Двигатель для межзвёздных перелётов

[Родионов Кирилл]

Хорошо, объясни.

Отправлено с моего SM-A536E через Tapatalk

[Forest]

этим:

Но в любом случае удельная мощность в сравнении с паром будет отвратительной. В силу самых что ни на есть фундаментальных проблем теплообмена "поверхность-газ" и физики процесса

«Газ»  - надеюсь космические лучи ?
А «поверхность»  - надеюсь   Ориентированный диполь корпуса корабля?

[Vavanzer]

Но ведь Солнце — не точечный источник энергии, она как бы размазана по поверхности и излучается оттуда, образуя наблюдаемую температуру в 6000°К. Если эту энергию собрать в одном месте, в этой точке её будет больше, чем в среднем на поверхности, и наблюдаемая температура будет выше. Нет?

Отправлено с моего SM-A536E через Tapatalk

Интересно бы понять обоснование этой теории.
Изображение Солнца можем условно говоря построить зеркальным обьективом различной апертуры и светосилы.

По формуле "сигма*т^4" можем посчитать тепловой поток от этого изображения, спроецированого на черном экране в фокусе. Это чтобы понять , на какой предполагаемой температуре установится термодинамическое равновесие.
Часть исходящего потока от нагреваемого в фокусе предмета мы можем вернуть ему обратно, отразив полусферическим зеркалом, установленным с зади. А то и даже больше чем полусфера. Этакая световая ловушка.

Вопрос в другом. Сможет ли излучение с пиком наопределенной длине вволн раскачать молекулы сильнее, чем оно само!?)
Вероятно, что если это будет монохром, то так и будет. Но, с другой стороны, в спектре Солнца есть и более короткая часть, которая может дожарить до более высоких температур.

[библиограф]

Солнце — не точечный источник энергии, она как бы размазана по поверхности и излучается оттуда, образуя наблюдаемую температуру в 6000°К. Если эту энергию собрать в одном месте, в этой точке её будет больше, чем в среднем на поверхности, и наблюдаемая температура будет выше. Нет?
       

Нет.
Специально для невежественных изобретателей сжигателей на расстоянии и
микроскопов   увеличением в миллион раз проф Г.Слюсарев написал книжку
О возможном и невозможном в оптике, первое издание ее вышло аж в 1944 году.
Впрочем, если построить космический лазер с солнечной накачкой, можно получить
плотность энергии в  луче, определяемую только свойствами лазерной среды и
материалами зеркал и окон резонатора.
 

[Mercury127]

необязательно лазер, но в любом случае придется сделать из теплового излучения нетепловое.
можно "просто" выделить и использовать коротковолновую часть солнечноо спектра.
"просто" - потому что на гигаватт полученного таким образом синего или УФ света придется отсечь десятки и сотни гигаватт ненужного.

на самом деле, на мгновение получить искомое можно и просто фокусировкой (быстрой, разумеется, за микросекунды)...
но НЕ за счет прямого нагрева "миллиметрового шарика", а за счет его ударного СЖАТИЯ отдачей от абляции и давлением света.

но, как я понимаю, это немного не то, чего хотели бы новоприбывшие изобретатели очередного вечного двигателя второго рода...

[MenFrame]

Но ведь Солнце — не точечный источник энергии, она как бы размазана по поверхности и излучается оттуда, образуя наблюдаемую температуру в 6000°К. Если эту энергию собрать в одном месте,

Не собрать, этого геометрическая оптика не позволит.

[Vavanzer]

можно "просто" выделить и использовать коротковолновую часть солнечноо спектра.
"просто" - потому что на гигаватт полученного таким образом синего или УФ света придется отсечь десятки и сотни гигаватт ненужного.

   Вот и я подобное предположил. Отсекаем все длинноволновое (или используем для предварительного нагрева), а синий и ближний УФ дают нам имитацию спектра более высокой температуры. Тем боле что эти фотоны как раз и порождаются столкновениями атомов на более высоких скоростях, относительно всей остальной массы. Интенсивность компенсируем концентратором.

проф Г.Слюсарев написал книжку
О возможном и невозможном в оптике, первое издание ее вышло аж в 1944 году.

  Он обьяснил сам процесс, почему не нагревается излучением выше температуры источника? У меня лишь одно обьяснение - открытое нагреваемое тело входит в состояние термодинамического равновесия, и излучает ровно столько же, сколько получает от источника. Но почему увеличение интенсивности облучения не приводит к перевалу, пока не ясно.

НЕ за счет прямого нагрева "миллиметрового шарика", а за счет его ударного СЖАТИЯ отдачей от абляции и давлением света.

Во всех этих идеях увеличение температуры лишь частично происходит, у сжимаемой массы, за счет потери энергии (и температуры) у сжимающей.

это немного не то, чего хотели бы новоприбывшие изобретатели очередного вечного двигателя второго рода...

  Это наверное из разряда "третьего рода", или вообще какого нибудь лохматого, никакого  не вечного, а корявый тепловой насос , да еще с огромными потерями в КПД)))

[Vavanzer]

Не собрать, этого геометрическая оптика не позволит.

Лазерами долбануть со всех сторон почему то позволяет. В тч и в опытах с термоядером. Я только не помню на каких частотах они работают , какое излучение туда вкачивают.
Прикол в том, что это точно не рентген и не гамма, соответствующие получаемым в опытных установках температурам нагреваемого вещества, в котором даже термоядер поджигается...

[Mercury127]

Лазерное излучение - нетепловое, те нечёрнотельное. Если попытаться описать его в терминах АЧТ, получается излучатель с отрицательной абсолютной температурой, причём эта отрицательная температура больше любой положительной, те > +∞.

[Mercury127]

температурам нагреваемого вещества, в котором даже термоядер поджигается...

и опять таки нагревается оно не самими лучами, а ударным сжатием мишени световым давлением и абляцией.

[MenFrame]

Лазерами долбануть со всех сторон почему то позволяет.

Речь шла не о лазерах, о фокусировании излучения солнца.

[Проходящий Кот]

А что это принципиально меняет?

[Vavanzer]

Лазерное излучение - нетепловое, те нечёрнотельное. Если попытаться описать его в терминах АЧТ, получается излучатель с отрицательной абсолютной температурой, причём эта отрицательная температура больше любой положительной, те > +∞.

Так там голый монохром. Оч узкая полоса.
То же самое можно и с Солнца снять, через узкополосный фильтр. И к примеру, много установок в раз долбануло сфокусированые пучки монохрома от Солнца в одну точку.
Рванет или нет?

и опять таки нагревается оно не самими лучами, а ударным сжатием мишени световым давлением и абляцией.

  Вот в том и дело, что за счет вспомогательных мер получается преодолеть этот барьер. Хоть и разово.
Но "цветовая температура" излучателя на много порядков ниже получаемой.

Лазерами долбануть со всех сторон почему то позволяет.

Речь шла не о лазерах, о фокусировании излучения солнца.

  Какая разница, чем долбануть, в данном случае!?) Если поток энергии удастся сильно сконцентрировать, эффект будет схож. То же самое мгновенное испарение мишени.
А если еще и УФ туда загнать, то и бесплатная ионизация, (если температуры от оптического диапазона не хватит).

В общем, видимо пришло время делить солнечную энергию на фракции!)

Найти бы литературу про экстремальные эксперименты с концентрацией солнечной энергии. Мож чего нового всплыло, какие нибудь тонкости интересные и эфыекты!

[NotSodern]

То же самое можно и с Солнца снять, через узкополосный фильтр. И к примеру, много установок в раз долбануло сфокусированые пучки монохрома от Солнца в одну точку.

Посчитайте энергетику и сравните с тем что получают с лазеров.

[MenFrame]

Какая разница, чем долбануть, в данном случае!?

Разница в том что в одном случае вы пытаетесь нарушить законы физики, а в другом случае не пытаетесь.

[Vavanzer]

Посчитайте энергетику и сравните с тем что получают с лазеров.

  Тут не считать надо, а подгонять, чтоб сравнима с лазером было. Через системы зеркал, вогнутых и плоских . Не одно зеркало будет фокусировать. Путь у лучей ломаный от многих зеркал пойдет. Это в эксперементальном варианте, не двигатель.
Чтобы со всех сторон осветить мишень. Понятно что до термоядера не до тянет. Но будет очень не хило!

Возьмем для примера 1 зеркало диаметром 20м. Фокусное 40м, 1:2.
Оно соберет пятно пусть не дифракционного качества, а с размер того что атмосфера позволяет. Т.е ~2" (=0,000556°)
Хотя в космосе может выдать и
Sin(2") = 0,000009696
Считаем размер пятна (sin2"*40м)  =0.38мм.
Площадь пятна получаем 0.113 мм2

Теперь плотность энергии. Типа солнце в зените, 1000Вт/м2
Всего на зеркало приходит (3.14*10м^2)х1000Вт/м2 = 314000вт!!!
Это 314 кВт на 0.11 мм2 ! Или 2778 кВт на 1мм2!
2778 ГВт/м2
Мощная выжигалка получается!

[Vavanzer]

Разница в том что в одном случае вы пытаетесь нарушить законы физики, а в другом случае не пытаетесь.

    Ничего не пытаюсь. Все стараюсь загнать в рамки законов физики.  По максимуму.
Одно дело - предположение, не обсчитанное, его же не ставлю в ранг аксиомы, а другое дело немного проработанное, с предварительными подсчетами.

 Так вот. У нас получилось 314кВт на 0.11мм2
Это 2778кВт/мм2     или 2778 ГВт/м2.
Нормальный такой поток. (Можно сравнить с каким нибудь лазером для резки металла)

Теперь считаем через излучение черного тела эквивалентную температуру, по закону Стефана-Бльцамана

Т^4=2778*10^9/5,67*10^-8 = 4,899*10^19.
Извлекаем корень 4й степени, и получаем 83661 К.
Странное дело...  Бешеная эквивалентная температура!
Соответствующая пику на длине волны 35нм.
Такую энернию прямо в двигатель бы, подогревать газ бесконтактным методом!

Теперь осталось понять, с чего взяли что нельзя нагреть мощнее, чем температура источника... При большом превышении плотности потока...

[библиограф]

 

       Найти бы литературу про экстремальные эксперименты с концентрацией солнечной энергии   

Ломоносов всё придумал триста лет назад!
http://lomonosov.niv.ru/lomonosov/nauka/po-fizike-i-himii-1738-1746/science-4.htm
А сейчас каких только нет оптических печей - солнечные и   лампами
https://cyberpedia.su/13x1143f.html

[Vavanzer]

       Найти бы литературу про экстремальные эксперименты с концентрацией солнечной энергии   

Ломоносов всё придумал триста лет назад!
http://lomonosov.niv.ru/lomonosov/nauka/po-fizike-i-himii-1738-1746/science-4.htm
А сейчас каких только нет оптических печей - солнечные и   лампами
https://cyberpedia.su/13x1143f.html

Надо бы что то посовременнее.  На новых технологиях, материалах, датчиках.
Ломоносов вряд ли бы смог построить зеркало 20м диаметром, с точностью концентрации в 2", и изучить процесс испарения помошью множества датчиков, спектрометров и пр.
Просто нынче многие "невозможные" технологии 100-150 летней давности благодаря  точным расчетам, новым материалам и возможностям производства, частенько обретают новую жизнь.
Что и говорить, если любителям стала доступна крупная апертура , выполненная с немыслимой 100лет назад точностью в 1/10-1/12 длины волны... Соответственно и критерии качества сейчас совсем иные.

[NotSodern]

Теперь плотность энергии. Типа солнце в зените, 1000Вт/м2

От монохрома отказались ?