Двигатель для межзвёздных перелётов

[Ulkolainen]

Что такое сухая масса.

М₁ в формуле Циолковского, дословно - "масса ракеты без взрывчатых веществ".

Если она меняется?

То начинается другой расчетный этап полёта.

Почему при уменьшении удельной мощности скорость ракеты увеличивается?
(или ПН возрастает, при той же скорости).

Потому что уменьшается масса источников этой мощности, её преобразователей и радиаторов (если они конструктивно есть).
Но сюда уместна вставка о "прочих равных" и спор о том, насколько они равны.

Почему обычную удельную мощность современных ракет вы считаете чем-то запредельным?

С этим лично к нему.

Почему объединенные усилия Яндекса и Гугла не могут найти удельную мощность Союза или Фалкона (и других существующих РН)?

Потому что они предназначены для старта из гравиямы, для них надо искать тяговооруженность.

[petrovich1964]

Суть в том что за каждый Джоуль (или Ватт) энергии/мощности потраченные двиЖителем В ПУСТУЮ

В пустую?
Имеем в ракете некую массу топлива, то что мы выбросим назад, от чего ракета отталкивается. Чем выше скорость истечения тем выше скорость которую разовьёт ракета.
Все разговоры о том что надо сначала отталкиваться потихоньку а потом увеличивать скорость истечения - бред.
\( m1V1=m2V2 \)

[alex_semenov]

Я устал с вами спорить, Иван. Честное слово!

Да, это утомительное дело, когда нет аргументов.

Ну да, я их тут ни одного не привёл!  Люди - свидетели! 

И все-таки.
Что такое сухая масса. Если она меняется?
Почему при уменьшении удельной мощности скорость ракеты увеличивается?
(или ПН возрастает, при той же скорости).
Почему обычную удельную мощность современных ракет вы считаете чем-то запредельным?
Почему объединенные усилия Яндекса и Гугла не могут найти удельную мощность Союза или Фалкона (и других существующих РН)?

Я не понимаю этих вопросов. Они дурацкие. Сухая масса не меняется, что значит "скорость ракеты увеличивается при уменьшении удельной мощности"?
Для меня это всё - бессмысленный бред, Иван.

[Vavanzer]

Быть такого не может. Тк это очень важный параметр. Снять побольше мощности с килограмма движка, или побольше лошадей на тонну - за этим всегда гнались и везде. И в ДВС для транспорта, и в авиации и в ракетостроении.

Во-первых, это вы считаете, что удельная мощность -  это с килограмма движка, а Семенов считает, что килограмма ракеты, которую забыли заправить.
Во-вторых, ни за ту, ни за другую не давали. Вы можете посмотреть любые статьи о ЖРД в Вики или в энциклопедиях.  Нигде этот параметр не указан. Считают не важным.

  Я считаю и УМ движка, и всей ракеты. У нее правда масса постоянно снижается, и мощность на оставшиеся килограммы растет.
  Движок важен потому что он потом один остается с ПН, под конец. И чем он легче, тем лучше!

 Параметр не указан, потому что характеристика плавающая, по мере расхода топлива. Там разве только можно тепловую и кинетическую мощность указать.

Что такое сухая масса. Если она меняется?

   По сути у ракет она полюбому будет не постоянна. Тк и отбрасываемые части есть, и расход топлива корректирующих движков, отстрелы колпаков и прочее.  +Ступени.
  По этому в расчет берется ПН в первую очередь, и массы "железа" на участках где конструктив не отбрасывается, расходуется только топливо (или рабочее тело).

[Vavanzer]

Все разговоры о том что надо сначала отталкиваться потихоньку а потом увеличивать скорость истечения - бред.
m1V1=m2V2

   Ну у Сатурна-5 к примеру так было. Сначала движки с большим расходом массы работали, но с меньшим УИ. А потом водородные ступени отрабатывались. Которые в основном и вывозили всю систему.
 У Н1 все было керосиновое, по этому она более безтолковая была. Пошли бы по "метановому" пути сразу, то не только на Луну слетали бы, но и на Марсе первые яблони росли бы уже))))
  У Энергии сразу водород фигачили с самого старта. Тож неплохо было, по возможной грузоподьемности и относительной стартовой массе.

[Иван Моисеев]

Цитата: Иван Моисеев от Сегодня в 22:42:52

    Почему при уменьшении удельной мощности скорость ракеты увеличивается?
    (или ПН возрастает, при той же скорости).

Потому что уменьшается масса источников этой мощности, её преобразователей и радиаторов (если они конструктивно есть).
Но сюда уместна вставка о "прочих равных" и спор о том, насколько они равны.

Я приводил пример семейства Фалконов. При резком увеличении сухой массы на двигатель столь же резко растет полезная нагрузка.
При этом масса источников "этой мощности" не уменьшается, а увеличивается.

Потому что они предназначены для старта из гравиямы, для них надо искать тяговооруженность.

Четвертый раз. Ракеты считаются по характеристической скорости. Все в одинаковых условиях без всяких гравиям.
А если вы все-таки хотите из гравиямы - то все тоже. удельная мощность снижается, скорость (или ПН) - растет.

[alex_semenov]

В пустую?
Имеем в ракете некую массу топлива, то что мы выбросим назад, от чего ракета отталкивается. Чем выше скорость истечения тем выше скорость которую разовьёт ракета.
Все разговоры о том что надо сначала отталкиваться потихоньку а потом увеличивать скорость истечения - бред.

Я вас спрошу как спрашивает ОКУЛИСТ пациента.
Вот на этой картинке:



...есть хоть что-то осмысленное для вас? Или для вас это как картины Малевича? Ну хоть каке-то знакомые буквы для вас тут есть? Можете ли вы найти описку, она тут присутствует (для особо зорких)?
Я утверждаю (и не только я), что тут содержится ИСЧЕРПЫВАЮЩИЙ ответ на ваши недоумения.
Но если вы не способны понять это, то я вам ничем больше помочь не могу.
Бессмысленно вести разговоры, если вы не можете прочесть мои мысли в формулах. Это касается всех. И Ивана тоже.
Он явно отказывается заниматься "бессмысленной алгеброй". Я отказываюсь заниматься бессмысленным словоблудием. Дурная трата времени и сил.

[Иван Моисеев]

Я не понимаю этих вопросов. Они дурацкие.

Потому что вы не можете на них ответить?

Сухая масса не меняется, что значит "скорость ракеты увеличивается при уменьшении удельной мощности"

Сравните Фалконы, как я вам уже предлагал. Удобно тем, что двигатели одинаковы.
а вот сухая масса резко возрастает за чтет (в частности) полезной нагрузки - 500 кг, 20 тонн, 65 тонн. А ПН легко трансформируется в скорость при желании.

[Алексей Николаевич.]

Все разговоры о том что надо сначала отталкиваться потихоньку а потом увеличивать скорость истечения - бред.
m1V1=m2V2

   Ну у Сатурна-5 к примеру так было. Сначала движки с большим расходом массы работали, но с меньшим УИ. А потом водородные ступени отрабатывались. Которые в основном и вывозили всю систему.
 У Н1 все было керосиновое, по этому она более безтолковая была. Пошли бы по "метановому" пути сразу, то не только на Луну слетали бы, но и на Марсе первые яблони росли бы уже))))
  У Энергии сразу водород фигачили с самого старта. Тож неплохо было, по возможной грузоподьемности и относительной стартовой массе.

Всё как раз наоборот.
У Н-1 двигатели гораздо более совершенные.
И по удельной мощности,кстати.
Они немногим хуже чем водородные. А сама ракета гораздо дешевле и совершеннее чем Энергия.
Удивительно.
Так людям вбили в головы, что та программа была плохой, что до сих пор эти перепечатки читают и делают по ним мнение.
Н-1 была настолько хороша и современна, что могла и лунную и марсианскую программы вывезти.
И до сих пор была бы актуальной.
Кстати, её третья ступень и сейчас отлично работает как разгонный блок.
А отчего так идиотски вышло всё, это уже другая история.
Недорогую Н-1 закопали а тут же стали делать Энергию с такими же почти параметрами но дороже в два или более, раза.
Это ужасный идиотизм, и чтобы его оправдать, выдумали хохмочки о плохой ракете Н-1 и плохом двигателе НК-33.
(Который до сих пор отлично летает и до сих пор совершеннее любых Рапторов метановых, не говоря уже о тупейших двигателях "лунной" ракеты.

[Ulkolainen]

Четвертый раз. Ракеты считаются по характеристической скорости. Все в одинаковых условиях без всяких гравиям.
А если вы все-таки хотите из гравиямы - то все тоже. удельная мощность снижается, скорость (или ПН) - растет.

Я не то чтоб хочу, но нахожусь в ней.
А Вы сетовали, что не можете найти через поисковики  удельную мощность ракет-носителей. Их тяговооруженость смогли найти? (я специально вбил в том ответе ссылку на запрос поисковику)

Я приводил пример семейства Фалконов. При резком увеличении сухой массы на двигатель столь же резко растет полезная нагрузка.
При этом масса источников "этой мощности" не уменьшается, а увеличивается.

С тяговооруженностью при этом что происходит?

[Иван Моисеев]

...есть хоть что-то осмысленное для вас? Или для вас это как картины Малевича? Ну хоть каке-то знакомые буквы для вас тут есть? Можете ли вы найти описку, она тут присутствует (для особо зорких)?
Я утверждаю (и не только я), что тут содержится ИСЧЕРПЫВАЮЩИЙ ответ на ваши недоумения.

В такого рода построения, даваемые вместо ответа на простейший вопрос, я не вникаю. Давно известны прием - уйти в сторону, если не знаешь ответа.
Вы можете привести мат.доказательство, что дважды два - пять. Есть две методы - искать ошибку в доказательстве или сразу сказать, что доказательство ошибочно.
Я практикую второй метод.

[Алексей Николаевич.]

Нет. Потому что хранение РТ, уже нагретого энергией взрыва, в любом типе штабелей на борту корабля - безумие в плане теплопотерь.
Оптимум бомболета в том, чтобы самому почти не греться, чтобы всё горячее было отброшено чем быстрей, тем лучше. В т.ч. абляцией наружных слоев плиты.

У вас удивительная способность спорить, приводя мои же аргументы.
Какое хранение?
Я и говорил о спасении от перегрева,которого так боятся в виде защиты камеры слоем воды.
Которая испарившись будет выброшена и унесёт лишнюю энергию и тепло,это и есть работа РД.
А при взрыве пелеты в фокусе зеркала или у плиты, что там вообще отбрасывать?
И чем охлаждать эту плиту или зеркало?
Вы кажется пропустили несколько моих текстов.

[alex_semenov]

Вы можете привести мат.доказательство, что дважды два - пять. Есть две методы - искать ошибку в доказательстве или сразу сказать, что доказательство ошибочно.
Я практикую второй метод

Тогда нам не о чем спорить. У нас с вами нет ОБЩЕГО ЯЗЫКА ОБЩЕНИЯ. Мы просто не способны друг друга понять.
Во всю математику, которая вам понятна и которую вы выложили, я ПРЕДПРИНЯЛ УСИЛИЕ понять и да, принял ее.
Но вы подобного не делаете для моих  матвыкладок (хотя я мог бы найти то же самое скажем, у Зенгера, это не совсем мои выкладки).  Вы сразу ее отрицаете.
Нет? Общения быть не может!

[Иван Моисеев]

А Вы сетовали, что не можете найти через поисковики  удельную мощность ракет-носителей. Их тяговооруженость смогли найти?

Для популярных ракет я ее помню. Она не имеет отношения к обсуждаемой здесь "удельной мощности". В отличии от тяговооруженость весьма важный параметр.

С тяговооруженностью при этом что происходит?

Примерно на том же уроне. Немного растет, но это уже желание конструктора.
Общее правило - тяговооруженность должна быть больше единицы, но не много.

[Иван Моисеев]

Но вы подобного не делаете для моих  матвыкладок

Симметрично.
Вы игнорируете мои вопросы, а я игнорирую ваши формулы не по делу.
И вообще, если вы хотите что-то доказать, сначала сформулируйте, что именно вы хотите доказать.
Заявы типа "в моих формулах вы найдете все ответы" смысла не имеют.
Вы действуете, кок те многие претенденты на Нобелевскую премию, которые в ответ на вопрос, как ваша теория согласуется с законом (скажем, сохранения) вываливают мешок формул. А один такой (Леонов), наплевавший на закон сохранения импульса, а ж целый томище написал и издал его в Лондоне в самом шикарном виде.
https://www.ng.ru/science/2019-04-09/13_7552_gravity.html
 

[alex_semenov]

Вы действуете, кок те многие претенденты на Нобелевскую премию,

Иван, вы "сожрёте свою шляпу", если я вам покажу "мои формулы" в лекции по ракетодинамике некого Arif Karabeyoglu из Department of Aeronautics and Astronautics Stanford University and Mechanical Engineering KOC University?
Обе формулы выведенные когда-то мной лично (и одна из двух нарисованных мною кривых) находятся вот здесь (каждый может открыть и посмотреть) на странице 10:

https://web.stanford.edu/~cantwell/AA284A_Course_Material/Karabeyoglu%20AA%20284A%20Lectures/AA284a_Lecture7_Efficiency.pdf

Полюбопытствуйте.  Вот моя САМОПАЛЬНАЯ версия (что бы никто не напрягался бегать смотреть):



А вот страница из Стердфордской презентации:



Обозначения другие, но смысл АБСОЛЮТНО ТОТ ЖЕ САМЫЙ! Если хотите, могу расписать по буквам! 4.9 и 3.9 потому что число Циолковского, если обозначит чего через R, то  R=z+1 или z=R-1, тогда в принятых у меня обозначениях  z - отношение массы топлива к массе пустой ракеты.

Судя по тому что это презентация к лекции 7,  под названием "Lecture 7a Efficiency of a Rocket" , видимо к некому курсу "Advanced Rocket Propulsion" это несомненно свидетельствует, что "мои дурацкие формулы"  ПРЕПОДАЮТСЯ СТУДЕНТАМ ни где-нибудь в Мухосранске, а в Стендфорде как очевидный факт! 

Кроме того, я нашёл на вскидку, что есть, по крайней мере, еще один "придурок" который мыслит так же, как я, и он, даже, "нагадил" "моими" формулами (коие, разумеется, полный бред моего сумасшедшего ума) в Википедии. Взгляните:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Average_propulsive_efficiency_of_rockets.png

Так кто из нас двоих, скорей всего, самодовольный упёртый, старый идиот? 

Источник где я видел эту же "мою" формулу у Зенгера я не нашёл... пока. И теперь есть подозрение что это была работа Маркса, не менее уважаемого (того самого который независимо то Форварда придумал лазерный парус) к какому-то из симпозиумов SETI в СССР... Гм... надо искать...

[petrovich1964]

Но если вы не способны понять это, то я вам ничем больше помочь не могу.

Химическое топливо имеет определённую скорость истечения. И в случае химической ракеты скорость истечения меняться не может.
Если у нас "ионник" и имеем определённый запас энергии для ускорения рабочего тела - то давайте посчитаем сколько энергии уйдёт на разгон по принципу скорость истечения равна скорости относительно точки старта.
Масса зонда равна 10, 1 масса сухого зонда и 9 масса рабочего тела. Считаем что зонд двигается со скоростью 1, и тут мы запускаем двигатель, расходуем 1 единицу массы за каждый шаг со скоростью равной скорости зонда относительно точки старта.
У меня получилось что израсходовано энергии 77 ед. и достигнута скорость 10.
Теперь берём ту же энергию делим на 9 шагов, и выбрасываем 1 единицу массы со скоростью 4,13 за каждый шаг. Получил что достигнем скорости в 12,7

Я ошибся в расчётах?

[alex_semenov]

У меня получилось что израсходовано энергии 77 ед. и достигнута скорость 10.
Теперь берём ту же энергию делим на 9 шагов, и выбрасываем 1 единицу массы со скоростью 4,13 за каждый шаг. Получил что достигнем скорости в 12,7
Я ошибся в расчётах?

Конечно. ВЫ НЕ ТО СЧИТАЕТЕ!
Вы посчитайте суммарную энергию выхлопа в обоих случаях и сравните ее с конечной кинетической энергией пустой ракеты. В первом случае уносимая выхлопом энергия (та что греет вселенную) будет относительно энергии ракеты ЗАМЕТНО МЕНЬШЕ, чем во втором. Вся потраченная ракетой энергия (считая двигатель идеальным) равна сумме кинетической энергии выхлопа плюс кинетическая энергия пустой ракеты. Значит энергетическая эффективность любой из ракет = [кинетическая энергия пустой ракеты в конце разгона]/([кинетическая энергия выхлопа в системе отсчёта старта]+[кинетическая энергия пустой ракеты в конце разгона]). Громоздкую сумму в знаменателе можно просто заменить кинетической энергией выхлопа относительно самой ракеты (в случае ракеты с переменным импульсом это неудобно, но удобно для второй ракеты с постоянной скоростью истечения).

[Ulkolainen]

У вас удивительная способность спорить, приводя мои же аргументы.
Какое хранение?

Вот такое:

Для смеха.
А если взрывать в замкнутом объёме с наполнителем из воды, (допустим, как наипростейшей в исполнении), термоядерный заряд, а затем длительно сдерживать продукты испарения и постепенно выпускать через сопло?

(выделено мной)

А при взрыве пелоеты в фокусе зеркала или у плиты, что там вообще отбрасывать?

В том варианте, который я описал, якобы позаимствовав у Вас аргументы - да ту же воду (пусть будет она). Но - главное! - сразу, в момент взрыва и в результате оного. А скорость истечения (отбрасывания) регулировать кол-вом этой воды, подаваемой на единичный заряд.

И чем охлаждать эту плиту или зеркало?

В исходном варианте основное тепло плиты уходит с абляцией. Но мы можем попробовать охлаждать водой.

С тяговооруженностью при этом что происходит?

Примерно на том же уроне. Немного растет, но это уже желание конструктора.

Ну и? Чего ради было опять вспоминать про сухой двигатель, когда растущий по конструкторскому желанию параметр относится к ракете в целом? Пересчитать отношение тяги к весу на мощности к массе - полагаю, не составит большого труда ни Вам, ни Семёнову. Просто оно в д.с. никому не требуется, поэтому тяговооруженность ракет-носителей найти в сети можно, а их же удельную мощность нет.

Общее правило - тяговооруженность должна быть больше единицы, но не много.

Да, чтобы чрезмерно не разгоняться в плотных слоях.

Она не имеет отношения к обсуждаемой здесь "удельной мощности". В отличии от тяговооруженость весьма важный параметр.

Имеет (см. выше), но НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ, потому что для ракеты-носителя и всех причастных к её запуску "семеновская" W=XXL кВт/кг ниачом, а Р₀≤1 это фиаско.

Однако, ранее и далее мы говорим о ракетах, которые не просто успешно покинули стартовый стол, а скорее всего, никогда его не касались. Посланниках, а не носителях (если таковое будет угодно и приживётся). Там, где они летают еще не стартовав,  у них уже нет веса, поэтому параметр, бывший важным абзацем выше, в текущем оказывается банально неприменимым. Хуже того. Теперь абсолютно любая ненулевая тяга будет давать ракете-посланнику приращение скорости, обратно пропорциональное массе. Вы возразите "но не сухой же!" и окажетесь временно правы. Но только временно - потому что рано или поздно мы отбросим ради создания тяги ВСЮ ПРОЧУЮ, после чего у нас в сухом остатке окажется только та, ради которой это отбрасывание начиналось. И на этот вожделенный момент нас будут интересовать два параметра: скорость, которая достигнута, и срок, за который она достигнута.
Теперь.
Благодаря Циолковскому & Со мы знаем, что конечная скорость не зависит от срока её достижения. Зависит "только" от запаса массы, подлежавшей отбрасыванию, и скорости отбрасывания (удельному импульсу). 
А от чего зависит срок? 

[petrovich1964]

ВЫ НЕ ТО СЧИТАЕТЕ!

Я считал скорость которую получим.
Ваш расчёт?