Двигатель для межзвёздных перелётов

[Иван Моисеев]

О! У вас появился живой интерес? Я расскажу. Но учтите. Там не будет ни слова о ракета. Согласны? (о ракетах будет только вывод)

Не хочу. Вопрос был риторически-юмористический.

Но не зря на Западе же говорят: хочешь убить хобби? Сделай это работой!

Марк Твен. (История с забором). "Работа - это то, что мы обязаны делать. Развлечение - то, что не обязаны".

[alex_semenov]

Не хочу. Вопрос был риторически-юмористический.

Я так и знал. Куда конюх от кобылы? Куда Моисеев от ракет? Почему и переспросил...
 

А остальные? Никто не хочет узнать тайну магического числа 2.25? А ведь будет и-и-и-нтересно!
Я даже афишку на это культурно-массовое мероприятие быстренько смастерил:



И всё в рамках школьного курса физики Пёрышкина! Простейшие интегралы и дифференциалы из "Начала анализа" 10 класс (правда СССР)! Гарантирую! Все формулы - в два действия!
Шо, никто?
Ото тобi, пальторг, i культурно-масовий захід у нашему селi! Кажу-ш! Нашему народу тiки свiтло вирубати, iнакше - не розумiють! ( укр)
 

[PostAlien]

Шо, никто?

Ну почему же. Мне, например, интересно. Кстати, афиша – огонь!

[DRUID_3]

Мне, например, интересно.

Все замерли в предвкушении. Молчат, ничего не пишут - дабы не перебить МАСТЕРА!!! Итак...

[Алексей Николаевич.]

Мне, например, интересно.

Все замерли в предвкушении. Молчат, ничего не пишут - дабы не перебить МАСТЕРА!!! Итак...

Да неее.
Вот пока картинки были и что то о двигателях и звездолётах говорили, было интересно. А когда 15 страниц бесполезного спора с Моисеевым, притом именно бессмысленного спора о определениях и фразах, вот это уже не интересно ни разу.
Видать другие просто ушли...
Где неистовый Вованзер?
Где другие храбрые звездоплаватели?
Ушли...

[Лунный заяц]

А остальные? Никто не хочет узнать тайну магического числа 2.25? А ведь будет и-и-и-нтересно!

Да пишите, пишите. Хотя по-любому где-то в этой теме уже тайна сия раскрыта в подробностях, но перелопачивать сотни страниц - дело не одного дня.

[Yuri]

Просто Иван Моисеев в этом споре как конферансье.
Клоун, который выходит, чтобы объявить номер.

А настоящий маэстро под куполом цирка - alex_semenov.

Ну и каких формул выступлений зрители ждут от конферансье?
Так, пустой трёп, чтобы заполнить паузу между выступлениями воздушных гимнастов.
А вот если маэстро затевает спор с клоуном, это выглядит странно.
Поэтому, alex_semenov, ваш выход, пока зрители не занервничали.

Пока же на экранах наших смартфонов музыкальная пауза:

Показано, что при используемом подходе к определению массы электровоза, при фиксированном значении скорости движения номинального режима, управление в режиме тяги, соответствующее минимальному расходу электроэнергии, будет одним и тем же для поездов различной составности и определяется
единственным параметром – пусковой скоростью (или скоростью движения в номинальном режиме).
Изложена методика определения оптимальной пусковой скорости пассажирских электровозов и удельной мощности номинального режима.
Ключевые слова: скорость номинального режима, ускоряющая сила, удельная номинальная мощность,
основное удельное сопротивление движению, масса поезда.

Оказывается звездолёты электровозы тоже летают с магическим коэффициентом 
в уравнении удельной мощности от скорости (времени) в пути.



Иван Моисеев , вам слово перед выступлением мастера.

А затем - номер мастера.

[Алексей Николаевич.]

Извините что перебиваю. Так всё таки.
https://dzen.ru/a/XEjJM5w2sACu7ffA
Если этот джет направлен к звезде, сгусток тот прилетит, глядя со стороны, быстрее к ней, чем со скоростью света?

[MenFrame]

Космические Паруса, о которых вы не знали! Плазменные, Электрические, Магнитные

[Алексей Николаевич.]

Космические Паруса, о которых вы не знали! Плазменные, Электрические, Магнитные

Не пускает туда.

[MenFrame]

Не пускает туда

исправил

[Лунный заяц]

Полагаете остальных дебилами, не знающими как в «поиск по теме» ввести 2.25?

Что за дешёвая манипуляция 

[Ulkolainen]

Сходил в Excel, делал по-своему, много думал.
Рез-ты:
1. Желаю, чтобы все.
2. Семёнов мудр.
3. В действительности всё не так, как на самом деле (интуитивные представления не работают).

Берем две ракеты с одинаковым расходом и разными стартовыми - получаем разные значения времени.

Не надо брать одинаковый расход. Фундаментальный ограничивающий параметр - мощность. Она такая, какая достигнута/заложена конструктивно, в этом и состоит сакральный физический смысл расчетов. А соотношением расход/скорость можно и нужно варьировать (я брал u, t - свободные; m - зависимый, но кому удобнее наоборот - можно наоборот).
Что оказалось самым неожиданным и полезным для понимания процесса - так это увеличение стартового запаса РТ. Не помогает никак, т.е. на время преодоления заданной дистанции не влияет совсем.

[Иван Моисеев]

Фундаментальный ограничивающий параметр - мощность.

Почему аппарат с существенно меньшей мощностью имеет лучшие результаты (скорость, полезная нагрузка), чем аппарат с большой мощностью?

[Иван Моисеев]

Что оказалось самым неожиданным и полезным для понимания процесса - так это увеличение стартового запаса РТ. Не помогает никак, т.е. на время преодоления заданной дистанции не влияет совсем.

То есть вам для полета к звездам 100 грамм достаточно?
Мне так мало будет.

[alex_semenov]

Мне, например, интересно.

Все замерли в предвкушении. Молчат, ничего не пишут - дабы не перебить МАСТЕРА!!! Итак...

2. Семёнов мудр.

Нет, не очень Семёнов мудр. 
А может и мудр. Но дурак (уверяют, что Сталин сказал: народ наш мудр, но глуп).
 
У меня затык. Всё куда сложней. Хорошая новость: я нашёл чёткое математическое доказательсьво что 2.25 - таки да, оптимум и предел (до этого это было "интуитивно очевидно") по крайней мере для частного случая звездолёта постоянной сухой массы (куда входят одноступенчатые ракеты).
Но плохая новость, что даже приведённый тут пример многоступенчатого Зонда Елистратова-автфага, якобы "почти упирающийся в предел 2.25", который к А.Центавре летит за 174,6 года, если строго правильно взять от него энерговооружённость корабля, то ест не от 30 квт/кг конструкции, а с учётом полезной нагрузки (33%) на всю сухую массу, то есть 18822,2 ватт/кг сухой массы, то  у него k  уже переходит по-идее "теоретический барьер" 2.25. Я тут невнимательно поспешил выдать желаемое за действительное. При "предельном" 2.25 (для одноступенчатых аппаратов постоянной массы -точно), та же дистанция  (каждый может проверить через 2.25L²/T³) составит 186,4 года. То есть многоступенчатый зонд переступил на самом деле "предел". Гипотеза (я и сказал что это - гипотеза) неверная. Хотя была очень красивая!
Но всё равно, я вижу (надо проверять системно, а не играться) что многоступенчатость тоже явно упирается в некий предел! Или просто "вязнел", возможно "в логарифме".
Но какой? Если есть некий более общий случай (частный точно есть!) охватывающий и многоступенчатую ракето, то каково его матвыражение?
То есть переменная масса всё-таки каким-то образом "перераспределяет" удельную мощность между ступенями к последней. Не очень существенно (логарифм?). Но как?
Я в раздумье...
 

Да. А на той замечательной летающей тарелке, что на афише, мы обязательно покатаемся, братцы-коротышки! Обещаю.



Как положено со схемами, графиками, формулами, вычислениями. Будет интересно и захватит дух. Раскроем тайну k=2.25 (хотя это оказался всего лишь частный случай).
Но не сейчас.

[alex_semenov]

Почему аппарат с существенно меньшей мощностью имеет лучшие результаты (скорость, полезная нагрузка), чем аппарат с большой мощностью?

Вы задаёте КРЕТИНСКИЙ неправильный вопрос, Иван.
Скорость тут не причём. Абстрактная скорость сама по себе в которую вы цепляетесь  - ничего не показывает.
Формула раекеты (в том числе и ступенчатой) ничего не говорит от времени достижения этой скорости.
А если начинает говорить (формула Мещерского по вашему напоминанию) то тут, рядом со временем, мгновенно появляется удельная мощность.
Ключевой критерий не скорость, а ускорение.
Мы перелетаем из точки А в точку Б. Мы разгоняемя и тормозим. При этом наша способность разгоняться и тормозить СУЩЕСТВВЕННО ОГНАНИЧЕНА нашей удельной мощностью. Не важно какая у нас система тяги.
Мы можем выбирать (оптимизировать) траекторию,  брать больше ракетной массы или меньше, выбирать себе какую хотим скорость истечения (ибо это пока теоретический воспрос). Вы потребовали добавить ступенчатость (котрая усложнилм всю мою теорию). Допустим это тоже позволено (опыть показывает, что да, эффект есть), но удельная мощнсть ступеней всё равно огнаничительное условием задачи.
Главное. Из-за того что вы/мы находимся внутри ограниченного отрезка длиной L и ваше ускорение там однозначно ОГРАНИЧЕНО (через w) вы оказываетесь в задаче оптимизации.
Вы можете быстрей прилететь, медленней в зависимости от выбранной вами конструкции привода (ограниченного одним - удельной мощностью!). Но из-за обязательного ограничения на w (фактически на ускорение) у вас всегда будет ПРЕДЕЛ времени, который вы не можете превзойти.
Для корабля с постоянной сухой массой этот предел мне известен. T = 2.25(L²/w)^1/3. Это легко доказать (я готов "покатать" вас на волшебной тарелке от инопланетян и показать что даже если бы у вас был волшебный непонятной природы привод с кпд=1, но с ограниченной удельной мощностью w, то и этот чудо-пепелац мог бы доставить себя по оптимальной гиперболической траектории в точку L  за указанное время T = 2.25(L²/w)^1/3) и никак быстрее!
Но ступенчатость явно вносит поправку в эту простую теорию, которую теперь сложно мне понять. Но логика тут точно есть и общий принцип сохраняется. Ступенчатостью вы можете накрутить себе скорость но не ускорение! Хотя кое-что, оказывается, выкрутить всё же можно. Но что и как? В чём эффект?

[Иван Моисеев]

Вы задаёте КРЕТИНСКИЙ вопрос.

То есть, ответить вы на него не можете, а потому впадаете в истерику.

[alex_semenov]

Вы задаёте КРЕТИНСКИЙ вопрос.

То есть, ответить вы на него не можете, а потому впадаете в истерику.

Я поправил...    Истерика? Я спокоен как удав, размышляющий о своей длине!...


Кстати, вот тут, батенька, вы припи... в общем для красного словца не пожалели и отца:

Почему аппарат с существенно меньшей мощностью имеет лучшие результаты (скорость, полезная нагрузка), чем аппарат с большой мощностью?

Перове. С "существенно меньшей" - вы явно загнули. Хотя для где проходят границы оценки? Ну бог с ним...
Но главное. Второе. Полезную нагрузку надо было тут вообще не вспоминать. Как раз, именно она - лучше не будет. Наоборот. Только за счёт уменьшения полезной нагрузки (и существенной! по экспоненте!) вы можете выкрутить ситуацию, когда ступенчатый аппарат с меньшей удельной мощностью прибудет раньше или за то же время (не суть) что и предельно-оптимальный аппарат с бо'льшей удельной мощностью, но без трюков по отбрасыванию сухой массы (отбрасываемую ракетную массу мы тут считаем нормальным явлением, на нее термин "удельная мощность" не распространяется).

[viesis]

В формулу Циолковского входят скорость истечения и массовое число. Для определения времени перелёта нужен ещё расход топлива в единицу времени. Все эти параметры независимы, и их необходимо рассматривать по отдельности.