Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Две гантели (крестом). Радиус шарика гантели - 50 м. ; шарика соединены 500 метровыми туннелями с центральным шариком радиусом 80 м.
Крутится для 1 g.
Население 1000 чел.
По курсу и по бокам вся конструкция закрыты слоем бора и пентаборана 3 м толщиной.
Ниже двухярусный отсек служебных систем, километрового диаметра и диной 6 м.
Далее блок газовых лазеров километрового диаметра и диной 1 км.
К нему крепятся 4 панели радиаторов 1х2 км.
Далее в диаметре 1 км 100 ускорителей таблеток
Далее 100 камер сгорания диаметром 30м и длиной 60 м.

Вот как я понял по описанию (это первый набросок) с соблюдением всех размеров и пропорций:



Это вид всего корабля. Разумеется всё поле занимают огромные-крылья радиаторы, которые придают кораблю размер 5 км в диаметре (по 2 км крыло плюс центральная "лазерная люстра" 1 км). Радиаторы, как я понимаю, капельные. Поэтому структура радиаторы - это длинные "нити" с грузом на концах, натянутые центробежным вращением (иначе такая конструкция будет безумно весить) грузы на концах получились великоваты на рисунке, но они передают смысл. Сколько на самом деле таких "нитей" будет - надо точно считать из расчёта радиатора (скорей всего их надо куда больше. Но я пока нарисовал две боковые и три центральные. Вообще, есть сомнение что нужны такие радиаторы. Может стоило бы сделать вместо 4X2X1=8, сделать 8X1X1? 2 километра гнать раскалённую каплю... Хотя вы же ее гоните из "люстры" наверное а там тоже пол км пути если от центра. Но всё равно я бы сделал 8 радиаторов 1 на 1 км.  Посмотрите как это сделано на ритегах у того же Пионера-10. Там, правда, было кажется 6 лепесков.

Центральная часть:



Я постарался центральный блок, который назвал "лазерной люстрой" придать  максимально "воздушный" вид, но всё равно цилиндр 1 км и 1 км в диаметр... Да, понятно там будет пустое место. Но сколько это будет весить? Ну и нужнанекая силовая рама, возможно центральная ось (где и крепится всё радиаторное хозяйство).
Ну и двигатели, я их нарисовал именно 30 на 60 метров, пустотелые при этом шаг расположения я рассчитал из торцевой площади километровой окружности к площади 100 окружностей диаметром 30 метров. Бледным цветом я обозначил, что на самом деле они там не в один ряд, а как-то расположены как "рапторы" у безумного Маска...

Я как-то по-началу полагал что двигательная установка будет поскромней... Но да, так, видимо и выходит. Лазеры - вещь достаточно громоздкая.
Саму "гантель" я, конечно, сделал ажурной рамой. Ну и добавил "для красоты" к центральной сфере хорошую такую тарелку-антенну.

Я было подумал что у вас две гантели вращаются в разные стороны, но так как вы сказали что центральный шар один, я все их воткнул крестом в этот центральный шар.
То что 4 жылых отсека окружены топливом на торможение - я обозначил условно жирной линией.
Про то, где хранится топливо на разгон не спрашиваю. Оно на фоне "люстры" просто теряется где-то... В переднем, служебном отсеке, например или где-то в районе осевой рамы (тут не видно). Логично поместить эту массу ближе к оси, если весь корабль пусть медленно, но вращается (что бы обеспечит работу радиаторов).

Интересно вот что.
Где здесь многоступенчатость? Вы собираетесь избавляться от лишней массы по ходу разгона?
Я по-началу подумал что да, отбрасывая наружние двигатели и слои "лазерной люстры". Но что с радиаторами тогда? Тоже будут укорачиваться, подтягиваться?

[alex_semenov]

Вот верстия с 8-ю радиаторами.



С одной стороны все преимущества. Меньший радиус вращения, меньший путь теплоносителя к краям и от краёв. Но да, всё-же 8 лепестков явно и  заметно светят друг на друга...  Это будет снижать эффективность рассеивания тепла. Возможно компромисс в 6-и лепестках? Тогда лепестки придётся делать 1.33 км каждый.

[alex_semenov]

Еще чуть-чуть штрихов...
Первое. Двигатели 100 штук расположенные на плоском дне "лазерной люстры". Те что будут в центре, будут сильно ощущать тепло от пеиферийных двигателей, как мне кажется. Поэтому я бы их вынес "пирамидой". Там, кстати, внутри и может находиться весь запас топлива на разгон (места более чем достаточно, кажется). Но это - надо обсуждать.
Второе. Я не понял зачем нужен такой большой (6 м толщиной и 1 км в диметре) служебный отсек сразу за жилой гантелей? Но то чего тут не хватает - щита Уиппла. Может вместо него щит? Я его дорисовал синим. Ну примерно...
И добавил для масштаба Останкинскую Эйфелеву, Шухову башню и немного контура здания МГУ. Без таких объектов понять размер нарисованного - тяжело.
Радиаторов я оставил пока 8, потому что так весь корабль помещается на один рисунок.

[Иван Моисеев]

Разумеется всё поле занимают огромные-крылья радиаторы, которые придают кораблю размер 5 км в диаметре (по 2 км крыло плюс центральная "лазерная люстра" 1 км). Радиаторы, как я понимаю, капельные. Поэтому структура радиаторы - это длинные "нити" с грузом на концах, натянутые центробежным вращением (иначе такая конструкция будет безумно весить) грузы на концах получились великоваты на рисунке, но они передают смысл. Сколько на самом деле таких "нитей" будет - надо точно считать из расчёта радиатора (скорей всего их надо куда больше. Но я пока нарисовал две боковые и три центральные. Вообще, есть сомнение что нужны такие радиаторы. Может стоило бы сделать вместо 4X2X1=8, сделать 8X1X1? 2 километра гнать раскалённую каплю... Хотя вы же ее гоните из "люстры" наверное а там тоже пол км пути если от центра. Но всё равно я бы сделал 8 радиаторов 1 на 1 км.  Посмотрите как это сделано на ритегах у того же Пионера-10. Там, правда, было кажется 6 лепесков.

Архиверное замечание. Согласен, надо 6 лепестков.
Моя ошибка - то, что после жилого блока имеет диаметр 1180 м? его вторичная задача - прикрывать жилой блок от ГКИ.
Топливо - 5,5 млн тонн прикрывает жилой блок по фронту и с боков. Толщина 3 м. Уж на пару пикселей потянет?
Камера сгорания усеченный конус, скажем диаметр фронтового кольца вдвое меньше.
Ставьте копирайт на свои рисунки. Если мне придется использовать их в мирных целях, издатели следят за рисунками строго.

[Иван Моисеев]

Где здесь многоступенчатость?

Сброс массы по ходу полета. Еще не рассчитал, пойдет в запас от 99 лет.

Но что с радиаторами тогда? Тоже будут укорачиваться, подтягиваться?

Можно так. Но радиаторы по необходимости будут секционными.

[Иван Моисеев]

Вот верстия с 8-ю радиаторами.

Шесть - лучше. ... нутром чую.
А почему тоннели перечеркнуты множественно?

[Иван Моисеев]

Фотонный звездолет

[Иван Моисеев]

Еще чуть-чуть штрихов...
Первое. Двигатели 100 штук расположенные на плоском дне "лазерной люстры". Те что будут в центре, будут сильно ощущать тепло от пеиферийных двигателей, как мне кажется. Поэтому я бы их вынес "пирамидой".

Да, так лучше.

Там, кстати, внутри и может находиться весь запас топлива на разгон (места более чем достаточно, кажется). Но это - надо обсуждать.

Все топливо закрывает жилою зону от ГКИ. На вскидку - это необходимо и достаточно.

Второе. Я не понял зачем нужен такой большой (6 м толщиной и 1 км в диметре) служебный отсек сразу за жилой гантелей?

Фабрики производства мишеней (таблеток) + вся система энергообеспечения (кроме генераторов камер сгорания), ядерные реакторы+_ система раскрутки/торможения жилой зоны + Оранжереи. Еще скажете - маловато будет...

И добавил для масштаба Останкинскую Эйфелеву, Шухову башню и немного контура здания МГУ. Без таких объектов понять размер нарисованного - тяжело.

Перегруз. Достаточно Эйфеля - стандарт масштаба для межзвездных кораблей.

[Vavanzer]

Поэтому не стал пробивать более сложное (да тут нужно было много что сделать) реальное другое изобретение - плавающие зажимы для фрезеного ЧПУ (и хрен я вам его тут покажу, секрет пылится на дне, в шкафах, где-то скрученный мятой трубочкой пожелтевшего ватмана, в чертежах...)

  Не проще ши было оформить патент и продавать лицензию!?)
 Да и в целом, аналогичное возможно давно уже ихобрели, и не раз!))) И давно уже используют!
 Вон, у японцев уже давно существуют станки с автоматической сменой резцов с большим выбором из обоймы, и куча прочих опций у них. Плюс контроль изделия в режиме реального времени.
 Они в роботостроении преуспели очень даже ничего... Китайцы тоже нагоняют, уже по протоптанным дорожкам идут!
 

С чего массовый дурак, решил, что при сытом житие у нас прогресс побежит семимильными шагами? Так это миф эпохи Просвещения! Тогда так думали. И думали - ошибочно. Но в культуру это заложили так крепко, что не вытравить теперь никакой здравой логикой. Истовая Вера - она и есть вера

  Прогресс и создал эту сытую жизнь. Но дураку не понять, что прогресс уперся в "старую физику". Из нее уже почти все выжали, что только можно.
 Остальное же дается... вообще не лается. Ни управляемый термояд с большим положительным выходом энергии, ни много еще чего...
 Хотя по мне, так потенциал далеко не исчерпан! Если даже "позорная старая" физика еще много чудес и лайфхаков таит в себе, если взглянуть на нее под другим углом! Выкинуть все что о ней говорят, и по другому переосмыслить!

  Вот к примеру когда то меня восхитила идея испарающегося отражателя у ТЯРД открытого типа (термоядереого двигателя внешнего сгорания), к примеру. Этож реально прорыв, решающий множество проблем, ну и одновременно неизбежность , от которой никцда не избежать. Даже если "безконтактно" удерживать плазму в компактном легком реакторе с выбросом, все равно термическая и радиационная эрозия убьет его очень быстро!
 А тут эта эрозия пусть хоть заубивается ))) Тк это только на пользу удельному и простому импульсу системы! Расходуемый отражатель. +Часть энергии уносить будет , не давая как можно дольше отражателю оставаться целым !)))

[Vavanzer]

 Правда, во всех этих "бомболетах" есть еще один момент сложный. Это соотвествие передаваемого импульса оси симметрии масс и движения. Чуть небольшое отклонение, и эта ракета просто начнет вращаться, и каждый взрыв абы что будет придавать. Идеально выстрелить заряд ровно в центр, да еще чтоб он именно там и взорвался, тоже идеально симметрично распылив плазму - практически нереально!
 Скорее всего все эти Дайсоны и Тейлоры поняли архисложность этого момента (помимо всех прочих). Ну и забили в итоге. Тк нерешенных проблем в этих "бомболетах" всех горахдо больше, чем кажется. Просто о них никто не пишет ))) 

 Если жаже у ЖРД-ракет есть движки боковой стабилизации, сжирающие заметный процент массы  от носительно ПН... Ну и системы наклона всех или некоторых тяговых жвигателей.  Без них ракета превращается просто в бестолковое неуправляюемо "веретено", по типу китайской пороховой хлопушки, летящей зигзагами и завитушками)))
 В атмосфере такие "хлопушки" можно еще в некоторой мере стабилизировать за счет аэродинамического тормоза. А в невесомости уже все все, финита комедия, нужна или идеальная соосновть импулься, или реактивные стабилизаторы серьезные. Точнее даже и то и другое)))

[Иван Моисеев]

А в невесомости уже все все, финита комедия, нужна или идеальная соосновть импулься, или реактивные стабилизаторы серьезные. Точнее даже и то и другое)))

Невесомость здесь не при чем, реактивные двигатели - вообще не при делах. Тогда уж - ракетные.
Но много проще - поворачивать экран.

[Vavanzer]

 А самое угарное, интересно, как они собирались подкидывать новые бомбы "под звездолет", спустя 3 секунды, каждые 3 секунды причем! Причем под звездолет, который все еще находится внутри раскаленного плазменного радиоактивного шара, зажигать все новые и новые шары адского пекла!))) Эт все равно что он находился бы все это время где-то в глубине звезды, в течении всего запуска!
 Не ужели они не понимали всего этого!)? Конечно прекрасно все понимали! Они физику знали лучше , чем я и все мы, вместе взятые тут))))

[Vavanzer]

А в невесомости уже все все, финита комедия, нужна или идеальная соосновть импулься, или реактивные стабилизаторы серьезные. Точнее даже и то и другое)))

Невесомость здесь не при чем, реактивные двигатели - вообще не при делах. Тогда уж - ракетные.
Но много проще - поворачивать экран.

Хорошо, откуда вы знаете, каков суммарный вектор следующего взрыва? Который длится миллионные дрли секунды!)) Пока он не ударит по экрану, вы об этом не узнаете. С учетом всез его неоднородностей!)))
 Ну а первый взрыв, если по нему ориентироваться, вовсе не означает, как пройдет второй)))
 Это в системах адаптивной оптики волновой фронт эволюфионирует медленнее и и непрерывный, в результате чего системы вычислительные и корректирующие элементы успевают сообразить и следовать за "трендом" изменения направления и флуктуаций волнового фронта.
  С ЖРД тоже самое. Тяга непрерывная, ракету чуть понесло "не туда" , поворотом "рулевых" двигателей ее можно поправить, и так на протяжении всего полета, ловить импульс, приводить его к усредненной  оси полета. Это все уже давно реализовано, в тч и на шаттлах было. + Боковые мини-движки стабилизацилнные, которые есть во всех больших ракетах.

 С бомболетом импульсным, с поджигом топлива на расстоянии такое уже не прокатит!) Идеально запцскать снаряжы в одну точку, и добиться идеального же распределения импулься, на мой взгляд не удастся. Тк люфты будут у всего, у системы подачи зарядов втч. + Разбалансы массы.
  Т.е заморочка та еще , по стабилизации полета!

[Иван Моисеев]

Причем под звездолет, который все еще находится внутри раскаленного плазменного радиоактивного шара

звездолет в тени экрана

[Иван Моисеев]

Хорошо, откуда вы знаете, каков суммарный вектор следующего взрыва?

Картишки раскидываю...
Такие системы управления вектором тяги не предсказываю будущее. Они ориентируются на сложившуюся ситуации.

С ЖРД тоже самое. Тяга непрерывная, ракету чуть понесло "не туда" , поворотом "рулевых" двигателей ее можно поправить, и так на протяжении всего полета, ловить импульс, приводить его к усредненной  оси полета. Это все уже давно реализовано, в тч и на шаттлах было. + Боковые мини-движки стабилизацилнные, которые есть во всех больших ракетах.

Прошлый век. Сейчас маршевые двигатели на карданном подвесе.

Идеально запцскать снаряжы в одну точку, и добиться идеального же распределения импулься, на мой взгляд не удастся.

"Слово "идеал" у нее не сходит с уст..."
Я же сказал - просто поворачивайте экран.

[Vavanzer]

Причем под звездолет, который все еще находится внутри раскаленного плазменного радиоактивного шара

звездолет в тени экрана

В тени вашего воображения! А обгоняющая его раскаленная до температур взрыва сверхновых плотная плазма!?)))
 Звездолет "стоит на месте", получает совсем небольшую скорость от каждого взрыва. А плазма несется со с скоростями в сотни км/с, в тч и заполняет частично и тень!)))
 Это эпицентр ядерного взрыва! Мож стоит почитать, что жто такое? Мы на уроках ОБЖ это все проходили))) Там даже посекундно было расписано как там все оно происходит. В инете инфа тоже есть)))
 А у вас просто непрерывная череда взрывов с частотой в несколько секунд! Не успел один шарр рассосаться, как уже другой формируется, третий, десятый, сотый...
 Весь звездолет просто тупо испарится))) Тк каждый следующий заряд (и весь запас зарядлв) тоже имеет прирост скорости, который минусцется за счкт систнмы подачи, чуть откидывая заряды назад!
 Системы подачи тоже работают внутри нерасскявшейся высокотемпературной плазмы, хоть и сильно холоднее, чем в момент взрывов!
 И все это еще работает в высокоплотном потоке гамма-излучения, проникающего глубоко внутрь всего что рядом. И позауону же сохранения всего что только можно, оно преобразуется в тепловую энергию, в уходит на ионизацию и даже на трансмутацию многих элементов, из которых сделана плита и звездолет!)))) 

Это все даже и без суперкомпьютеров понятно! Даже "дураку со свалки жизни"!))) 
 Ну и, не припомню испытаний чередующихся взрывов в одной точке... Все это было в основном одноточечно. Одно испытание, один взрыв. А так чтоб 10 зарядов подряд взорвать в одном месте, не встречал такого. Хотя может быть что то подобное и было!  Взрыв через секунду после взрыва)))
 

[Vavanzer]

"Слово "идеал" у нее не сходит с уст..."
Я же сказал - просто поворачивайте экран.

  Ну повернем и. Следующий взрыв произойдет уже ы другой точке))) И с другим распределением энергии внутри!))) Этож лотерея! Хоть заповорачивайся! Никогда не знаешь как поведет себя следующий заряд)))
 Да и через 10-20 взрывов та уже и поворачивать нечего будет! Все это сдохнет от радиации и начнет испаряться)))) Вместе с системами поворота!)))

[Vavanzer]

Прошлый век. Сейчас маршевые двигатели на карданном подвесе.

У них непрерывный поток. А не сброс зарядов за ракету))) И на долю единицы времени приходится небольшая тяга. Те прирост импулься за 1 мс небольшой, но непрерывный. Можно лавировать, рулить.
  У импульсных двигателей, в данном случае типа каждые 3 с заряд подкидывают, разовый импульс многократно выше, потом пробел, потом следующий взрыв, который тоже произойдет +_ не понятно где. Перегретая система, огрехи в изготовлении снаряда не позволят достичь идентичности и точного попадания в ось необходимого суммарного вектора тяги!
 
Кто то тут уже недавно выкладывал пример того, как заряд не взрывается идеально, в нем куча неоднородностей. Кадры из высокоскоростной сьемки какие то были, несколько лет назад.

[Иван Моисеев]

В тени вашего воображения! А обгоняющая его раскаленная до температур взрыва сверхновых плотная плазма!?)))

Когда плазма достигнет экран он уже не сверхплотная.

в тч и заполняет частично и тень!)))

Очень-очень мало частично.

Это эпицентр ядерного взрыва!

Где эпицентр?

Мы на уроках ОБЖ это все проходили)))

Вас сильно напугали. Наверное, из лучших побуждений.

Весь звездолет просто тупо испарится)))

Куда?

И все это еще работает в высокоплотном потоке гамма-излучения, проникающего глубоко внутрь всего что рядом.

Большая часть гамма разлетится в разные стороны, а та малая низкоплотная часть, которая доберется до корабля поглотится экраном.

Это все даже и без суперкомпьютеров понятно!

А вы все-таки посчитайте. И подумайте, почему никому кроме вас не пришли в голову ваши соображения? Может быть пришли, но они посчитали?

Ну и, не припомню испытаний чередующихся взрывов в одной точке... Все это было в основном одноточечно. Одно испытание, один взрыв. А так чтоб 10 зарядов подряд взорвать в одном месте, не встречал такого. Хотя может быть что то подобное и было!

Потому что это никому не нужно и не интересно.

[Иван Моисеев]

Никогда не знаешь как поведет себя следующий заряд)))

Знаешь очень точно. Он взорвется.

Да и через 10-20 взрывов та уже и поворачивать нечего будет!

Надо делать так, чтобы можно было поворачивать. Достаточно выбрать правильное расстояние до точки взрыва.