Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

  Эта идея , с капельным радиатором, напомнила мне подобную мою давнюю идею, но только с газом, который из сопла летит внутри полой прозрачной трубки с расширяющимся сечением, охлаждается, теряет энергию на излучения, замерзает, и обратно потом насосом снова в нагреватель и в сопло))) Типа "безопорный" двигатель своеобразный, не теряющий рабочее тело. 
 Но у него предполагаемый КПД не оч высокий, тк не весь импульс можно отобрать за счет излучения. Даже фактор хаотичного движения молекул и распределения энергии между ними не особо поможет... + Закон Булируни и свойство газов охлаждаться при оасщирении в помошь!

[Mercury127]

мою давнюю идею, но только с газом, который из сопла летит внутри полой прозрачной трубки с расширяющимся сечением, охлаждается, теряет энергию на излучения, замерзает, и обратно потом насосом снова в нагреватель и в сопло

и почему я не удивлён?

[Vavanzer]

нет. догадайтесь сами, почему.

  В жизни не догадаюсь! Тк считаю что любое "соударение" молекул между собой порождает квант энергии. У меня там "своя физика" в голове))) По другому я не понимаю процесс образования излучения в нагретом теле

[Vavanzer]

и почему я не удивлён?

  Понятия не имею. Мож просветите!?))) 

  А так, однажды в студеную зимнюю пору, я из лесу вышел, был сильный мороз... И когда добрался до места привычных наблюдений, натопил печку, что то там почитал научно-запойное, космическое, понесло разобраться как оно все работает, в термодинамике.
 Ну и вышел к частности на то, что 1К температуры соответствуетэнергии каждоймолекулы газа в количестве 2,07*10^-23 Дж. (Если не ошибаюсь, по памяти). Потом в ходе "научного запоя" поисковик разродился, и я что то такое встретил и в статьях.
 И стало интересно, хорошо, молекулы соударяются при абсолютно упругом столкновении. Но почему то при этом еще и излучают "тепло", и даже свет, и даже рентген))) При этом постепенно успокаиваются, температура (а знач и их скорость броуновского движения падает, стремится к абсолютному нулю). Значит соударения не абсолютно упругие, раз что то уносит энергию ввиде излучения... На большее у меня мозгов не хватило...
  Ну и да, процесс еще и обратимый, спокойные молекулы при направлении на них излучения начинают "нагреваться", т.е ускоряться, до температуры не более чем температура излучающего на них "обогревателя". Или по достижении равновесной температуры, при которой они излучают в космос столько же, сколь и получают...
 
  Главное что интересное явление и полезное для выдумывантя оригинальных идей в звездолето-строении))) 

[Vavanzer]

 Вот , примерно такое представление. Газового и жидкостного безопорного двигателя.
 Газ сначала нагревается реактором, вылетает из сопла в конус, летит теряет импульс за счет охлаждения излучением в прозрачном колпаке. Конденсируется, и насосом обратно отправляется на подогрев реактором.

 Жидкость аналогично, гоняется насосом по кругу, загогяется в обогреватель, где расширяется, набирает скорость, но, охладивщись в прозрачной трубке  сжимается, теряет скорость до обычной. Сечение тракта на всем протяжении не меняем.

 Должна полюбому быть ассиметрия суммарного импульса, за счет потери энергии излучением, а не механического воздействия на стенки конструкций. В обоих случаях.
  Прокатит, нет? 

[Vavanzer]

  Вот, в общем, попытайтесь размотать эти идеи)) У меня пока что не получилось разоблачить самого себя))) Мож плохо старался! 
 Вечного двигателя тут нет никакого, даже второго рода.
 Но предпосылки есть, часть излучения рекуперировать фотоэффектом и улавливанием тепла, и подачи этой энергии обратно в систему для предварительного подогрева. Особенно прокатит у жидкостного варианта.
В котором кстати трубка "обратки" должна быть утепленной.
 Энергию мы берем из топлива. А из ниоткуда.
 В газовом варианте вообще по сути эффект градирни получается. Можно еще и заднюю стенку сделать прозрачной, до кучи. В градирнях ТЭЦ и АЭС аналогичный эффект, горячая вода испаряется, поднимается, теряет энергию, выпадает дождем и снова "в печку". Часть конечно улетает. Зимой же эту воду на отопление домов продают, неликвидное тепло так сказать, делают ликвидным. В космосе в звездолетах тем более надо энергию беречь, тк ее итак слишком мало в доступных веществах))) 
 

[Vavanzer]

  ... Да, интересный еще парадокс возник. Если взять 2 безопорных двигателя, которые как те варианты, работают на подаче и излучении энергии, и столкнуть их лоб в лоб на одной оси, они никуда не полетят. Просто будут давить друг друга.
  Аналогично и 2 обычных одинаковых ракетных двигателя, на одной оси, но повернутых друг к другу на 180°. Тоже никуда ничего не полетит. Получается, в этом случае кинетическая энергия вся будет доставаться "выхлопным газам"... А в первом случае? Только на излучение расходоваться?
  И, точно! вот он ключ к расчету импульса "безопорного"! Непонятному правда... Если в обычном реактивном движке мы можем связать импульс и энергию вылетающих газов, то тут как переводить энергию потерь на излучение в предполагаемый импульс ? Массы то нет вылетающей! Есть только "сигма*Т^4"... Или тут надо брать в расчет секундную массу , учавствующую в энергообмене в ходе круговорота? 

[petrovich1964]

Капельки, радиатор. Капельки испарятся будут, как пары будете собирать, если капельки летят в открытом пространстве? Тогда лучше шарики металлические. "Давай покрасим холодильник в чёрный цвет!" (с)
Не понимаю смысла капельного радиатора. Снижение массы? Кто считал?
Итак, поток капелек имеет площадь S. Скорость V. Толщина потока, чтобы не было экранирования одних капелек другими? Сколько энергии успеют излучить капельки? Их потом надо будет обратно откачать.
Не вижу чтобы такая система была эффективнее обычных пластин радиатора.

[Vavanzer]

Не учитывается. Это хорошо, это правильно?

  Наверное, об этом бы где-нибудь написали .
 

на Земле в настоящее время от силы человек тридцать глубоко закопались в теме энергетики Солнца и ... и Вы в их число не входите

  Ну если я не встречал ничего подобного доселе...
 Вы сами то понимаете, что придется и возраст и всю эволюцию пересматривать, если добавить эту самую реликтовую энергию?
   Я вообще в этом деле не понимаю одного, самого главного. Если пространство расширяется, то оно должно расширяться везде. Даже внутри молекул, из которых сделаны мои пальцы и телефон)). А не выборочно, как захотелось создателям моделей. Или там типа у них считается , что около скопления гравитирующей материи расширение Вселенной не работает? Только в межгалактическом пространстве "пустом", и при отсутствии поблизости скоплений галактик!?)

[alex_semenov]

Тема превращается в шабаш алфизиков и недоучек....

Мож плохо старался! 

А вы вообще старались?
Не думаю.
Задача разоблачить вас не столь и простая.
Надо напрячься.
Во-первых на вашем рисунке в реакторе (то есть ЯРД) отсутствует КОНФУЗОР. Думаю вы даже не знаете зачем он. Верно?
А раз у вас нет конфузора за камерой сгорания НИКАКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ДНО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ выходящие в сверхзвуковое сопло газы ОКАЗЫВАТЬ НЕ МОГУТ.
Во-вторых. Дифуззор, сопло Лаваля или  сверхзвуковое сопло.  Это вторая часть любого теплового ракетного двигателя, на который выходящий газ оказывает давление. Стеклянный, железный. Не важно. Для того чтобы расширяющийся сверхзвуковой газ оказвал давление на срезе сопла Лаваля что должно быть?
Разность давлений в камере сгорания и на срезе сопла. Чем ниже давление на срезе сопла - тем выше тяга. Тяга только и возникает из-за этой разности. Давление газа при движении через нормаьный ЖРД или ЯРД (не суть) от камеры сгорания через конфузор (дозвуковое сопло) и диффузор (сверхзвуковое сопло) всё время падает до давления на срезе (в вакууме - ноль).
Что с давлением на срезе сопла в вашем случае?
 

Почему вы не поняли где у вас ошибка? А вы вообще понимаете КАК работает обычный ЖРД или вообще любой ракетный двигатель? Каким боком туда "вставляется" цикл Карно? А ведь вставляется! Не может не вставляться! Машина же тепловая как не верти!
Совсем простой подход. Как в ЖРД-двигателе (возьмём его за парадигму) возникает РАЗНОСТЬ ДАВЛЕНИЙ, которая и создаёт тягу?



Подсказка. Начните с закона Бернулли.  При этом третья компонента (гидростатическое давление столба вас в нём не должно волновать, оно в данном случае отсутствует).
Но начинать надо вот с чего. В камере сгорания сгоревший газ создаёт чудовищное давление. Но это давление давит ВО ВСЕ СТОРОНЫ.
Как же получается так, что в ЖРД этот газ давит только в одну сторону и очень эффективно (до 70% и даже выше)?

Ну и совсем уже вам подсказка "в мурзилках":



Верхний путь (1, 2, 3) - неверный. Вариант 3 НЕ РАБОТАЕТ (вы не удержите давление в камере сгорания без одной стенки).
Нижний путь (4,5) - верный. Закон Бернулли создаёт "удерживающую" давление в камере сгорания "стенку" (конфузор плюс диффузор).
Слева - дозвуковое истечение, справа - сверхзвуковое.

[Mercury127]

В жизни не догадаюсь!

излучающее тело непрозрачно для собственного теплового излучения.

У меня там "своя физика" в голове

соболезную.

[petrovich1964]

Нижний путь (4,5) - верный.

У меня вопрос по поводу двух стрелок обведённых кружочком

Почему синяя стрелка длинее чем красная? Диаметр сопла у синей стрелки больше чем диаметр у красной - значит давление (сила) у синей стрелочки должно быть меньше, и она должна быть короче красной?
ps

Вариант 3 НЕ РАБОТАЕТ (вы не удержите давление в камере сгорания без одной стенки).

Точнее сказать неэффективен - потому что нет высокой скорости, а m1V1=m2V2

[Vavanzer]

Не понимаю смысла капельного радиатора. Снижение массы? Кто считал?
Итак, поток капелек имеет площадь S. Скорость V. Толщина потока, чтобы не было экранирования одних капелек другими? Сколько энергии успеют излучить капельки? Их потом надо будет обратно откачать.

  Если капли сделать меньше длины волны преобладающего излучения, то экранирования не будет. ИК диапазон будет беспрепятственно уходить хоть прям из середины потока!
 Они наверное до этого не додумались)))

[Vavanzer]

излучающее тело непрозрачно для собственного теплового излучения.

  Вы уверены? Я не очень!
  Газ после сопла ракеты вполне себе светится, прозрачен в оптическом диапазоне! Особенно метан+кислород, или водород+кислород. То бишь СО2 и Н2О горячие.
 Пламя свечи не прозрачно изза наличия микрочастиц углерода, изза чего кстати внутренняя часть перегревается и отдает синеватым оттенком прозрачным.
 Да и атмосфера наша привычная, позволяет при ясном ночном небе охлаждаться предметам на несколько градусов ниже температуры воздуха! Изза чего образуется на них иней или роса в первую очередь.
Это при том что температуры почти одинаковые, в области всего 250-300К, и происходит все в дальнем ИК диапазоне!

[Vavanzer]

А раз у вас нет конфузора за камерой сгорания НИКАКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ДНО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ выходящие в сверхзвуковое сопло газы ОКАЗЫВАТЬ НЕ МОГУТ.

    Еще как будут. Если даже цилиндрической емкости в которой газ под давлением, отсечь крышку, она прекрасно полетит, насколько хватит полученного импульса.  Да и шланги без сужающегося оголовка тоже обладают отдачей, просто намного меньшей...
 Конфузоры и диффузоры нужны лишь в роли усилителей эффективности процесса истечения из сопла.
 Здесь речь вообще о другом. О процессе механического ускорения потока жидкости или газа, а замедление за счет потери энергии на излучении тепла!

[Vavanzer]

Для того чтобы расширяющийся сверхзвуковой газ оказвал давление на срезе сопла Лаваля что должно быть?
Разность давлений в камере сгорания и на срезе сопла.

  Хорошо! Алекс, ты не заметил, что у нас нетипичная замкнутая система!
  Тут нагреватель газа действует в роли ускорителя потока. Давление общее в системе примерно одинаково. Но, раскладка на статическое и динамическое меняется! Тк газ или жидкость расширяются и скорость потока растет. Т.е имеются области с отличающимся давлением, изза текучести.
 В часности, перед насосом, и после него. И в других местах. Ускорившийся "закипевший" газ будет давить на заднюю часть потока. И увлекаться в область конденсации, где давление стремительно падает...
  На поворотах потока система у нас уравновешена перекачивающим насосом, подбором сечения труб, и температуры жидкости на повороте. +Он трение о стенки всей системы компенсирует.

[viesis]

А раз у вас нет конфузора за камерой сгорания НИКАКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ДНО КАМЕРЫ СГОРАНИЯ выходящие в сверхзвуковое сопло газы ОКАЗЫВАТЬ НЕ МОГУТ.

Конфузоры и диффузоры нужны лишь в роли усилителей эффективности процесса истечения из сопла.

Я бы даже сказал, что они нужны для эффективного смешивания компонентов и обеспечения полноты сгорания.

[Vavanzer]

Как же получается так, что в ЖРД этот газ давит только в одну сторону и очень эффективно (до 70% и даже выше)?

   Потому что по сути, газ давит на все стенки сосуда. А тут один кусок убрали, и получилось неуравновешенное местечко в сосуде,вот он и полетел! Подбор сопла лишь увеличивает эффективность процесса истечения.
  Если просто проткнуть баллон с газом, или сбить вентиль на нем, он тоже истерически полетит куда попало, или начнет крутиться.

 

Почему вы не поняли где у вас ошибка? А вы вообще понимаете КАК работает обычный ЖРД или вообще любой ракетный двигатель?

  У нас тут речь не о ЖРД и не о ЯРД. Речь о самом по себе реактивном движении.
 Об очень интересном процессе. Без разницы что вылетает.   Допустим будем стрелять ядрами из пушки в космосе, с целью ускориться с помошью реактивного импульса. Ядра быстро заканчиваются, и есть соблазн как то их поймать обратно и снова использовать. Но, чтобы их поймать, надо чтобы по какой то причине у них упала скорость. По независящей от импульса ракеты. Иначе ну понятно, если тупо поставим улавливающую сетку сзади на некотором расстоянии от ракеты, прикрепив ее к ней же, то никуда не полетим вовсе! Надо сделать так, чтобы ядро по пути к сетке потеряло скорость, хотябы частично. Тогда мы можем его использовать бесконечно, насколько хватит энергии в батарейках звездолета...
  И тут в роли ядер у меня молекулы ! Которые отдают свой импульс движения на излучение тепловой энергии.

 По сути это целый рой "пушечных ядер", которые упруго ударяются  , как попало хаотично несутся целым облаком, и теряют энергию излучая ее в мировое пространство!

[alex_semenov]

У меня вопрос по поводу двух стрелок обведённых кружочком

Почему синяя стрелка длинее чем красная? Диаметр сопла у синей стрелки больше чем диаметр у красной - значит давление (сила) у синей стрелочки должно быть меньше, и она должна быть короче красной?

Я уже не помню почему так нарисовал. Возможно я и нарисовал их разным цветом, чтобы не приравнивать велечины к длинам?
Основная идея из закона Бернулли. Чем выше скорость газового потока, тем меньше давление этого потока на стенки. Так как скорость потоков и в конфузоре (на дозвуке) и диффузоре (на сверхзвуке) только возрастает, значит давление должно падать.
Да, действительно по обе стороны критического сечения давление должно почти не отличаться так как скорость газового потока до и после тоже почти не отличается. Так что считайте что разный цвет - разные длины.

ps
Цитата: alex_semenov от Сегодня в 08:23:02
Вариант 3 НЕ РАБОТАЕТ (вы не удержите давление в камере сгорания без одной стенки).
Точнее сказать неэффективен - потому что нет высокой скорости, а m1V1=m2V2

Ну да. Неэффективно значит неправильно. Мысль такая. Главная идея. Сужающийся конфузор и расширяющийся диффузор создают динамическую  "стенку", которая запирает давление в камере сгорания но не создаёт давления, которое компенсирует давление на дно камеры сгорания. Основная сила в ЖРД прикладывается именно к дну камеры сгорания. Ну и чуть-чуть еще возникает на сопле. Но это уже совсем крохи.

[alex_semenov]

Хорошо! Алекс, ты не заметил, что у нас нетипичная замкнутая система!
  Тут нагреватель газа действует в роли ускорителя потока. Давление общее в системе примерно одинаково. Но, раскладка на статическое и динамическое меняется! Тк газ или жидкость расширяются и скорость потока растет. Т.е имеются области с отличающимся давлением, изза текучести.
 В часности, перед насосом, и после него. И в других местах. Ускорившийся "закипевший" газ будет давить на заднюю часть потока. И увлекаться в область конденсации, где давление стремительно падает...
  На поворотах потока система у нас уравновешена перекачивающим насосом, подбором сечения труб, и температуры жидкости на повороте. +Он трение о стенки всей системы компенсирует.

Блин. Алфизика какая-то...  И так у вас - везде.  Все вечные двигатели при подобном "качественном" описании будут работать...

 

... а когда выходим на количественный анализ всё выхоит в ноль или минус.
Вы же, до количественного описания не снизайдёте. Да даже и не сможете.
Не уж то вы всерьез верите что ваша схема реально будет работать? Безопорное движение? Ну что за детский сад? Ей богу!