Двигатель для межзвёздных перелётов

[Иван Моисеев]

То есть, если вы уже собрались строить в реале такую идеальную ракету, то должны отбрасывать топливо не со скорость полёта v =u, а со скоростью чуть больше u=v+du.

У вас странные представления об идеальной ракете.
(Как у Выбегалло - об идеальном человеке).
Кому нужна космическая ракета, которая не может выйти в космос по определению?

[Иван Моисеев]

Мощность = энергия * время. Но и тут керосин + кислород в выигрыше. Ими можно двигатель охлаждать, а попробуйте его охлаждать нитроглицерином!

Мощность = энергия / время.
На литр керосина вы можете неделями еду готовить, а литр нитроглецирина разнесет все кухню и соседние квартиры заодно.
Охлаждать нитроглицерином можно также, как и любой иной жидкостью.
От нагрева не взрывается, на воздухе просто горит.

[alex_semenov]

Кому нужна космическая ракета, которая не может выйти в космос по определению?

Второй закон Кларка: что бы понять границы возможного надо отважится на невозможное.

Кстати ракете не обязательно выходить в космос чтобы называться ракетой. Не думали?

[Иван Моисеев]

Кому нужна космическая ракета, которая не может выйти в космос по определению?

Второй закон Кларка: что бы понять границы возможного надо отважится на невозможное.

Кстати ракете не обязательно выходить в космос чтобы называться ракетой. Не думали?

Тема именно о космических ракетах. Каждый раз это уточнять не рационально.

[alex_semenov]

Тема именно о космических ракетах. Каждый раз это уточнять не рационально.

А каждая космическая ракета обязана выходить на орбиту?
А если она запускается в пустоте космоса (где-нибудь в Койпере или Оорте), вне заметного влияния гравитации, она перестаёт быть космической ракетой?

[Инопланетянин]

Мощность = энергия / время.

Ватт = джоуль * время. Не делить, а умножать. Впрочем, говорить больше не о чем.

В моей альтфизике Энергия * Время = Момент импульса. В Вашей по-другому?

Да, по другому. В моей это мощность. Измеряемая в ваттах.
Всего хорошего.

[alex_semenov]

Мощность = энергия / время.

Ватт = джоуль * время. Не делить, а умножать. Впрочем, говорить больше не о чем.

В моей альтфизике Энергия * Время = Момент импульса. В Вашей по-другому?

Да, по другому. В моей это мощность. Измеряемая в ваттах.
Всего хорошего.

Он прав. Ватт = Джоуль / секунду. При этом речь не об энергии, а об ИЗМЕНЕНИИ энергии (за время).

[Иван Моисеев]

Ватт = джоуль * время. Не делить, а умножать. Впрочем, говорить больше не о чем.

Концепция размерностей вам знакома?
Проверьте свою формулу на размерности.

[alex_semenov]

Концепция размерностей вам знакома?
Проверьте свою формулу на размерности.

У какой вы, оказывается, умный, Иван! Когда вам удобно. Но вот мои призывы обратить внимание на размерность удельной мощности:

[Ватт]/[кг] = [метр]²/[секунда]³

...для вас это  - пустой звук. Так?

Как я сказал путем алгебраических преобразований в любую формулу можно запихнуть любую ерунду.

Ну-ну!
 

[Иван Моисеев]

У какой вы, оказывается умный, Иван! Когда вам удобно. Но вот мои призывы обратить внимание на размерность удельной мощности:

[Ватт]/[кг] = [метр]2/[секунда]3

...для вас это  - пустой звук. Так?

Отчего же. Бывают случаи, когда этот параметр используют правильно.
Для описания двигателя.
Вот вы рассчитали удельную мощность Raptor - интересно.
Но вот Вики, что наша, что англицкая этот параметр не указывает.
Забыли?
Но вы берете выше - применяете этот параметр ко всей ракете.
И здесь встает вопрос один.
Но который вы упорно избегаете отвечать.
Что считать сухой массой ракеты? Она ведь, как известно меняется.
И вопрос два.
Что именно определяет этот параметр?
Для чего он нужен на практике?

[alex_semenov]

Я читал эту статью и даже перевел ее (перевод - самое внимательное чтение).
К Лонгу по поводу этой статьи у меня претензий нет.
У меня претензии к вашей интерпретации удельной мощности.
Удельную мощность нельзя использовать в качестве критерия эффективности ракеты или ее реалистичности.

У меня нет какой-то особой интерпретации удельной мощности.
У меня самая обычная интерпретация удельной мощности. Такая же как у Лонга в статье, кстати.

Once the exhaust velocity and the thrust are known, it is possible to compute other operational performance parameters, which give some indication of the vehicle design [40]. This includes the jet power and the specific power, which is found by dividing the jet power into the propulsion mass 𝑚𝑒 , which includes the power supply, engine and thermal heat management system.

После того, как скорость истечения и тяга известны, можно вычислить другие эксплуатационные параметры, которые дают некоторое представление о конструкции транспортного средства [ 40 ]. Сюда входят реактивная мощность и удельная мощность, которая находится путем деления реактивной мощности на массу всей тяговой системы (propulsion mass) 𝑚𝑒, которая  включает в себя блок питания, двигатель и систему терморегуляции.

"propulsion mass" я вообще бы интерпретировал как РАЗГОНЯЕМУЮ, УСКОРЯЕМУЮ МАССУ. При этом запас ракетной массы Лонг не упоминает и ясно почему. Это расходуемая масса. Да она тоже разгоняется но по необходимости. И будучи вредным можно тут бесконечно придераться. Но если не быть мудаком, то разгоняемая масса у ракеты - масса  ПУСТОЙ ракеты. Вся остальная масса - временный попутчик (будет отброшена).
Моё понимание такое же как у Лонга. Да и было бы странно если бы оно было другое. Вся математика и цыфры которыми пользуется он да и не только он где фигурируют Ватт/кг у меня идеально совпадают с "зарубежными аналогами".

[alex_semenov]

Что считать сухой массой ракеты?

Урок «Теория космического полёта»:

«Сухая» масса (или, если угодно, масса «пустой», без рабочего тела, ракеты) состоит из массы конструкции и массы полезной нагрузки. Под конструкцией следует понимать не только несущую конструкцию ракеты, ее оболочку и т. п., но и двигательную систему со всеми ее агрегатами, систему управления, включающую органы управления, аппаратуру навигации и связи, и т. п.,- одним словом, все то, что обеспечивает нормальный полет ракеты. Полезная нагрузка состоит из научной аппаратуры, радиотелеметрической системы, корпуса выводимого на орбиту космического аппарата, экипажа и системы жизнеобеспечения космического корабля и т. п.

Она ведь, как известно меняется.

Вы имеете в виду многоступенчатую или составную ракету? У одноступенчатой ракеты сухая масса постоянна.

И вопрос два.
Что именно определяет этот параметр?
Для чего он нужен на практике?

Сухая масса?
А действительно... А нахрена она нужна НА ПРАКТИКЕ?
 
Ценность ее, если судить по-вашему, для практика - ноль!
Пустая ракета - не летает. Так нахрен ее высчитывать?
 

Только дураки, оторванные от твёрдой земли теореткики, такое пишут:

После того, как скорость истечения и тяга известны, можно вычислить другие эксплуатационные параметры, которые дают некоторое представление о конструкции транспортного средства...

Так, Иван? Нахрен нам какие-то там абстрактные, оторванные от жизни, "некоторые представления о коснтурукции"?! Мы - практики! Абдула, поджигай!!!
 

[Иван Моисеев]

У меня нет какой-то особой интерпретации удельной мощности.
У меня самая обычная интерпретация удельной мощности. Такая же как у Лонга в статье, кстати.

Лонг говорит то же, что и я.Он считает удельную мощность двигательной установки.
Здесь нет никаких вопросов. См.мой пост выше.

propulsion mass я вообще бы интерпретировал как РАЗГОНЯЕМУЮ, УСКОРЯЕМУЮ МАССУ.

А Лонг интерпретирует это как массу двигательной установки. Что следует из цитаты приведенной вами. И правильно делает.

Вся математика и цыфры которыми пользуется он да и не только он где фигурируют Ватт/кг у меня идеально совпадают с "зарубежными аналогами".

То, что размерность совпадает, не гарантирует правильности выкладок.
Одно дело кг двигателя, совсем другое - кг ракеты.
У Лонга - первое, у вас - второе.

[Иван Моисеев]

Вы имеете в виду многоступенчатую или составную ракету? У одноступенчатой ракеты сухая масса постоянна.

Одноступенчатый вариант ясен. Меня интересует многоступенчатый.
Никто же не будет пулять к звездам одноступенчатую ракету.

Сухая масса?
А действительно... А нахрена она нужна НА ПРАКТИКЕ?

Сейчас мне она нужна, чтобы показать вашу ошибку с удельной мощностью.
Ведь вы (в отличие от Лонга) присобачили ее к определению этой самой удельной мощности.
И еще один мой вопрос проигнорировали - как использовать параметр удельной мощности в качестве критерия оценки проекта. Что дает этот параметр?.

[alex_semenov]

А Лонг интерпретирует это как массу двигательной установки. Что следует из цитаты приведенной вами. И правильно делает.

Одно дело кг двигателя, совсем другое - кг ракеты.

Гм... Допустим я соглашусь.
Почему по-вашему удельная мощность ТОЛЬКО двигателя имеет смысл, а удельная мощность всей пустой ракеты - не имеет?
Один двигатель (как вы верно замечаете) не разгоняется. Разгоняется ракета. Транспортное средство.
Так какая религия мне (я согласен, что я - первый, на Западе дебилы не додумались) запрещает использовать удельную мощость всей ракеты (пустой ракеты)?
Я же показал как это можно использовать и получить теоретичекие выводы, "картину маслом", связав полёт одноступенчатой ракеты с дистанцией перелёта, временем перелёта, скоростью истечения и удельной мощностью пустой ракеты!
На Западе до этого не додумались (хотя я сомневаюсь)? Ну значит я первый! Самый умный!

И еще один мой вопрос проигнорировали - как использовать параметр удельной мощности в качестве критерия оценки проекта. Что дает этот параметр?.

Иван, вы действительно НЕ ПОНИМАЕТЕ картины оптимизации одноступенчатой ракеты типа этой (построенной для постоянной удельной мощности всей ракеты)?



Для вас это набор БЕССМЫСЛЕННЫХ пикселов?
Вы ведь по-сути выполнили эту же работу в одной координате (траектория) а я просто к этому добавил еще одну координату (скорость истечения) и получил двумерное поле с явным экстремумом в третьем измерении (время перелёта).
Этот результат (обнаружение явно выраженного ландшафта оптимизации) ОКУПАЕТЕ ВСЁ (введение удельной мощности для  пустой ракеты)!
Вы это ДЕЙСТВИТЕЛЬНО не понимаете?
Ну что я могу на это сказать? Вам пора отрывать подковы...
 

Я вам укажу в чём польза. Я (если бы захотел) мог бы указать Штерну где ОШИБКА  в конструировании его ковчега (я выловил все ошибки и могу ИСПРАВИТЬ их, предложив оптимальное решение его ионного звездолёта). Я всё это уже указал (правда не ему лично, а тут между делом). Опираясь именно на всю это теорию (которую вы считаете бесполезной).
Вы считаете это бессмысленным?

Сейчас мне она нужна, чтобы показать вашу ошибку с удельной мощностью.
Ведь вы (в отличие от Лонга) присобачили ее к определению этой самой удельной мощности.

Никакой ошибки нет. Я чётко различаю удельную мощность силовой установки (системы тяги) и удельную мощность (энерговооружённость) пустой ракеты с самого начала. Перейти от одного к другому - не так уж и сложно. Всегда можно к килограммам самой энергоустановки добавить килограммы баков, полезной нагрузки, зная долю массы силовой установки в массе пустой ракеты. Действие на одно умножение на безразмерный коэффициент!

[Иван Моисеев]

Я же показал как это можно использовать и получить теоретичекие выводы, "картину маслом", связав полёт одноступенчатой ракеты с дистанцией перелёта, временем перелёта, скоростью истечения и удельной мощностью пустой ракеты!
На Западе до этого не додумались (хотя я сомневаюсь)? Ну значит я первый! Самый умный!

Гениальное открытие/изобретение!
Уникальное, не имеющее аналогов в мире!
(Российские СМИ пишут это, про всю технику, которая претендует на новизну. Справедливо предполагая, что англосаксы до этого не додумались).
Весь мир полностью описывает полёт одноступенчатой ракеты, используя скорость истечения, стартовую массу и расход массы. Получая в результате время и дистанцию. А удельную мощность пустой ракеты гнусно игнорируют, диверсанты.

[alex_semenov]

Гениальное открытие/изобретение!
Уникальное, не имеющее аналогов в мире!

Ну я был бы не против, если бы это было так. Хотя у меня есть сомнения что я  - первый.
Кстати это на самом деле результат работы группы.
Сначала я зацепился за ГИПОТЕЗУ, что удельная мощность транспортного средства как-то жестко связана со временем полёта на определённую дистанцию.
Я это рассматривал для простого случая равноускоренного и равнозамедленного движения.
И, кстати, сразу я тупил, считая что и мощность остаётся постоянной.
Но вскоре выяснилось что это не так. Появились другие траектории. И все они предполагали что постоянная тяга (сначала на разгон а потом на торможение) даёт минимальную необходимую энерговооружённость транспортного средства.
Потом AlexAV построил модель полёта ракеты с постоянно включенным двигателем. И там впервые появился экстремум...



Мне было это очевидно сразу потому что я знаю что энергетический экстремум при определённом соотношении v к u есть у просто разгоняемой ракеты.



У разгоянемой и тормозимой? Тоже должен быть!
Всё очевидно!
Он показал нам только результат (графики без формул) и постановку задачи. Я сел, выкрутил задачу аналитически, и считал что дело сделано и для ракеты.



Но тут появились вы и указали, что есть еще одна координата оптимизации. И что все мы  - идиоты (и вы и мы). И мне пришлось срочно выводить уравнение перелёта с инерционным участком (благо он из моей аналитики непрерывно включенного двигателя прекрасно и легко выводился). В итоге я плучил то самое "корыто оптимизиации" по скорости истечения и доле инерциального участка.
На этом этапе к нам подключился Равлик (жаль что многие участники эпопеи тут только по "собачим кличкам") и предложил свою интерпретаци моих же выкладок. То есть улучшил обущю картину и даже нарисовал это самое "корыто оптимизации" в трехмерном разрезе:



То есть, тут - целая эпопея и мозги многих людей, и я лишь в центре неё. Я всё собрал до кучи. "Цент притяжения". Как всегда и бывает с НАСТОЯЩИМИ идеями.
Люди сильны коллективным умом (хотя всё же должна быть одна голова где всё соберётся в целостную картину).

Весь мир полностью описывает полёт одноступенчатой ракеты, используя скорость истечения, стартовую массу и расход массы. Получая в результате время и дистанцию. А удельную мощность пустой ракеты гнусно игнорируют, диверсанты.

Иван! Да пошли они В Ж-О-П-У (дупу по укр.), весь этот мир!
Я вам показываю реальный математический результат (который перепроверили и подтвердили здесь еще несколько человек и от части даже вы! Ибо вы участник процесса поиска этого результата по-сути!), как Галилей показывал планеты учёным мужам в телескоп, а те ворочали нос и умничали, мол, до нас так никто не делал, а чего это ты вздумал делать не как все!

[Иван Моисеев]

Иван, вы действительно НЕ ПОНИМАЕТЕ картины оптимизации одноступенчатой ракеты типа этой (построенной для постоянной удельной мощности всей ракеты)?

Я провел эту оптимизацию будучи еще студентом.
Как раз для целей данного форума я опубликовал методу:
https://ivan-moiseyev.livejournal.com/285935.html
https://ivan-moiseyev.livejournal.com/286692.html .
Безо всяких удельных мощностей.

[Алексей Николаевич.]

Нитроглицерин при поджигании горит, но в массе это горение переходит во взрыв. А при детонации критический диаметр очень мал. Для двигателя негодное вещество.
Максимум как добавка к твёрдому топливу для ускорителей.
Но прикол в том, что керосин с кислородом либо водород с кислородом, либо наш любимый диметилгидразин, выдаёт больше энергии на единицу массы или объёма. Что для ракеты важнее.
Нельзя бризантные ВВ использовать для ракет.
Плохой пример.

Разве что для бомболётов в ближних полётах.
Кстати.
А не считали нигде умные люди, намного ли меньше эффективность в сравнении с ЖРД у бомболётов на обычных ВВ, даже на самых мощных типа октогена или чего получше?
Интересно было бы запустить в космос такую модельку и погонять к Луне.

[alex_semenov]

Я провел эту оптимизацию будучи еще студентом.

Иван НЕ ТУПИТЕ.
Вы ее провели лишь по одной координате. По траектории (по длине инерционного участка).
А мы тут провели оптимизацию ракеты с непрерывно включенным двигателем (неверно считая что это оптимальный режим) по скорости истечения (что вы никак втемяшить себе не можете).
Потом я сообразил что это две координаты одной поверхности.
Ваша оптимизация - лишь ЧАСТЬ более полной оптимизации выполненной здесь.
Да, это всё - одноступенчатая ракета.
И ступенчатость (судя по тому что Excel находит оптимум и для нее, там тоже четырёхмерное "корыто" иначе бы алгоритм не сходился бы).
И если бы и ее (многоступенчатьсть) тут как-то подключить...
Но как - я пока не знаю.
Есть идея рассмотреть некий абстрактный корабль-автофаг как предельный случай многоступенчатости. Кстати, поэтому перевод статьи Шепарда 1952-го года из JBIS мог бы помочь. Там как я понимаю в приложениях  есть математика. Так?