Двигатель для межзвёздных перелётов

[Александр Овчар]

Ибо так и есть. Ничего  лучше придумать и нельзя.
Это действительно идеальный двигатель (в диапазоне скоростей истечения 1000-10 000 и соответствующих годах полёта 1000 -100 лет)
Но... проблема в подводимой к нему электрической мощности. Удельной мощности электрогенератора к нему или энерговооружённости двигательной системы (и всего корабля).
Тут - затык.

Вот вот - затык в мощности энергии. Предлагается новая физика - рекуперация энергии "выхлопа".  Тогда для полета хватит энергии литиевой батарейки и само железо мотора малой массы.
Причем, для возврата выхлопа - мы по сути юзаем что? Старую, добрую ИНЕРЦИЮ .
Инерцию тяжелой и в тоже время легкой пробки/зеркала.

В этой схеме - вся потерянная энергия ФР - автоматом возвращается в камеру мотора и толкает миллион раз за цикл = очень хорошо.

А в ионнике этого нет.  Ионы улетели и сообщают - "привет, вселенная, мы все летим к тебе на твой край вселенной миллиарды лет" 

[Александр Овчар]

Верно, вот тонкое зеркало весом 1 грамм диаметром 1 метр. Там есть электроны. Когда на поверхность  зеркала падает ЭМ пульс, Е поле пульса действует на электроны и возникает сила радиационного давления. Что бы это не испарилось облачком плазмы, надо увеличить электропроводность, верно? СП зеркало будет полезным.

  Вот тут и вопрос. Эта тяга от "давления света" - не результат испарения и термоэлектронной эмиссии!?)))) В условиях очень плотных потоков принимаемой на отражение энергии!
  Ни слова об исследовании этого фактора. Мож пожже  появятся разоблачительные статьи, или дописки, в стиле "создание такого двигателя невозможно по причине быстрого испарения зеркал от высокой плотности энергии даже в случае со сверхпроводящими отражающими поверхностями"!))

Конечно будет такой вопрос, будет! Но это уже техническое противоречие, мы сразу заложил в проект массу КА  =  10 000 тонн, в этом железе сможем разметить хорошую систему охлаждения и т.п. И материалы сможем подобрать для зеркал - что бы не испарились. А сверхпроводимость уже нам в помощь, там тепловые потери на уровне 10-9 ватт/ватт  мощности.  Это настоящий бонус пак от матушки Природы, ну сверхпроводимость.


Эта тяга от "давления света" - не результат испарения и термоэлектронной эмиссии!?))
НЕТ!!  Это Сила Давления со стороны ЭМ поле на проводник и ЭМ поле существует само по себе, независимо от системы ракеты и т.п.

[Vavanzer]

11. Это позволит уменьшить ТТХ помпы (мощность) так как тяжелая пробка (относительно) массы ЭМ пульсов очень хорошо возвращает энергию взад и это повышает давление (света) в патрубке длинной 500 метров. 

  Там работает та же фишка, как и в случае с расширением газа при давлении на свободный поршень. Газ расширяется, отдавая энернию поршню, и подконец полета в  длинном"патрубке-цилиндре" их скорость практически выравнивается. И никакого отражения под конец уже не происходит. Полезного.
 
 Если даже вместо газа будет пучок электронов, то он неотразится параллельно. Они друг о друга поударяются и рассеяние будет. Если это будет плоский фронт толщиной в 1 электрон , то они разбегутся и будут ударяться о стенки.

[Vavanzer]

Эта тяга от "давления света" - не результат испарения и термоэлектронной эмиссии!?))
НЕТ!!  Это Сила Давления со стороны ЭМ поле на проводник и ЭМ поле существует само по себе, независимо от системы ракеты и т.п.

  Все бы хорошо. Почему до сих пор нет летающих зергал от давления света!?)
   Берем лазер, и с помошью него поддерживаем зеркало в парящем сосооянии. Увеличиваем его мощность - и зеркало начинает ускоряться и подниматься вверх!
Потом после эксперимента взвешиваем на фактор потери массы и влияния реактивной тяги от испарения.
Мне все это каэется очень странным. Много разговоров о давлении света. Но практической реализации толком нет. Именно в нормальном варианте.

[MenFrame]

рекуперация энергии "выхлопа"

Что вы рекуперировать собрались? Если вы с помощью ионника выстреливаете рабочее тело с оптимальной скоростью, то вся энергия уходит в разгон корабля, а рабочее тело имеет нулевую энергию по отношению к точке старта.

[alex_semenov]

Вот вот - затык в мощности энергии. Предлагается новая физика -

Послушайте, родной... Нет, я понимаю... Но нас же слушают дети...
Поэтому я с вами буду продолжать разговаривать как со взрослым.

Есть ЗАМЕЧАТЕЛЬНАЯ статья Петра Леонидовича Капицы....


П.Л. Капица
ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА
Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР,
Москва, 8 октября 1975 г.
См.: Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.

Всем! Пожайуйста. Не поленитесь и прочтите ЭТО!
Напрягите всё своё уважение к этому человеку и свои познания в устройстве мира и таки попытайтесь вникнуть ЧТО этот уже пожилой человек (1975 год) пишет в этой статье! Какую мысль он пытается тут донести!

Я похвастаюсь. В своё время (чуть ли не 15-20 лет назад) мне эта статья попалась случайно в сети. И прочтя ее я подумал: какая глубокая, фундаментальная статья! Мол, ее надо прочесть еще и еще раз. Она о чем-то по-настоящему фундаментально важном!
Прошло время.
И я стал зачать что не только я один отметил эту статью как... ПРЕДЕЛЬНО АКТУАЛЬНУЮ.
Сейчас эта статья - по сути флаг поднятый немногими недураками, которые встали против "Зелёного мракобесия", против зелёной энергетики. Вернее зелёной ЛЖЕэнергетики...
По-сути эта статья - тихий голос пророка, который долго никто не слышал, но теперь постепенно до самых умных (апостолов) начинает таки доходить...
Какое отношение это к звездолётам?
Такое же как и к зелёной энергетике. Прямое.

ватт/кг, ватт/м³, ватт/м²

Существуют фундаментально-физические ОГРАНИЧЕНИЯ на потоки (объёмы) энергии.
И они не менее фундаментальны чем законы сохранения и начала термодинамики.
И если вы это НЕ ОСОЗНАЛИ... вы - деревенский дурачёк.
Чокнутый изобретатель.
Вы тратите свои душевные силы на ПУСТОЕ!
Як кажуть тут, дурень думкой богатиэ!

Хотя... если вам удобней витать в своих фантазиях... Я вас понимаю...
(деревенский дурачёк-изобретатель куда лучше чем остальная пьянь полууголовная)

Нема дурных!
Переосмысливать действительность!...
Я вам даже тут завидую чёрной завистью!
Хотите витать в розовых облаках? Ваше право!

[Александр Овчар]

рекуперация энергии "выхлопа"

Что вы рекуперировать собрались? Если вы с помощью ионника выстреливаете рабочее тело с оптимальной скоростью, то вся энергия уходит в разгон корабля, а рабочее тело имеет нулевую энергию по отношению к точке старта.

Я про ионник говорил? Я обсуждаю техническое решение полета на Марс за 50 часов на фотонной ракете с рекуперацией энергии фотонов. Тех фотонов,  что теряются, уходят в выхлопную трубу.  И из-за "них" КПД мотора всего 0,001% на большей часть полета.

На комфортном для человека ускорение полета на 1же. Когда максимальная скорость ракеты не превысит 2000 км/с. Время работы мотора (и расхода реактивной массы всего 50 часов (а не 50 тыс.лет как на "ионнике")

Для полета к звездам на доли света интересно  подумать про "рекуперацию реактивной массы" за  счет хакинга принципа эквивалентности гравитационной и инерционной  массы.

Для сверхсветовых полетов к звездам следует искать идеи для хакинга физики пространства-времени, типа взлома "геодезических" и интерфейса  к скрытым измерениям, в материи_штрих, энергии_штрих.  Например, если со стороны бесконечной материи/вселенной  на пробное может действовать бесконечно большая сила, то скорость пробного тела может быть бесконечно большой.

Проекты типа кораблей поколений я даже не рассматриваю.   
==Вот пример еще одной технической системы с рекуперацией энергии.

Диденко .. стр 177-178 ,

Лаборатория физики элементарных частиц Корнельского университета проводит работу над проектом по созданию установки синхротронного излучения, основанной на линейном ускорителе с рекуперацией энергии ERL на энергию 5− 7 ГэВ и током 100 мА в непрерывном режиме [4.38]. Основные параметры ускорителя ERL приведены в табл. 4.4.

(кликните для показа/скрытия)

Основными частями установки являются (рис. 4.10) фотоинжектор, основной ускоритель, сверхпроводящая транспортная петля и ондулятор для производства рентгеновского излучения.

Электронный пучок с энергией 10 МэВ и малым нормализованным поперечным эмиттансом от инжектора вводится в основной сверхпроводящий линейный ускоритель.

Сверхпроводящая структура ускоряет электроны до 5− 7 ГэВ. Затем пучок проходит по рециркуляционной транспортной петле, где он используется для получения рентгеновского излучения.

Возвращаясь в линейный ускоритель с изменением фазы на 180 градусов по отношению к ВЧ волне, пучок используется для рекуперации энергии. В линейном ускорителе рециркулированные электроны отдают свою энергию, которая затем используется для ускорения последующих сгустков. Наконец, пучок с низкой энергией на выходе из ускорителя отклоняется с помощью дипольного магнита с небольшим полем для демпфирования.

[Александр Овчар]

Всем! Пожайуйста. Не поленитесь и прочтите ЭТО!
Напрягите всё своё уважение к этому человеку и свои познания в устройстве мира и таки попытайтесь вникнуть ЧТО этот уже пожилой человек (1975 год) пишет в этой статье! Какую мысль он пытается тут донести!

Дорогой товарищ Семенов.

Я извиняюсь, но мне еще в 1980 г вложили в мозг правило, что в физике любая задачам может быть решена через анализ потоков энергии. А в 1982 сделали прошивку на теме Законов развития технических систем, о Законах Идеальности - где любая техническая система должна иметь в рабочей зоне максимальную плотность энергии - как высшая мера Идеальности.

Доклад Петра Леонидовича мне известен наверно с начала эры Интернета,  в моем личном случае от 1993 г примерно, с UUPC начинал, кстати.   Я здесь не для  того что бы что то кому то доказать  - просто это мой личный метод поиска решений задач, что в принципе не решаются на актуальном уровне знаний.

Ракета как функция реактивного движения - для меня лично просто ничто. Ниже первобытно каменного топора. Сам принцип полетов  за счет сброса вещества - это просто результат работы мозга "наблюдателя невежественного" , концепт описан мной тут - Проблемы познания и фундаментальных определений

Проблема человека в том, что его организм обладает ограниченным набором сенсоров и способен регистрировать сигналы (из природы) в ограниченном пространстве физических измерений.

Следовательно, например, задача о полетам к звездам, что это  возможно требует наличия специально обученной нейросети, что может синтезировать в себе наборы образов и сообщить на исполнительные органы (механизмы) управляющие инструкции (ЧПУ) для обработки материи и изготовления машины

Что эта задача сводится к проблеме - что на планете Земля нет специально обученной нейросети.  Это фундаментальная проблема - так как для обучения нейросети (например, в терминах новой физики) - надо сначала инсталлировать в нейросеть новые сенсоры (с интерфейсами) . Что могут "поймать" новые сигналы  (с новой физикой)  из природы, распознать содержащиеся в них образы - и разработать прикладную технологию .

И я подчеркну - вчера я не знал еще, что ФР на скоростях до 2000 км/с является идеальным объектом для инсталляции в контур мотора = максимально высокой плотности энергии - за счет утилизации отходов ФР. Я просто знал что технический прием - рекуперация - будет очень полезным. А про Идеальность - еще не думал. 

Ранее я четко сформулировал концепт Идеального космического Двигателя

(кликните для показа/скрытия)

Ранее в работе [1], мы обсуждали вопросы идеального космического двигателя:

• двигатель создает тягу за счет прямого взаимодействия с ресурсами космического пространства, использует физический вакуум как ресурс системы;
• двигатель классифицируется как предельный случай идеального фотонного двигателя с рециркуляцией фотонов, что отличается глубокой степенью рекуперации энергии (до 10 порядков);
• в отличие от фотонной ракеты на реакции аннигиляции,  идеальный двигатель использует СВЧ-микроволны как энергию в удобной, безопасной форме;
• идеальный космический двигатель должен быть «холодным»;
• К-резонатор изготавливается по хорошо известной технологии сверхпроводящих СВЧ-резонаторов;
• двигатель управляет физикой коэффициента сцепления потока ЭМ энергии с физическим вакуумом;
• двигатель использует быстрые алгоритмы трех импульсов для воздействия на физический вакуум с целью синтеза в рабочей зоне двигателя частиц пропеллента и воздействия на частицы пропеллента с целью передачи импульса из внутренней системы космического корабля во внешнее пространство;
• вопросы физического взаимодействия с физическим вакуумом, технология управления коэффициентом сцепления рабочего потока энергии с физическим вакуумом и передачи импульса из системы двигателя в окружающее пространство – вынесены в отдельную подсистему с условным названием «фрикцион».

, где есть концентратор энергии на основе СВЧ резонаторов и это - позволяет "копать/толкать/сосать" из окружающей среды ресурсы - полезные для космических полетов. В том числе новые, еще не известные виды энергии - но это другой разговор, могу показать набор определений в моих постах на Горизонтах Науки астрофорума.

Я хочу что бы вы правильно воспринимали мои посты, где просто идет размышление вопросах другого уровня  - могу показать --

Вот прикопался к ФР. А вы в  курсе, что в реальной ФР для полетов к звездам требуется создать уровень давления фотонов на главное зеркало =  1 атм?  и Что на поверхности в самого лучшего зеркала будет 150 000 К? Что идея ФР - это тоже химера невежественного наблюдателя? Нет? Ну так знайте.

[MenFrame]

Я про ионник говорил?

Когда максимальная скорость ракеты не превысит 2000 км/с.

А чем вас ионник не устраивает при таких скоростях?
Зачем городить огород с улучшением фотонного двигателя если ионник оптимален? Ионник изначально можно настроить на ту скорость истечения которая не потребует не какой рекуперации, то есть на оптимальную.

[Vavanzer]

Что вы рекуперировать собрались? Если вы с помощью ионника выстреливаете рабочее тело с оптимальной скоростью, то вся энергия уходит в разгон корабля, а рабочее тело имеет нулевую энергию по отношению к точке старта.

 
Если точку старта берем за ноль в системе отсчета (орбитальные движения пока отбросим), то получается, что при высоком УИ рабочее тело уносит энергии очень много. Тк там квадрат скорости, в энергии, а в импульсах первая степень.

  Допустим,  ракета массой 100 кг разом отбросила 1кг газа со скоростью 10000 м/с. Импульс ее составит 10000 кг*м/с скорость 100м/с.
  Кинетическая энергия у нее (100*100^2)/2 = 500 000 Дж
  У рабочено тела (1*10000^2)/2 = 500 000 Дж.

  Т.е, чтобы ракета получила желаемую скорость (кинетическую энергию), рабочему телу придется придать ту же энергию. И никуда от этого не деться...

[Vavanzer]

Я хочу что бы вы правильно воспринимали мои посты, где просто идет размышление вопросах другого уровня  - могу показать --

  Было бы интересно.

А вы в  курсе, что в реальной ФР для полетов к звездам требуется создать уровень давления фотонов на главное зеркало =  1 атм?  и Что на поверхности в самого лучшего зеркала будет 150 000 К? Что идея ФР - это тоже химера невежественного наблюдателя? Нет? Ну так знайте.

   Вот о чем и речь! Очередная "пушка на Луну", несбыточная.
  Зеркало испарится быстрее, от гипотетического источника света)))
   А , кстати, что будет если давление на него будет 0.5 атм, или 0.01 атм?) Будет стоять на месте!?)

  Вообще странно, почему до сих пор нет прототипов таких двигателей. Эксперементальных, хотяб с микротягой, но ощутимой, например для межпланетных перелетов зондов.

[Vavanzer]

одного квадратного метра освещенной Солнцем поверхности мощность в среднем не будет превышать 100 Вт. Поэтому, чтобы генерировать 100 МВт, нужно снимать электроэнергию с площади в 1 км2 .

  На дворе 21й век, кпд панелей выросло, снимают виразы больше! А 1 км2 непригодных для строительства и сельского хозяйства площадей, это вообще ни о чем!))
 

Поэтому следует считать, что практическое прямое использование солнечной энергии в больших масштабах нереально.

  Мы видим обратное. И если бы сразу пошли в этом направлении, то производство надежных установок было бы на дешевом потоке!

Конечно, использование солнечной энергии, малых водяных потоков, ветряков часто может быть полезным для бытовых нужд в небольших масштабах.

Поржать, да и только..

Все это было выдумано в эпоху когда неыть и газ были почти у поверхности, и не нужны в таких масштабах, как сейчас. Потенциал рек тоже не задействован.

Если же говорить откосмосе, то там более киловатиа на м2. И сгять гигаватт с площади чуть более 1м2 стоит намного дешевле и в миллион раз проще в реализации, чем тащить туда ядерную станцию, или сжигать нефть и газ )))))

[Vavanzer]

термоядерной реакции при высоких давлениях и в сильных магнитных полях. Это большая, трудная и интересная задача современной физики

  А почему бы не пойти более хитрой дорогой, а не пытаться в лоб атаковать?
  Менее нагретая и менее плотная плазма, но в ней например  импульсные узлы высокой температуры и плотности!?))) В результате к примеру фокусировки  волн (акустических, или электромагнитных). Или резонансной накачки.

[Vavanzer]

10 000 тонн, в этом железе сможем разметить хорошую систему охлаждения и т.п

  У вас туттже и рекуперация, и тут же мощные системы охлаждения...
  По мне, так надо придумать как собрать максимум сбежавшей энергии. Через термоэлементы, термовольтаику, сбор статических зарядов и сбежавших микроволн, зеркалами обратно запихнуть.
  Была даже идея, что если в конце корабля размещать круг или конус-юбку ,из солнечных панелей, чтобы собирать энергию от реионизации  и температуры светящегося рабочего тела!

 А совсем неуловимую тепловую энергию от нагрева передавать на нагрев и испарение переохлажденного газа. Т.е полная экономия и оптимизация КПД всего комплекса.

[Александр Овчар]

А чем вас ионник не устраивает при таких скоростях?
Зачем городить огород с улучшением фотонного двигателя если ионник оптимален? Ионник изначально можно настроить на ту скорость истечения которая не потребует не какой рекуперации, то есть на оптимальную.

Не знаю, вроде в вике все технические проблемы описаны - ресурс, редкие галогены, и вроде эффективность падает в целом. Как сообщает ЛС Капица - Е-поля это в принципе хуже М=полей, так как нет концентраторов "ферро". А магнитное поле не может изменить энергию заряженной частицы

В общем не знаю, еще не думал про ионники вообще. А у СВЧ резонатора как накопителя (рекуператора) есть вариант для бонус-пака. Вот картинка



Это ЭМ колесо повозки для поездки через пустоту. На основе СВЧ К-резонаторов бегущей волны. Они ходят парами - одиночный СВЧ резонатор летать не может! Типа маятники не летают! Это кстати одна из причин неудач Емдрайв, как вариант.

Вот там есть потоки энергии  - и есть подсистема - фрикцион. Где потоки ЭМ цепляются за космический вакуум и как  .. аналог - шестереночный масляный насос - как колесо локомотива по рельсу - тут обмен импульсом КА и Вселенной.

На слайде видно - черные фиговинки - это фиговинки мотор ракеты изготавливает методом "вскипания вакуума"  как то по месту . .

[Александр Овчар]

10 000 тонн, в этом железе сможем разметить хорошую систему охлаждения и т.п

  У вас туттже и рекуперация, и тут же мощные системы охлаждения...
  По мне, так надо придумать как собрать максимум сбежавшей энергии. Через термоэлементы, термовольтаику, сбор статических зарядов и сбежавших микроволн, зеркалами обратно запихнуть.
  Была даже идея, что если в конце корабля размещать круг или конус-юбку ,из солнечных панелей, чтобы собирать энергию от реионизации  и температуры светящегося рабочего тела!

 А совсем неуловимую тепловую энергию от нагрева передавать на нагрев и испарение переохлажденного газа. Т.е полная экономия и оптимизация КПД всего комплекса.

ну да, проблем куча. Но есть известен смелый концепт Трустера от Фетты что САМ охлаждается Космическим Холодом так там  СП крутится на 77К LN2




Вот эти блины - там СП резонаторы на 77К охлаждаются сами по себе - космосом.

[Александр Овчар]

и тут же мощные системы охлаждения..

В КА есть проблемы охлаждения, в космосе сброс тепла ни какой. Я считал температурный баланс СП резонатора на 75кВт входной мощности  на 20К LH2 - получил удельный расход криогена для перепада на входе/выходе в 1К - как 17 литров в минуту. На 90 минут полета. Бак на 1 куб LH2 нужен - 5 кг железа на 1 кг LH2. Как то очень не много вышло. Если на борту есть нормальный ЯР - то этот водород можно обратно в жидкое перегнать - но за счет Джоулей. Что есть просто бомба на борту КА - ну понятно может взорвать КА в полете неосторожно.
 

[Vavanzer]

В КА есть проблемы охлаждения, в космосе сброс тепла ни какой

Это направление отдельно надо развивать. На Земле привыкли пруды гигантские при электростанциях.  И воздуха навалом... Потому и не парятся.
Когда речь за каждый миллиграм полезной нагрузки, тут уже по другому все. Никаких громоздких радиаторов и радиационных защит!)) Все только самое эффективное!

[Александр Овчар]

Я хочу что бы вы правильно воспринимали мои посты, где просто идет размышление вопросах другого уровня  - могу показать --

  Было бы интересно.

А вы в  курсе, что в реальной ФР для полетов к звездам требуется создать уровень давления фотонов на главное зеркало =  1 атм?  и Что на поверхности в самого лучшего зеркала будет 150 000 К? Что идея ФР - это тоже химера невежественного наблюдателя? Нет? Ну так знайте.

   Вот о чем и речь! Очередная "пушка на Луну", несбыточная.
  Зеркало испарится быстрее, от гипотетического источника света)))
   А , кстати, что будет если давление на него будет 0.5 атм, или 0.01 атм?) Будет стоять на месте!?)

Это Е.Зенгер считал в "Механике фотонных ракет", у него там антиматерия сгорает - а для полета на Альфу Центавру  надо аннигилировать по пути 50% исходной массы, за период разгона-торможения.  При условии, разгон на 1 же идет. А что бы дать тягу на 1 же - надо освободить до фига E=mc2 - в фокусе зеркала и выходит 1 атм и и150К К.
  А , кстати, что будет если давление на него будет 0.5 атм, или 0.01 атм?) Будет стоять на
. Полетит, почему - как корабль поколений как то. Ну и полетный КПД малый. 1 же нужен.
Найдите в сети  Е.Зенгер  "Механика фотонных ракет" от 1959 г еще, там все разобрано про ФР.

[Vavanzer]

Это Е.Зенгер считал в "Механике фотонных ракет", у него там антиматерия сгорает - а для полета на Альфу Центавру  надо аннигилировать по пути 50% исходной массы, за период разгона-торможения.

В итоге 60 лет спустя никакой антиматеоии, и никакого теомоядера. Начали развивать и забросили. Термоядер пока все еще штурмуют. Кое какие успехи стали появляться.  А про антиматерию  - забили на эту тему...

 В итоге на сегодня ни одного адекватного по энергетике решения так и нет, для межзвездных целей.