A A A A Автор Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов  (Прочитано 1408151 раз)

0 Пользователей и 4 Гостей просматривают эту тему.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18880 : 27 Июл 2024 [15:00:54] »
Почему по-вашему сухая масса у одноступенчатой ракеты не определена?
Для одноступенчатой все просто. А для многоступенчатой?
im

Оффлайн viesis

  • *****
  • Сообщений: 2 965
  • Благодарностей: 50
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от viesis
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18881 : 27 Июл 2024 [15:06:18] »
Почему по-вашему сухая масса у одноступенчатой ракеты не определена?
Для одноступенчатой все просто. А для многоступенчатой?
Тут уже говорили, что многоступенчатость это приём для выхода из гравиямы, после выхода она теряет смысл, и можно не рассматривать.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18882 : 27 Июл 2024 [15:14:59] »
Почему по-вашему сухая масса у одноступенчатой ракеты не определена?
Для одноступенчатой все просто. А для многоступенчатой?
Тут уже говорили, что многоступенчатость это приём для выхода из гравиямы, после выхода она теряет смысл, и можно не рассматривать.
Для выхода из гравиямы нужна скорость больше 8 км/с, а не многоступенчатость.
А многоступенчатость нужна, чтобы достичь скорости большей, чем удается выжать из одной ступени. Для чего нужна большая скорость (много большая, чем скорость истечения) объяснять нужно?
im

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18883 : 27 Июл 2024 [15:22:08] »
Да не двигателя Иван! ДвиЖителя!
А что у ракеты движитель?
А вы догадайтесь!  :D

У самолёта - пропеллер
У корабля - винт,  гребное колесо, весло, парус.
У бегущего человека - нога на дороге.
У машины, поезда - колесо на дороге или рельсе.
А у ракеты?

Вспомнилось:

"У кошечки и собачки - 3
У коровки, гуся  и козочки - 2
У петушка - 8
А у ослика сколько?"

:)

Цитата
ак что, Иван... вы тут пока один со своими тарабанами в башке! А нас тут уже банда! Вас это не пугает? 
На форуме, возможно, и один. Это ситуация частая.
А вот в мире - далеко не один.
Ибо, как я неоднократно говорил выше, все википедии и прочие энциклопедия ни разу не вспоминауют о вашем БАЗОВОМ параметре. Да и учебники по ракетостроению - тоже.
Врёте не краснеете. Я вам привел и с Википедии пример и из Сендфорда какого-то лектора припёр и закидал вас ссылками-документами у  авторитетов типа Зенгера и Маркса. Но вам всё как с гуся вода...

"Но он всегда был спорщиком
   Припрёшь к стене - откажется!
 Прошёл он "коридорчиком",
   И кончил "стенкой", кажется..."

Кстати, вы Шепарда вычитали? Он же по-сути тоже в моей банде. Заметили? Нет еще?  :)
Да, я зашёл в абсртагировании дальше чем остальные (хочется верить). Так сказать, развит тут (ненароком) целую теорию (на которую даже уже приятно смотреть!) Но вы же заявили, что вся эта математика базируется на неверных базовых посылках. А я вам показал что базовые посылки тут вообще не мои. На что вы обозвали Зенгера и Маркса "физиками". Ну как, после этого вас можно серьёзно воспринимать, Иван?
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18884 : 27 Июл 2024 [15:28:50] »
Кстати, вы Шепарда вычитали? Он же по-сути тоже в моей банде. Заметили? Нет еще?
Вы зачисляете в свою банду всех, кто вычисляет удельную мощность двигателя, а не ракеты.
Удельная мощность двигателя смысл имеет. Ракеты - нет.
Но вы не устраивайте перекличку своей банды, а ответьте на вопрос - что именно определяет ваш Базовый параметр? Скорость ракеты? Время перелета? Численность экипажа? Число ступеней?
im

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18885 : 27 Июл 2024 [15:40:32] »
Почему по-вашему сухая масса у одноступенчатой ракеты не определена?
Для одноступенчатой все просто. А для многоступенчатой?

Подождите. Так вы признаёте все мои выкладки для одноступенчатой ракеты? Вы же изначально ни для какой не признавали! Вы вообще считали бессмысленными всякие эффективности и КПД (что меня давно уже неприятно поразило)! Энерговооружённость вы так же сочли бессмысленным для ракетодинамики понятием. Кидались тут пустыми и плоными фалконами... Нет? Вы переобуваетесь теперь?

С многоступенчатостью. Я тут пока еще в раздумье. Но есть твёрдые ориентиры и интересные идеи.
Ясно что многоступенчатость ничего не меняет по-сути. Она только НЕСКОЛЬКО сдвигает картину, построенную для одноступенчатой ракеты. Но как численно это учесть? Я пока не знаю.
Я пока думаю вот что (и источники вроде как это подтверждают). Оптимальная многоступенчатая ракета состоит из "подобных" субракет, каждая из которых, оптимизирована как одноступенчатая (под свою субзадачу). Мы с вами это уже обсуждали как-то вроде.


Вообще же, впадать в многоступенчатость - это грех. Не думали? Это сговор с дьяволом. Скорости складываются, а массы за это - умножаются... И дьявол рано или поздно свою плату тут берёт. :)

Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн Лунный заяц

  • ***
  • Сообщений: 196
  • Благодарностей: 15
    • Сообщения от Лунный заяц
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18886 : 27 Июл 2024 [15:46:59] »
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.

Да ладно, я согласен с вами (правда про ковчег Штерна не читал, но может дойдут руки и посмотрю, что это). На самом деле ясно, что проблема межзвёздных перелётов состоит в технической невозможности строительства звездолёта, который бы долетел до цели за пару-тройку десятков лет, то есть время меньшее человеческой жизни. Отсюда и весь плач и скрежет зубовный в этой теме. Моё мнение такое - задачу надо решать с другой стороны. Увеличивать длительность жизни человека. Если люди станут жить тысячи и десятки тысяч лет (а лучше вечно), то и на существующих технологиях, с нашей обычной неальтернативной физикой, можно будет долететь до звёзд и приземлиться на их планеты лично. Либо цивилизация людей будет заменена цивилизацией потенциально бессмертных ИИ, которые уже полетят к звёздам вместо нас - хоть на ионниках, хоть на взрыволётах, хоть на химии.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18887 : 27 Июл 2024 [15:52:24] »
дельная мощность двигателя смысл имеет. Ракеты - нет.
Меня уже уговорили называть удельную мощность всей ракеты энерговооружённостью.
А какой смысл удельной мощности? В чём он?
Почему энерговооружённость бессмысленна? Из энерговооружённости транспортного средства (в нашем случае - точно) легко высчитывается его максимальное усконетие.
Я как раз наоборот считаю что удельная мощность в общем-то оценочный показатель (для сравнения в среднем по отрасли). А вот энерговооружённость прекрасно работает в расчётах, моих - точно!

Цитата
Но вы не устраивайте перекличку своей банды, а ответьте на вопрос - что именно определяет ваш Базовый параметр? Скорость ракеты? Время перелета? Численность экипажа? Число ступеней?
Я повторю сказанное выше. Энерговооружённость  зведолёта (при том любого, не только ракеты) w определяет  ВРЕМЯ T перелёта на заданную ДИСТАНЦИЮ L

w >=  k L2/T3

Если у вас нет минимально необходимой энерговооружённости звездолёта w вы никогда не сможете прибыть на дистанцию L за время равное или меньшее T. Так со 100 ватт/кг ракеты вы никогда не окажитесь у А Центавра, скажем, через 100 лет. Даже если у вас будет безумная многоступенчатость (гора родит мышь).
Но это надо еще строго доказать.
« Последнее редактирование: 27 Июл 2024 [16:12:16] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18888 : 27 Июл 2024 [16:23:58] »
Подождите. Так вы признаёте все мои выкладки для одноступенчатой ракеты? Вы же изначально ни для какой не признавали!
Давным давно (года три назад), мы выяснили, что моя правильная метода и ваша неправильная для случая одноступенчатой ракеты дают одинаковые результаты.
А вот мои попытки выяснить у вас, что является сухой массой многоступенчатой ракеты, успехом не увенчались.
Вы вообще считали бессмысленными всякие эффективности и КПД (что меня давно уже неприятно поразило)!
Считал, считаю и буду считать!
Представляете покупателя, который приходит в автосалон и просит, мол, продайте мне машину с КПД побольше... Весь салон сбежится посмотреть на идиота. А что ему нужно было? Литры на километры поменьше, т.е. вещь вполне ясную и вещественную.
Кидались тут пустыми и плоными фалконами... Нет? Вы переобуваетесь теперь?
А Фалконы вы так и не объяснили. Удельная мощность падает - ПН растет. С чего бы это?
Я пока думаю вот что (и источники вроде как это подтверждают). Оптимальная многоступенчатая ракета состоит из "подобных" субракет, каждая из которых, оптимизирована как одноступенчатая (под свою субзадачу).
Не ясно, что такое "подобных", а так конечно, любой блок и агрегат ракеты оптимизируется под свою задачу. И, конечно, вы правильно угадали, что одна ступень - это одноступенчатая ракета.
im

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18889 : 27 Июл 2024 [16:44:27] »
Я как раз наоборот считаю что удельная мощность в общем-то оценочный показатель (для сравнения в среднем по отрасли).
Для оценки чего именно?
А вот энерговооружённость прекрасно работает в расчётах, моих - точно!
Вы вполне можете ввести в свои расчеты удельный дух (см. выше) и получить правильный результат.
Я повторю сказанное выше. Энерговооружённость  зведолёта (при том любого, не только ракеты) w определяет  ВРЕМЯ T перелёта на заданную ДИСТАНЦИЮ L
Отлично. Хоть что-то внятное.
А теперь отправьте к Альфе Центавра Фалкон-1 И ТЭМ.
У кого больше энерговооруженность и кто придет первым?


Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18890 : 27 Июл 2024 [16:46:38] »
Не ясно, что такое "подобных"
Масса каждой субракеты  делится на массу топлива - mt, массу конструкции - mk, массу полезной нагрузки -mn.
Доли этих масс в субракете:

t = mt /(mt+mk+mn)  - доля топлива
k = mk /(mt+mk+mn) - доля конструкции
n = mn /(mt+mk+mn) - доля полезной нагрузки

t+k+n =1

Только у верхней ступени полезная нагрузка - полезная нагрузка. У всех ступеней ниже (сколько бы их ни было) полезная нагрузка - следующая субракета.
Так вот. Если во всех субракетах составной ракеты коэффициенты t, k и n  одинаковы и одинакова скорость истечения u на всех ступенях, то такие субракеты считаются "подобными"

У кого больше энерговооруженность и кто придет первым?
Вы опять бросаетесь гранатами?
Первым придёт ТЭМ так как УСРЕДНЁННАЯ энерговооружённость у него выше. Он может выдавать 30 ватт/кг, скажем  5 лет (1908000 минут, это 57 240 000 Ватт*минуту/кг), а  Фелкон с, допустим, 500 000 ватт/кг, такую мощность выдает лишь 10 минут (5 000 000 Ватт*минут/кг). И тот и тот будут в пути десятки тысяч лет к А.Центавре в инерциальном полёте поэтому не важно КАК они разгонялся (и тормозил). Это случай ИНЕРЦИАЛЬНОГО перелёта, где разгон и торможение по сравнению со сроком полёта  может считаться "мгновенным". И тут сравнение их удельных мощностей совершенно не важны. Они просто теряются в "ошибке округления". Это крайний случай.
Точно так же, С ДРУГОЙ СТОРОНЫ, очень энерговооружённый бомболёт Дайсона (допустим это правда) разгоняясь до 10 000 км/с за 10 дней, по идее имеет энерговооружённость не ниже 10^7^2/2/864000c =58 МВт/кг.
Но это не значит что он достигнет А. Центавра за 22 года (как показывает моя табличка оптимизации для корабля с такой энерговооружённостью). По той же причине что он просто не может такую энерговооружённость демонстрировать заметное времемя  (как два предыдущих корабля). Его энерговооружённость здесь не существенна. Существенна скорость, которую он разовьёт в процессе быстрого "короткого" разгона. А дальше он будет у цели через ~150 лет  ПО ИНЕРЦИИ. То есть  его траектория  предполагает (как и в первых двух случаях) полёт по инерции и псевдомгновенный разгон, возможно, такое же торможение (10 дней почти мгновенно по сравнению с 150 годами инерционного полёта).
Кстати, чтобы абстрактная идеальная ракета с 58 МВт/кг долетела до А Центавра за 22 года, скорость истечения должна быть ~120 000 км/с.  :)
« Последнее редактирование: 27 Июл 2024 [18:46:44] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн PostAlien

  • *****
  • Сообщений: 519
  • Благодарностей: 26
  • Imperare sibi maximum imperium est
    • Сообщения от PostAlien
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18891 : 27 Июл 2024 [17:00:56] »
Нашёл. Всё нашёл! Легко и быстро!!! Нашёл и РОДИМОГО Зенгера. Заходите сюда:
https://es.scribd.com/document/481969237/zenger-rocket-flight-1965-pdf
У Маркса я  тоже "свои алгебраические бредни" нашёл. Открывайте это знаменательное издание: Проблема CETI: Связь с внеземными цивилизациями
Форвард, кстати, тоже это считал. В статье Cost comparison of chemical and antihydrogen propulsion systems for high Delta-V missions он рассчитывал межпланетные ракеты на сильно (ОЧЕНЬ сильно) разбавленном обычным топливом антиводороде и, минимизируя требуемое для достижения заданной характеристической скорости количество антивещества, вывел оптимальное соотношение характеристической скорости и эффективной скорости истечения.
И вот ещё статья Optimum exhaust velocity for laser-driven rockets в Journal of Spacecraft and Rockets, где выведено аналогичное соотношение скоростей, массовое число и КПД для дистанционно питаемых по лазеру электроракет.

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18892 : 27 Июл 2024 [17:44:03] »
Форвард, кстати, тоже это считал.
И вот ещё статья
Спасибо! Чем больше банда - тем лучше! :) Да, если копнуть, то выясниться что секрет то полишенеля! Везде и почти у всех встречаются это v/u= 1.59... :) В статье Шепарда это 1.59 тоже везде торчит! При этом доказательство настолько простое (два действия) что никто особо не заморачивается это разживать тугодумам.
Собственно, я сам не додумался до этого, если честно вспомнить. Я обычный советский инженер-дурак со всеми тупыми мифами в своей бестолковке!
Намёк на эту идею (что есть энергетически оптимальная скорость истечения v/u=1.59 или как я взял u/v= 0,62..) мне дал Лэндис, аж в 2008 году (дата публикации моего перевода), когда я пытался расшифровать его ... презентацию (на ней же только намёки-кроки для говорящего)!

Межзвездный ионный зонд, снабжаемый энергией по лазерному лучу

Меня так удивили намёки Лендиса про идеальную ракету, что я отдельно сел разобраться, быстро был потнясёно открывшимся (всё же в два действия!), а по итогу не смог сдержаться от восторга и там серым текстом наделал массу собственных комментариев с рисунками и графиками на эту тему.
Это было не менее сильное потрясение-перерождение чем осознание того, что лазерный парус имеет эффективность грубо  ~ v/с.
Я не помню, какое "потрясение основ" случилось раньше? :)
Кстати, это я кажется тоже где-то мельком (без всяких доказательств) дёрнул-ухватил у Лэндиса в работах по парусам и потом сам сидел выкручивал-кумекал как же такое может быть? Но последнее наше общение на эту тему, почти расставило все точки над i  (да, там остались вопросы, но при несильном релятивизме  это будет не важно, можно округлить)!
« Последнее редактирование: 27 Июл 2024 [17:55:56] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18893 : 27 Июл 2024 [17:54:10] »
Вы опять бросаетесь гранатами?
Первым придёт ТЭМ так как УСРЕДНЁННАЯ энерговооружённость у него выше.
Какая еще УСРЕДНЁННАЯ энерговооружённость???
Не было никакой УСРЕДНЁННОЙ энерговооружённости.
Была удельная мощность. Мощность ДУ на кг сухой массы.
Эта величина постоянна, что для Фалкона (в угоду вам считаем его одноступенчатым), что для ТЭМ.
Было вами сказано - "Энерговооружённость  зведолёта (при том любого, не только ракеты) w определяет  ВРЕМЯ T перелёта на заданную ДИСТАНЦИЮ L."
Вот и разберите с точки зрения удельной мощности эти две ракеты для полете к Альфе.
im

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18894 : 27 Июл 2024 [17:59:58] »
Да, если копнуть, то выясниться что секрет то полишенеля! Везде это v/u= 1.59... :) В статье Шепарда это 1.59 тоже везде торчит!
У Шепарда в этой статье полет к Альфе с торможением 130 лет. Считайте, какая там v/u= 1.59... ?!!

im

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18895 : 27 Июл 2024 [18:06:12] »
Было вами сказано - "Энерговооружённость  зведолёта (при том любого, не только ракеты) w определяет  ВРЕМЯ T перелёта на заданную ДИСТАНЦИЮ L."
Я вам поставлю плюс за хороший каверзный вопрос (через 72 часа). Да, формулировка у меня явно неточная. Я должен исключит все такие КРАЙНИЕ случаи. И я еще думаю как это сделать.
Про особенность Ориона я сразу знал и сразу исключал из такого рассмотрения, записывая это в его явные достоинства. Но вы нашли зеркалную проблему с другого конца... Гм...
Ясно что два ваших случая и мой один - это КРАЙНИЕ случаи, когда x, доля активного участка СТРЕМИТЬСЯ К НУЛЮ. То есть задача, что называется, вырождается....
Нужно поэтому установить границы.
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18896 : 27 Июл 2024 [18:12:39] »
Я вам поставлю плюс за хороший каверзный вопрос (через 72 часа).
Я вам давно поставил несколько хороший каверзный вопрос.
Вопросы поставлены, а Германа все нет.
im

Оффлайн alex_semenov

  • *****
  • Сообщений: 19 280
  • Благодарностей: 692
  • Я лгу!
    • Сообщения от alex_semenov
    • Z-механика+
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18897 : 27 Июл 2024 [18:16:53] »
Да, если копнуть, то выясниться что секрет то полишенеля! Везде это v/u= 1.59... :) В статье Шепарда это 1.59 тоже везде торчит!
У Шепарда в этой статье полет к Альфе с торможением 130 лет. Считайте, какая там v/u= 1.59... ?!!
Откройте и посмотрите, 1.59 в статье встречается два раза (один раз в виде картинки и поисковик дает одно совпадение):

Цитата
Differentiation of equation (4) leads to the condition that у is a minimum for a given v. Assuming that our fuel is valuable this would be an important consideration. The condition is:

r=1.59, R = 4,9 (5)

....

Before proceeding we might well pause to consider the nature of the propulsion unit which would raise our interstellar vehicle to the considerable velocities which we are contemplating. Let us take a closer look at a vehicle having a characteristic velocity of say 10 000 km/sec. Under the optimum conditions and for γ ≤ 3.9 as we have shown, the exhaust velocity would be ve /1.59, i.e., 6 300 km/sec. In a voyage lasting 250 years we could afford to spend 100 years in accelerating and decelerating; this would only add 100 years to the transit time. This corresponds to an acceleration of 100 km/sec/year or 0.31 cm/sec2 (0.32 milligee). The specific exhaust power, i.e., the useful mechanical power in the exhaust jet per unit mass of vehicle, is given by the expression [1]

Да да! Скорость истечения в 6300 км/с  для корабля разгоняемого до 10 000 км/с как оптимум выведен именно из этого 1.59!  :D Хотя я пока не разобрался как по-другому он самом начале статьи вывернул это (надо для начала всё это упорядочить в поток русских букв), но я вижу что это ТО САМОЕ!  :P

Я вам давно поставил несколько хороший каверзный вопрос.
Вопросы поставлены, а Германа все нет.
Не переоцнивайте себя. Этот в нашем сезоне - первый хороший. :)

Зы. По-началу утверждение w >=kL2/T3 относилось к особому случаю постоянно включенного двигателя. То есть корабль непрерывно разгоняется и тормозится. Параметр x=1 (доля участка разгор-торможение в L) То есть корабль постоянно преодолевает силу инерции... И тут долго считалось, что такой полёт с минимальными энергозатратами для любого привода (Штерн тоже заложил это заблуждение в свою книгу). Но потом оказалось что нет. Не только для ракеты но и для, скажем равноускоренной траектории (с равномерным нарастающей мощностью, это тоже был отдельный катарсис), выяснилось (с вашей подачи) что оптимально иметь небольшой инерционный участок. То есть мы перешли к наиболее общему случаю когда есть и ускорение-торможение и инерционный участок. И это спутало все карты теперь... Гм... Как отделить всех мух от котлет?
Ясно что случаи, когда разгон и торможение происходит КВАЗИмгновенно по сравнению с  остальным временем полёта в инерциальном режиме, то есть параметр  x ~0  - вся эта логика выключается. Я полагал что знак "меньше" отделяет все такие случаи... а нет!

Зы. Зы. Смотрим на уравнение оптимизации:



Если x =0 (весь полёт по-сути происходит по инерции) первое слагаемое = 0, второе слагаемое =0, третье слагаемое, в знаменателе множетель ln(1)=0, то есть А/0 = бесконечность. Мы имеем неопределённость. На краю данная функция не определена. Там - вырожденные решения.
Это чистая математика.
Теперь найти этому простое физическое объяснение...
« Последнее редактирование: 27 Июл 2024 [19:52:35] от alex_semenov »
Александр Анатольевич Семёнов. Научный спекулянт, сторонник концепции сильного ИИ по А. Тьюрингу, исторический еслибист, саракшист, идейный космист, религиозный эволюционист, знаниевый фундаменталист, прорицатель мрачного будущего. Эксперт по межзвездным переселениям и ксеноциду. Сетевой графоман-оратор. Весельчак, балагур.

Оффлайн PostAlien

  • *****
  • Сообщений: 519
  • Благодарностей: 26
  • Imperare sibi maximum imperium est
    • Сообщения от PostAlien
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18898 : 27 Июл 2024 [20:24:07] »
Да, если копнуть, то выясниться что секрет то полишенеля!
С многоступенчатостью. Я тут пока еще в раздумье. Но есть твёрдые ориентиры и интересные идеи.
Ясно что многоступенчатость ничего не меняет по-сути. Она только НЕСКОЛЬКО сдвигает картину, построенную для одноступенчатой ракеты. Но как численно это учесть? Я пока не знаю.
Я пока думаю вот что (и источники вроде как это подтверждают). Оптимальная многоступенчатая ракета состоит из "подобных" субракет, каждая из которых, оптимизирована как одноступенчатая (под свою субзадачу). Мы с вами это уже обсуждали как-то вроде.
Да. Собственно, Джонатан Пост тоже об этом знал. У него в статье каждая отдельная ступень его звездолёта имеет примерно оптимальное соотношение масс 5 (видимо, Пост округлял). Каждая ступень содержит 80% процентов топлива и 20% сухой массы, из которой половина – это "мёртвая" конструкционная масса ("приняв долю мертвой массы 10^–1 для каждой ступени"), а половина – масса полезной нагрузки/следующей ступени. Это не может быть совпадением.
И при такой пятиступенчатой мы сможем при постоянной улельной мощности в пять раз превысить скорость отдельной ступени (если пренебречь релятивистскими поправками, с ними будет чуть меньше), затратив лишь в пять раз больше времени. Заплатить за это придётся в тысячи раз большим количеством  топлива по отношению к сухой массе последней ступени. Но это не новость. Это тривиальное следствие формулы Циолковского, которое нам давно донесла популярная литература. Нововведение Поста заключается в том, что, оказывается, такое колоссальное соотношение масс может быть приемлемым. Собственно, меня эта работа заинтересовала именно из-за неявной полемики со статьёй Эдварда Перселла. Перселл показал, что для достижения релятивийской скорости на термоядерном топливе потребуется десятизначное соотношение масс. Пост показал, что мы в принципе можем такое себе позволить.
Хотя я отдаю себе отчёт в том, что это, мягко говоря, не самый эффективный вариант двигателя для межзвёздных перелётов, меня эта идея заинтересовала чисто концептуально.
И, конечно, многоступенчатость ничем вам не поможет в том случае, если даже одна ступень, даже при оптимальном числе Циолковского, не успевает разогнаться на полётной дистанции (а при "умеренной" удельной мощности, например 100 ватт на килограмм или киловатт на килограмм, при типичной для эффективных термоядерных ракет скорости истечения, и при полётной дистанции, равной хотя-бы половине расстояния до Проксимы Центавра, так и будет) до своей максимально скорости. Многоступенчатость наиболее полезна при сочетании очень высокого массового числа (то есть недостаточного удельного импульса) и либо высокой удельной мощности, либо длительной дистанции полёта. Просто большинство энтузиастов термоядерных звездолётов верят, что высокая удельная мощность достижима. И я полагаю, что-то придумать можно. Ваш "вывернутый на изнанку" токамак, например.
Кроме того, как я уже писал, идеальный автофаг, который по мере разгона очень плавно избавляется от мёртвой массы (перерабатывая в рабочее тело или хотя-бы просто отстреливая двигатели), может быть более эффективным, нежели оптимальная многоступенчатая ракета.
Но последнее наше общение на эту тему, почти расставило все точки над i  (да, там остались вопросы, но при несильном релятивизме  это будет не важно, можно округлить)!
А о каких вопросах речь? Как мне кажется, уравнение эффективности паруса получилось вполне однозначным. Хотя возможно я что-то уже забыл. Мы вроде бы не до конца определились с выходной мощностью луча, требуемой для поддержания постоянного ускорения на релятивистской скорости.
« Последнее редактирование: 28 Июл 2024 [00:04:55] от PostAlien »

Онлайн Иван Моисеев

  • *****
  • Сообщений: 4 029
  • Благодарностей: 56
  • Navigare necesse est
    • Сообщения от Иван Моисеев
    • Проблема межзвездных перелетов
Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #18899 : 27 Июл 2024 [20:25:53] »
Да да! Скорость истечения в 6300 км/с  для корабля разгоняемого до 10 000 км/с как оптимум выведен именно из этого 1.59!
Это промежуточные рассуждения от которых Шепард в процессе уходит.
Его принятый результат 130 лет при скорость истечения в 6300 км/с.
"Это также будет соответствовать удельной мощности ДВИГАТЕЛЯ около 10 кВт/кг."
Если бы Шепард рассматривал бы удельную мощность, как вы ее понимаете, он бы обязательно указал бы Сухую массу и массу ПН.
Смотрим на уравнение оптимизации:
Т(w,u,x,L). Гм.
А как же "Энерговооружённость  зведолёта (при том любого, не только ракеты) w определяет  ВРЕМЯ T перелёта на заданную ДИСТАНЦИЮ L."
Где x? Где u?
« Последнее редактирование: 27 Июл 2024 [21:00:21] от Иван Моисеев »
im