Двигатель для межзвёздных перелётов

[Иван Моисеев]

Чем больше скорость истечения - тем лучше.

Нет. Не лучше.
Глупость вы несёте несусветную! На фотонных планетолётах к Венере не летают!

А куда летают?
Сделайте приличный расход массы и летайте, сколько и куда душе угодно.

[alex_semenov]

А куда летают?
Сделайте приличный расход массы и летайте, сколько и куда душе угодно.

Вы сначала сделайте, а потом посмотрим.
Расход массы dm жёстко связан со скоростью истечения u через потребляемую, извлекаемую мощность W. W > mu²/2 Задрали скорость истечения? Опускайте расход массы. Ну или возьмите с полки пирожок где-то волшенбый источник энергии c чудовищным W и что бы это вам карман не тянуло весило сколько вам надо.
Блин! Три сосны. Скорость истечения, мощность, секундный расход (четвёртая связанная - тяга). А вы меня кругами вокруг них водите уже какой год, Сусанин Моисеев! 

[Иван Моисеев]

Вы сначала сделайте, а потом посмотрим.

«Наши цели ясны, задачи определены. За работу, товарищи! За новые победы коммунизма!»

[Иван Моисеев]

Расход массы dm жёстко связан со скоростью истечения u через мощность W. W > mu2/2 Задрали скорость истечения? Опускайте расход массы. Ну или возьмите с полки пирожок где-то волшенбый источник энергии c чудовищным W и что бы это вам карман не тянуло весило сколько вам надо.

Чтобы увеличить и мощность, и расход массы не надо ничего волшебного.
Увеличьте скорострельность - частоту подачи мишеней в КС.

Блин! Три сосны. А вы меня кругами вокруг них водите уже какой год, Сусанин Моисеев!

Чтобы не заблудиться в трех соснах, надо смотреть физику, а не ксякие там КПД и прочие черте что.

[alex_semenov]

Чтобы увеличить и мощность, и расход массы не надо ничего волшебного.
Увеличьте скорострельность - частоту подачи мишеней в КС.

Всего лишь? Ну надо же!!! "А я и не подумал" (с)!!!

Чтобы не заблудиться в трех соснах, надо смотреть физику, а не ксякие там КПД и прочие черте что.

Да, пафосно п... надувать губы - не мешки ворочать. И даже не оценивать неизбежные энергетические потоки через  материю! Мол, какой-такой кпд? Какая энерговооружённость? 



Насладитесь видео.

[Иван Моисеев]

Чтобы увеличить и мощность, и расход массы не надо ничего волшебного.
Увеличьте скорострельность - частоту подачи мишеней в КС.

Всего лишь? Ну надо же!!! "А я и не подумал" (с)!!!

А сообразить легко.
Вот это ГШ-23. Пушка, с которой мне пришлось много повозиться.
 
А это Вулкан. Для той же задачи, но американская.

Наглядно показывает преимущество капиталистического строя перед социалистическим.

[alex_semenov]

А сообразить легко.

Так это же ЛИШНЯЯ МАССА в 6 раз! О чём я вам и долдоню. И что вы выиграли? Расход пуль вы увеличили (развивая аналогия). Но масса на пулю - осталась той же.

Вот наши предки, в эпоху паровозов термодинамику машин понимали куда лучше чем некоторые ракетчики (страдающие низкопоклонством перед западом) теперь...

[Иван Моисеев]

Так это же ЛИШНЯЯ МАССА!

А что вы хотели?
Без затрат что-либо получить? Щелчком пальцев?
Так что-ли, товарищь ибн Хоттаб?

Но лишней массы немного, это масса всего лишь одного агрегата, малой части всего двигателя.

Но масса на пулю - осталась той же.

Про массу на пулю вы ничего не говорили. Ее можно увеличивать, но это другая задача.

[alex_semenov]

Про массу на пулю вы ничего не говорили. Ее можно увеличивать, но это другая задача.

Бля! Я не говорю?! А энерговооружённость или удельная мощность - это ЧТО?   
Нет. Вы явно дурака валяете. Мне этот ваш цирк - надоел. Я - пас. Ну не можете же вы быть действительно настолько идиотом! Или можете? Иван?

[Иван Моисеев]

Про массу на пулю вы ничего не говорили. Ее можно увеличивать, но это другая задача.

Бля! Я не говорю?! А энерговооружённость или удельная мощность - это ЧТО?   
Нет. Вы явно дурака валяете. Мне этот ваш цирк - надоел. Я - пас. Ну не можете же вы быть действительно настолько идиотом! Или можете? Иван?

Масса пули не определяет энерговооружённость или удельная мощность. И наоборот. Мухи отдельно, пиво - отдельно.

[alex_semenov]

Масса пули не определяет энерговооружённость или удельная мощность. И наоборот. Мухи отдельно, пиво - отдельно.

Ничего не понял. Не уверен что мы с вами одинаково понимаем аллегорию про пулемёт и пули. Можно то же, но без аллегорий?

[Иван Моисеев]

Масса пули не определяет энерговооружённость или удельная мощность. И наоборот. Мухи отдельно, пиво - отдельно.

Ничего не понял. Не уверен что мы с вами одинаково понимаем аллегорию про пулемёт и пули. Можно то же, но без аллегорий?

Пуля - это то, что называют мишенью, pelllet с массой m.
Подается в камеру сгорания с частотой n.
Расход массы - mr=m*n.
Каждая мишень выделяет энергию, которая определит мощность двигателя.
Чтобы увеличить эту мощность не надо ничего волшебного - просто увеличьте  n. Поставьте два механизма подачи вместо одного и увеличьте частоту импульсов поджига.

[alex_semenov]

Чтобы увеличить эту мощность не надо ничего волшебного - просто увеличьте  n. Поставьте два механизма подачи вместо одного и увеличьте частоту импульсов поджига.

Допиустим. Ничего против еще одногомеханизма подачи. Это - необременительно. Да хоть шесть!
Три вопроса:

1 Какой у вас Q мишени? Сверимся. Q = [выделившая термоядерная энергия]/[энергия драйвета затраченная на сжатие и поджигание мишени] Q>1

2 Какая эффективность драйверов η ? То есть η=[энергия выстрела в луче драйверов]/[энергия, потраченная на накачку драйвера], 0<η<1

3 Откуда берётся энергия на накачку драйверов? То есть вы хотите увеличить (всего лишь) частоту импульсов поджига. Прекрасно. Значит и потребляемая при этом энергия (по сути мощность, энергия за секунду, раз "пуль" и выстрелов стало больше) возрастёт? А откуда она возрастёт?

[Иван Моисеев]

1 Какой у вас Q мишени? Сверимся. Q = [выделившая термоядерная энергия]/[энергия драйвета затраченная на сжатие и поджигание мишени] Q>1

Требования к Q меньше, чем аналогичные требования для наземных установок. Полагаю 50 - это нормально.

2 Какая эффективность драйверов η ? То есть η=[энергия выстрела в луче драйверов]/[энергия, потраченная на накачку драйвера], 0<η<1

10%

3 Откуда берётся энергия на накачку драйверов? То есть вы хотите увеличить (всего лишь) частоту импульсов поджига. Прекрасно. Значит и потребляемая при этом энергия (по сути мощность, энергия за секунду, раз "пуль" и выстрелов стало больше) возрастёт? А откуда она возрастёт?

Отбирается соленоидами  из КС. Если увеличить частоту вспышек, увеличится и эта энергия.

[MenFrame]

Требования к Q меньше, чем аналогичные требования для наземных установок. Полагаю 50 - это нормально.

Полагаю вы не понимаете о чем говорите. Для двигателя Q нужно больше чем для электростанции. Поскольку замыкание энергии в двигателе намного меньше. То есть если в энергетической установке почти вся энергия взрыва уходит в нагрев рабочего тела, а потом ее часть поступает в драйвер. То в случае двигателя типа дедала 80% вообще бесполезный ренген и нейтроны который улетает в космос, 15% допустим уходят на создание тяги остается 5% на питание драйвера. То есть Q нужен как минимум раз в двадцать выше чем для электростанции, а желательно раз в 100, так как это поможет сделать вес драйвера разумным. Для электростанции вес драйвера не критичен, для звездолета каждый килограмм веса критичен.

[Иван Моисеев]

Полагаю вы не понимаете о чем говорите.

Взаимно.

Поскольку замыкание энергии в двигателе намного меньше.

Что за замыкание?

о в случае двигателя типа дедала 80% вообще бесполезный ренген и нейтроны который улетает в космос

Почитайте литературу по Дедалу. Обратите внимание на используемое топливо.

[MenFrame]

Что за замыкание?

Это когда энергия выделяющаяся при реакции уходит на поддержание этой реакции.

Обратите внимание на используемое топливо.

80% цифра для используемого топлива, для других еще хуже будет. Скажем для D+T будет 95%

[Иван Моисеев]

Это когда энергия выделяющаяся при реакции уходит на поддержание этой реакции.

Этого термина не знает ни Гуул ни Яндекс.
С чего вы решили, что вас кто-то поймет?
А энергия выделяющаяся при реакции уходит на поддержание этой реакции всегда, иначе ничего работать не будет.

80% цифра для используемого топлива, для других еще хуже будет. Скажем для D+T будет 95%

Если бы вы посмотрели эти реакции, то увидели бы, что реакция Дедала не дает нейронов вообще.  D+T это 80% по энергии. Гамма лучей не дает ни одна реакция.

[alex_semenov]

1 Какой у вас Q мишени? Сверимся. Q = [выделившая термоядерная энергия]/[энергия драйвета затраченная на сжатие и поджигание мишени] Q>1

Требования к Q меньше, чем аналогичные требования для наземных установок. Полагаю 50 - это нормально.

2 Какая эффективность драйверов η ? То есть η=[энергия выстрела в луче драйверов]/[энергия, потраченная на накачку драйвера], 0<η<1

10%

Спасибо.
Хочется задать еще ряд вопросов.

1. Сухая масса звездолёта? [кг]
2. Конечная скорость (пока считаем без торможения) в км/с или скорости света?
3. Время разгона до этой скорости  [годы]?
4. Предполагаема скорость истечения км/с? Хотя мы и так знаем, вожделенные 10 000 км/с. Так?
5. Тяга или секундный расход топлива?
6.  Количество импульсов в секунду?
7.  Энергоёмкость термоядерного топлива? [Дж/кг] Я даже не спрашиваю какое.
8.  Доля выгорания топлива? Она <1 и >0.
9.  Доля энергии заряженных частиц (направляемых магнитным соплом) к общей выделившейся энергии при взрыве мишени?
10. Q - я реакции уже знаю. Q=50.
11.  Эффективность драйверов, тоже известна мне уже.  η =0.1
12.  Эффективность преобразования отобранной соленоидом энергии в энергию накачки драйверов?

Гм... Ничего больше не забыл спросить?
Да. Сколько ступеней? Если их больше двух одной, то все вопросы относятся к первой ступени (и вопрос о массе  - с массой полезной нагрузки, то есть всеми последующими ступенями). И скорость до какой разгоняемся, сколько лет - всё только для неё (что оправдывает, что торможение мы не считаем).

Вы можете нарисовать мне свой "образ победы"? Ну как это должно выглядеть в итоге?

3 Откуда берётся энергия на накачку драйверов? То есть вы хотите увеличить (всего лишь) частоту импульсов поджига. Прекрасно. Значит и потребляемая при этом энергия (по сути мощность, энергия за секунду, раз "пуль" и выстрелов стало больше) возрастёт? А откуда она возрастёт?

Отбирается соленоидами  из КС. Если увеличить частоту вспышек, увеличится и эта энергия.

Да, конечно. Но если эта энергия увеличилась с увеличением частоты, весь "обратный контур", то есть соленоид -> драйвер, разве у них был РЕЗЕРВ для такого увеличения?
Ну например. Соленоид, снимая энергию вряд ли будет снимать ее с КПД=1. Очень близкий, скажем 0.95, но всё же 1-095=0.05 энергии в соленоиде будет паразитка.
Да, вы увеличили частоту взрывов в 10 (например) раз. Но это означает что ваш соленоид теперь за секунду получает в 10 раз больше импульсов и в 10 раз больше паразитной энергии. А старый радиатор был рассчитан на предыдущий темп. Значит? Хотя бы радиатор надо увеличить.
Еще хуже с драйверами.
Драйвер у вас начал стрелять в 10 раз чаще. Но эффективность драйвера вы указали 0.1. То есть 1-0.1=0.9 от энергии поданной на драйвер соленоидом превращается в паразитное тепло. Для этого у вас были радиаторы в расчёте на то, что у вас будет предыдущий медленный темп "стрельбы". Но вы его увеличили (почему я и привёл пример расплавившегося пулемёта) в 10 раз. Значит тот самый поток энергии на радиаторы тоже увелитится в 10 раз.
Кстати. А он у вас (поток на радиаторы) не детский!
Смотрите. Пусть у вас 0.75 энергии взрыва превращается в направленную энергию ракетной струи (как в ЖРД споры о нейтронах - в сад!) Мы можем все импульсы за секунду обобщить и обозначить это как W. Это очень удобная база, потому что мы знаем что W = Fu/2. Отлично.
Так как у вас Q=50, то квизинепрерывная  мощность (хотя какая разница?) драйверов в мощности ракетного выхлопа: W/0,75/50 =0,0267W.  Но сам драйвер имеет эффективность 0.1. То есть на него подаётся энергия 0,0267W/0,1 = 0,267W. Кстати, нехило так 28% энергии отобрать от ракетной струи!... И кстати, по крайней мере 0,267W/0,95 вы должны вычесть из W. вернее поднять W, на эти  28% (и значит весь контур вплоть до энергии драйвера) чтобы сохранить тягу и удельный импульс расчётным. Но сейчас - не суть. Суть в том что помимо того что драйверы превратили в луч, они слили на радиатор (обеспечивают поток тепла в секунду) следующее количество энергии:

0,0267W/(1-0.1) = 0,296W

30% Энергии выхлопа вы отобрали, превратили в ток а потом опять в паразитное тепло!
Ну логично? Это никак не отменить! Увеличении частоту импульсов? Увеличении мощность потока на выходе (обобщённую за секунду) W, увеличился поток на радиаторы! И это безнаказанно?
Ствол не расплавится?
Да, я знаю, вы скажете - вы увеличите радиаторы. Допустим. Они у вас волшебные. Может быть. Но вопрос в другом. Сами драйверы у вас способны принять и пропустить через себя за секунду такое количество энергии?
Пусть ваша ДУ обладает удельной мощностью 40 Мвт/кг (у первой ступени Дедала такая). Значит дравер должен выдвавать в квазинепрерывном режиме 0,0267*40 Мвт/кг* = 1,068 Мвт/кг* Это если бы вся двигательная установка состояла из драйвера. Но это не так. Драйвер - лишь часть массы установки! Пусть драйвер в массе всей ДУ составляет 10%. Тогда удельная мощность самого дравера (как устройства) должна составлять 1,068/0,1 = 10,68 Мвт/кг. Она всего в ~4 раза меньше всей удельной мощности двигательной установки и это без учёта потерянной в расчете рекуперации 28% из струи.
Этот неприятный факт вытекает из ваших данных Q=50 η = 0.1! Ну и принятой мной долей массы драйвета в массе установки в 0.1. Но это только мощность луча! А подаваемая на вход лазера мощность накачки - 106,8 Мвт/кг собственный массы лазера, КАРЛ! И почти вся эта мощность идет в тепло (0.9) на радиаторы!
Вы такие лазеры-драйверы где-нибудь видели?
А надеетесь когда-нибудь увидеть?
Я - нет.
 
То есть. Мы должны плясать в обратную сторону. От РЕАЛЬНОЙ удельной мощности дравйеров. Скажем драйвер может быть (я тут когда-то делал обзор современных лазеров) 1 квт/кг собственной массы. В квазенепрерывном режиме луча. Такого еще нет, но допустим. Тогда из вышесказанного, предположив что сам драйвер составляет лишь 0.1 массы всего двигателя, мы получаем, что удельная мощность всей ДУ может быть лишь ~ 4 квт/кг. Это лучше чем в ионном двигателе. Но не намного.
Вот если бы вы заложили Q = 100 и  η = 0,25-0.5, то возможно вы вышли бы на честные 10-20 квт/кг, а то и 30 квт/кг!
И это,видимо, "честная", предельная удельная мощность для любого термоядерного двигателя (не важно, магнитный термояд, инерционный, главное что "управляемый"!)
На благословенном Западе так и считают:



Хотя тут, судя по тому что указана доля тяги к массе, они считают не удельную мощность установки, а энерговооружённость всей ракеты (пустой), которая будет в 2-3 раза тяжелее. То есть наши честные 20-30 квт/кг надо поделить на 2-3 и получим показанные на графие 10 кВт/кг.
И это, видимо, действительно предел!
Никаких МВт/кг никогда не будет!
 

[alex_semenov]

Требования к Q меньше, чем аналогичные требования для наземных установок. Полагаю 50 - это нормально.

Полагаю вы не понимаете о чем говорите. Для двигателя Q нужно больше чем для электростанции. Поскольку

Хотя ваш спор ушёл не туда, но вы правы. Иван повторяет МАНТРЫ сто раз скзанные про термоядерный двигатель. Он моного читает западной спецлитературы. А там как попугаи, эту "истину" повторяют в каждом журнале. Это сказали британцы еще в 60х. Но они, я думаю, это ЛЯПНУЛИ именно потому, что 60-х еще думали о применении термоядерного двигателя (кстати еще с магнитным удержанием) для межпланетных полётов. Где достаточно было чуть превзойти ионно-ядерную тягу по тяге чтобы считаться перспективной идеей. И так как высокий Q тогда считался большой проблемой, то все радостно заключили, что в двигателе высокий Q не нужен (что бы соревноваться с ионником) и поэтому получалось что построить термоядерный двигатель даже проще чем реактор!
Так и повелось...
И перешло на идею импульсного ядерного. Бездумно.
Да, если бы мы могли получить Q=1000 мы бы улучшили дедал-подобного корабля на порядок. Могли бы мечтать о ~ 100-300 квт/кг. Это уже сравнимо с химической ракетой-носителем. Да там бы появились другие траблы... Как тараканы бы полезли (как водится)... Но ТЕОРЕТИЧЕСКИ был бы шанс. А так, при стандартных Q~100 шансов - никаких.
 
Хотя как более прокачанный ионнник термоядерный двигатель вполне смотрится.
Но то что нарисовали британцы Делалу  (десятки мегаватт на кг) - это полная лажа! Не бывает такого в природе.