Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Если вы строите модель, вы должны ее описать. Что включено, что нет.

То есть, как я вас понял, вы остаётесь "принципиальным гавнюком",  занудой  и терминологическим грамм-нацистом?
Это ваша часть, которую вы превзойти уже не в силах?
Ради бога. Но не рассчитывайте что тут вас в конце-концов полюбят за ваши бесценные знания, высокую научную принципиальность и "чистоту мысли".
Шелдон Купер вам в пример!

Любимец публики!

[Иван Моисеев]

Я ни ухом ни рылом о таком факте. А что кто-то специально снижает? И зачем? Подсказка про паровозы особо не помогает. Паравозы, учитывая их КПД... вряд ли нужнаются в снижении. Не в курсе железнодорожной инженерии - ни разу. А там наверняка тонкостей - масса. Возможно, для сцепления колёс с рельсами при определённом крутящем моменте нужно и соответствующее давление на рельсу со стороны колеса? Ну что бы прилипло? Значит локомотив не может иметь большую мщность и малый вес.

""А я-то думал, что ты у нас дурак!" — приговаривал грубый Корнеев."

Я однажды в детстве (единственный раз, кажется) видел из окна вагона как стартует паравоз с полным грузовым составом. Я был в шоке от этой картины.

Я наблюдал картину не раз, но самый запозднившийся случай в 13 лет. Искры из под колес, три попытки взять горку... Но запомнилось это зрительно, потому что я не из окна смотрел, а был пассажиром этого товарняка... И в некоторой степени виновником этой нештатной ситуации.

Мораль. Строя модели - зри в главное!

[Ulkolainen]

Я понял. Смотрите. У Дроида всё верно.
w = v2/2t - это СРЕДНЯЯ мощность. Усреднённая за интервал времени t. Но мгновенная мощность на интервале t не была постоянной, с ростом скорости так же линейно росла  и мощность и можно показать (вывести) что ПИКОВАЯ мощность в точке реверса - в 2 раза больше средней. Он взял пиковую мощность. И речь именно о минимизации ее. Поэтому w = v2/t

А я перестал понимать.
Вы, Друид и Заяц точно говорите втроём об одной мощности?
Если она удельная, то откуда у неё пики? Удельная не к сухой массе, через которую прежде считали Вы, а к полной (которая естественно снижается по ходу разгона)?

[Иван Моисеев]

То есть, как я вас понял, вы остаётесь "принципиальным гавнюком",  занудой  и терминологическим грамм-нацистом?

То есть, как я вас понял, вы остаётесь "принципиальным гавнюком",  занудой  и терминологическим грамм-нацистом?

В свое время я написал текст о пользе принципов. С тех пор ни один базовый российский документ о космической деятельности не остается без раздела "Принципы". Первый вариант я сам и написал:

(кликните для показа/скрытия)

Статья 4. Принципы космической деятельности

Федеральным законом от 29 ноября 1996 г. N 147-ФЗ статья 4 настоящего Закона изложена в новой редакции

См. текст статьи в предыдущей редакции

Статья 4. Принципы космической деятельности

Федеральным законом от 30 декабря 2008 г. N 309-ФЗ в пункт 1 статьи 4 настоящего Закона внесены изменения

См. текст пункта в предыдущей редакции

1. Космическая деятельность осуществляется в соответствии со следующими принципами:

содействия поддержанию мира и международной безопасности путем использования достижений космической науки и техники;

поощрения привлечения внебюджетных средств в космическую деятельность при сохранении государственного контроля за их использованием и обеспечения гарантий соблюдения государственных интересов Российской Федерации;

обеспечения безопасности космической деятельности и охраны окружающей среды;

равноправного и взаимовыгодного международного сотрудничества Российской Федерации в области космоса;

международной ответственности Российской Федерации за осуществляемую космическую деятельность;

рационального сочетания и сбалансированного развития космической техники и космических технологий, применяемых в научных, социально-экономических целях, в интересах обороны и безопасности Российской Федерации (далее - космическая техника двойного назначения).

Не допускается космическая деятельность, запрещенная международными договорами Российской Федерации.

2. Космическая деятельность, а также распространение информации о космической деятельности осуществляются с соблюдением установленных законом требований охраны государственной тайны, служебной и коммерческой тайны, а также результатов интеллектуальной деятельности и исключительных прав на них.

Но.
Сам я принципов никогда не имел, не имею и иметь не собираюсь.

[alex_semenov]

Ну это же элементарная школьная физика:
Mv2/2 = Mwt
Слева - результат. Кинетическая энергия. Справа вкладываемая работа. Wt

Апеллируя к  элементарной школьной уж надо было отметить, что w - удельная, а не описка строчной/заглавной, иначе в комплекте с комментарием возникает ступор, откуда справа М. 

Да, я всегда удельную мощность обозначаю маленькой буквой, а просто мощность большой. И надо было сказать. Но это и так очевидно видно тут. Небольшой труд разобраться, а наслаждение от маленького своего открытия - огромное! 

Как видите ускорение со временем меняется (падает). Хотя мощность вы подаёте постоянную. Факт! Хотя я сразу не мог в это поверить!

Помнится, мы с вами этого касались в теме аэробрекинга об Сатурн: E=m*v²/2, но  ∆Е ≠m*∆v²/2.

Да да! Совершенно верно. И это - тоже. Но вообще-то механизм можно объяснить так, что работа А это путь L умноженный на силу сопротивления F по этому пути.

A = F*L

При разгоне в вакууме единственная сила сопротивляющаяся тяговой системе - сила инерции. Чем выше ваша мгновенная скорость v, тем больше за секунду тело проходит путь dL, и значит тем большую работу за эту секунду (мощность) вы должны сделать (подать) против постоянной силы сопротивления F (сохранить постоянным  ускорении а, F=ma).  Или наоборот. При постоянной работе за секунду А/t (подводимой мощности W) вы создаёте всё меньше и меньше силу сопротивления, так как dL за секунду увеличивается.

[Иван Моисеев]

Ради бога. Но не рассчитывайте что тут вас в конце-концов полюбят за ваши бесценные знания, высокую научную принципиальность и "чистоту мысли".

Меня? Тут? Полюбят?
Это как до Альфы раком.
Во-первых, на фига это мне нужно, а во-вторых - ... а коков смысл?
Бендер добивался любви Корейко за миллион, а с этой темы хоть копейку сорвать можно?

[alex_semenov]

Я понял. Смотрите. У Дроида всё верно.
w = v2/2t - это СРЕДНЯЯ мощность. Усреднённая за интервал времени t. Но мгновенная мощность на интервале t не была постоянной, с ростом скорости так же линейно росла  и мощность и можно показать (вывести) что ПИКОВАЯ мощность в точке реверса - в 2 раза больше средней. Он взял пиковую мощность. И речь именно о минимизации ее. Поэтому w = v2/t

А я перестал понимать.
Вы, Друид и Заяц точно говорите втроём об одной мощности?
Если она удельная, то откуда у неё пики?

Через ручку регулятора. Мощность можно повысить, можно понизить.  В принципе. Но пик есть пик. Предел на регуляторе всегда есть. Да, конечно, глупо разгоняться не сразу на полной мощности. Но еще раз. Если вы подали, скажем, на колёса некого условного локомотива постоянную мощность W, то ваш состав (трением пренебрежём) как будет разгоняться? С неким постоянным ускорением a?
Я очень долго думал что до.
Но нет! Он будет разгоняться с падением ускорения по параболе в корень из t. И если вы хотите поддерживать постоянное ускорение, вы должны (это следует из школьных формул, но интуиция оказывается этому верить) соответственно повышать подаваемую на тяговые моторы мощность. Крутит ручку регулятора. Разумеется вы не можете это делать бесконечно. Ручка регулятора рано или поздно упрётся в предел.
При равноускоренном движении вы должны иметь такой запас хода ручки, что бы в предел она упёрлась (пки) ровно в том месте где вам пора крутить ручку обратно. В середине пути (или при выходе на инерционный участок, если такой предусмотрен, траектория Дроида, например).

Почему у ракеты при постоянной мощности (W=Fu/2), и постоянная тяга F, а значит и  ускорение тоже постоянно? (оно конечно меняется но меняется потому что расходуется масса, а если бы масса бралась снаружи, скажем возухозаборником, то так и было бы).
Это значит что у ракеты в ходе всего полёта ПЕРЕМЕННЫЙ МГНОВЕННЫЙ КПД. Она часть мощности сливает и сливает так, что получается постоянная тяга и постоянная подводимая мощность. Так и есть. Красным интегральный КПД.



Мгновенный кпд ракеты синим на графике и формула:
Здесь с - скорость истечения, u - мгновенная скорость ракеты.
Мгновенная скорость всё время меняется. Значит меняется и кпд. На старте он почти никакой. Потом ракета приближается в свой скорости полета к с  и в миг когда они сравняются, мгновенный КПД станет =1, а потом КПД опять начинает падать, падать, падать...
Почему слишком большая скорость истечения или слишком маленькая (неоптимальная) - дурная трата энергии? Вот поэтому!
То есть ракета в разные моменты разгона по-разному отдаёт энергию струи разгоняемой ракете и по-разному, соответственно, греет остатком энергии вселенную. То есть постоянство ускорения при постоянстве подводимой мощности - это результат несовершенства, неидеальности движителя. Вы подводите сразу полную мощность, но ракета ее "дросселирует" "на сторону" в разные моменты полёта по-разному.
Это кажется странным. Но это так.
 

Меня? Тут? Полюбят?
Это как до Альфы раком.
Во-первых, на фига это мне нужно, а во-вторых - ... а коков смысл?

Ну вы же собираетесь искоренять тут семёновскую заразу? А как без народной любви поднять народный бунт против?
Я же вам с этого и начал рассказывать в чём ваша неспособность стать тут новым более сильным фронтальным лидером.

Вы умны.
Не зная но верно определили.

Это - случайность. Нельзя быть постоянно умным. Как говорил Жванецкий? "Только возомнил себя умным, как тут же вляпался в ситуацию, где чувствуешь себя полным дураком!" Хотя это было уже давно но вы для меня тоже остаётесь умным Я до сих пор не могу забыть вам эту блестящую идею! 

[Иван Моисеев]

Ну вы же собираетесь искоренять тут семёновскую заразу? А как без народной любви поднять народный бунт против?
Я же вам с этого и начал рассказывать в чём ваша неспособность стать тут новым более сильным фронтальным лидером.

С ума сойти. Это сюжет!
Где-то на окраинах далекой далекой галактики, есть некий форум. В которой есть некая узкая-узкая тема... В которой есть Вождь Семенов.
И тут появляется некто И.Моисеев и говорит: оказался наш отец не отцом, а сукою.
Да, жалко, что нет Агаты Кристи.
Самое время убить меня или Семенова, чтобы Пуаро все тут же расследовал...
Я даже знаю, кто окажется убийцей! Не я  и не Семенов!

[alex_semenov]

Есть такое понятие как сцепной вес и вообще, лёгких тепловозов или паровозов не бывает.
Они ничего не потянут просто.
Так что,пример  ЖД не подходит совсем.

Проходит (аж самому интересно стало). Именно поэтому. У локомотива не может быть высокой удельной мощности, а значит предел T>=(2,25*L²/w)^1/3 именно и должна иметь смысл на малоудельномощных  локомотивах (забудем пока что они тем самым тяжело придавлены к рельсам и сила трения для них существенный фактор, то есть даже откачав воздух вокруг поезд на рельсах всё равно движется в вязкой среде, что не соответствует условиям нашей исходной задачи).

Вот тут я нашёл мощности локомотивов.
Я взял ВЛ85 у него, если округлить,  10 000 Квт.



Масса  276 000 кг. То есть удельная мощность 10 000 000 / 276 000 = 36,23 Втатт/кг

Давайте возьмём ровный, прямой участок дороги длинной... 1 км. Найдётся такой? За какое минимальное время наш электровоз может стартовав с места в начале пути остановиться в конце. Из пунка А в пункт Б выехал поезд... 

По моим оценкам, должно быть так (2,25* 1000²/36,23)^1/3 =39,60 секунд. Округлим до 40с
Однако! (чукча не читатель, чукча с-читатель!)
Средняя скорость? 1000/ 40 =25 м/с, то есть 90 км/ч. А пиковая (в точке реверса) 1.5*90 = 135 км/час.
А конструкционная скорость 110. Ну чуть-чуть в пике превысил...

Пересчитаем задачу на ... 500 м.  Пиковая скорость получается 108 км/ч. Вполне! То есть задача не так далека от жизни.

Конечно. Я выше сказал уже. Это всё имело бы смысл если бы поезд двигался в НЕВЯЗКОЙ среде. Без всякого трения. Что для рельсового пути - нонсенс.
Интересно узнать какую часть силы сопротивления поезда составляет трение колёсных пар состава и локомотива, а какую сопротивление воздуха? Не удивлюсь, если даже на большой скорости (под 100 км/ч) львиную долю сопротивления составляет трение колёс от рельсы.
Но если бы трения не было....
Если бы кролики стали ёжиками...

Развивая мысль. Поезд на Луне.



Воздуха нет. Но трение есть. С рельсами. Однако, тяжесть небольшая. Значит? И сила сцепки в 6 раз хуже. Значит энерговооружённость таких поездов будет еще ниже. В 6 раз. Можно всё выше посчитать это для лунного поезда. И для него мой принцип заработает в полную силу именно из-за мизерной удельной мощности. 
Сила трения осталась старой (условно) а масса (инерционная) возросла в 6 раз.
Улавливаете?

Ну и на астероидах... Там совсем с обычными рельсами - труба. Правда?
Правда, на астероидах можно вообще кататься на гравитационном поезде...



Гравитация потянет и сцепка будет не нужна вообще. Все вопросы снимаются самым волшебным образом, ибо гравитационная масса в нашей вселенной строго равна инерционной.

ЗЫ!!!!!

Я - затупил. Очень затупил! С самого начала! КАКОЙ ЖЕ Я ИДИОТ!
Зачем я отцепил локомотив от вагонов?
Вагоны - это же МАССА! Которая снизит удельную мощность состава (транспортного средства постоянной массы) вообще до мизера.
То есть. Братцы - специалисты!
Вы(мы) - лохи ушастые!
Кролики и так - ёжики! Просто прицепите тяжеленный состав сзади и всё заработает!
Никакой идеализации! Чистая практика. Моя теория должна ИДЕАЛЬНО работать на настоящих гружёных составах!
Когда локомотив тянет гружёный состав, он с чем борется? С трением? Хрена лысого. Он борется с ИНЕРЦИЕЙ. И когда разгоняет и когда тормозит (электровоз вообще возвращает ток в сеть активным торможением!) Точно так же как космическая ракета!
Поэтому запустите гружёный состав на прямом участке в моей задаче и без всяких идеализаций-упрощений (мол, не надо учитывать трение) она заработает! Трение можно посчитать. Оно будет ноль-ноль-дым. Основная же сил с которой борется тяговая систем - инерция. И тут T>=kL²/T³ встанет в полный рост!
Разумеется, на Земле никому не придёт в голову разгонять поезда до такой скорости (перемещаться так быстро).
Поэтому инерционный барьер - не ощутим.
Но в космосе он встаёт в полный рост!

[Инопланетянин]

Не удивлюсь, если даже на большой скорости (под 100 км/ч) львиную долю сопротивления составляет трение колёс от рельсы.

Железные колёса отличаются очень малым трением. Уточнить, конечно, надо, но гораздо лучше, чем у резиновых. Так что не спешите с заявлениями.

[alex_semenov]

И так. Всем теоретикам в пику.
ОБЪЯСНЯЮ как мой "космический" барьер РЕАЛЬНО работает (без всяких упрощений) на Земле!

У вас где-то на перегоне среднерусской равнины (абсолютно ровный, прямой, горизонтальный участок рельс) стоит состав с электропоездом ВЛ85 и 30 гружёным до верху вагонами.
Вам как машинисту дали команду. Как можно быстрей переместить этот состав на километр вперёд и там его застопорить (ждать дальнейших указаний)! (добавлено позже) Энергии затратьить минимум (тормозить только локомотивом с рекуперацией энергии в сеть!)
НЕМЕДЛЕННО!
За какое минимальное время  это можно ТЕОРЕТИЧЕСКИ сделать? Трение и особенности тяговой системы - округлить. Считать, что подаваемая на мотоны мощность W напрямую без потерь превращается в кинетическую энергию состава.

Решаем.



Масса пустого вагона 23 000 кг.
Масса груза в вагоне 25 000 кг.
Масса гружёного вагона 48 000 кг.
Число вагонов -10
Масса товарного состава - 1440 000 кг
Масса локомотива - 276 000 кг
Масса всего поезда -  1 716 000 кг
Мощность подаваемая через пантограф электровоза 10 000 000 ватт

Удельная мощность состава  w = 5,8275 ватт/кг
Дистанция L = 1000 м.
Минимальное возможное время перемещения по парабалической траектории  T = (2,25*1000^2/5,8275)^(1/3) = 72,8170 c



Средняя скорость перемещения L/T = 13,7 м/с
Пикова скорость состава 1,5*L/T =20,6 м/с. Это 74,16 км/с. Вполне себе реальная для поезда скорость.
Если учесть трение?
Хотя оно добавит (думаю) доли процентов, но это сработает в сторону увеличения инерционного барьера. То есть минимум времени потребуется еще больше!
То есть.
Вы не можете переместить такой состав на дистанцию 1000 м, раньше чем за минуту, 12 секунд из соображений сил инерции. За большее время? Да. Но за меньшее - никогда! Именно из-за действия сил инерции!

Закон L²/T³ - это закон инерционного ограничения на любые перемещения тел постоянной массы в этой вселенной.

Очень фундаментальный всеобъмлющий закон!
Тем удивительней, что его до сих пор нет в учебнике Пёрышкина!

[alex_semenov]

Уместный эпиграф можно и повторить:

У ч и т е л ь. Дети, запишите предложение: "Рыба сидела на дереве".
У ч е н и к. А разве рыбы сидят на деревьях?
У ч и т е л ь. Ну... Это была сумасшедшая рыба.

Мы его, нахрен, раздавили.
Как таракана, которого застали врасплох на кухне в три часа ночи!

Нет. Наш условный "таракан" еще жив. И шевелит своими усами... 
Я знаю за что Иван может судорожно уцепиться своей хитро-подленькой привычкой-приёмом "спорить". Он точно попытаться выскользнуть, надув щёки, что к физической реальности эта надуманная задача не имеет никакого применения и смысла, ибо он, всезнающий и всеопытный, знает и учитывает все нюансы и глупо-абстрактно-упрощённых задач не приемлет, считая их АБСОЛЮТНО ВРЕДНЫМИ, ведущими к ошибочным выводам!...

В задаче выше есть всё же не совсем реалистичное допущение, что электролокомотив тормозить будет ПО ТОМУ ЖЕ ЗАКОНУ что и разгоняться. По параболе. Симметрично. По-идее так это и может быть. Мы знаем что локомотивы тормозят своими электромоторами, переводя их в режим генерации тока и таким образов набранна на разгоне кинетическая энергия, в значительной мере возвращает энергию обратно в электросеть через пантограф. То есть составу есть реальный смысл двигаться как нам надо в задаче. НО! Если у вас реальный поезд у него есть режим экстренного торможения, то есть,  машинист стравливает воздух в тормозной магистрали и все колёсные пары всех вагонов начинают активно и быстро (куда быстрей чем активный реверс-рекуператор тока только у  электровоза) замедлять движение через тупую диссипацию кинетической энергии в тепло, энтропию.
То есть, на самом деле. На практике, конечно же вы могли бы и быстрей чем минута и 12 секунд перегнать наш состав на 1 км. Для этого разгоняясь дольше, а потом тормозя круче всеми колёсными парами. Асимметрично разгону (так же можно и на межзвёздной дистанции, например, применить очень крутой магнитоплазменный парашют). Вряд ли сильно выиграли бы. Но важен сам принцип. Мол, не предел! Далеко не предел! Не работает, не работает твой перед Семёнов! Всё - высасано из пальца!
То есть, условие задачи выше надо было бы дополнить, что перегнать состав на L надо за кратчайшее время T и с минимальными затратами энергии (то есть тормозить надо только электровозу его "антиблокировочным" чудо-приводом).  Да, "рыба сидела на дереве"... у нас так. Рыба - слегка сумасшедшая.

Вот теперь всё. "Таракан", надеюсь, больше не шевелится.

Вообще же тот факт, что по условию задачи мы всегда тратим тем же способом столько же энергии на разгон, сколько и тем же спообом на торможение, и памятуя опыт электровоза с рекуперацией энергии, можно было бы сделать некое общефизическое обобщение, мол,  что бы тело массой M, переместить из А в Б по прямой на дистанцию L, за время T, без всякой диссипации энергии (вообще без затрат энергии) вам всё равно нужен некая "циркуляция" энергии мощностью W, такая, что W/M = 2.25 L²/T³.
Но это получается слишком мудрёно да и в общем-то бесполезно.
Хотя...
Кто его знает?
Ну разве что это обосновывает невозможность мгновенного перемещения. Циркуляция будет требовать бесконечной мощности.
Но это и так ясно.

[alex_semenov]

Написал огромный ответ  и думал что отправил, а нет! Стёр...   
Повторю.

Не удивлюсь, если даже на большой скорости (под 100 км/ч) львиную долю сопротивления составляет трение колёс от рельсы.

Железные колёса отличаются очень малым трением. Уточнить, конечно, надо, но гораздо лучше, чем у резиновых. Так что не спешите с заявлениями.

Да, вы скорей всего прав. Вот смотрите:



Это удельная мощность, которая нужна разным средствам транспорта чтобы удерживать заданную скорость V в вязкой среде.
Это не на разгон и торможение (против сил инерции тут это ничтожно), а против силы сопротивления среды. И что мы тут видим для электролокомотива (не особо, видимо, важно он один или целый состав)?
Первое. Поезду нужна минимальная (их всех показанных) удельная мощность на преодоление сопротивления среды.
Второе. С ростом скорости эта необходимая мощность растёт незначительно. Лучший показатель из всех приведённых видов транспорта. То есть вязкая среда по-сути не влияет на затраты энергии.
Третье. График начинается с 60 км/час. То есть, видимо, это только аэродинамическое сопротивление. До 60 нет смысла такие и считать. А так же нет смысла считать и трение о рельсы. Оно по-сути несущественно в затратах мощности.

Таким образом пример с гружёным составом почти идеально может демонстрировать принцип w >=2.25 L²/T³. При разгоне-торможении гружёного состава можно просто тупо пренебречь. Мы сильно против правды  жизни не попёрли. Тем более, что это сопротивление только усугубляет задачу (принцип не раньше чем T. Всякие дополнительные затраты мощности, диссипации только увеличат предельно возможное Т ).

[Алексей Николаевич.]

Добавлю.
Трение конечно есть и оно в случае состава,(а они то и по 50 вагонов бывают и более), велико.
Добавляем трение в самих осях и буксах. Там очень много будет.
Но это не важно.
Сопротивление воздуха на скоростях до 100-120 км/час не очень существенно для поездов в ряду прочих сопротивлений.
Но есть другой момент.
Всё это мелочи.
А важно, что если убрать трение вовсе, этот состав в вакууме и космосе, растолкает и один человек, просто нужно для этого много времени.
Важна только инерция.
Ну а торможение в космосе вряд ли возможно с рекуперацией энергии. Нечему взаимодействовать с системами звездолётов.
Придётся именно разворачивать дюзами вперёд и тормозить как разгонялись...

Пример "толкания",  на барже хорошо рассмотреть можно.
Там буксирчик в 250 л/с может отлично тянуть или толкать 10000 тонн. Не быстро будет плыть, и не мгновенно разгонится естественно, но может.

[Инопланетянин]

У ч и т е л ь. Дети, запишите предложение: "Рыба сидела на дереве".
У ч е н и к. А разве рыбы сидят на деревьях?
У ч и т е л ь. Ну... Это была сумасшедшая рыба.

А у милейшего существа под название анабас или рыба-ползун (на латыни Anabas testudineus) с психикой, вроде, порядок. И внешне этот обитатель озёр, прудов и даже канав стран Юго-Восточной Азии вполне рыба – выглядит как рыба, ведёт себя так же. Но иногда изменяет привычкам, свойственным собратьям по подклассу.

https://fishki.net/4683117-anabas--drachlivyj-polzun-kotoromu-neobychnye-sposobnosti-po.html
И Элементы про него пишут:
Дмитрий Зворыкин
Куда и зачем ползут ползуны?

Мы его, нахрен, раздавили.
Как таракана, которого застали врасплох на кухне в три часа ночи!

С удивление узнал о себе нечто новое. Аккуратнее с цитированием, всё же.

[alex_semenov]

С удивление узнал о себе нечто новое. Аккуратнее с цитированием, всё же.

Произошла странная вещь. На ваше сообщение я написал сообщение, основное содержание которого дублирует это сообщение (посланное позже, когда я увидел что предыдущего варианта нет).
И там в финале, был МОЙ пассаж (это мои слова оттуда) по повод того что мы таки прищучили Ивана с его дурными манерами спорить с людьми. Прижали к стенке. Прихлопнули как таракана.
Но мне пришла мысль (что тормозить можно всеми вогонами) и  я сделал еще одно сообщение, взял цитату (это мои слова) на себя же, и дописал то что вы видите, но  почему-то ссылка получилась на ваше сообщение . Но то первоначальное сообщение исчезло (которое было ответом вам).
Или оно было только в черновике? Но как тогда я мог взять цитату (с неверной ссылкой) и заслать ответ на сообщение, которое еще в черновике? Бр-р-р!!! Мистика какая-то. Скорей сообщение реально было, я успел сделать цитату (на себя же) но... сообщение пропало и ссылка поехала (или это я неправильно отредактировал ссылку скорей всего).
В общем, я убрал неверную ссылку. И цитата действительно как бы повисла в воздухе из ниоткуда.
Ладно. Проехали. Не стоит это того.

[Инопланетянин]

В общем, я убрал неверную ссылку. И цитата действительно как бы повисла в воздухе из ниоткуда.
Ладно. Проехали. Не стоит это того.

Это давний глюк Астрофорума. Надо нажимать кнопку цитирования только у сообщения, где текст выделен. Иначе начинаются чудеса.

Поэтому запустите гружёный состав на прямом участке в моей задаче и без всяких идеализаций-упрощений (мол, не надо учитывать трение) она заработает! Трение можно посчитать. Оно будет ноль-ноль-дым. Основная же сил с которой борется тяговая систем - инерция. И тут T>=kL2/T3 встанет в полный рост!

Согласен, сам факт медленного разгона и медленного же торможения состава говорит именно о преобладании инерции в его движении. Так что можно моделировать на его основе движение массы в вакууме. Погрешности будут незначительными.

[alex_semenov]

Пример "толкания",  на барже хорошо рассмотреть можно.
Там буксирчик в 250 л/с может отлично тянуть или толкать 10000 тонн. Не быстро будет плыть, и не мгновенно разгонится естественно, но может.

Да, суда, особенно крупные.
Я немножко вирпил. И вот когда в Ил-2 (симулятор ставящий реализм на первое месть) управляешь самолётом его всё время чуть-чуть норовит понести боком, то есть нужно подруливать "педалями" (следить за пузырьком, что бы был в центре!) Конечно это всё не в жизни, но я в жизни испытывал нечто такое на туристической байдарке. Очень лёгкое гребное судно но два-три человека и груз, можно неплохо разогнаться и если сидишь "сзади на педалях" (управление курсом точ-в-точ как в самолёте) то постоянно тот же эффект как при управлении самолётом. Это к тому что в воде в общем-то как в полёте. Хотя и очень вязкая среда, а инерция там чувствуется в полный рост.
Не зря в Панамском канале никакие суда в узких местах шлюзов своим ходам не ходят. Не доверяют их способности управлять своей инерцией.
Их там тянут сухопутные "Мулы". Специальные электровозы на... зубчатых рельсах!

Ну а торможение в космосе вряд ли возможно с рекуперацией энергии. Нечему взаимодействовать с системами звездолётов.

В общем то да. Но никогда не говори никогда.
Если есть теоретическая возможность.
Забавный факт. В конце 70х появилась книга Xenology  An Introduction to the Scientific Study of Extraterrestrial Life, Intelligence, and Civilization известного в узких кругах Robert A. Freitas Jr.
Если бы ее перевели на русский в своё время это был бы бестселлер! Без дураков!
Что там только не обсуждалось на максимально научной для того времени основе?!
В частности там есть о межзвёздных империях, разумеется войнах и торговле. Особенно запомнился там пассаж о торговле. Мол, да, перемещение товаров между звёздами потребует массу энергии. Но в принципе, эту энергию можно было бы рекуперировать и... депонировать в долг межзвездного банка (губа не дура)! Там даже есть ссылки, кажется, на первоисточники где это на полном серьезе обсуждалось (не удивлюсь если в JBIS! Над британскими учёными смеются, что они часто бредят, но смеётся тот кто смеётся последним.) Мол  кинетическая энергия звездоёта и его груза - это концентрированная высококачественная энергия, это товарный актив, и если ее аккуратно, не разбазаривая принять... то она может "полежать в банке" и уйти к адресату с ответной посылкой. Мол, при  взаимный межзвёздный банковский калькуляции (по лучу связи) ничего не пропадёт и всё взаимозачтётся!
Каково?!
Меня впечатлила сама мысль этого. В этом безумии есть доля рациональности. В частности. Тут много раз предлагалось использовать многократно отражённый луч лазера для разгона лазерного паруса с максимально эффективностью. Хотя реализовать эту идею сложно и пока невозможно, но опять таки теоретическая возможность, будоражит ум и нельзя ее не держать где-то на уровне подкорки на всякий случай.
Не только мой ум будоражит эта идея. Вот быстро нашёл объясняющую картинку:



Если бы как-то обеспечить не однократное отражение однажды посланного на парус луча, а многократное, то по-сути вы бы получили почти идеальный движитель где энергия света почти вся переходит в кинетическую энергию паруса (терялась бы лишь малость). Луч света бегая туда-сюда за  счёт доплеровского эффекта охлаждался, терял бы энерию и она бы переходила в энергию паруса (на релятивистских скоростях, кстати, не надо и этой многократности. Луч почти 100% преврашается в вдижение судна).
Но если вы сможете так запускать парус, то вы сможете его так же и остановить. При этом всё будет наоборот. Луч света при отражении от приближающегося зеркала будет нагреваться (становиться более коротким) и это можно было бы (фантасткика сынок, но!...) рекуперировать. То есть вернуть в "электорсеть", как электровоз возвращает ток при торможении.
Конечно, очень умозрительно. Но идея захватывающая.

[alex_semenov]

Но возвращаясь к реальности.
И что мы имеем на сегодняшний день?
Ну кроме нашего деликатного (надеюсь) холивар-срача с Иваном по поводу методик расчёта межзвездных кораблей? 

Я смотрю мою табличку с расчётом зонда Сергея Елистратова скачали уже 6-1 =5 человек!

Иван, а вы говорите!   Пять скачиваний!  Нельзя недооценивать людей!

И кто-нибудь проверил логику расчёта? Нет ошибок?
Поигрался кто-нибудь с этим? Что интересного нарыли, наиграли?
Вопросы у кого-нибудь возникли?
Там всё просто. Но вот формула интервала дистанции пройденного каждой ступенью малоизвеста... Кстати, а дёрнута она как раз из расчёта Моисеева. Она просто больше подходила для прямого расчёта (его метод рулит... но не везде, а где надо).

- коэффициент отношения секундного расхода топлива к начальной массе i-той ступени (в случае автофага надо добавить и массу канибальского трофея с предыдущей ступени) лучше посчитать отдельно ибо в формулу он входит несколько раз и экономней так.

Тогда i-тый интервал пройденный при разгоне:



У первой ступени первое слагаемое =0, разумеется.
При торможении:



Тонкость. Тут чётное число ступеней. И это сильно упрощает расчёт. По сути это очень сильно упрощает расчёт. Я уже показывал (и "огрубление Елистратова" становится точным):



В табличке я считаю всё по-чесному. Но в конце делаю проверку через синюю формулу выше. Если выключен режим автофага, то проверка не даёт расхождение этой теориии с прямым расчётом. Заметили? Где-то справа внизу ряд ячеек.

Еще моё упрощение-упущение. Почему последняя ступень не канибалит предпоследнюю? Для чётной симметрии в связи  с первой ступенью (которой нечего канибалить). Что бы скорость в конце вышла в 0.

* * *
Ещё одна "новость с полей".



Я, можно сказать, уже почти полностью понял в чём состоит ПОПРАВКА на ступенчатость. Я не уверен, но ее даже получится просто и безболезненно ввести "мичуринским методом" в эту формулу для одноступенчатой ракеты (которой засажено моё  поле оптимизации):



Два первых слагаемых это как раз ВРЕМЯ активного участка разгон-торможение (а, кстати, знаменатель в третьем слагаемом - пиковая скорость). Если их домножить на безразмерный (опять ненавистный Ивану приём) коэффициент f , связанный с числом ступеней, показывающий как число ступеней уменьшает время разгона по сравнению с таким же одноступенчатым случаем...

0<f<=1

f = f(w, u,  N), где N - число ступеней

при N=1, f=1

...который, коэффициент, не так уж и сложно высчитать (даже тупо подставить в формулу как выражение) то всё должно заработать.



Моё поле оптимизаци можно расширить и на многоступенчатый случай!
Да, ступени будут подобны. Не все возможные случаи охвачены. Нет автофагии. Но зато мы получим полное поле решений! Мы будем иметь "картину маслом" а не щупать-тыкать отдельные случаи! Возможно что то увидим на этом поле необычное.
Хотя меня смущает пока легитимность такого приёма. Логика... вроде всё верно. Но интуиция - плохой подсказчик.

В конце концов можно же построить растёт ступенчатой ракеты в лоб и сравнить с этой новой формулой. Перепроверить ее. Совпадает или нет?
Именно потому что я могу ошибится в выкладках (не доверяю себе) я всегда думаю о перекрёстной проверке результата.

Осталось поаккуратней (с чем у меня проблемы) доразобраться с математикой. Но "картина маслом" в целом ясна. Она необычна. Неожиданна. С одной стороны подтвердился некий "мягкий" но предел. Да, ступенчатость даёт эффект но с ростом ступеней он всё меньше и меньше себя проявляет. При БЕСКОНЕЧНОМ числе ступеней таки да, есть ПРЕДЕЛ улучшения времени перелёта по сравнению с одной ступенью.  Как я и думал (это чувствуется при игре с той табличкой). НО! Неожиданным было то, что этот предел не некое абсолютное фиксированное число. На самом деле предел можно сдвигать. То есть выигрыш по времени разгона от ступенчатости можно делать ТЕОРЕТИЧЕСКИ сколь угодно большим (математика этого и наглядные графики - всё на подходе, это просто красиво!) Но за счёт роста отношения  v/u к бесконечности.
То есть при даном v/u сколько ступеней не добавляй сокращение стремится к некому  фиксированному  k.
Но наклон этот асимптоты можно сколь угодно приближать к 90 градусам увеличивая v/u
Снижаем скорость истечения и увеличиваем число ступеней -  снижаем время разгона-торможения  (при фиксированной удельной мощности, это тут - святая корова!).
То есть, теоретически любое приближение к почти мгновенному разгону (и торможению) можно купить... ступенчатостью (но это вторично) и повышением v/u (а это - первично).
Но расплата за это... Сами понимаете. Экспоненциальный рост. Дьявольская.
Это напоминает ту самую почти идеальную ракету с массовым числом в массу всей галактики.
В общем проклятье формулы Циолковского тут встаёт в полный рост.  Твёрдой асимптоты (как я думал) на эффект снижения нет. Но эта мягкая - даже еще хуже.

[Лунный заяц]

Я вам выше - дописал.
Вернитесь.

Мне по-прежнему кажется, что имеет место быть путаница разных мощностей.

Давайте в качестве простейшего примера рассмотрим вот такую ракету импульсного действия, в корме которой установлена пушка, стреляющая ядрами:



Пушка стреляет непрерывно, каждый интервал времени τ выплёвывая назад по одному ядру массой μ. Пусть ускорение, придаваемое ядру, постоянно за время выстрела и равно α. Начальная скорость ядра нулевая, конечная равна υ. Посчитаем мощность за время τ нашего пушечного двигателя (и движителя в одном флаконе):
W=A/τ, где A – работа
A=Fσ, где σ – перемещение
σ=ατ²/2, α – ускорение, формула для равноускоренного движения
F=μα
α=Δυ/Δτ
Δυ=υ-0=υ
Δτ=τ-0=τ
α=υ/τ
F=μυ/τ
σ=υτ²/(2τ)
σ=υτ/2
A=μυυτ/(2τ)
A=μυ²/2
W=μυ²/(2τ)

Так как μ, υ и τ у нас константы, то мощность нашего пушечного двигателя (или удельная мощность ракеты, если пренебречь потерей массы) постоянна и не зависит ни от времени, ни от пройденного расстояния.

Ну а если считать "мощность ракеты" в системе отсчёта точки старта, то там при постоянном ускорении получится пропорциональность времени. Но какое нам дело до этой, по сути фиктивной, мощности? Мы же имеем дело с реальной мощностью двигателя на ракете, которая (мощность) не меняется и для идеально-волшебной не теряющей массу (прямоточной?) ракеты даёт ей постоянное ускорение.

И если взять определение мощности из Википедии: скалярная физическая величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от одной физической системы к другой в процессе её (энергии) использования, то очевидно, что мощность двигателя на ракете (или [удельная] мощность ракеты в целом, если вам так угодно считать) действительно характеризует скорость передачи некоей запасённой в ракете энергии выстреливаемым из пушки на корме ядрам  А что характеризует мощность ("мощность"), посчитанная через скорость ракеты относительно точки старта, решительно непонятно 

Мне начинает представляться, что ув. Иван Моисеев прав и мощность, если не говорить конкретно о двигателях – действительно вредная величина, введение которой только запутывает и приводит к ошибкам