Если все обстоит так, как вы говорите, то спасены обе идеи. И ваша и моя.
Но я подозреваю, что это не так. Скорей всего проблема все же в Стефане-Больцмане и тогда играясь с концентрацией Z  мы мало что исправим.
:(

Цитата
gans2, какие бланкеты? засоряя взрыв мы смягчаем спектр, но повышаем долю потерь на э/м-излучение. тогда уже впору парус медузовый делать для извлечения тяги. но я не вижу способа для конструирования паруса для рентгена. тупиковый путь

Господа! Да подождите вы с рекуперацией потока. Тут бы дожить то момента когда плазма разлетится достаточно чтобы считаться изотропно двигающейся сферой заряженных частиц.
Отражать гамму вообще глупо. Это же получится фотонная ракета. Но мы ведь не фотонный двигатель проектируем. Фотонный двигатель (парус) – это в другой сказке.
Фотоны имеют крайне малый импульс и на тех скоростях полета, что мы хотим достичь (проценты света) использовать фотонный привод – верх безумия.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #153 : 01 Апр 2011 [13:06:31] »
>:D
Да прочитайте уже первоисточник!
 У классического термоядерного боеприпаса главный компонент энергетического спектра - 80% нейтрон 14 МэВ. Какая из него плазма???? Он улетел из шарика в первые наносекунды если Вы его не затормозили. А Семенов кинулся его считать не разобравшись в модели.

Ганс. Да я уже давно услышал вас. Все верно вы говорите. Но в данном случае это несущественно. Да. Представте. Мы вставляем "штатную" 250 кг термоядерную бомбу в оболочку массой 750 кг из, например, бора (или лития). Бомба взорвалась.
80% энергии – сумасшедшие нейтроны.
Но когда они ломанутся наружу, они увязнут в оболочке (банкете) из бора (или что лучше для этого подходит?). То есть в итоге у нас наружу попал 1% первоначальных нейтронов. Ну и фиг с ним! Вся остальная энергия застряла в 750 кг оболочки из материала с малым Z.
И вот теперь меня интересует, что же происходит дальше?
И бомба внутри (с большим содержанием тяжелых металлов) и внешняя оболочка превратились в плазму. Шар диаметром 2 м (или 1 хрен редьки не слаще). Эта плазма УЖЕ ВПИТАЛА в себя 90% всей энергии взрыва (10 или 5 не важно все же вырвалис наружу в процессе взрыва).
Прекрасно!
Цель достигнута.
Теперь наша драгоценна плазма начала расширяться со скоростью ~1000 км/с (или 5000).
И вот мы стоим пошаговую модель.
В Excel-е
У нас получается что шар плазмы при температуре 33 000 000 градусов сливает по 10% всей собранной нами энергии каждую НАНОСЕКУНДУ.
Пока наш шар расползется до 100 метров (10 000 наносекунд), вся нами накопленная энергия испарится с мягким тепловым рентгеном. Абсолютно вся!
У меня получается что наша плазма затормозится до смехотворных 3 км/с!
Так реально не происходит.
Почему?
Видимо потому, что еще на первой наносекунде (или десятой не суть важно) возникают всякие неравновесные процессы между внешней оболочкой сферы и ее ядром.
И если это так, то нет разницы какая была предистория у нашей сферы.
Что там внутри взорвалось. Термояд, аннигиляция... Нейтронны, гамма...
Это все уже в прошлом.
Важно как этот процесс разлета, его гидродинамика происходит.
И я вполне допускаю, что управлять этим процессом так же сложно как удерживать плазму в магнитном поле.
То есть удержат этот "горячий горшочек" те самые нужные нам 10 000 нанносекунд так чтобы он потерял с тепловым излучением лишь 20% – задача очень сложная.
Плазменный шар будет упорно сливать более 50%.
Я даже могу вот что предплоложить.
Внешние слои сферы быстро остывают, тормозятся а значит уплотняются.
То есть мы получаем своего рода корку.
И в эту корку рвутся менее плотные но куда более горячии слои изнутри.
Там начинаются типичные чудеса в духе Тейлора-Релея.



Всякие завихрения.



Оболочка лопается. Вырвавшееся наружу опять застывает и тормозит...
Все это дело опять лопается...
Дать количественную оценку поправки на это движение, как мне кажется, сложно.
Но именно в силу сложности, хаотичности процесса, можно подозревать, что сохранить энергию внутри сферы КРАЙНЕ сложно.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #154 : 01 Апр 2011 [13:18:19] »
Да щас! увязли , ага. В плазме увязли
Вот Вам меч  ^-^
http://nuclphys.sinp.msu.ru/radiation/rad_3.htm
десятки сантиметров пробег нейтронов в веществе.

Блин, Ганс, не в плазме а в твердой (пока) оболочке из хорошо глотающего нейтроны вещества. Спасибо что напомнили знакомую ссылку. Но тут надо действительно считать.
Все равно.
Даже если я слишком оптимистичен - вы цепляетесь не за то.
Допустим я тут не парв.
Придется тогда рвать внутри бомбы что-нибудь поэкзотичней. Тот же литий с протием. Если эта фигня все же горит.
Не в этом ведь дело!
Не важно как вы получили аккуратный шар плотной плазмы в 30 миллионов градусов.
У вас уже есть материя в нужной форме. Но она слишком горячая. И когда шар расползется до рабочего размера (чтобы стать выхлопом двигателя) он уже будет содержать в 5-10 раз меньше энергии чем содержал изначально.
Вот в чем засада!
Мало того что мы получили массу паразитки, которая сожгет любой наш двигатель.
Мы не получили ожидаемой скорости истечения.
Мы больше греем вселенную.
У любой нашей ракеты КПД как у паравоза!

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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #155 : 01 Апр 2011 [14:03:02] »
Ну хоршо, а как же тогда у Виверна плазменный шнур в 100 миллионоградусной реакции D+He3 не высвечиваеется весбь за наносекунды, а вполне себе постоянно дает тягу виверн-джету?
Я тоже об этом постоянно думаю и этому удивлялся сначала.
Ответ прост.
У него очень разряженная плазма которая ме-е-е-е-е-дленно тлеет. По сути. И выхлоп там - как кот наплакал. Главная проблема у них в чем? (если все так как они считают, но это еще не факт же!).
Слишком малая тяга.

В их длиннющей ажурной (но все равно слишком тяжелой) трубе хранится "ничто". И хотя удержать это ничто – задачка для половины физиков мира последние 50 лет, все же такая разряженная плазма мало нарушает "гармонию вселенной" (второе начало термодинамики).
Кстати у такой разряженной плазмы, я допускаю, нет и теплового излучения. Одно тормозное и синхротронное. В этой амбиполярной ловушке удерживающего поля напичкано больше чем материи (если можно так шутить).
В нашем же случае мы имеем точку, в которую за наносекунды впихнули 1Е15 джоулей (секундная выработка всех электростанций мира) энергии и тонну материи.
Явление для мироздания неестественное.
И она его пытается сравнять самым простым для нее (природы) способом.

Кстати. Состояние, к которому наш плазменный шар стремится (100-200 м в диаметре) – это как раз то состояние, которое в Виверне расчетно- рабочее. Что-то 10^17 частиц на см3, кажется.
Очень разряженная плазма.
Я такую плазму как раз и собираюсь уже отражать как подготовленную к отбрасыванию рабочую массу. То есть с такой плазмой у меня уже нет проблем, которые меня мучают.
Улавливаете?
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #156 : 01 Апр 2011 [14:41:36] »
Рентгеновские кванты излучаются в основном при переходах электронов в электронной оболочке тяжёлых атомов на низколежащие орбиты. Вакансии на низколежащих орбитах создаются обычно электронным ударом
Рентген , он пропорционален не температуре, а плотности вещества. Такто.
Как только ваша плазма стала расширятся - энергия рентгена упс, резко падает. Столкновения становятся реже.

Проблема в том, что у меня очень плотная плазма. И она остывает куда быстрей чем расширяется (то есть теряет плотность).
Что касается рентгена.
Возьмите закон смещения Вина и посчитайте пик теплового спектра при 30 000 000 градусов:



9,66633E-11 м или 0,097 Нм ~ 1A

Вопросы  есть?
Заодно поднимите наш многострадальный документ.

http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME10/NUMBER3/v10n3p5.pdf
Стр. 9 табл 2
Постройте по ней кривульку (лучше гистограммку). Не поленитесь.
И сравните ее с вот этим:


(спект теплового  излучени АЧТ)

Одно лицо, так сказать...
Только в рентгеновском спектре, разумеется.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #157 : 01 Апр 2011 [14:49:50] »
Скальные породы (которые вы считаете глупым брать) - это потенциальная плодородная почва взамен истощенной. Или вы собираетесь брать растения без земли?

Я так понял это мне?
Во-первых есть такие понятия как "гидропоника" и даже "аэропоника".
В курсе?
Во-вторых. Я планирую по 300 тонн на человека массы города без радиационной защиты.
В стэндфордском торе (где деревья, фермы, поля и даже подобие небес) планировали на человека по 1000 тонн с радиационной защитой (которая - львиная доля массы).



То есть при 300 т /человека в  Городе будет все необходимое. Нужна будет земля? – будет Земля. В кадушках и даже на полях.
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #158 : 01 Апр 2011 [14:58:38] »
можно ещё подумать над тем, как отражать нейтроны для получения тяги
хотя масса такого колпака-отражателя будет достаточно велика
"застрявшие" в щите тора нейтроны тоже будут создавть импульс

Получать тягу из проникающей радиации  - себе дороже.

Еще и еще раз.
Импульс p=mv. Энергия  E=mv^2/2 (не будем заворачиваться на уточнение релятивизма)
С ростом скорости импульс растет линейно, энергия квадратично.
Если отбрасываемая вами масса имеет чересчур большую скорость, она уносит у вас ЛИШНЮЮ энергию. Такую драгоценную энергию, с добычей и утилизацией которой у нас СТОЛЬКО проблем!

То есть от любого вида проникающей радиации надо защищаться и только. И пытаться всеми силами снижать часть энергии, уносимой ею. На 20-25% я еще был согласен. Но на 75% – уже нет.
Тогда уж лучше ЗАНИЗИТЬ СКОРОСТЬ истечения взяв на борт неоптимально большое количество инертной массы.
Это тоже приведет к лишним энергозатратам притом куда круче (так как отбрасываемая масса с падением скорости истечения растет по экспоненте). Но в этом случае мы не будем "поджаривать себе зад" проникающей радиацией.

Тогда нам придется оседлать астероид и отбрасывая его массу со скоростью ~100 км/с потихоньку чапать к новой звезде...
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 alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 509
  • Благодарностей: 696
  • Я лгу!
    • Все сообщения темы
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #159 : 01 Апр 2011 [18:15:34] »
Ганс, вы меня как всегда "разозлили" и мой Excel просто закипел от возмущения.
 >:D
Надо же в конце концов выяснить кто прав. Вы или я?
Для начала я нашел сечение захвата нейтронов бором:



Детальней здесь: http://ru.wikipedia.org/wiki/бор_(элемент)

Вы видите что сечение захвата для очень горячих термоядерных нейтронов в 14 МэВ у бора-10  (аж 20% всего встречающегося в природе бора) по крайней мере 1 барн  (беру по минимуму для гарантии).

e=1барн = 1E-24 см2

Коэффициент ослабления потока  (см все тот же труд  http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME10/NUMBER3/v10n3p5.pdf
) :

k = ехр(e*n*l)

e- сечение захвата,
n – концентрация вещества
l – толщина слоя

 l = [ln(k)]/[n*e]

Мне достаточно k=100, стократного ослабления потока (1% термоядерных нейтронов я разрешаю выйти на волю).

Концентрация бора n (см. упомянутую работу) 

n=Na * p/Mm

Число_Авогадро * плотность(в граммах на см3)/молярную_массу(граммах на моль)

n = 6Е+23*2,34/10 = 1,40E+23

Теперь считаем толщину необходимого нам слоя ...

Гм...  32,8 см
 :o
Да уж... Пускай наш заряд условно сфера диаметром метр.  Поверхность такой сферы

S=4*пи()*0.25=  3.14м2.

Если мы ее покроем слоем бора (считаем примерно же) нужной толщины  то получим объем S*l... чуть больше 1 м3. Тогда нам понадобится 2.4 т бора (m = p*V)...
 >:(
Да, Ганс, ваша взяла.
Не вписываюсь я со своим бланкетом в массо-габаритные показатели.
 :'(
...
Хотя, если бы моя бомба была всего ПОЛ метра в диаметре... то мне надо всего ... то 250 кг бора!!! Тогда вписываюсь в 1Мт/т!
 8)
Гасн, я над вами так издеваюсь.
 :P
Cчитайте всегда свои аргументы! Считайте!
Не важно, что мартышкин труд эти потуги почти всегда.
Именно мартышкин труд сделал человека...
Нет расчета – нет идеи.
;)

ЗЫ (ИТОГО).
Использовать простую термоядерную бомбу окруженную бланкетов для наших целей можно. Но не очень хорошо получается. Если сама бомба будет 6Мт/т (то есть 167 кг) то Общая масса заряда получается 425 кг. То есть 2,35 Мт/т
В принципе приемлемо. Но хотелось бы 4 Мт/т.

Еще. Вряд ли мы будем использовать чистый бор. Скорее всего какой-нибудь карбид. Я же собираюсь использовать корпуса бомб не только как радиационный экран но и  как силовые цепи, держащие нагрузку на тор. Значит мегатонность на тонну еще сильней падает.
Стоит подумать о привлечении анейтронной реакции в качестве усилителя.
Что взять? Все-таки литий?
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.