Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Общая идеи давно сидящая в голове (которая может оказаться пустышкой, но когда она пришла мне в голову я чуть не упал с велосипеда от радости что это может сработать!).
Условно называется "надувная боНба"



У вас вокруг компактного "стандартного" термоядерного устройства высокй калорийности (скажем 10 кт/кг) создается оболочка. Из чего, состав  - пока не вжно.
Радиус оболочки (R) мы пока не знаем тоже. Но он может быть любой (надо просто посчитать). Ну метры, десятки метров.
Масса оболочки в 3 раза больше чем масса самой бомбы.
То есть калорийность всего этого устройства 2.5 кт/кг. Именно новости с "рябь" (что калорийность бомбы может быть большей предела Тейлора в 2 раза) повышает оптимизм по поводу этой моей старой мутной идеи с оболочками (можно помыслить ряд оболочек, но это уже усложения, если не сработает простая схема).
В чем прикол?
Когда бомба в центре  срабатывает, только 10% энергии взрыва (условно 1 кт/кг) превращается в разлет плазмы самой этой бомбы. Остальная энергия, 90% или даже больше, первращается в свет. Во вспышку рентгена.
По-сути в фотонный газ, которые обычно улетает во вселенную а теперь на считанные доли секунды заполнит нашу сферическую оболочку (вступая в тепловое вавновесие всех внутренних поверхностей, это  - десяток наносекунд).
И пока тепловая волна не пройдет через эту оболочку наружу, по-сути оболочка будет испытывать чудовищное давление со стороны этого фотонного газа как газа.
Если при этом (до того как тепловая волна просочится наружу и начнется потеря энергии через чернотельное излучение уже самой оболочки) оболочка успеет расшириться всего на 30% (то есть объем оболочки увеличится в 2 раза), то по термодинамике фотонного газа (адиабата такого газа) температура этого газа упадет... в 10 раз! А это значит что его энергия упадет в 10 000/2 раза. И значит почти вся убежавшая из бомбы энергия в виде света превратится в движение оболочки. То есть в уже НАПРАВЛЕННОЕ наружу изотропное движение плазмы (оболочка разумеется испариться и ионизируется в итоге). И таким образом почти вся энергия взрыва превратится в энергию движения оболочки. Направленное движение много быстрее чем тепловое движение в самой плазме (которая будет расширяться и охлаждаться).
Это - красивая мечта.
Но как будет на самом деле? Скорей всего тепловая волна успеет пройти сквозь разумной толщины оболочку гораздо быстрее, чем она успеет так сильно расширится.
Но все равно, есть подозрение, что тут мыслимы игрища и мы можем отобрать таким образом у света от 40 до 80%  энергии. И этого уже достаточно для межзвездных путешествий.

[alex_semenov]

Оболочку делать из натрия(как в КВС) или из протия?

Хрен его пока знает. Вообще надо смотреть РАЗНЫЕ варианты. Возможно что вариантов вообще нет. И это - тщетные мечтания.
Но главная идея - оболочка с одной стороны должна как можно дольше задержать тепловую волну идущую сквозь нее. Но с другой - оболочка не должна быть слишком массивной. Ну в 3 раза массивней самой бомбы. Вряд ли больше (иначе мы не получим нужной скорости истечеиня). Радиус. Чем больше, тем ХОЛОДНЕЙ окажется равновесная температура фотонного газа. Для этого и нужен большой R. И тут нужно считать. То есть R связан с материалом оболочки.
У меня на слуху крутится "никель". Хотя он работает как ракета уже при температуре 700 эВ... значит, возможно надо брать что-то полегче. Алюминий? Углерод? Опять же все зависит от температуры фотонного газа. Возможно придется делать это все вообще слоёным.
В общем, тут нужно думать. И нужны спецы в этом деле (военщина?)
Это - только общая идея. И она может быть неверной.
И по-сути моя "плоская бомба"  - опять же вариация на эту же тему. И если получится там добиться перекачки энергии света в направленный (два джета!) разлет плазмы, то это вообще путь к "импульсно-лиметированному" бомболету Дайсона и  dV взрыволета, обещанная Дайсоном в  10 000 км/с, что говорится, у нас в кармане! И это при массовом числе 4. А значит при 10 (отношение все еще "на плато оптимальности") и при магнитном парашюте (сливающем 0.05с до 0.01с) мы на бомбах добираеся до "середины" логарифмической шкалы скоростей ПЕРЕЛЕТА, до 0.05с. Это 1 св.год за 20 лет. 10 св лет за  200 лет. Это действительно "середина". И этого уже достаточно.
Все что быстрее - уже "жирок". Хорошо бы но не обязательно уже. Все равно, на 0.05с звезды наши! На неуправляемом (бомбовом) термояде! То есть нам не нужно даже как-то уметь получать управляемый термояд.
Получим его? Возможно полетим еще быстрее!
Научимся к этому сжимать межзвездный водород? Ну будет у нас 1/3 света!
Но 1/4 света можно будет получать и конвертором (для особо важных легких зондов поставленных второй ступенью на бомболет).
И обратите внимание.
Это все ракеты и прямоточки.
Но есть запасная линия развития тяги к звездам. Пушки.
Те же лазерные паруса - есть точно. Но если получится реализовать луч материи, у нас в руках ВСЯ сумма технологий. Они перекрывают все наши потребности.
То есть. Методы звездоплавания нам известны, можно сказать, уже все.
Не надо уже ничего больше "изобретать". Надо развивать эти ключевые направления.

[alex_semenov]

ФОРМА энергии, в которой оказывается энергия высококалорийного термоядерного взрыва в вакуумае.
При обычном мегатонном взрыве в космосе  90-95% энергии бобы оказывается в виде РЕНТГЕНА. И только 5-10% - в энергии плазмы (при том как фронта ударной волны).
Причем тут электроны ионы?

Я указал проблему не связанную с рентгеном. Количество электронов больше количества ядер. Каждый электрон имеет энергию равную энергии любого другого ядра, но импульс электронов в десятки раз меньше ядер, в итоге в самом идеальном случае всегда меньше половины энергии создают основной импульс, а больше половины энергии разгоняет электроны с малым импульсом.

В результате предельная средняя скорость истечения для чистого ТЯ топлива составляет 0,06 c, так как 2/3 энергии унесут малоимпульсные электроны. А если взять конструкции существующих зарядов с пределом ~6 кт/кг с основной массой в тяжёлых атомах, то эквивалентная скорость истечения уменьшается до ~0,002 c уже непригодных для межзвёздных полётов.

большая часть энергии потратится на электроны с малозначительным импульсом

Это уже сто раз тут обсуждалось.

Ни разу.

Так - действительно не обсуждася. Обсуждалось именно то, что электроны отбирая энергию у ионов тут же сливают ее через электромагнитное излучение. То есть превращают это в свет.
Ваша модель - интересна. НО!
Согласно ей получается, что 0.002с (как вы это считали? каие исходные кси? N? материалы? Можете показать?) это 600 км/с ДАЖЕ ЕСЛИ ИСКЛЮЧИТЬ ПОТЕРЮ НА ИЗЛУЧЕНИЕ.
Но мы из экспериементов с ядерными взрывами в космосе знаем что плазма обычных термоядерных бомб мегатонной мощности разлетается в вакууме со скоростью более 1000 км/с. И ПРИ ЭТОМ В РАЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (в основном рентген) уходит 90-80% энергии взрыва.
Как вы совместите вашу теорию с данными ВОПИЮЩИМ  фактами?
Главное.
Ваша модель рассматривает именно разлет в пустоте газового шара плазмы с максвелловским распределением. Верно?



Но если плазма ускоряется сложней,  как единое целое (выше я представил возможную схему)? То есть НАПРАВЛЕННАЯ скорость плазмы (даже при изотропном разлете это ФРОНТ движущейся наружу материи) оказывается много выше тепловой скорости частиц плазмы (ионов и электронов) в самом этом фронте?
Такой вариант вы рассматриваете?
Я давно рассматриваю именно такой вариант. Именно как прорыв во всем комплексе проблем (и прежде всего проблемы излучения).
Ваша же проблема - вообще исскуственно-промежуточная, так как не учитывает потерю энергии через излучение.
Хотя, да, признаю, ход мысли интересный. И даже полезный.
Но вы рассматриваете искусственно-простой вариант, который однозначно не имеет физического смысла.

[alex_semenov]

Опять же, возможно это связано с тем, что наша современная "экономика МУСОРА" - уродская и как ее перестроить мы не знаем.

Проблема в том, что для массового производства сейчас на Земле выгодно увеличивать масштаб, а с ним и производительность труда. Самый простой пример - карьерное оборудование.

Очевидно что при обилии мегафауны вам не нужно заниматься земледелием, верно? Хотя технологией земледелия вы давно уже обладаете....



Так и сейчас. Всему - свое время. Пока у вас есть богатые ископаемые и главное - у вас капитализм и глобализация, вся техносфера заточена под массовое производство.
Сама идея что ваша техносфера стремиться к ПРИБЫЛИ, означает что она не развивает ПОЛОВИНУ направлений, которые бы она развивала, если бы стремилась к ВЫЖИВАНИЮ в условиях дефицита ресурса и "феодальной раздробленности" экономик (автаркизации).
Но всему - свое время (еще раз)!
Время камни собирать. Время их разбрасывать.
Главное тут - иметь мозги сообразить когда ВРЕМЕНА МЕНЯЮТСЯ.
Упертый тупой идиот (а большинство из нас и тут - именно такие, я сам такой) - этот тот кто плачет когда надо смеяться и смеётся когда УЖЕ надо плакать.

Как будто бы эта задача хотя бы приблизительно решена

Нет не решена.
Ибо никому не надо было ее до сих пор решать.
Вы можете указать РЕАЛЬНОЕ препятствие (закон природы) запрещающий решить эту задачу для небольших замкнутых экосистем?
Пока что биосферы замыкают исключительно в эстетических целях:



И кстати, учитывая примитивизм решения, достаточно успешно!
Провальный опыть с "Биосфера-2" была омерзительная ПРОВОКАЦИЯ. В русле научной контрреволюции. Люди организовывающие этот эксперимент были религиозными экологистами, то есть МРАКОБЕСАМИ по сути (хотя могли иметь докторские диссертации). И свою мракобесную мысль через провал эксперимента они в массы таки донесли. Даже выбрав название эксперимента (мол, это вторая биосфера, а первыая - наша земная) они как бы уже запланировали нужный эффект при провале эксперимента. Мол, биосфера-2 провалилась. Значит у нас есть одна биосфера-1 и надо ее любыми средствами (в плоть до уничтожения миллиардов людей) сохранить!

[alex_semenov]

А почему бы в таких условиях просто не редуцировать техносфера, посадив граждан на режим "жри чо дали"? Всё равно апперкласс своё поимеет - ну пожиже, так у остальных значительно пожиже.

Потому что такая РЕДУКЦИЯ (откат назад)  -  СЛИШКОМ ПРОСТО для организованной материи.
Техносфера давно уже СУБЪЕКТ.
А мы (и  наш уважаемый @AlexAV) про своей обезьяней заносчивости прололжаем рассматривать ее как пассивный объекть.
Да, в Риме (при их уровне развития) техносфера была объектом. Она не имела еще "воли к выживанию".
Когда римская цивилизация начала рассыпаться, редуцировалась и техносфера... Хотя... вся ли? Некоторые технологии наоборот продвинулись (и прижились при феодализме, во всяком случае уметь плавить железо не разучились, то есть в каменный век не скатились. Заметная часть знаний и умений все же сохранилась и при "убогом" средневековье). Водопровод и канализация пропали. Да. Как ненужности (избыточность в те времена). Но нужности - все остались. Так что... Есть надежда что и в этот раз редукции подвергнется ИБЫТОЧНОСТИ, жирок без которого можно прожить. Например массовая автомобилизация точно обречена.
Но есть надежда что на этот раз все будет еще лучше чем в прошлый раз.
Так называемый "бизнес" (а лучше все же государства) будет очень активно и иозбретательно бороться за выживание технологических цепочек. Будет цепляться зубами и когтями изобретая выходы (как люди в Донецке зубами и когтями держатся и пытаются сохранить известную им техносферу в том числе водопровод и канализацию, хотя именно их постоянно бомбят). Мы, кстати, это видим на примере выживания (совершенно чудестного) некоторых высокотехнологических отраслей из СССР.  Атом, космос...
Это я и называю "субъектностью", активное сопротивление СИСТЕМЫ (скажем ЖКХ городов) своему истреблению.
И я уверен (в чем и РАЗНИЦА между моим видением будущего и AlexAV),  что техносфера не будет тупо редуцироваться при распаде современного глобального мира. Она будет пытаться выжить любой ценой (и ценой истребления людей в том числе! тут будут жаркие битвы!). И при этом она будет активно развиваться в нужном направлении. Развитие за счет падения. В тех направлениях, в которых она раньше не развивалась. Просто не нужно было особо.
Например, будет больше опоры на максимальную гибкость производства (деверсификацию производимой продукции взаимопомнщь частей предприятия выживанию).
Падение современного глобального мира не будет мгновенным.
Да, будут быстрые обвалы-толчки (на пороге очередного мы сейчас стоим). Но это не будет одно быстрое падение до самого дна. Это будет проседание. Множественные, тихое сползание и быстрые провалы.  До дна (полного развала глобального мира) будет серия таких обвалов и в принципе у техносферы есть 100-300 лет (я думаю) как раз успеть подстроится под новые смысли существования (не прибыль а выживание). Как раз достаточно что бы реализовать "скрытые резервы". А они уже накоплены. Ярчайший пример - выживание и даже взлет российского ВПК на фоне ЯВНОГО его уничтожения российскими продажно-компродорскими элитами за 30 последних лет РАЗРУХИ (для российского ВПК это была именно эпоха разрухи). По-сути российское ВПК выжило в ... ПОДПОЛЬЕ и даже РАСЦВЕЛО ТАМ! Чудо? Да. И вот таким вот образом будет выживать техносфера и в остальных направлениях.
Война нужна - отец всего. И это - только начало.
Еще и еще раз посмотрите на логистическую кривую. Это двухтаткрый двигатель.
Первая половина - "расширение", когда мы по дурости-тупости втягвиваемся в фазовый переход.
Но в середине мы осознаем что ВЛЯПАЛИСЬ... и теперь начинается "сжатие". Выживание.
При этом мы не будем откатываться всецело (терять все достигнутое). Да, мы будем терять. Но  мы будем истреблять ненужности (в основном ошибки) и продвигать ранее ненужное. То есть мы будем ПРОДОЛЖАТЬ умнеть. Но в другом смысле.
Больше в гуманитарном.

Так это ВСЕГДА и работает. И другой схемы движения против энтропии не было и не будет в этой вселенной.
Только вот такая ЦИКЛИЧНОСТЬ...

Экосистемы плохо управляемы.

Кто это сказал?
Докажите что они плохо управляемы.
Есть хотя бы одна научная работа, которая ДОКАЗЫВАЕТ плохую управляемость биосферы?
В конце концов, что вы подразумеваете вообще под "плохой управляемостью"?
Можете дать четкий критерий?
У меня сильное подозрение что вы просто тут транслируете расхожий ЛОЗУНГ с которым толпы идиотов бездумно носятся ибо это массовое поветрие (не более).
Я не хочу вас обидеть. Я сам часто так же бездумно повторяю прошитое мне интерсубъективной реальностью не задумываясь над природой мифа в меня засевшего.

[alex_semenov]

1000 км/с для части вещества заряда, но если суммарный импульс этого фронта разделить на массу всего заряда, то скорость будет...

А вы уверены что лишь части?
Я пытался найти детали, это уточняющие. Но... мне не попадались.
У вас есть источник, говорящий что лишь часть (внешняя оболочка) ядерного врзрыва в космосе разлетается с 1000 км/с, а на месте остается массивный огарок?
У вас есть прямой источник это указывающий?

Не модель, а лишь одно из многих ограничений. И даже не полноценного разлёта, а лишь скорость теплового движения, ограничивающего конечную среднюю скорость разлёта, а усреднённой по всей массе заряда.

Нет как раз модель! Потому что вы учли один фактор (что электроны забирают почти всю внутреннюю энергию плазмы) и не учли (абсолютно!) другой, что они эту энергию тут же сливают в виде света (излучения).  Это - МОДЕЛЬ (учитывающая "важные" факторы но не учитывающая "неважные") Вам знакомы работы по терии атомного оружия?



Вы учитваете только два первых слагаемых. Ионую температуры и электроную. При этом вы их приравниваете (равновесная плазма). Но свет вы выкидываете.
Да (уже оправдывая вас), если у вас температура плазмы где-то в районе 2-3 кэВ то энергия ионов и электронов примерно равны энергии фотонного газа (надо знать что за материал). При более холодной плазме (1-0.5 кэВ) ваша модель вполне рабочая... Гм...
И тем не менее есть мыслимые лазейки... Если вы УСПЕЛИ превратить большую часть  энергии взрыва в гидродинамику этой плазмы (как - отдельный вопрос), то пофигу ее ее собственная термодинамика по мере остывания. Понимаете? Все равно внутренняя энергия этой плазмы - паразитка. Энергия (большая ее часть, скажем 80%) уже превратилась в направленное движение плазмы как некой жидкости. И распределение скоростей ионов и электронов в ней (охлаждающейся по мере остывания за счет излучения) уже не важна. Я давно именно так и рассматриваю вопрос.

Можно вспомнить что на выходе из сопла Лаваля направленная скорость в 1,4 раза больше средней тепловой, но там есть дополнительное внешнее устройство.

А кто вам сказал что тут нет подобного "сопла"?

Одно из глубочайших заблуждений, связанных с проектом "Орион" в том что большинство критиков (порой очень образованных, например Штерн) тупо не понимают (просто не хотят понимать, полагая что им все ясно и так, как впрочем и вам тут) самой физики его работы, рассуждая именно так, как это тут делаете вы.  Хотя физика там куда сложней чем кажется! Каким образом тэмпер вторички в термоядерной бомбе движется внутрь со скорсотью 300-700 км/с как гидродинамическая жидкость?
Радиационная абляция.
Это неравновесный термодинамический процесс. Верно? Это и есть "сопло".
Таким же образом разгоняется и плазма, летящая на толкающую плиту "Ориона".



Люди типа Дайсона и Теда Тейлора (отцы "Ориона") это понимали очень хорошо. Другое дело, что они НЕ ИМЕЛИ ПРАВА тогда (да и теперь) это всем рассказать (так как это был страшный-страшный секрет водородной бомбы, который был раскрыт широкой публике только в 1979 году Морландом, хотя еще в 1972 Наклос, еще один засекреченный физик, все это и даже больше, по-сути раскрыл в рамках работ по лазерному инерциальному УТС).
То есть у межпланетного взрыволета "Орион" есть не просто сопло. Тут есть очень крутой механизм  разгона материи как жидкости. Куда круче чем сопло Лаваля!
Но как раз суть в том, что если мы хотим перейти от 700 км/с до 7000 км/с (от межпланетного "Ориона" к межзведному) мы не можем использовать эффект радиационной абляции. Нужен некий НОВЫЙ эффект.
Большинство людей, таких как вы, тупо этого не понимают. Они не понимают ни работу межпланетного "Ориона" ни тем более проблему межзвездного.
Они лепят очень приметивные модели не имеющие ничего общего с тем, что рассматривалось в рамках проекта "Орион".
Существует ли ОТДЕЛЬНЫЙ механизм для межзвездного "Ориона"?
Я сам считал что нет... до тех по пока не прочел книгу младшего Дайсона о участии его папика в проекте "Орион".
Я как многие думал до этого, что Дайсно - лох. Ну фантазер оторванный от жизни! Он же даже не физик. Математик! Куда ему в инженерию бомболетов? Верно?
Но правда в том, что если и был ФИЗИК способный глубоко понять все мелкие нюансы работы как межпланетного так и межзвездного "Ориона" так это именно Дайсон!
И именно Дайсон (засекреченный физик, имевший доступ к ядерным секретам по самое немогу и крупнейший спец по взаимодействию света и вещества) оставил нам статью в которой сказал: взрыволет на 10 000 км/с (то есть с приведенной скоростью истечения в 7 000 км/с) - ВОЗМОЖЕН.
Фантазии?
Не уверен.
Все мои потуги - попытки хоть как-то приблизиться к пониманию этой "загадки Дайсона".
Судя по тому что рассказал о деятельности папика младший Дайсон в рамках проекта "Орион", папик был главным теоретиком проекта и решал самые тонкие физико-технические загадки. В частности взаимодействие плазмы с толкающей плитой.  Или его знаменитое (рассекреченное) решение гидродинамики летящего на плиту пакета плазмы (многие наивно считают что это и есть механизм коллимации, направленного движения, но это не так! Это БОНУС растягивающий удар плазмы по плите и позволяющий сделать плиту меньшего диаметра). А это задачи, к решению которой я (как лошара) даже близко подойти не могу. Он это решал как физик и математик "с пол пинка" (вру конечно, некоторые результаты от него ждали неделями)!
То есть, Дайсон как раз прекрасно понимал тонкости  физики взоыволёта. И именно он, Дайсон, говорил - межзвездный взрыволет возможен!
Они нигде ниразу от этого НЕ ОТКАЗАЛСЯ!
Он просто перестал этим заниматься с 70-х. В одном из последних интервью (он все время интересовался подобным) он сказал, что когда-то он придумал способ полета к звезам, но мол, теперь есть более хитрые способы (он имел ввиду лазерный парус, проект Мильнера-Хокинга).
Но от взрыволета как звездолета он так и не отказался.
При этом в своей статье 1968-го года он описал самый примитивный звездолет (оставив нам там массу загадок). О самом продвинутом он по-сути ничего не сказал.  Но таблицу итоговых параметров его привел... Он оставил намек, что вот этот , "импульсно лимитированный" - вершина возможного.
Вот я с тех пор и гадаю, как же это было возможно то?
Что меня бесит? Никто особо на эти странности в статье не обратил внимание. Я хотя бы заподозрил МЕССЕДЖ, который Дайсон оставил в своей статье. Остальные же (не один Штерн, на Западе в несколько глоток хаят эту статью Дайсона как незрелую) его пинают как лоха, написавшего статью толком не разобравшись в предмете, наперегонки (как вы тут) уквазывают невозможности межзвездного взрыволета. 
И кто прав?
Даже то что я нарыл (чисто исторически) УЖЕ говорит - лох был кто угодно но не Дайсон! Все всплывающие данные (те же данные по программе "Рябь") говорят что Дайсон был далеко не лох! Он был очень засекреченный физик и поэтому не мог много нам рассказать.

[alex_semenov]

Наоборот проблема в том, что электроны сохраняют тепловое движение вокруг ионов со скоростями много больше направленного движения всей массы.

Скорость электронов не важна, важна их энергия. И когда горячая плазма релаксирует, энергия электронов отчасти уходит в ренген, отчасти в кинетическую энергию разлетающейся плазмы. Для плазмы с малой плотностью, электроны пытаются вырваться за ее пределы, что создает кулоновских потенциал, за счет которого быстрые электроны передают энергию ионам.

Нет. Равлик прав в том, что в холодной плазме (ниже 1 кэВ) действительно почти вся энергия будет в энергии электронов.
Разница в том что импульс mv, а энергия mv²/2. Поэтому при любом взаимодействии, более легкая частица уносит больше энергии и СЪЕДАЕТ  импульс.
В этом он прав.
Эта проблема давно мне известна. НО! Она бессмысленна на фоне куда большей проблемы в концепции. Она не играет значения, если вы победили главную проблему - перекачки энергии свера в НАПРАВЛЕННЫЙ (изотропный разлет в виде некой "ударвной волны" наружу от точки взрыва - это тоже форма направленности) разлет плазмы.
Ну вот смотрите у вас "кирпич" (жидкость) нагретый до 10 000 К, летит направленно со скоростью 3000 км/с.  Тепловая энергия каждой частици (не важно электрона или иона) заметно меньше ее НАПРАВЛЕННОЙ энергии. Верно? Тепловая энергия тут уже - это паразитка. Ну если она составляет 10-20% от энергии взрыва, то и фиг с ней! И не важно как там она распределена между ионами и электронами! Мы уже направили этот поток.
В чем ключевой вопрос концепции?
Успеть перекачать энергию излучения (а при 100 кэВ почти вся энергия - это свет) в направленное движение плазмы до того как она успеет охладиться ниже 2-3 кэВ. Если мы это сделали, нам пофигу какая  ТЕПЛОВАЯ скорость у электоронов и ионов у уже направленной плазмы. Температура в четрвертой степени (у энергии излучения) снимает все эти переживания! Заслоняет их. Понимаете?
Эта проблема ПОСЛЕ - уже не важная. А до того, тоже не имеет значение, так как при термоядерных температурах почти вся энергия  взрыва все равно слита в энергию СВЕТА и  тут главная засада - как ВЕРНУТЬ эту энергию в движение материи. Но не ТЕПЛОВОЕ движение (это был бы провал), а уже НАПРАВЛЕННОЕ.
Понимаете?
То есть, все критики концепции "Ориона" и близко не понимают даже сумму проблем, там возникающих.

Но чем интересны рассуждение Равлика? (блин, ну нельзя себя назвать по человечески, уважаемый? Хотя бы с большой буквы себя назвали бы!!! Ну что за собачьи манеры в этих интернетАХ! Сколько тут живу, столько и удивляюсь этому скотству!)
Действительно. Главаня мораль рассуждений Равливка - путь равновесного теплового перехода от термоядерного взрыва к направленному потоку рабочей массы - ЗАКРЫТ.
И этим его логика интересна. Надо человеку поставить плюс за нее. Правильный ход мысли. Ценный.

[alex_semenov]

Пишет alex_semenov ... 
Ну да, понимаю...

Ну вот. напали, гады! Я и забыл что сам себя обозвал с маленькой буквы (тупо небрежно зарегистрировался).

"интернетАХ", а это намёк на AlexAV?

Гм.. Нет. Алекс, думаю, шифруется от стыда. И то, у него же не кличка!
Вы не задумывались, что в его ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ среде активное участие в такого рода темах может выглядеть эм... постыдной ... странностью?
Улиточка (на украинский манер Равлык) тоже шифруется от стыда?
Шифруешся? Шифруйся. Ради бога! У каждого свои обстоятельства. Но можно шифорватся ЧЕЛОВЕЧЕСКИМ именем? Даниэль Дэфо, например. Карл Маркс.
Ну зачем так придуриваться?
Меня что возмущает? Люди ведут себя КАК ВСЕ даже если им это не нравится. То самое когерентное поведение. И с кличками в сети - именно так, видимо, и происходит. Вот было принято (заведено шутниками) с начала брать себе в сети клички как у собак (чем тупей- тем лучше) так ТРАДИЦИЯ и закрепилась. И существует до сих пор. Именно как ТРАДИЦИЯ.
Кстати, в самом начале в сети была еще одна дурацкая традиция, которая постепенно уходит. Почти ушла.  По началу принято было общаться на всякого рода  форумах на "ТЫ".  В всякого рода фидо или даже еще в рунете конца 90-начале-00. Это как бы указывало что ты - член банды. Свой. Ну типа... "это ты наш король, Дуримартус второй! "Сейчас эту омерзительную (как по мне) привычку почти преодолели. Хотя, скажем, на "Авиабазе" она осталась в значительной степени (там идет в премежку). Там до сих пор просят не "выкать", я разрешаю мне тыкать но на "ты" я не могу общаться с людьми, с которыми детей не крестил (лично не общаюсь в реале).
Я с самого начала придерживался двух принципов. ВСЕГДА подписываться своим именем (чего прятаться под маску?) и обращаться в сети на "вы". Что бы иметь возможность послать оппонента нах.. с величайшим к нему уважением. Ни разу не пожалел что этих двух "арситократизмов" придерживаюсь. Хотя это всегда было "против ветра".

[alex_semenov]

Согласен, что в свет (изначально запертый в плазме) уйдёт почти вся энергия. Согласен, что он будет толкать, расширять, ускорять. Но толкание с большим сечением захвата фотона является неупругим с помощью фотоэффекта ядрами с электронами. Это больше будет ионизировать, чем толкать.

Ионизировать полность?



Тут просто у меня под рукой есть пример железа и никеля. Излучение температурой  0,6- 1,3 кэВ (у никеля до 1.6 кэВ) сорвать следующий электрон уже не может. Тут такой хороший провал. И на этом можно сыграть. Нет?

[alex_semenov]

Когда я Вам выше написал, что подобное решение сильно увеличит объем конструкции, Вы мне стали возражать. В то время как оно было максимально очевидно. Хотя как вариант можно предложить взрыв внутри взрыва. Первый взрыв создаёт облако, внутри которого активируем мегатоннку.

На самом деле тема эта - очень шаткая. Хотя бы потому что у меня нет более-менее здравго расчета. Нет расчета - нет идеи. Про громоздкость аргумент остается. Оболочка однозначно будет тяжелее ядра в 3 а может и больше раз. И если само ядро имеет низкую калорийность (скажем 3 кт/кг) то решение действительно хреноватое.
Но Дайсон как то предполагал же что в консервативном (энергетически лиметированном) варианте бомба в 1 мегатонну массой в 1 тонну должна будет превратить всю энергию взрыва в энергию разлетающейся плазмы. Как? Это ошибка фантазера-теоретика? Недосмотр?  Многие так считали и продолжают считать. Мол, Дайсон пархал по верхам  и не обращал внимание на тонкие детали (действительно, у него там есть еще ряд промахов, например, он не предусмотрел топливо на торможение). Но есть и второй вариант. Он специально заложил подобные воприющие ляпы-вопросы, что бы стимулировать других (незасекреченных как он) людей искать решения.
Ну типа нас с вами.
Зная как глубко Дайсон был погружен в тематику межпланетного "Ориона" (какой тонкой физикой он там занимался!) я просто не могу поверить что в этой своей статье 1968-го года он мог ляпать подобное от ... НЕБРЕЖНОСТИ или НЕЗНАНИЯ...
Возможно я и не прав.
Но версия что Дайсон очень сильно был ограничен в возможности рассказать в статье самое важное - она просто уже ОЧЕВИДНА. Он действительно самео интересное тогда, в 1968 рассказать не мог. И написав статью, он решал шараду: как рассказать выводы, не показывая по-сути какая физика вас к этому ведет. Потому что эта физика - страшно военно-секретная. И он давал подписку это не разглашать.

[alex_semenov]

Я вот к чему хочу вернуться....

Если двигатель испускает напрямую или отражает плазму от ядерных реакций, то эквивалентная скорость истечения с учётом трат энергии на электроны будет:

N — количество видов заряженных частиц, включая электроны
Q — удельная по массе энергоёмкость топлива
k — коэффициента сгорания и учёт затрат на ионизацию, особенно тяжёлых атомов
ε_Σ — удельная по полной массе энергия
ε_i — удельная по массе энергия i-ой составляющей
χ_i — концентрация i-ой составляющей с учётом электронов, является функцией от k, так как топливо и продукты имеют разные атомные массы
u_i — средняя скорость частиц i-ой составляющей
u_экв — средняя скорость всех частиц
p_i — импульс частиц i-ой составляющей
μ_i — атомная масса частиц i-ой составляющей, для электронов μ_e = 0,000549 а.е.м
В результате предельная средняя скорость истечения для чистого ТЯ топлива составляет 0,06 c, так как 2/3 энергии унесут малоимпульсные электроны. А если взять конструкции существующих зарядов с основной массой в тяжёлых атомах, то эквивалентная скорость истечения уменьшается до ~0,002 c уже непригодных для межзвёздных полётов.

Даже если взрывать очень большой заряд с пренебрежимо малой долей тяжёлых атомов, то получить скорость 0,06 c соответствующую температуре ~1,7 МэВ невозможно, так как при много меньших температурах скорость реакции сильно уменьшается. В итоге (для идеального отражения плазмы) теоретический предел скорости истечения для идеального ТЯ-взрыволёта составляет ~0,02 c.

Рассуждение Равлыка больше касаются не взрыволетов а... управляемого термоядерного синтеза.
Действительно. Перекос в массе истекающей из сопла материи, например в "вивернджете"....



... может действительно сильно ограничивать именно предельно достижимый удельный импульс в случае УПРАВЛЯЕМОГО термоядерного ситнеза.
И если предел истечения  в 0.06c  посчитан правильно (сам я пока не пересчитал)... То для ЛЮБОГО управляемого термояда это может быть очень плохо! Именно любой концепции двигателя на УПРАВЛЯЕМОМ термоядерном синтезе.  Не важно каком. Инерционном, магнитном...
Это же всего 18  000 км/с. И дальше ... никак!
Кстати. Всякого рода промежуточно-гибридные схемы на антиматерии, где аннигиляция греет вещество до плазмы и то истекает из некого сопла... Этот "барьер Равлика" тоже касается.
Нет?
То есть Равлик утопил этой своей (в общем то очевиной, но не посчитанной до него никем) логикой не столько взрыволет, сколько более продвинутые конструкции типа "Дедал" и прочие и прочие ТЕРМИЧЕСКИЕ ракеты (термоядерные, анигиляционные)...
Иван Моисеев, что вы скажете?
Это вас касается (ваших проектов и ожиданий) в первую очередь!
Утоплен ли межзвездный взрыволёт - не ясно пока. Но то что тонут целые ... ФЛОТИЛИИ... концептов, типа недавно спущенных на воду в рамках программы "Икар" - это уж точно!
Нет? 
18 000 км/с - это в случае, если нет потерь на радиацию. Если вся энергия синтеза уходит в тепловое движение ионов и электронов. И если топливо выгорело на 100% Верно? Если же учесть все прочие факторы, то ни в каком чудо-двигателе мы не сможем получить и половины этого!
 

[alex_semenov]

Пусть есть прозрачная плазма, в которой происходит энерговыделение, например ТЯ-синтез без примесей, для быстроты которого нужна температура 40...500 кэВ.

Когда говорят о температуре поверхности типичной термоядерной бомбы в вакууме, то обычно говрят что на поверхность бомбы ТЕПЛОВАЯ ВОЛНА выностит свечение с температурой 1-3 кэВ.  40-500 (на самом деле оптимум для DD ~ 100 кэВ) - это внутри вторички на пике горения. Но сама бомба минимум на 2/3 состоит из "холодного" инертного материала, поэтому на поверхности не так горячо как внутри.

В обоих случаях плохой результат...

Насколько я понимаю, вы рассматриваете  взаимодействие отдельных фотонов с веществом. Но в реальности возникает более сложный процесс, так называемая "тепловая волна". То есть через любую холодную оболочку движется резкий (относительно) фронт прозрачности-непрозрачности. И скорость движения этого фронта пропорциональна третей степени температуры излучения.
Физика там хитрая... даже релятивизм учитывается...
Вы, Равлик, видимо таки заставите меня (лентяя) взять себя за шкирку и таки проштудировать (была мысль вообще сесть и аккуратно перевести на русский) всю теоретическую часть физики Бомбы у Сабблета...

[alex_semenov]

Пусть внутри прозрачный источник фотонов (с долей (1 − χ) от общей массы) с энергоплотностью ε [Дж/кг]. Пусть снаружи идеально зеркальная оболочка (с долей χ от общей массы), превращающая всю энергию внутренних фотонов в радиальное движение со скоростью
uоболочки = (2 ε (1 − χ) / χ)1/2
Тогда эквивалентная (усреднённая по полной массе) скорость будет
u = uоболочки χ = (2 ε (1 − χ) / χ)1/2 χ = (2 ε (1 − χ) χ)1/2
с максимумом (ε/2)1/2 при χ = 0,5

Насколько я понял (поправляйте если не так) в этом случае сам источник энергии в центре никакой импульс не создает?
Тут этот "огарок" так огарком и остается? По-сути потерянной (для ракеты) массой, оставленной за бортом.
Но я полагал что ситуация чуть сложней.
Бомба в центре сферы превращается в плазменное облако тоже, которому достается 5-10% энергии взрыва. То есть это облако таки тоже расширяется со скоростью  под 1000 км/с (я придерживаюсь мысли что при взрыве в космосе никакого огарка в центре не оставалось. И, кстати, огарок - это почти всегда радиоактивное облако, его форма хорошо была видное на радарах, если бомба ГРЯЗНАЯ, а они почти при всех  тестах в космосе  были такие). То есть, центральная часть получала все же  5-10% энергии в виде движения частиц, а оболочка ловила остальные 90-95% в виде света, убежавшие из "огарка".
Разумеется, я не думаю что 100% энергии взрыва будет в итоге  поймана "огарком" и "оболочкой". Скажем 10-20% в самом оптимистичном случае все же будет потеряно в виде излучения. Это - допускается. Даже 75% энергии в направленном разлете плазмы - уже шикарно! 50%... хреновато, но тоже терпимо...   Главное что не 5 и не 10%. Это - никуда не годится!
Таким образом взрыв состоит из трех концентрических волн.
Прежде всего вспышка света. Вспышка рентгена. Она достигнет, скажем медного зеркала консервативного дизайна Дайсона, прежде всего.
Далее идет плазма оболочки, разогнанная светом.
Третьим, последним импульсом приходит огарок на меньшей скорости (под 1000 км/с).
Все это длится тысячную секунды и суммируется (с определенным коэффициентом коллимации учитывающим и эффект зеркала/экрана и разность масс и скоростей разных волн плазмы обрушивающихся на экран/зеркало).

Кстати. Коль скоро первым импульсом приходит вспышка рентгена есть СОБЛАЗН как-то использовать часть ее в мирных целях (не только для разрушения конструкций корабля). Например. Если  у нас зеркало - электростатический экран (ионный двигатель наизнанку) то в принципе можно было бы попытаться придумать как использовать энергию рентгена для зарядки высоким отталкивающим потенциалом сеток зеркала. Ведь однажды сообщенный сеткам высокий заряд будет достаточно быстро стекать в плазму окружающего космоса (космос не пуст, он наполнен разряженной плазмой). И держать на сетке-зеркале заряд все время - нам не надо (или надо но тогда его надо как-то возобновлять). Заряд нужен миллисекунду. Вот на этот пик можно было бы заряжать сетку что бы она упруго отталкивала плазму взрыва (или подзаряжать, получая максимальное напряжение как раз перед ударом). И предвестник в виде рентгена просто просится использовать себя для зарядки сетки. Вот только как? Гм...
Но это голая мысль. Не идея. Нет расчета - нет идеи.

[alex_semenov]

А как это соотносится с тем,что плазма должна быть электрически нейтральна?Вылет электронов через электростатику будет разгонять ионы,что должно значительно уменьшить их энергию.

Кстати. Вопрос очень даже хороший. "Детский"
В духе Дика Фейнмана.

Если в равновесной плазме электроны движутся в разы быстрей ионов, то в принципе,  компактное облако плазмы, через какое-то время расширяясь в вакууме должно было бы самопроизвольно заряжаться. Ядро - плюс, переферия - минус.  Электроны чисто статистически в таком облаке должны разлетаться за одно и то же время в пространстве шире чем ионы, создавая тем самым разность потенциалов! Колокол плотности электронов и колокол плотности ионов напоминал бы две кривых нормального распределения с  разной дисперсией.  Нормальное распределение - только образ. В нашем случае x - пространство. Более широкий колокол - электроны, более компактный - ионы.



То есть. Такое облако самопроизвольно бы... УПОРЯДОЧИВАЛОСЬ!
Скажем, с его краёв можно было бы получать ток. То есть полезную работу из ... хаоса. Демон Максвелла отдыхает! Это конечно не вечный двигатель первого рода (энергия тут вложена в облако при его нагреве и ионизации снаружи) но это вечный двигатель второго рода (получение выскокачественной энергии без платы в качестве роста энтропии, рост порядка в замкнутой системе без роста беспорядка).
Очевидно, что в этой логике что-то не так...
Природа должна была все устроить так, что бы подобных лазеек не возникало. Значит?
Электроны должны успеть избавиться от лишней энергии до того как произойдет такое вопиющее термодинамическое безобразие.
То есть электроны должны по-черному и очень быстро сливать избыточную энергию (скорость) в виде хаоса.
Что они с успехом и делают через самые разные виды излучения.
Чем выше температура плазмы, тем выше равновесная разница энергий в ионах и электронах. Тем ярче будет эффект нарушения второго начала. И тем интенсивней ионы сливают энергию в виде фотонов компенсируя это безобразие. То есть в плазме нарастает третий нейтральный компонент - фотонный газ. Его доля растет с четвертой степенью температуры и где-то в районе 1 кэВ ( 11 604 000 К) половина энергии плазмы уже в виде фотонного газа и дальше доля энергии слитой плазмой в  фотонный газ быстро растет.
Можно пошутить (вы шутите, мистер Фейнмана?) так, что  природа таким образом заботится чтобы второе начало термодинамики ни в коем случае не нарушалось.

[alex_semenov]

Обратите внимание, "массовое число"  не 4, а 28,5.

Я не понял, откуда это?
Но главное. Массовое число ~28  не может быть оптимальным для ракеты.
Отправляю вас к Дайсону. Первая врезка в статье.

Давайте мы посмотрим, что может быть осуществлено в космосе системой тяги, ограниченной определенным пределом доступной энергии. Блок на этой странице показывает, как соотносятся скорость истечения U, скорость миссии V, и эффективность e для одноступенчатого судна с установленной M (масса пустого судна и полезной нагрузки) и RM (масса заправленного судна и полезной нагрузки).

ВРЕЗКА С ВЫКЛАДКАМИ

Здесь мы имеем важный вывод о том, что хорошая энергетическая эффективность (e > 1/2) вполне доступна для одноступенчатого судна с относительно небольшим массовым числом (R<4) при условии, что скорость миссии V несколько меньше, чем максимальная скорость истечения U (скажем V< 3U/4).

Я по-началу удивлялся, зачем Дайсон так сложно доказывал вещь, очевидную более простым путем:



M - масса пустой ракеты.
m - масса топлива (верней отброшенная ракетная масса)
u - скорость истечения ракетной массы
v - конечная скорость ракеты.

Экстремум очвиден и понятен. Есть оптимальное соотношение u/v (или v/u). Больше или меньше соотношение приводит к ЛИШНЕМУ расходу энергии на тот же самый результат.
И доказательство  - в три действия!
Но потом я понял что это "более простое" доказательство - лишь ЧАСТНЫЙ СЛУЧАЙ одностороннего разгона. При перелете решение слегка меняется (z ~ 3). При учете маневрироватия - опять считать надо не так... То есть Дайсон тут приводит наиболее ОБЩЕЕ рассуждение (не дающее точного решения, ибо его на все случаи  и нет) ведущее к тому что оптимум для ракеты в районе массового числа ~4 (то есть на тонну пустой ракеты три тонны топлива).
Кстати. Простое доказательство на картинке про односторонний разгон я вывел сам. Это мог сделать каждый школьник.
Потом я удивлялся, почему его нет нигде в мурзилках-букварях? Но однажды я его таки увидел (к своему удовольствию). В одной из ранних работ Зенгера по теории ракет.
Более того. Говорят это же вывел еще Циолковский.  Говорят это он понял принцип, что ракета наиболее энергетически эффективна как движитель в случае если скорость истечения примерно равна (различие максимум в разы) скорости полета (суммарной дельта-вэ). И при этом оптимум массового числа оказывается в районе 4.

Обратите внимание.
НЭФФЕКТИВНОЕ массовое число ведет не просто к росту "стартовой массы". С этим - бог с ним! Кстати есть и другая сторона неэффективности - слишком маленькое массовое число.
Звездолет Хиус у Стругацких страдал именно этим. Расходуя считанные децелы на разгон он был страшно неэффективной ракетой. Это было энергетическим безумием летать на фотонной ракете к Венере (такой же кретенизм, пытаться использовать лазерный парус для полета к Марсу).
Главная засада в энергетической неэффективности.
Вам нужна БОЛЬШАЯ удельная мощность ракеты при неэффективном массовом числе.
Даже у эффективной ракеты удельная мощность должна быть чудовищной (инженерно немыслимой!) что бы добраться до звезд за десятилетия.
Ну а у ракеты с массовым числом 28.... удельная мощность вообще должна зашкаливать.
Понимаете?
Это, что касается ракетного двиЖителя...
Кстати. Иван. А что вы скажите по поводу "ограничения РавлЫка" для термического ракетного двиГателя?
Я как-то сразу недооценил этот фактор. Я знал о нем (качественно) но никогда не пытался прикинуть количественно... Спасибо Равлыку сделал выкладки. А ведь для УПЛАВЛЯЕМГО термояда, для анигиляционной ракеты, для любой термической ракеты,  для моего таранного конвертора, для прямоточки вообще, то есть любой системы, которая пытается использовать высокотемпературную  равновесную плазму напрямую в ракетном двигателе это - ЗАСАДА! И немалая.
Я просто прикинул, что потеря в скорости для ионизированного (просто!) водорода... 1-0.72! Мой таранный конвертор (журвль в небе) это уже убивает. Начисто! Такие потери там позволить нельзя!
Полностью ионизированный гелий уже теряет половину удельного импульса (рассчитанного без учета того что электроны отбирают импульс у ионов)!
Конечно, это все справедливо для термодинамически равновесной плазмы и по-сути магнитного сопла в духе Лаваля, и мыслимы ухищрения (типа рассматривающихся тут подходам к обходу проблемы в бомболетах)... но все это требует ухищрений и расплаты за них. Это как не верти - еще одно препятствие, я бы сказал, терния на пути к звездам!
Паникеры вообще впадут в ступор!
Теперь уж все пропало точно!!!

[alex_semenov]

Это мой расчет, основанный на втором законе Ньютона.
Алгоритм проверен на проектах Дедал и Икар.

Вот смотрите. Масса пустой ракеты у вас 200 000 000 кг.
У вас расход рабочей массы в секунду 5 кг. И скорость истечения w= 10 000 км/с
То есть за секунду у вас в двигателе 5 кг приобретает такую скорость или кинетическую (полезную) энергию  2,5E+14 Дж. Так как это за секунду, то в ваттах это и есть пресловутая "полезная мощность струи" делим на массу пустой ракеты получаем полезную удельную мощность (все просто). 1 250 000 Вт/кг
Каким образом вы добьетесь  эти НЕМВЫСЛИМЫЕ  1.25 Мвт/кг - не суть сейчас.
Суть в том, что для дистанции 4.3 св. лет и удельной мощности 1.25 Мвт/кг, по моим критериям оптимизации, оптимальное время перелета составляет 77 лет вместо вашего ЛОКАЛЬНОГО ОПТИМУМА 98 лет. Правда у совсем оптимальной ракеты скорость истечения должна быть уже 33 000 км/с, что для термоядерной ракеты уже недостижимо.
В этом и засада.
Вы оптимизируете решение в диапазоне мыслимой скорости истечения. Насколько я понял, вы вообще зафиксировали скорость истечения в 10 000 км/с (как инженерно обусловленный параметр двигателя). Отсюда у вас вылазит такое огромное массовое число. И отсюда же более длительное время полета при той же удельной мощности звездолета. Ваш звездолет менне эффективен как привод и тратя ту же мощность он добирается до цели дольше (даже при оптимальной траектории).
Все логично!

Я искал минимум времени перелета.

Это и есть критерий оптимальности.
При одинаковой ПОЛЕЗНОЙ энерговооруженности  мой вариант добирается до цели быстрее. Потому что у вас энергетически неоптимальное массовое число ракеты.

[alex_semenov]

Если взять предлагаемое вами отношение масс - 4, то время перелета будет 188 лет (при тех же параметрах ракеты).

Не удивительно. Вы же оставили скорость истечения в 10 000 км/с? А возьмите 33 000 км/с (не стесняйтесь! сущность математики в ее свободе!) и сколько тогда нужно лет?

На самом деле ваш вариант звездолета не настолько и далек от абсолютного оптимума (который считаю я не ограничивая себя скоростью истечеиня). В сущности 98 лет не сильно отличаются от 77 лет (теоретический оптимум без всякого ограничения на скорость истечения).
Засада в другом. 1.25 Мвт/кг. Это  немыслимая энерговооруженность.
Да, у бомболета может быть и больше. В чем и уникальные возможности бомболета. Он вообще не обязан оптимизировать траекторию.
200 000 000 кг -сухая масса звездолета? Давайте разгоним их до ... эм... 10 000 км/с за 10 дней.
Конечная энергия звездолета 200 000 000 * (10 000 000)^2/2 = 1E+22 Дж.
Конечно, ракетный привод потребует в 5-10 (не будем мелочится) раз больше энергии ЗАТРАТИТЬ на получения такой полезной работы. То есть затраты за 10 дней 1E+23 Дж
10 дней это 864000 c.  Значит усредненные энергозатраты в приводе оценим в 1,16E+16 Ватт. Или в бомбовых еденицах энергии 2.76  мегатонны в секунду.
То есть 3-5 мегатонная бобма в секунду - это как раз энергозатраты разогнать за 10 дней 200 000 тонный корабль.
Это как раз ТОТ размерчик!
"Главное чтобы, главное чтобы, главное что бы костюмчик сидел!" (с)

Поэтому, кстати, за счет "почти мгновенного" разгона и торможения у цели ему чтобы добраться до А.Центавры за те же что и вам 98 лет нужна пиковая скорость в 0,044с.
У него по-сути нет участков разгона и торможения и пиковая скорость на дистанции ему нужна меньшая что бы оказаться у цели за то же время.
В этом - его козырь.
Но проблема в скорости истечения. Что бы добиться 0.044с (а с учетом торможения 0.088с), ему нужно иметь скорость истечения ну хотя бы в 0.02-0.025с, то есть 6 000 - 7 500  км/с.
И хотя энергетика бомб (скажем даже уже пресловутый предел Тейлора в  6 кт/кг) теоретически это позволяет ( 7 000 км/с) но это если вся энергия взрыва превращается в направленное движение всей массы плазмы бомбы. Но "это фантастика, сынок!" (с)

Однако, смотрите, Иван. Что интересно?
Оказывается все концепции РАКЕТНЫХ приводов на ядерной энергии (ионный двигатель тоже по-сути имеет предел скорости истечения в 10 000 км/с, даже если отвлечся от проблемы удельной мощности что для этого типа систем совсем труба!)  толкутся, кучкуются вокруг этого рубежа скорости в ~0.05с...  Не мытьем так катанием тот или иной подход тут упирается в СВОИ барьеры.
Такое ощущение что это действительно своего рода предел для ракет на конвенциональных (да и неконвенциональных по-сути тоже) источниках энергии (ядерный, термоядерный)...
Так может уход от ракетного привода в сторону старых-добрых "Ultima ratio regum" в звездоплавании....



... единственный способ прорваться за этот барьер?

(кликните для показа/скрытия)

[alex_semenov]

Не удивительно. Вы же оставили скорость истечения в 10 000 км/с? А возьмите 33 000 км/с (не стесняйтесь! сущность математики в ее свободе!) и сколько тогда нужно лет?

38,85 лет при коэффициенте конструктивного совершенства (у вас - массовое число) - 14,3.

Массовое число я точно не знаю (надо довести расчетную табличку до совершенства где все будет, но пока этого у меня нет). Где-то все те же 3-4-5...
Я забыл вам уточнить. Не меняйте удельную мощность звездолета! Если вы увеличили скорость истечения с 10 000 до 33 000 км/с, вы должны соответственно уменшить секундный расход ракетной массы в двигателе так, что бы вложиться в ЗАФИКСИРОВАННЫЕ мною и вами 1.25 МВт/кг пустой ракеты.
У вас масса пустой ракеты 200 тысяч тонн?
Значит ПОЛЕЗНАЯ мощность двигателя у вас БЫЛА 250 000 ГВт. Вот у нового оставьте такую же.
Если вы увеличили скорость истечения в двигателе более чем в 3 раза не меняя секундный расход, значит вы полезную удельную мощность вашего транспортного средства подняли в 3.3² ~ 11 раз. И теперь полезная удельная мощность вашего звездолета аж 13,6 МВт/кг.
Оптимальный ничем не ограниченный в скорости истечения ракета-звездолет, согласно моим расчетам с такой фантастической энерговооруженностью доберется до А. Центавры ... эм... у меня 35 лет. Очень похоже на ваш результат?
Кстати, скорость истечения такой ОПТИМАЛЬНОЙ ракете (и оптимальней быть не может!) будет уже ~75 000 км/с.  Большая или меньшая скорость истечения - уход из точки оптимальности. Хотя, как мы видим, на самом деле сильное шевеление этого параметра (снижение в два раза) не так уж и критично меняет время перелета. 35 не сильно быстрей чем 39.  У меня на поле решения  при 13.6 Мвт/кг и  истечении 30-35 тыс км/с  дает ~ 40 лет полета (шаг сетки очень грубый). Но, кстати, сильно меняется оптимальная траектория, участок разгона-торможения смещается к 0.3 от всей длинны дистанции. В общем, это все равно уход из оптимума. Ясный пень.

[alex_semenov]

Кстати, о варьировании скорости истечения.
10^7 м/с - это максимум для термояда.
Если вы рассматриваете скорость истечения 1,1 *  10^7 м/с и больше , значит вы уже рассматриваете двигатель на реакции аннигиляция.
Или на волшебной палочке.

Отлично. (Я готов это даже признать!).
Кстати, у вас есть ясное и четкое изложение этого (что это - предел)? Просто интересно было бы посмотреть выкладки.
НО!
Ответный ход. Допустим 10 000 км/с - предел.
Однако, если так, то зачем нам вообще мучится с термоядом? Что нового он нам дает как ракетчикам? Слышали лекции Штерна? Он там любит говорить, что этот термояд по-сути ничем не лучше ядерной энергии.
У нас есть старый-добрый ИОННЫЙ двигатель.
Еще из книжки Ромата Перельмана "Двигатели галактических кораблей" 1962-го мы знаем что эти двигатели могут дать нам скорость истечения в 10 000 км/с! Тот же самый предел!
Так зачем нам еще и термояд?

И еще раз - я, как и прочие ракетчики, не рассматриваю параметр удельной мощности.
Я как раз подозреваю, что прискорбное противоречие в показаниях  (ВСК «Прискорбное противоречие в показаниях», Бэнкс Йен) вызвано использованием этого параметра.

НО такой параметр как ПОЛЕЗНАЯ мощность ракетного двигателя вы рассматриваете?

W= F*u/2 = [dm/dt]*u²/2

полезная мощность W -  это половина тяги двигателя F на скорость истечения u, она же, половина от произведения секундный расход массы  [dm/dt] на квадрат скорости истечения u. Вы как ракетчик этот параметр признаете же?
Ну а теперь разделите это W на массу пустой одноступенчатой ракеты (собственно самого ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА КАК ТЕХНИЧЕСКОГО ИЗДЕЛИЯ) M и получите энерговооруженность w данного "vessel"

w=W/M

Какая религия вам это запрещает признать?
Практически для любого творения рук человеческих, через которое как-то преобразовывается поток энергии можно вычислить его энерговооруженность. Особенно для ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА:



И любой инженер знает, что повышать этот параметр у любой технической системы бесконечно нельзя.  Если технология освоена, даже небольшое  увеличение энерговооруженности машины достается дорогой ценой. У большинства машин и устройств он доведен до предела возможного. Там вступают в силу просто фиические ограничения на потоки энергий через объем или площадь... больше? уже разрушение структуры вещества! И если этот параметр для вашего звездолета на три пять порядков выше чем у самых энерговооруженных  машин  земной технологии,  то вы  должны нам хотя бы объяснить за счет каких прорывных технологий вы собираетесь это чудо сотворить?!

1 250 000 ватт/кг это в 10 000 раз больше (четыре порядка!) типичных для земных машин с энерговооруженностью в  ~100 вт/кг (здесь этого - более чем с головой!).
Лучшие авиационные турбины это 20-40 кВт/кг собственного веса! При пересчете к массе уже транспортного средства с подобными двигателями энерговооруженность падает минимум на порядок ~ 1000 вт/кг.
Даже ЖРД-ракеты (причину высокой энерговооруженности которых мы уже рассматривали) это "всего" ~ 500 000 вт/кг!
И такая мощность достигается  всего на ~10 минут работы (полета, выхода на орбиту) когда через систему протекают сотни тонн хладогена (масса которого не учтена при расчете энерговооруженности ПУСТОЙ ракеты)!
А тут (на вашем звездолете) мы должны выдавать по 1 250 000 ватт/кг при  29 годах непрерывной работы (на разгон) и еще 5 на торможене?
"Где деньги, Зин!" (с)

[alex_semenov]

Кстати, у вас есть ясное и четкое изложение этого (что это - предел)? Просто интересно было бы посмотреть.

http://interstellar-flight.ru/f4.png

Спасибо. Действительно... Я - дурак!
Я предполагал примерно вот какой ход с вашей стороны:



Картинка затасканная (отображает далеко не всё) но полезная оказалась. Типичная для технических систем эффективность преобразования исходной "сырой" энергии в полезную обычно ~25% (и это уже круто!). Четверть. Какую бы систему мы не брали, это оказывается своего рода "кармой". 10-20% - в пользу. Можно взять 15% Остальное - "налог" Второму Началу.
Так вот, если взять у типичного термоядерного топлива (DD, LiD) k ~ 0.15, то мы и выходим на 10 000 км/с (проведено пунктиром, так как Штерн выбрал такую скорость истечения для своего ионника на Ковчеге).
И видно что уран в этом смысле... не дотягивает... Там даже при 25% "шест-сэм" тысяч км/с получается, не больше!

Да ради бога. Вычислили - и радуйтесь. Но зачем эта энерговооруженность нужна?

Для системной оценки сложности задачи.
То есть что бы понять ВСЕ ПОЛЕ МЫСЛИМЫХ РЕШЕНИЙ в области звездолетов.
Прежде всего понять ключевые, фундаментальные ограничения.

Йонный двигатель может дать и релятивистские скорости, этот вопрос рассматривался. Например, БАК, как двигатель.

Такие идеи недоступно моему пониманию...

Но обеспечивая высокие скорости истечения, он не может обеспечить достаточную скорость расхода топлива.

Гм...
А вы уверены что это правда?
А посчитать?
Мои расчеты показывают что все это - ВРАКИ!
Недопонимание.
Люди не критично переносят логику межпланетных ионников на межзвездные.
Но как раз в случае межзвездных скоростей истечения (и секундного расхода рабочего тела) ничего ЛУЧШЕ ионника и придумать ... НЕЛЬЗЯ.
Ионный двигатель идеально вписывается в любой, и даже в разумные менее чем 100-летний звездолет к ближайшим звездам!
Другое дело что такому двигателю нужен чудо-источник электрической энергии (вот где всплывает энерговооруженность в полный рост!)...
Но сам ионный двигатель - не надо и лучшего желать!
Будем проверять расчетом?