Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

 Для завершения дела, пока все данные "под рукой", решил прикинуть так сказать "верхний потолок" для уранового ускорителя. В котором сам же уран и источник энергии и рабочее тело)) С его 83 ТДж/кг.
 Компоновка такая. В голове 1 кг полезной нагрузки. Далее ступени. 1+2+4+8+16+32+64 кг урана, который будет сгорать со 100% кпд и передавать все эти 100% энергии в скорость, а значит в импульс.
 7 ступеней. 128кг первоначальная масса.
Каждая ступень будет давать скорость по 12882 км/с.
Умножаем на 7 ступеней. Получаем 90 188 км/с.

  Нормальная тема))) 30% от скорости света! Можно еще ступени накидать)))

 А если немножко "сфилонить", и разбавить уран !?) Передавать ту же энергию каждой ступении большей массе! 

[Vavanzer]

 Если разбавить 1:3, получим вчетверо меньшую энергию на 1 кг смеси. 20ТДж.
  Макс. скорость истечения при этом упадет в 2 раза всего.
  Значит ступеней надо будет не 7, а уже 14. Но, это уже более реальный вариант, с учетом коэфициента выгорания, каких то связующих компонентов, внешней оболочки, стержней, замедлителей нейтронов и тп.
  Самое главное, что есть потенциал. 14 ступеней (при 1 кг ПН + 1 кг последняя) будут весить "всего то" 16 256 кг.
Какие то 16 тонн на 1 килограмм ПН!
   Можно еще "разбавлять" систему. Делая ее длиннее, усложнять структуру. Чтоб горением можно было управлять , и вообще растянуть его до нормальных значений ускорения...
 Главное что энергии в любом случае хватит разогнаться до величин порядка 0.1с !
Если ракету сделать по принципу сгорающего сварочного карандаша, к примеру. Твердотопливный ядерный двигатель!  . Один раз "поджег", и фик уже остановишь!  Главное запускать такой фейрверк подальше где-нибудь от Земли!

 Никаких взрывов и ударных волн, никаких амортизаторов, никаких "плит" и прочей ненужной всячины, сводящей в ноль и без того малые запасы энергии!

[petrovich1964]

В голове 1 кг полезной нагрузки. Далее ступени. 1+2+4+8+16+32+64 кг урана, который будет сгорать со 100% кпд и передавать все эти 100% энергии в скорость, а значит в импульс.
 7 ступеней. 128кг первоначальная масса.
Каждая ступень будет давать скорость по 12882 км/с.
Умножаем на 7 ступеней. Получаем 90 188 км/с.

  Нормальная тема))) 30% от скорости света!

Ну ну.

Сколько нужно килограммов урана, чтобы разогнать тонну корабля до скорости 30 000 км/сек?
Для урана дополнительный источник рабочего тела не нужен, так как он сам (точнее продукты его деления) им может являться.
На 1 т нужно больше 50 000 кг при КПД реактора и двигателя по 60% или 400 000 кг при КПД реактора и двигателя по 40%

[Mercury127]

Получаем 12 884 км/с ! Гораздо интереснее уже!  Можно полезную нагрузку уже вешать.

на демона Максвелла? вешайте, разрешаю.

[Vavanzer]

Получаем 12 884 км/с ! Гораздо интереснее уже!  Можно полезную нагрузку уже вешать.

на демона Максвелла? вешайте, разрешаю.

Я же указал , что это верхний потолок при идеальном КПД. При том что само же топливо полностью расходуется на массу! И никаких бестолковых оболочек и посредников, паровых котлов и прочей ненужной в космосе дури! (Чтоб некоторые тут особо губу не раскатывали, со своими громоздкими идеями!) 
 Фотонная ракета тоже не прокатит, тк импульс реально смешной, только если антивеществом ее заправлять...
  А тут тупо твердотопливная "свечка", ядерная. Без лишней массы.
  Отсюда можно прикидывать более реальные цифры, с учетом коэфициентов.

[Mercury127]

само же топливо полностью расходуется на массу

и по щучьему велению оная масса сама собою улетает строго в одном направлении, аки лазерный луч, забрав с собой всю свою тепловую энергию...

одобряю! приступайте к имплементации немедленно!
вот вам двадцать триллионов долларов, для начала хватит. когда закончите — получите ещё сто.
и без действующего образца не возвращайтесь!

[Vavanzer]

и по щучьему велению оная масса сама собою улетает строго в одном направлении, аки лазерный луч, забрав с собой всю свою тепловую энергию...

   Это уже детали, что называется. Коэфициенты реальных потерь. Накидывайте их сколько хотите.
 Я лишь показал на что способна "на бумаге" многоступенчатая ядерная спичка "без посредников", при разбавлении или выработке урана 1:3, и при 100% кпд. Выше чего уже не прыгнуть.

 А то тут какие то плиты тяжеленные с амортизаторами собрались ставить, холодильники с эмбрионами таскать, радиаторы вешать, трубы с фреонами наверное еще метрового диаметра по всему звездолету проводить))))

   Тут уже получилось 1 кг конечной ПН при 16тоннах 25% топлива! Ну давайте добавим еще какой нибудь КПД преобразования пучка в УИ. Пусть будет 25% или 1/4. И то это еще слишком большой, скорее всего!
  Получим не 6 тыш км/с, а всего 1500 км/с выхлоп на 1 ступень. Умножим на 14 ступеней, получаем 21 000км/с.
Ну добавим еще ступени, для ровного счету, чтоб 0.1с стало. Еще 6 ступеней. Будет условно 20 теперь их.
 Прикинем массу. Было ~16 тонн. Станет 1024 т !))) Ради одного килограмма на 0.1с. оно того не стоит уже. Ради увеличения скорости в 1,45 раза, увеличивать массу в 60 раз! Подумаешь, не 40, а 60 лет будет лететь до Альфы центавра)) Зато можем не 1 килограмм, а уже 60 отправить. Если еще пару тройку тыш км скинем, можно 120-150 кг закинуть)))
 Но никак не плиты массой в тыщщи тонн!
 У нас при 25% выходе энергии из урана и при 25% кпд преобразования в импульс для 0.1с получается соотношение полной массы к ПН аж 1:1 000 000 !!!

  Тут бы подошла какая нибудь комбинированная система с предварительной катапультацией! Которая сильно бы позволила массу снизить. Тк каждая новая ступень все бесполезнее в прибавке скорости, а в массе стабильно нарастает 2х- кратно.

[библиограф]

 Так я чего-то не понял - в ракетном двигателе, хотя бы и ядерном, должно быть рабочее тело:
Водород, метан или аммиак. А у вас что там?

[Mercury127]

А у вас что там?

как что? килограмм урана!

[Vavanzer]

Так я чего-то не понял - в ракетном двигателе, хотя бы и ядерном, должно быть рабочее тело:
Водород, метан или аммиак. А у вас что там?

Это твердотопливный "фейрверк". А не ЯЖРД.
Горит как "порох", в твердотопливной ракете! Как сварочный электрод. Только сужающийся. Сам же уран и сопутствующие компоненты и внешняя оболочка расходуются, как парафин и фиьиль у свечки)))
 Цепная реакция происходит медленно, от конца и к голове ракеты.

 Не встречали что ли таких концепций!? Я еще в школьные времена гже то в книжках находил упоминания про нее! Даже чет там считал, что оо подобное, что выше в сообщениях написал.

А у вас что там?

как что? килограмм урана!

  Не полностью сгорающий (тк это не реально), ну и с примесями или слоями еще чего то там, чтоб в докритичном состоянии вся "свечка" оставалась, и внешняя оболочка, по совместительсту рабочее тело и отражатель нейтронов, формирователь сопла-сжимателя для основного потока . На это скидку в 4 раза уже сделали)))  Хотя так хочется без нее!

[Vavanzer]

Vavanzer, звездолёт массой 384 тонны ПН. И это при нулевой массе двигателя и 100% КПД. Фантазии фантазиями ... но разделить одну величину на другую и посмотреть трезвым взглядом на результат ... это уже не по силам?

  Так я именно для отрезвления некоторых и посчитал это все))) Для наглядности.
   Чтоб идеи урановых (и не только) бомболетов с тяжеленными плитами, или фотонные с тяжеленными реакторами отвалились уже раз и навсегда!

 Термоядерный бомболет с толстым отражателем, амортами, конструкцией для хранения и подачи зарядов - еще хуже по соотношению энерги к массе. Не смотря на в 10+ более раз больший энерго-выход! Оромное количество бесполезной нагрузки будет ускорять которая в тыщщи и миллионы раз больше реально полезной и той что тащит "урановая спичка". В итоге будет ползти с черерашьей скоростью! 

[Mercury127]

На это скидку в 4 раза уже сделали

как так? какая еще скидка? не, я несогласный! уплочено было за полный импульс, вот его полный и выдавай!

[библиограф]

     Движущая сила этеронефа — это одно из радиирующих веществ, которое нам удается добывать в большом количестве. Мы нашли способ ускорять разложение его элементов в сотни тысяч раз; это делается в наших двигателях при помощи довольно простых электрохимических приемов. Таким образом освобождается громадное количество энергии. Частицы распадающихся атомов разлетаются, как вам известно, со скоростью, которая в десятки тысяч раз превосходит скорость артиллерийских снарядов. Когда эти частицы могут вылетать из этеронефа только по одному определенному направлению, то есть по одному каналу с непроницаемыми для них стенками, тогда весь этеронеф движется в противоположную сторону, как это бывает при отдаче ружья или откате орудия. По известному вам закону живых сил вы легко можете рассчитать, что незначительной части миллиграмма таких частиц в секунду вполне достаточно, чтобы дать нашему этеронефу его равномерно ускоренное движение.    (Два сантиметра в секунду за секунду, если что)
Похоже?
Описание двигателя марсианского корабля из романа Александра Богданова Красная звезда
Конечно, не читали, даже не слыхали
Это написано еще до революции. Между прочим, 1908 год!
Понятно, что писатель ничего не знал про Критическую Массу, но вы- то должны знать, что
Для Урана- 235, Урана-233 также и для Плутония-239 она немногим меньше килограмма, и меньше никак
не сделать. А если цепная реакция началась, вся критическая масса делящегося вещества нагрелась
и при 3000К испарилась и улетела. При испытаниях ЯРД такие случаи бывали постоянно, при нарушении
подачи рабочего тела. Можете сами сделать несложный расчет, сколько надо для этого
энергии. Обычный дымный порох будет ничем не хуже.
Про ракетный двигатель Кибальчича слыхали? - так, это он и есть!  1881 год, однако...
Понятно, что и про более современную книгу вы ничего не знаете, впрочем, там вы всё равно
не поймете вообще ничего..
А про то, что получилось из упорной тридцатилетней работы, тоже книга есть

[Mercury127]

вот кабы на самом деле не было этой критической массы, чтоб можно было инициировать деление с произвольно малых масс топлива на сколь угодно большую массу пропеллента - ЯРД стал бы идеальным двигателем.

мешаем 1 мг урана в пылевой взвеси на 100 тонн воды, инициируем деление - вот вам и реактивная тяга...

[Vavanzer]

На это скидку в 4 раза уже сделали

как так? какая еще скидка? не, я несогласный! уплочено было за полный импульс, вот его полный и выдавай!

  Ну к этому надо стремиться! Выжать максимум. Тк при полном импульсе вообще все прекрасно, может даже и сдача останется, на торможение !

[библиограф]

 Легче тебе до полу отрастить!

[Алексей Николаевич.]

мешаем 1 мг урана в пылевой взвеси на 100 тонн воды, инициируем деление - вот вам и реактивная тяга...

То же будет если микроядерную бомбочку взрывать в оболочке из воды или любого вообще вещества
Описывал уже давно и не здесь.
И придумано наверное не мной, и наверное давно.
Берём прочный астероид.
Высверливаем огромную полость.
Внутри периодически взрываем ядерные или термоядерные заряды.
Выход узкий.
Испарившиеся стенки камеры либо  пары впрыскиваемого вещества, воды, например, защищающего эти стенки от испарения, дадут рабочее тело.
Масса астероида послужит и защитой от излучений и внешней защитой.
Места много, строй что угодно в теле астероида.
Форма тоже любая, хоть красивый "Оммуамуа", хоть просто круглая.
Всё решаемо.
Для начала полетаем по системе.
А далее, насобирав делящихся материалов или топлива для ТЯ.синтеза, пробуем в разгон и к ближайшим звёздам.
Нарушения законов физики нет.

[Vavanzer]

мешаем 1 мг урана в пылевой взвеси на 100 тонн воды, инициируем деление - вот вам и реактивная тяга...

Для коротких полетов пойдет. Для межзвездных энергии не хватит.
  Соли (исправил!) урана и плутония и еще чего то имеют малую критическую массу. Можно их в растворе пропускать через кольцевой источник нейтронов к примеру)) Лишь бы все это только не разорвало от случайных флуктуаций!))
   Опять же, как то надо хранить всю эту подкритичную массу. В рассеянном состоянии. А потом концентрировать, уже в движке.

[Vavanzer]

Масса астероида послужит и защитой от излучений и внешней защитой.
Места много, строй что угодно в теле астероида.
Форма тоже любая, хоть красивый "Оммуамуа", хоть просто круглая.
Всё решаемо.
Для начала полетаем по системе.
А далее, насобирав делящихся материалов или топлива для ТЯ.синтеза, пробуем в разгон и к ближайшим звёздам.
Нарушения законов физики нет.

  У нас вся проблема в том, что для хороших скоростей масса даже термоядерного топлива должна превышать многократно массу полезной и бесполезной нагрузки! В данном случае этого астероида тоже.
  Пока что мы не располагаем "формулой абсолютного топлива")))

[библиограф]

   Оксиды урана и плутония и еще чего то имеют малую критическую массу. Можно их в растворе пропускать через кольцевой источник нейтронов к примеру))     

Дурак какой- то!