Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Вы запускаете поиск решения и он УВЕРЕННО находит МИНИМУМ времени, варьируя скорость истечения (выбирает оптимальную)

А если скорость истечения переменная? Вы считали такой случай? Он всегда хуже, чем постоянная скорость?

Такой случай не считал. Но! Правильный вопрос задаёте.
Чем эффективней привод превращает запасённую (или получаемую извне) энергию в кинетическую энергию своего движения, тем быстрее он окажется у цели при прочих равных (дистанция и удельная мощность). И если квази-идеальная ракета с переменной скоростью истечения эффективней превращает в кинетическую энергию запасённую (а это так и есть), то она точно будет быстрее у цели любой ракеты с постоянной (даже оптимально найденной выше мной) скоростью истечения.
При этом, я подозреваю что такой ракете лучше (траектория-оптимум) не иметь инерционного участка.
Она будет всё время двигаться с ускорением (при этом участок торможения будет короче разгона).

Более того! Я подозреваю что "подобная" многоступенчатя ракета что я тут рассматриваю как Зонд Елистратова с автофагией, без автофагии, но с некой постоянной скоростью истечения - хоть и даёт рекордндное для ракет время перелёта при заданном w (после оптимизации) но это тоже не предел оптимизации.
Если мы уйдём от жесткого условия , что бы скорось истечения на всех ступенях была одинаковая (оптимальная но одинаковая) и позволим поиску решений назнчать каждой ступени произвольную скорость истечения то мы тем самым приблизимся к ... той самой ракете с переменной скоростью истечения.
То есть результат будет еще лучше.
Насколько? Не думаю что намного.
Тут явно видна некая АСИМПТОТИЧНОСТЬ. То есть приближение к некому пределу. И моя базовая гипотеза на сегодня что я знаю этот предел. Я уже его показывал.



w >= k L²/T³, где k >=2,25 то есть w >=2,25 L²/T³   ГИПОТЕЗА!

То есть. Если вернуться к нашей дуэли, на которую Иван так и не пришёл...   При энерговооружённость 1000 ватт/кг на дистанции в 1 св. год существует абсолютный теоретический предел для любых систем тяги. Не важно. Ракера-не ракета. Одно, много-ступенчатые (сколько ступеней? до сраки!), автофаги, переменная, постоянная тяга...
Это всё не имеет значения. НИКТО (подозреваю) не переступит через этот барьер.



То есть, что бы вы не придумывали, как бы ступени не городили, но в рамках классической физики вы не можете на транспортном средстве, которое имеет  w=1000 ватт/кг на дистанцию 9460730472580800 м (световой год)  переместиться раньше, чем за 5861524970 с или 185,7 лет.
Дольше? Да ради бога! Но не раньше!

[Иван Моисеев]

Вы согласны, что минимум времени перелета определяет не одна удельная мощность, а несколько параметров?

Для одноступенчатой ракеты - только она.

А зачем же вы только что требовали от меня тип перелета (заявив, что самый реальный тип для вас не подходит)?
Число ступеней (заявив, что самый реальный вариант (многоступнчатый) для вас не подходит)?
Скорость истечения?
То есть вы сами же, безо всякого на вас давления, показали следствию, что сама по себе удельная мощность ничего на практике не определяет.

[Иван Моисеев]

То есть минимум есть и здесь!

С минимум времени уже давно разобрались.
Сейчас я обсуждаю только один параметр - удельную мощность.

[alex_semenov]

То есть минимум есть и здесь!

С минимум времени уже давно разобрались.

Да нихрена подобного! Выполненная вами в студенчестве оптимизация, простите, чисто методологически - лажа! Бег котёнка за своим хвостом.

Сейчас я обсуждаю только один параметр - удельную мощность.

Да мы ее только и обсуждаем! Удельная мощность и дистанция - всё что определяет минимальное время.
Я выше вам уже даже минимальное k уточнил.
ДЛЯ ЛЮБЫХ СИСТЕМ ПРИВОДА!
Заметили?
Ваши ракеты (ступени, автофаги, постояння или переменная скорость истечения) - не исключение. Частные случае БОЛЕЕ ОБЩЕГО правила.

[viesis]

То есть, что бы вы не придумывали, как бы ступени не городили, но в рамках классической физики вы не можете на транспортном средстве, которое имеет  w=1000 ватт/кг на дистанцию 9460730472580800 м (световой год)  переместиться раньше, чем за 5861524970 с или 185,7 лет.
Дольше? Да ради бога! Но не раньше!

По-моему вы слишком далеко заходите. При очень большом массовом числе можно и быстрее.

[Иван Моисеев]

w >= k L2/T3, где k >=2,25 то есть w >=2,25 L2/T3   ГИПОТЕЗА!

Т.е. искомая T есть корень кубический из отношения квадрата расстояния умноженного на коэффициент k к удельной мощности.
По сути вопроса вы ввели понятие удельной мощности (в собственном варианте, не имеющем аналогов в мире) и заменили довольно-таки сложные формулы и алгоритм минимизации коэффициентом.
Пользы от этого никакой, только генерация множества ошибок.
Именно от того, что этот метод бессмысленен, его никто и не открыл.
Так что, вы по праву считаете себя первооткрывателем.

[alex_semenov]

По-моему вы слишком далеко заходите. При очень большом массовом числе можно и быстрее.

Может быть... я пока не уверен. Это гипотеза.
Как ее доказать?
Это сложно.
Опровергнуть - легко. Надо просто привести конкретный (но корректный) контрпример.

Самая тонкая тут вещь. - КОРРЕКТНО дать определение удельной мощности. Пока это была одна ступень всё было очевидно (умному - ясно, дураку- красно).  Мы из нее ведь, фактически считаем ускорение ракеты. Но когда переходим к ступенчатости, то  то, что было очевидно на одной ступени, несколько "плывёт" для многоступенчатости. Особенно, если мы уйдём от "подобности" ступеней. В подобной многоступенчатой ракете (где все ступени похожи как матрёшки) я знаю, что уточнив долю полезной нагрузки в массе ракеты я чётко могу вычленить удельную мощность конструкции и перенести это на одноступенчатую ракету.
Но если мы начнём играться с тем, что на разных ступенях будем выбирать разную скорость истечения и при этом разную долю массы топлива в массе ступени... Гм....
В общем, надо еще думать.
Возмжно всё не так уж и плохо. Надо попробовать поиграться с многоступенчатостью. Возможно оптимальная, близкая к квазиидеалу многоступенчатая ракета с разной скоростью истечения, ПОТРЕБУЕТ что бы массовое число на всех ступенях оставалось одинаковым. Тогда проблема корректного определнеия удельной мощности для этого случая полностью снимается. Надо просто поиграться. Для чего нужно сделать подходящую вычислительную игрушку в моих любимых Excel.

[Иван Моисеев]

Да нихрена подобного! Выполненная вами в студенчестве оптимизация, простите, чисто методологически - лажа! Бег котёнка за своим хвостом.

Утверждение голословно.
А метода простая безо всяких выдумок типа сферических коней.
Берется уравнение Мещерского и из него получается минимум Т.
Уравнение Мещерского полностью определяет движение тела переменной массы.
Удельная мощность в него не входит.
Только массы и скорости (без внешний влияний если).
Из масс и cкоростей можно вывести тьму параметров, вроде ваших k и w.
Но зачем?

[alex_semenov]

Именно от того, что этот метод бессмысленен, его никто и не открыл.
Так что, вы по праву считаете себя первооткрывателем.

Да, поверьте! Меня тоже мучает этот вопрос. Почему никто до меня не открыл это. Тот же Дайсон. Он любил такие вещи. Почему он, уйдя от ракет к парусу (то есть от ракетного привода к приводу вообще) не сделат этого? На самом деле много ума тут не надо. Тут надо просто заинтересоваться проблемой в целом.
Единственный кто этим заинтересовался когда-то мне известный - Маркс. Я приводил тут вам выдержки из его доклада на Бюроканской конференции по SETI. Но он... не опускался (почти) до низкой, классической механики. Он сразу всё решал в рамках релятивизма. А там - чёрт ногу сломает...
Но он интересовался абстрактной эффективностью, а не реальной удельной мощностью
Иначе бы он понял что и нет смысла лезть в релятивизм.
Достижимые нами  пределы с мыслимыми технологиями настолько ниже скоростей света, что релятивизм можно не использовать.

Утверждение голословно.

Зато оскорбительное!  Должен же я вам отплатить за вашу доброту к моим теориям!

Только массы и скорости (без внешний влияний если).
Из масс и cкоростей можно вывести тьму параметров, вроде ваших k и w.
Но зачем?

Ну хотя бы что бы, например, прийти к ПОДТВЕРЖДЕНИЮ  "бредового" выводу что w>=2,25L²/T³, который получен без всяких ракет вообще из учебника Пёрышкина.
Вы сами могли бы легко это понять.
Но вы упёртый. Вы упрямо ищете "под фонарём" (только ракеты!) и хрен вас оттащишь в сторону!

[viesis]

По-моему вы слишком далеко заходите. При очень большом массовом числе можно и быстрее.

Самая тонкая тут вещь. - КОРРЕКТНО дать определение удельной мощности. Пока это была одна ступень всё было очевидно (умному - ясно).  Мы из нее ведь, фактически считаем ускорение ракеты. Но когда переходим к ступенчатости, то  то, что было очевидно на одной ступени, несколько "плывёт" для многоступенчатости. Особенно, если мы уйдём от "подобности" ступеней. В подобной многоступенчатой ракете (где все ступени похожи как матрёшки) я знаю, что уточнив долю полезной нагрузки в массе ракеты я чётко могу вычленить удельную мощность конструкции и перенести это на одноступенчатую ракету.

Ступенчатость и как крайний вариант автофагизация это просто способы увеличения массового числа.

[alex_semenov]

Ступенчатость и как крайний вариант автофагизация это просто способы увеличения массового числа.

Я тоже так по-началу думал. Но не совсем. Если бы так, то с увеличением массвового числа падала бы эффективность ракеты.



То есть, все многоступенчатые ракеты не годились бы в подмётки по скорости перелёта оптимальной одноступенчатой (и это моя изначальная неверная гипотеза).
Но это реально не так! Тот же Зонд Елирстратова при правильно посчитанной эквивалентной удельной мощности у цели оказывается в два раза быстрее такой же одноступенчатой оптимальной ракеты! Ну почти в два. Я не уточнял (что надо).
Но, кстати. Если я прав в этой своей гипотезе, то тот Зонд Елистратова, что я нашёл поиском оптимума, не так уж и далёк от абсолютного минимума вообще любых транспортных средств.
Для А. Центавра, скажем при 30 000 ватт/кг,  из этого вот:



...даёт 159,53 лет (проверьте сами). А найденный мною оптимальный зонд-автофаг прилетает туда же с такой же удельной мощностью  за 174,6 года. То есть зазор до асимптоты совсем чуть-чуть. Видимо, его и выберет оптимальная многоступенчатая (8 ступеней, 30... уже роли не играет) ракета с разной (оптимально подобранной) скоростью истечения на всех ступенях.
Опять же. Это - моё предположение пока.

[Иван Моисеев]

Должен же я вам отплатить за вашу доброту к моим теориям!

Не за что.
Это моя работа - переправлять всех первооткрывателей в Нобелевский комитет.

[viesis]

Ступенчатость и как крайний вариант автофагизация это просто способы увеличения массового числа.

Я тоже так по-началу думал. Но не совсем. Если бы так, то с увеличением массвового числа падала бы эффективность ракеты.


То есть, все многоступенчатые ракеты не годились бы в подмётки по скорости перелёта оптимальной одноступенчатой (и это моя изначальная неверная гипотеза).

Чтобы картина стала более понятной, лучше от одноступенчатой ракеты сразу перейти к идеальному автофагу. А то что энергетическая эффективность не увеличивается, то со временем перелёта это не связано.

[alex_semenov]

Чтобы картина стала более понятной, лучше от одноступенчатой ракеты сразу перейти к идеальному автофагу.

Да-да. Хорошая мысль. Я сам думал недавно, как бы ее укусить? Но ... Туплю пока. Дело в том, что у автофага [масса конструкции] =0. То есть [удельная мощность]= бесконечности (если удельную мощность считать без полезной нагрузки, а так это  и правильней всего).

А то что энергетическая эффективность не увеличивается, то со временем перелёта это не связано.

Не понял этой фразы.

Не за что.
Это моя работа - переправлять всех первооткрывателей в Нобелевский комитет.

Да, да! Тяжёлая общественная нагрузка! Понимаю! 

[Иван Моисеев]

А то что энергетическая эффективность не увеличивается, то со временем перелёта это не связано.

От чего зависит минимальное время перелета Т?
1. От типа траектории (пролетная, с торможением, с возвращением).
2. От скорости истечения.
3. От расхода массы.
4. От стартовой массы.
6. От числа ступеней.
7. От коэффициента автофаговости (доля массы конструкции переходящая в топливо).
...
И наконец!
8. От дистанции.

[Иван Моисеев]

Да, да! Тяжёлая общественная нагрузка! Понимаю!

Почему общественная? Мне за это деньги платят.

[viesis]

Чтобы картина стала более понятной, лучше от одноступенчатой ракеты сразу перейти к идеальному автофагу.

Да-да. Хорошая мысль. Я сам думал недавно, как бы ее укусить? Но ... Туплю пока. Дело в том, что у автофага [масса конструкции] =0. То есть [удельная мощность]= бесконечности (если удельную мощность считать без полезной нагрузки, а так это  и правильней всего).

А то что энергетическая эффективность не увеличивается, то со временем перелёта это не связано.

Не понял этой фразы.

В моём понимании удельная мощность отнесена к стартовой массе, иначе теряется очевидность.
По поводу фразы - наверно я сам не вполне понял первоначальную вашу.

[Иван Моисеев]

В В моём понимании удельная мощность отнесена к стартовой массе, иначе теряется очевидность.

Тогда удельная мощность является функцией скорости истечения, расхода масс и  стартовой массы.
Зачем вычислять удельная мощность, если можно обойтись без нее?

[alex_semenov]

А то что энергетическая эффективность не увеличивается, то со временем перелёта это не связано.

От чего зависит минимальное время перелета Т?
1. От типа траектории (пролетная, с торможением, с возвращением).
2. От скорости истечения.
3. От расхода массы.
4. От стартовой массы.
6. От числа ступеней.
7. От коэффициента автофаговости (доля массы конструкции переходящая в топливо).
...
И наконец!
8. От дистанции.

 
Да шо вы говорите?! А!!! А я ... не знал?
Что такое L в моём "безумном" уравнении?
Смотрим еще раз (мне не жалко):

w>=2.25 L²/T³

о всех остальных параметрах.
Параметр 4 и 3 можно заменить ОДННИМ "удельной мощностью" w. Я же сто раз показывал как:



Иван, вы не читаете формул? Не понимает их?
При этом, в ходе оптимизации, выясняется, что этот параметр w - по-сути является ОПРЕДЕЛЯЮЩИМ. Остальные - мелкая подтанцовка-поднастройка. Приближение к оптимуму (см формулу жирным выше).

[Иван Моисеев]

Смотрим еще раз (мне не жалко):

w>=2.25 L2/T3

А мне не жалко еще раз сказать, что удельная мощность не нужна.
А 2,25 - это что, мировая константа?