Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

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).

Мож благодаря Ньютону!?)) Он же придумал и импульс и силу, и формулы про них!))
 

А от чего зависит срок?

От статьи и степени тяжести преступления ))

 А так, v=at. Отсюда t =v/a.
 F=am.   a=F/m  Ньютон так говорил.
И еще ускорение зависит от mv/Mt. (M-масса ракеты на момент выброса, а m/t - выбрасываемые килограмы в секунду))) Короч сила это p/t. Приращение импульса за единицу времени.
  Массовый (секундный) расход умноженый на скорость выброса дает нам силу тяги.
  А исходя из силы тяги, зная массу ракеты на данный момент,  считаем ускорение. Которое растет по мере расхода топлива.

[Vavanzer]

И чем охлаждать эту плиту или зеркало?
Вы кажется пропустили несколько моих текстов.

  Вообще можно ничего не охлаждать. Использовать материал и структуру с минимальной теплопроводностью. Пусть себе испаряется сколь хочет! Можно еще нафаршировать ее какими нибудь компонентами с эндотермической реакцией. Чтоб забирали энергию на разложение или соединение.
 Останется решить вопрос с тормозным перегревом от гамма-излучения. Что нибудь туда подмешать улавливающее, или даже забирающее эту "гамму" на инициацию полезных ядерных реакций еще одного цикла энерговыделения!
 Пусть поверхность отражателя горит и светится))) И постепенно расходуется!

[Vavanzer]

Что если вообще, в отражатель не бомбочки подкидывать. А тупо "дымовые шашки" ядерные. Которые будут гореть снаружи и испаряться, инициируемые например нейтронами из отражателя. И его тоже как то активировать.
 Короч продляем взрыв всяческими методами!
  Когда шашка сгорит, ставим следующую!

 Еще идея возникла. Что то типа жрд, и трд, но горящего на ядерной реакции. В зону горения, где много свободных нецтронов, подается под большим давлением газ, из радиоактивных элементов, которые попадая в область высокой концентрации нейтронов улавливают их и начинается реакция распада/синтеза, и все это улетает. Горение происходит в провале параболической формы, с расходом стенок. Длинный цилиндр с тонким каналом для подачи газа. В вогнутом конце происходит горение.
  Вообще, тема медленного ядерного горения оч интересное направление для движков! А то все бомбы, взрывы какие то!

[Алексей Николаевич.]

Вообще, тема медленного ядерного горения оч интересное направление для движков!

Вы изобрели жидкостный ЯРД.
То есть, солевой.
Не очень давно обсуждали и мимоходом затрагивали в другой теме. Там оппоненты наорали, что очень грязный, очень много расходующий и не очень мощный.
Но всяко мощнее химического, кстати. Но одно непонятно. Зачем его на Земле то запускать, раз он очень грязный?
Так же и о бомболётах вечно ноют, они мол грязные, и о ЯРД классических тоже.
Но зачем их с Земли то запускать?

[Алексей Николаевич.]

(выделено мной)

Так я ж там ясно написал, "ради прикола".
Просто один вариант взрыволёта,когда можно попытаться его мощь придержать.
Ясно, что будет плохо. Ну, значит больше о таком не думаем.

Мне нравится для планетолётов взрыв в частично закрытых камерах, именно с впрыском воды, которая и защитит стенки камеры и поможет регулировать скорость истечения, и поглотить больше в холостую улетающих излучений,(в обычном случае), и удалять лишнее тепло.
Пеллеты или микробомбы не потребуется делать разными, заморачиваться с их наполнением и т.д. просто по минимуму делать, для экономии ядерного топлива.
Кстати, эти пеллеты можно же не для ТЯ синтеза делать,(раз он пока не получается).
Уж проще было бы взрывать лазерной или лучше пучковой имплозией обычные докритические куски урана либо плутония, как можно меньшего размера. В бомбе это взрывчаткой делается. В корабле можно же как то иначе, явно. Либо разгоном нескольких мелких кусков, и их сверхбыстрым соударением в нужном месте, в центре камеры либо в фокусе отражателя с добавкой инициатора нейтронного.
Наверное и над таким методом кто то работал, просто не в курсе я.
Что то похожее слегка, наверное в той "Медузе", что здесь выкладывали пытались организовать, да как то сложно сама та бомба устроена.
Ну в самом деле.
Если хотят замороженный кусочек дейтерия и гелий три обжимать и греть безумно сильно лазерами до реакции, почему бы не обжимать чуть больший кусочек делящегося металла с инициатором внутри, тоже быстро, выстрелом, внедрённым?
Штук пять пушек, они в фокус выстреливают, там из докритического состояния при обжатии происходит переход в надкритическое. Притом, это обжатие поможет прореагировать полнее металлу.
Возможно удастся уменьшить взрываемый объём до килограма, например.
(Это просто личное мнение, не претендую на что либо).
Просто хочется использовать энергию ядерных или термоядерных реакций как наиболее мощную, для полётов хотя бы по Системе. А при наработке опыта, можно было бы и к ближайшим звёздам, видимо.
Всё равно пока, нет ничего более мощного. В теории только аннигиляция, и там будет уже предел пределов, видимо.

[petrovich1964]

В зону горения, где много свободных нейтронов

Считать надо. Не разлетятся ли нейтроны из этой зоны?

[alex_semenov]

Для Ивана Моисеева!

Надев с утра сапоги на свежую голову...

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...

Нашёл. Всё нашёл! Легко и быстро!!! Нашёл и РОДИМОГО Зенгера. Заходите сюда:
https://es.scribd.com/document/481969237/zenger-rocket-flight-1965-pdf

Это переиздание 1965-го года NASA старой, еще довоенной работы Зенгера 1933 года "Rocket flight engineering" аж 355 страниц. По-немецки капитальный труд.
Открываем страницы 72-73 (по электронному счётчику страниц 81-82). И наблюдаем там "мои алгебраические бредни":



У Маркса я  тоже "свои алгебраические бредни" нашёл. Открывайте это знаменательное издание: Проблема CETI: Связь с внеземными цивилизациями



Скачать в дежавю пока можно здесь.

Это, по-сути отчёт-стенограмма  по материалам той самой знаменитейшей Советско-Американской Бюроканской конференции 1971 года (как ее называют Великой).
Это был уникальное сборище величайшие умов эпохи. Был там и Маркс. И он докладывал о средствах межзвездного перелёта (разных системах тяги) в частности об энергетической оптимизации этой тяги. Да что я распинаюсь? Там же ПО-РУССКИ всё!
В общем, открывайте страницу (бумажную) 188-191. Маркс там даёт определение эффективности ракеты и выводит... релятивистскую формулу "механического К.П.Д." (да, да! Маркс пользуется этим термином "КПД"!) для ракеты, а в конце, как бы невзначай, показывает, что при малых скоростях (в классической механике) мы имеем для этого К.П.Д.....



... да, да! Формула 23. И тут - "мои алгебраические бредни"! И Зенген и Маркс ими страдали! Ну надо же! 
Обратите внимание на ссылку на странице 188.
* G. Marx The Mechanical Effictency of Interstellar Vehicles, Astron Aсta, 9, 131-139 (1963)
То есть, Маркс еще в 1963-м написал статью об "механической эффективности" разных межзвездных тяговых систем, а в Бюрокане, в 1971-м он это только пересказывал (возможно очень бегло).

То есть, Иван. "Мои алгебраические бредни" давно (Зенгером еще в 1933-м году) выведены другими куда более великими умами (между делом, одним пинком, вывод же в два действия из Пёпышкина) и преподаются в Западных вузах как основа основ ракетодинамики. Почему вас лично этому не научили в вашей славной Баумановке? Не знаю. Может вы просто прогуляли эти лекции? Проспали? Или тупо не поняли и потому пропустили мимо ушей и теперь крепко-накрепко (по старческой вредности, я сам становлюсь невыносим) забыли?
Ну да. Не понятен вам термин К.П.Д., "энерговооружённость" и "энергетически оптимальная ракета". Не хочу допускать,  что у вас нет ума это понять. Скорей вредный характер, упёртость осложнённый возрастом. Но вдруг действительно нет ума? А, Иван? Не пугает? Мало ли кто что не понимает? Я тоже очень много что не понимаю (что меня расстраивает до предела! Даже пугает)... Но у каждого свой предел... Вот многие люди наотрез отказываются понимать теорию эволюции.... Да, бывает...


 

[Иван Моисеев]

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

Чего только в Интернете не найдешь!
Когда его последний раз чистили от ошибок?
Вообще, к формулам я претензий не высказывал.
В формулы можно вставить, что угодно. Например, удельный дух - отношение числа икон на РС МКС к числу двигателей на Созе. И получить искомый результат!

А вот вопросы  меня остались и я даже не вижу попытки на них ответить.

[Иван Моисеев]

Надев с утра сапоги на свежую голову...

Вы думаете я про КПД ракетного двигателя и всякие энергетические коэффициенты я впервые от вас услышал?
Это как раз в 30-е было популярно, когда еще не до всех дошло, как надо считать правильно.
И не удивительно, что этот подход всплыл в SETI.  Там же все физики в основном. Им привычно иметь дело с энергией, а не с импульсом, как правильно.
Тем не менее, если правильно считать, результаты сойдутся.
Но.
У вас явно неверные выводы получаются.
Вы придаете условным величинам смысл, которого они не несут.

[alex_semenov]

ВЫ НЕ ТО СЧИТАЕТЕ!

Я считал скорость которую получим.
Ваш расчёт?

Вы хотите чтобы я сел с вами играть в эти пасочки в этой песочнице? 
Хорошо. Я попробую.
Что нам надо? Нам надо сделать модель ракеты (без ф.Циолковского, чистое моделирование) где одна ракета - с переменной тягой, а другая с постоянной.
И нам надо проверить вот что. Обе ракеты имеют ОДИНАКОВЫЙ ЗАПАС ЭНЕРГИИ на борту. Но первая по моей теории должна разогнаться до большей скорости чем вторая, потому что у нее эффективней двиЖитель (переменная скорость истечения).
Кстати.
А не хотите ли для начала опыт по-проще? Он вас, возможно, удивит.
У вас есть ряд ракет с разной скоростью истечения.
Возьмём их 8 штук (в Excel в столбик) м/с:

2000
3000
4000
5000
6000 
7000
8000
9000 

Задача КАЖДОЙ разогнаться до скорости 8000 м/с. В пустоте, без гравитации. Не кто быстрей, а наоборот. Все должны разогнаться до одной скорости но мы сравним сколько каждая ракета затратила на это энергии.
Конечно же, каждой ракете потребуется РАЗНЫЙ запас топлива что бы добраться до скорости 8 км/с.
Верно?
И как его посчитать мы знаем. Из формулы Циолковского. [Число Циолковского] =exp([конечная скорость]/[скорость истечения]) Вот и давайте в столбик рядом это посчитаем и получим ряд (сверху вниз соответственно):

54,59815003
14,3919161
7,389056099
4,953032424
3,793667895
3,135714764
2,718281828
2,432425454

У вас так? Проверяйте. Но это отношение начальной массы к конечной (пустой ракете). А нам далее нужно выделить (слить, отделить) только топливо. "Сливаем". Отношение массы топлива к массе ракеты, это [число Циолковского]-1. В соседнем столбике вычитаем:

53,59815003
13,3919161
6,389056099
3,953032424
2,793667895
2,135714764
1,718281828
1,432425454

Получилось? Отлично! Мы забыли определиться с главным. А сколько весит пустая ракета? А давайте всем назначим сухую массу 1 кг. Можем? Да легко! Мы же теоретики-волшебники!
Тогда это означает что только-что полученный столбик - это и есть запас топлива (вернее это назвать ракетной массы) у каждой ракеты в кг.
А значит что бы вычислить сколько каждая ракета затратила ПОЛЕЗНОЙ кинетической энергии (тепловые потери в двигателе у нас тут отсутствуют пока, мы их не рассматриваем, двигатель у нас с идеальным КПД, нас тут волнует движитель, его КПД) на свой разгон до скорости 8 км/с.
Каждая ракета отбрасывает свою массу со своей скоростью. То есть кинетическая энергия отброшенной массы "эм-вэ-квадрат-на два" и равна затраченной на разгон 1 кг пустой ракеты (все одинаковые же) до 8 км/с. Эта энергия равна 1*8000²/2=32 000 000 Дж.
А энергия для отброшенного каждой ракетой топлива :

53,59815003*2000²/2=107 196 300
13,3919161*3000²/2=60 263 622
6,389056099*4000²/2=51 112 449
3,953032424*5000²/2=49 412 905
2,793667895*6000²/2=50 286 022
2,135714764*7000²/2=52 325 012
1,718281828*8000²/2=54 985 019
1,432425454*9000²/2=58 013 231

И теперь смотрим. А картинка - интересная! Интересно девки пляшут!  Получается, что меньше всего энергии для разгона до 8 км/с потратила ракета со скоростью истечения 5000 м/с. Видите? Можно даже график построить:



Что же это напоминает? Гм... Мы это очень часто тут последнее время видим, верно?
 
Факт на лицо! Самая последняя, с самая " экономичная" (по стартовой массе) ракета с 9000 м/с истечения - ПРОИГРАЛА ГОНКУ! Она затратила энергии больше чем та что весила на старте больше и скорость истечения была меньше!!!

И последний столбик (он на картинке выше уже есть) в нашей задаче. Разделите кинетическую энергию пустой ракеты (у всех она одинаковая) на затраченную энергию каждого выхлопа, то есть на его кинетическую энергию. Вы получите вот такие значения:

0,299
0,531
0,626
0,648
0,636
0,612
0,582
0,552

Лучший (больший) результат у "средней" (по счёту) ракеты.
Как это объяснить?
Надо смотреть на эту картинку и медитировать:



Но сначала убедитесь что у вас - такой же результат. Практика - основа всего. Голова боится - руки делают.
И если свои руки сделали, то и голова примет это как своё. Чужих мыслей не бывает. Все ваши мысли - свои. Просто некоторые старые мысли очень сильно не любят когда приходят новые борзые, и выгоняют старых.

[Алексей Николаевич.]

Чужих мыслей не бывает.

А что по времени достижения цели?
Тоже быстрее прилетит та, что с меньшей скоростью истечения?
В случае звездолётов, важнее всего скорость достижения звёзды, хотя бы ближайших, пока жив экипаж. Чтобы не "вот это вот всё с анабиозом, сексом на борту и воспитанием младенцев".
Быстрее до звёзды, допустим, 10 световых лет, в режиме непрерывной тяги и торможения от середины траектории, долетит какое изделие, то, что с максимальной скоростью истечения, или то что оптимизировано на экономию?
Не для спора, просто интересно.

[alex_semenov]

Вы хотите чтобы я сел с вами играть в эти пасочки в этой песочнице? 
Хорошо. Я попробую.
Что нам надо? Нам надо сделать модель ракеты (без ф.Циолковского, чистое моделирование) где одна ракета - с переменной тягой, а другая с постоянной.
И нам надо проверить вот что. Обе ракеты имеют ОДИНАКОВЫЙ ЗАПАС ЭНЕРГИИ на борту. Но первая по моей теории должна разогнаться до большей скорости чем вторая, потому что у нее эффективней двиЖитель (переменная скорость истечения).

А вот теперь мы готовы перейти к тому что вы/мы задумали. Хотя бы потому что у нас есть явный лидер в предыдущей гонке по энергоэффективности (на "дистанции" разгона до 8 км/с). Это ракета со скоростью истечения в 5000 м/с. Вот ее и возьмём в качестве ракеты для сравнения. Если ракета с переменной скоростью истечения разгонится до 8 км/с с меньшими энергозатратами, чем эта, то факт налицо!
Верно?
Ну давайте. Обе ракеты у нас по-прежнему волшебно весят по 1 кг. Мы знаем, что наша ракета с переменной скоростью истечения не может стронуться с места и надо ей назначит некую минимальную начальную скорость истечения (чем то меньше, тем ракета энергетически совершенней). Мы за пределами не гонимся. Возьмём это dv = 100 м/с

Теория такой ракеты  нам говорит, что v =dv(M0/M), то есть M0/M =v/dv = 8000/100 = 80. Однако! Значит масса топлива 80-1=79
Ну что?
Ракеты на старт?
Главное правило. Никаких (теперь) формул Циолковского. Численный пошаговый эксперимент! И тут возникает вопрос.
Как мы установим тягу? Это на самом деле будет не важно. Но внешне это будет выглядить по-разному. Обе ракеты будут иметь одинаковую тягу?
Или мы поступим иначе? Мы приравняем МОЩНСТИ выхлопов? Обе ракеты в каждую минуту будут расходовать (в своих абсолютно идеальных двигателях) одинаковое количество энергии. Как идея?
Как лучше?
Если последний случай, то более энергетически выгодная ракета разгонится до конечной скорости быстрей. А если установим равную тягу, то ... не ясно на глаз...
Можно вообще выбрать простейший, третий вариант.
Обе ракеты за одно и то же время расходуют одинаковое количество ракетной массы (на каждом шаге моделирования). Тогда наша ракета с массовым числом 80, разумеется разгонится до конечной скорости куда позже чем с массовым числом 4,95. Но это не значит что она и потратит энергии разгон больше.
Так как?

А что по времени достижения цели?
Тоже быстрее прилетит та, что с меньшей скоростью истечения?

Вы лезете поперед баЦки... в Волоам! Мы же еще не разобрались с простейшим, базовым. А вы сразу лезите туда, где даже Иван из Баумановки запутался как кур вощах!

Да. Если у двух ракет одинакова ЭНЕРГОВООРУЖЁННОСТЬ (столь ненавидимая Иваном), то раньше прилетит конечно же та, которая меньше греет космос своим выхлопом. То есть более (как говорил Маркс) "механически эффективная". Значит с меньшей скоростью истечения... Что (чёрт возьми!) и деморстрируют эти мои простыни оптимизации:



Вы топографические карты умеете читать?

Вот точно так же тут выделен "топографический" минимум времени полёта. Красная ячейа. И вы видите, что быстрей всего к цели прилетит ракета с далеко не самой большой скоростью истечения! Со скоростью истечения 3 500 000 м/с. За 10 380 лет. Бо'льшая скорость истечения - уже большее время!  Не намного (ибо дно котлована) но больше!
Видите?
Если вы выберете скорость истечения сильно выше оптимальной в данном случае (60 лет 100 ватт/кг), как это сделал Штерн для ковчега, скажем, возьмёте круглую приятную цифру 10 000 м/с (тут на картинке это даже не поместилось но я вызвал посмотреть свою табличку) то вы даже по самой оптимальной в этом случае тракетортии, то есть с долей активного участка x=0.75 будет чапать на ту же дистанцию 12 352 года.
Еще раз. Важная оговорка.
Все варианты ракеты (каждая ячейка в таблице со своим цветом) равны в двух параметрах. Дистанция полёта и энерговооружённость.
То что делал Иван в своей студенческой работе - это, простите, фигня. Варьирует скорость истечения - фиксирует расход рабочего тела. Варьирует расход рабочего тела, - фиксирует скорость истечения.  Что называется голову вытянул - хвост увяз. Ну какая это нафик научная работа? Это бег котёнка за своим хвостом!
Должен быт некий общий для всех вариантов НЕИЗМЕННЫЙ набор критериев чтобы сравнивать и искать оптимумы.
И ничего лучше (более твёрдого, неизменного, плохо меняемого) чем энерговооружённость нет. Если не включать дурака - это очевидно!

При этом заметьте (не все это понимают, а некоторые злобно наводят тень на плетень), что проблема эффективности двиГателя тут пока не стоит.Это то что Иван пытается сюда припереть навести тень на плетень. Она (проблема) ПОКА вынесена за скобки. Двигатели у всех умозрительных ракет тут пока идеально-эффективные. Мы говорим о ракетном двиЖителе. Многие люди в упор не понимают что двиЖитель и двиГатель - разные вещи и каждый из них имеет СВОЮ эффективность меньше 1 (при том порой в разных режимах одного и того движения). И каждая эффективность по-разному считаются и разные факторы на них влияют. То есть у движителя свои потери, у двигателя - свои. Везде своя, по-сути НЕ ПЕРЕСЕКАЮЩАЯСЯ теория. Мы пытаемся разобраться пока с потерями движителя.
Итоговая эффективность в каждом конкретном случае - это произведение потерь двигателя и движителя, для данного конкретного случая. Это надо понять прежде всего.
А у людей обычно каша в башке на этот счёт. И еще у них упрямство запредельное.

[viesis]

У вас явно неверные выводы получаются.
Вы придаете условным величинам смысл, которого они не несут.

Да и вообще, можно подумать, что существуют какие-то обширные возможности для какой-то там оптимизации.

[alex_semenov]

У вас явно неверные выводы получаются.
Вы придаете условным величинам смысл, которого они не несут.

Да и вообще, можно подумать, что существуют какие-то обширные возможности для какой-то там оптимизации.

Можно подумать что есть. (подумать что нет  - проще всего. любой дурак может!)
 
Я утверждаю что это энерговооружённость транспортных средств. Это самый НЕИЗМЕННЫЙ и самый БАЗОВЫЙ показатель.
В этом вся фишка! Точка отсчёта - тут. Да, она очень абстрактна. Некоторые ее в упор не видят. Но так и должно быть у "точки отсчёта".

П.Л. Капица ЭНЕРГИЯ И ФИЗИКА  Доклад на научной сессии, посвященной 250-летию Академии наук СССР, Москва, 8 октября 1975 г. См.: Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.

...Как известно, большую роль в ограничении возможности использования энергетических ресурсов играет также закон, требующий во всех процессах преобразования энергии возрастания энтропии. Оба эти закона накладывают "вето" на преодоление кризиса путем создания "перпетуум мобиле". Закон сохранения энергии накладывает "вето" на "перпетуум мобиле" 1-го рода. Энтропия накладывает "вето" на так называемый "перпетуум мобиле" 2-го рода. Интересно отметить, что этот второй род "перпетуум мобиле" и по сей день продолжают предлагать изобретательные инженеры, и часто опровержение такого рода устройств связано с большими хлопотами. Эта область относится к термодинамике, она хорошо изучена, и я на ней останавливаться не буду.

Я ограничусь рассмотрением закономерностей, которые определяют развитие энергетики больших мощностей и связаны с существованием в природе ограничений для плотности потока энергии. Как будет видно, часто эти ограничения не учитываются, что ведет к затратам на проекты, заведомо бесперспективные. Это и будет основной темой моего доклада.

Все интересующие нас энергетические процессы сводятся к трансформации одного вида энергии в другой, и это происходит согласно закону сохранения энергии. Наиболее употребительные виды энергии - электрическая, тепловая, химическая, механическая, а теперь и так называемая ядерная. Трансформацию энергии обычно можно рассматривать как происходящую в некотором объеме, в который через поверхность поступает один вид энергии, а выходит преобразованная энергия.

Плотность поступающей энергии ограничена физическими свойствами той среды, через которую она течет. В материальной среде плотность потока энергии U ограничивается следующим выражением:...

И. т.д. для особо умных

Капица конечно же говорил об энергетике цивилизации. Но главный пафос в том, что у физической реальности есть определённые жесткие пределы связанные с преобразованием и направлением энергии. И я утверждаю что это БАЗОВОЕ огнаничение на пути к звёздам.
Все остальные проблемы по сравнению с этим - "шашечки".
Когда вы проектируете относительно быстрый звездолёт, первый вопрос который вы должны себе задать, как вы собираетесь сообщить этой своей машине такую чудовищную энерговооружённость?
В чём должна быть УЛОВКА?
И сработает ли она? Достаточна ли она? Чем вы "расплатитесь" со Вторым началом термодинамики?
Остальное - "шашечки".
Уточнение "мелких" подробностей.

[alex_semenov]

Вы думаете я про КПД ракетного двигателя и всякие энергетические коэффициенты я впервые от вас услышал?

Да не двигателя Иван! ДвиЖителя! Вы понимаете что это РАЗНЫЕ вещи?
О двигателях и их термическом КПД мы и не начинали тут еще толком говорить!
Чудовищная энерговооружённость, которая тут обсуждается двигатель пока что не затрагивает. Энергопотоки в двигателе должны быть ЕЩЁ БОЛЬШЕ и чудовищней, чем эта "полезная мощность ракетной массы" (вокруг которой столько копий сломано тут).
В этом и засада.
Я вывожу, пказываю тут не уравнение, а барьерное, ограничивающее неравенство:

w >= k L²/T³

Энерговооружённость не может быть МЕНЬШЕ чем... На самом деле будет больше.
Мы разбираемся тут пока с цветочками, а будут потом двигатели и их КПД - будут ягодки. Совсем другие ягодки!
И да. В учебниках по которому вы учились эти вещи (двигатель и их кпд и движитель их кпд) как правило не сильно различаются (говорят "кпд ракеты" и "кпд ракетного двигателя"). Не было необходимости на этом акцентировать внимание из-за кретинской узости задачи, которая решалась и на решение которой нужно было натаскать армию умников.

Вы придаете условным величинам смысл, которого они не несут.

Я вам показал, что ни я один придаю такой смысл. За моей спиной Маркс Энгельс Зенгер и этот... из Стендфорда... (плюс хулиган из Википедии). Это как минимум!
Кстати, самый умный тут AlexAV, тоже за мной. Он все мои смысле прекрасно понял и вовремя сделал неоценимую подачу.
Так что, Иван... вы тут пока один со своими тарабанами в башке! А нас тут уже банда! Вас это не пугает?   

[Иван Моисеев]

Ну и? Чего ради было опять вспоминать про сухой двигатель, когда растущий по конструкторскому желанию параметр относится к ракете в целом?

Удельная мощность по Семенову - это отношение сухой ракеты к мощности двигателя.
Тяговооруженность - отношение тяги к массе всей ракеты.
Абсолютно разные вещи, пересчитать одно в другое невозможно.
 

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? 

Конечная скорость зависит не только от запаса топлива и скорости истечения, но еще и от конечной массы ракеты. Либо от безразмерного коэффициента R - отношения стартовой массы к конечной.
А срок зависит от того, с какой скоростью мы топливо выбрасываем и от массы запасенного топлива.

[Лунный заяц]

Лучший (больший) результат у "средней" (по счёту) ракеты.

Нет, ну понятно, что у нас получается функция энергии E от скорости истечения w
\[E=\frac{M}{2}w^{2}(e^{v/w}-1)\]
квадрат растёт, экспонента падает, функция имеет минимум. Но в доныне используемых ракетах w aka удельный импульс есть какой дан природой происходящих процессов (сгорания топлива), менять его хоть и можно, но не имеет смысла, так как оптимум скорости истечения по формуле всё равно не достигается даже при оптимальном соотношении компонентов. У обычных ракет двигатель и движитель объединены в одно устройство. Вы же по сути толкуете о аппарате, где стоит отдельно двигатель, преобразующий энергию, и отдельно движитель, который энергию конвертирует в выбрасываемую массу, так что мы можем взять максимально мощный на грани расплавления конструкции двигатель, а движитель поставить с оптимальной скоростью истечения (или с варьируемой в нужных нам пределах). Осталось найти/изобрести то и другое.

[Иван Моисеев]

У вас явно неверные выводы получаются.
Вы придаете условным величинам смысл, которого они не несут.

Да и вообще, можно подумать, что существуют какие-то обширные возможности для какой-то там оптимизации.

Берясь за оптимизацию ракеты, определи, что именно оптимизируешь, иначе оптимизация будет пустым занятием.

[Иван Моисеев]

Я утверждаю что это энерговооружённость транспортных средств. Это самый НЕИЗМЕННЫЙ и самый БАЗОВЫЙ показатель.

Ну так что все-таки определяет этот базовый показатель?
Помимо отношения мощности двигателя к неопределенному весу сухой ракеты?

[alex_semenov]

Но в доныне используемых ракетах w aka удельный импульс есть какой дан природой происходящих процессов (сгорания топлива), менять его хоть и можно, но не имеет смысла,

Блин, и вы туда же?
Да, в случае химической ракеты смысла нет. Но свет клином на химических ракетах же не сошёлся! Да и нахрен нам на межзвездных трассах химические ракеты?
А вот ионный двигатель можно очень даже тоноко и точно настороить на ЛЮБУЮ скорость истечения между 50 м/с и 10 000 м/с.
При этом получить 10 000 куда проще чем 50!
Во-первых подбирая подходящую рабочую массу, во-вторых варьируя напряжение на разгоных сетках.

Далее. Термоядерный магнитный. "Вивернджет". Сам Виверн постоянно указывал, что выхлоп  открытой ловушки (если та заработает) можно разбавить "холодеой" инертной массой разменяв импульс на тягу. Это в случае полётов с Солнечной системе (а за пределы он не очень то и годился, вокруг концепции Виверна были свои огромные баталии, я видел в ЖЖ, кажется, Зелёного Кота или кого-то такого же).

В общем. Идея выбрать оптимальную скорость истечения - не так уж и абстрактна. В случае ковчега Штерна она просто предметно-объективна. Ковчег Штерна с истечением 10 000 км/с, тупо не может существовать (Штерн облажался в трёх соснах и я это показал. Энергетики на это у него нет). Но мой метод оптимизации показвает, что Штерн хотел глупого и странного. Что при принятых скромных возможностях звездолёта (100 ватт/кг - это вполне можно помыслить) он выбрал не просто недостижимую (для его схемы) скорость истечения но и глупо-неоптимальную скорость истечения!
Да, на борт придётся взять еще (не помню, 1000 тонн?) рабочей массы к той что он планировал, в виде лития или углерода (надо думать что лучше), но его ковчегу нужна скорость истечения 35000 км/с. Не больше не меньше если он хочет добраться до цели (60 св. лет) как можно быстрей на своей одноступенчатой ионной ракете.