Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

И обратите внимание, сколько прямых лучей там сходятся на мишени. Их более трёх десятков. Мы в двигателе это себе можем позволить?
Вопрос ведь даже не в их количестве, а в равномерности (по всей окружающей сфере) их распределения.
И если увеличить число лучей мы можем, то добиться равномерности в ЛТЯРД - нет.  Поэтому, я считаю, что надо искать некое чудо-решение для всего лишь 8-х сходящися перпендикулярно лучей.

  Еще стоит обратить внимание на то, сколько вспышек термоядера выдержит вся эта система!))) Вряд ли даже 100 штук вытерпит))) А с учетом того с какой скоростью расширяется это все, ни одна система подачи и поджига не успеет "спрятаться"!
 В опытных установках там по ходу дела целыми днями каждую вспышку подготавливают! И уж точно там не череда взрывов.

[Vavanzer]

А вообще хорошо бы было бы подключить к этому нашему разговору во-первых хорошего термоядерщика (хотя они все - фанатики одной идеи и очень сильно топят все остальные, например магнитчик будет топить лазерщиков, поэтому нам нужен именно лазерный термоядерщик, но не такой уж и оптимист) и нужен спец по лазерам.

  Проще почитать всевозможные работы и публикации  этих термоядерщиков! В тч обратить внимание на "обратную сторону" всех этих попыток обуздать термоядер.  Все сразу на места встанет.

[Vavanzer]

Масса установки (до розетки) 3600 кг и если мощность поделить на это то получаем... 27,8 ватт/кг. Как у ... у межорбитального ядерного буксира в пректе.

  К этому надо добавить еще массу "бензина" , "бензобака" и сопутствующих конструкций.
Ну и каллории, которые в этом "бензине" содержатся.
И получится очередной черепахоход тормознутый!)))

Лазер в NIF выдает 500 ТВт, но в ~10 нс импульсе, а потом остывает "пол для" (примерно).  То есть его квази-непрерывная мощность (что нас должно волновать),... я насчитал 120 ватт.

  И источники и преобразователи энергии для него, в тч и конденсаторы-накопители надо учитывать.
 Эт на земле для стационарного реактора можно хоть до 100 вагонов это все раздувать, хоть до 1000.

[DRUID_3]

50% - это сейчас оптимизм.
А лет через 200, если потомки дружно поработают, 75% будет пессимизмом.

Та что там. Берите все 200%!

Вообще-то больше 100% кпд не бывает.

Разве в этой ветке это важно?

Лазерные системы, в которых используются только диодные лазеры, могут достигнуть самой высокой эффективности, иногда выше 60 %

Диодные, Карл, диодные. Читай - К.П.Д. квазикогерентного фонарика.

 Давайте я перефразирую. Ребята, а задумывались ли вы почему именно, ввиду наличия какого именно в нем механизма, оптоволоконный лазер имеет столь высокое К.П.Д. (до 40% при использовании диодной накачки)? И почему этот факт отдельно выделяют? В ваших то возрастах - не мешает знать .

 Лазер - это слабоупорядоченная лавина вынужденных переходов между энергетическими уровнями атомов в которой одному из направлений дается определенное преимущество. Преимущество это задается конструкционно или технологически. Вот как в рубиновом лазере кванты света излучаются радиально во все стороны, но марафонский забег с нарастанием и упорядочиванием попадает только направление параллельное оси "оптического резонатора". А остальные куда!? Вот это они и отъедают К.П.Д. лазера, и это неразрешимая проблема, без тех "неучтенных" - никак. Удается подхватывать индуцированный свет со всех направлений только в оптоволоконных системах(ввиду строения оптоволокона относительно оптических волн определенных диапазонов). Потому очевидно что 40% это оптимистический предел и то не для всех волн и конструкций. И делать упор что техника так развивается что лет через 200 стоит ожидать 200% увеличения К.П.Д. таких систем не стоит.

 Ребята, иногда неплохо бы хоть чуть-чуть понимать что пишете. Я понимаю что вы главные за слив темы в "словоблудливую ерундистику", но ошибки на уровне читателя "Юного Техника" остро режут глаз.

[Иван Моисеев]

И почему этот факт отдельно выделяют?

Мешать все факты в кучу - плохая политика.

очевидно

На форумах слово "очевидно" используется тогда, когда автор не может аргументировать свою позицию.

[DRUID_3]

 Нет слов!

[MenFrame]

А остальные куда!? Вот это они и отъедают К.П.Д.

Доминирующее излучение внутри лазера то, которое зациклено между параллельными зеркалами, то которое не зациклено практически мгновенно глушиться, соответственно существенно отъедать не чего не может. Основные потери связаны с энергетическими переходами при накачке.
 

[Vavanzer]

Давайте я перефразирую. Ребята, а задумывались ли вы почему именно, ввиду наличия какого именно в нем механизма, оптоволоконный лазер имеет столь высокое К.П.Д. (до 40% при использовании диодной накачки)? И почему этот факт отдельно выделяют? В ваших то возрастах - не мешает знать .

   Там до лазеров по большому счету еще далеко! Пусть немножко узнают и про саму мишень. Как ее подготавливают, как устанавливают статично , как лазеры на нее фокусируют. Все это высокоточные работы в лабораторных условиях. Чтоб хоть какой то выхлоп получить из микроскопического обьемчика "поджигаемого" топлива!
  А они собираются стрелять чередой зарядов, точно попадать в них лазерами, да еще и в условиях чередующихся термоядерных взрывов, от которых лазеры кстати не закрыты)))

 Если на сегодня даже в статике разово чтоб получить небольшие джоули выхода энергии, нужны установки многотонные, , тщательная настройка и длительная подготовка к каждому эксперименту))) И даже на них не вышли на непрерывный цикл череды взрывов, с эксперементальным постоянным выходом энергии, подходящим для промышленного использования. А тут уже в космос собрались лететь на всем этом!))) На том чего еще нет!)))

[Vavanzer]

Потому очевидно что 40% это оптимистический предел и то не для всех волн и конструкций. И делать упор что техника так развивается что лет через 200 стоит ожидать 200% увеличения К.П.Д. таких систем не стоит. 

У них скоро и цикл Карно перевалит за 300%, и поиблизится к 1000% , в фантазиях )))

 А так если разобраться, цепочку КПД всех узлов сложить, начиная от источника энергии, преобразователей, накопителей, излучателей накачки, сам резонатор... Получаем уже едва ли единицы процентов использования топлива, из которого энергию для лазеров получаем...
. Если еще соотнести это к выхлопу, неидеальному выгоранию топлива, и там сколько, раз в 10-50 больше енергии получится вытащить, то соотношение мощности источника энергии для "поджигателя" к энергии от получаемых вызрывов будет порядка 1:1 ))))
   К этим всем агрегатам собираются добавить плиту какую то, амортизаторы громоздкие, радиационную защиту, радиаторы массивные. И огромный запас топлива (собираются почему то в баках его хранить))) Это еще и запас мини-емкостей для зарядов, и линия разлива топлива по ним!
 По итогу все всборе будет иметь массу в страшные сотни - тыщщи тонн. А энергии топлива на эти тонны , да еще и с учетом суммарного КПД - совсем ничего!

 И все это при том что непрерывный или импульсный  термоядер до сих пор не зажгли )))) Чтоб прям сутками работала система!

[Иван Моисеев]

А тут уже в космос собрались лететь на всем этом!))) На том чего еще нет!)))

Любая космическая ракета во время эскизного проекта не существует.
Ее еще нет.
Более того, прорва авторитетов утверждает, что эту ракет сделать невозможно.
Бал такой В.Глужко - ведущий в СССР двигателестроитель.
В конце 30-х годов, перед тем, как его посадили, он аргументированно доказывал, что с одной камеры ЖРД принципиально невозможно снять более 300 кГ тяги.
Науке неизвестно, знал ли Вернер фон Браун о доказательстве В.Глушко или не знал, но марте 1942 года он снимал с одной камеры ЖРД 27 тонн тяги, что в 90 раз выше границы, установленной Глушко.
 

[Алексей Николаевич.]

Когда сильно хочется, ещё не так раскорячишься.
Я что то вспомнил проект дирижабля с двигателем из трубы в которой сгорают пороховые шашки.
Подаются туда часовым механизмом.
Или вот неплохо - с паровым двигателем на угле.
Дирижабль на водороде.
И мужик (со стальными яицами), кажется это был Анри Жиффар, пошёл на этот риск ради идеи управляемого полёта.
И вроде и летал даже в реальности.
Я это к тому, что то что кажется сейчас диким и фантастичным, лет через 200-300 может быть сделано и всё получится...
А почему бы и не обсудить варианты?
Для того и тема.
Не нудить же одно и то же с парусами да ионниками...

А мне взрыволёты нравятся.
Любые.
И чую что на обычных бомбах и проще и надёжнее.
Посчитать, сколько вообще материалов расщепляемых можно ещё легко достаточно, добыть на Земле, наработать в реакторах - размножителях и на их основе сколько можно сделать зарядов.
Не говоря уж о астероидах и других планетах, (кто там исследовал, сколько добыть можно?)...
Если этого добра хватает на нормальный разгон и полёты к близким звёздам, можно этим и заниматься...
Для начала Систему осваивать.

[Vavanzer]

но ошибки на уровне читателя "Юного Техника" остро режут глаз

  Вот именно. Хотяб научнопопулярное что нибудь изучить надо, прежде чем что то затевать подобное!
 В тч и про физику атмосферного термоядерного взрыва. Где плотное гамма-излучение преобразуется окружающим воздухом во взрывную волну. Которая собственно и выбросила ту самую крышку люка, которая так вдохновляет некотррых до сих пор)))
 Т.е необходимо дополнительное рабочее тело. А значит и потеря в УИ колоссальная. (Не забываем еще и крайне низкий КПД системы и огромную ее массу).
  Ну и про отражатель в вакууме понять, что он на полтора метра будет впитывать гамма-кванты, ионизироваться, разрушаться, испаряться, и заодно переизлучать энергию в более длинных диапазонах, включая ИК во все стороны!)))
  И все это в одной из версий не в параболическом отражателе, а в плоском, который лишь единицы процентов всех энергий и импульсов способен принимать!)))
  Там в сумме меньше 0.001% КПД будет, (если все перемножить), при огромной массе конструкции.. А это уже в 100 раз меньше , чем энергия в обычном ядереом топливе!

  Еще интересный момент - ресурс такой системы! Сможет ли она сжечь термоядерного топлива, количество которого многократно превышает и без того раздутую массу системы) Да еще и в полностью автономном режиме полета при непрерывной работе!Нет конечно! Одна только жесткая радиация чего стоит)))
   Это все заведомо бестолковая утопия!)))

[Vavanzer]

Науке неизвестно, знал ли Вернер фон Браун о доказательстве В.Глушко или не знал, но марте 1942 года он снимал с одной камеры ЖРД 27 тонн тяги, что в 90 раз выше границы, установленной Глушко.

   Там был главный момент - непрерывное истечение продуктов реакции химического топлива разогретого до "малых температур" . Ниже температуры плавления материалов. Без ударных волн (с которыми кстати всячески борятся), без ударных нагрузок на всю ракету, без жесткой высокоплотной радиации. И задача разнога всего то до 10км/с - мелочь жизни.

 Вы же хотите задействовать энергию ударной волны в сумме с бешеным ионизирующим излучением на плавное ускорение корабля)))
 Там одна только ударная волна в 1000-щщи км/с развалит все раньше, чем дойдет до амортизаторов, которые ну никак не будут работать на амортизацию, потому что по ним тоже пройдет ударная сверхзвуковая волна!
 Материал отражателя будет ионизирован на больую глубину. И вместе с фактором ударной волны его будет разрушать очень активно, так же как и всю конструкцию!

   Если все еще не понимаете что никакие амортизаторы не прокатят, поинтересуйтесь за счет чего работают гидрокомпенсаторы, к примеру)) Ну и про воздействие ударных волн сверхзвуковых на материалы тоже зацепите.
 Про воздействие гамма-излучения тоже стоит уже давно узнать. И даже сопоставить с вариантом наличия доп-оболочки, преобразующей излучение аналогично атмосферному воздуху при наземных испытаниях)))
 Про КПД всей цепочки преобразования уже не раз тут упоминалось. Но не в коня корм.
 
  Там невозможно сразу по 3м причинам. Нет непрерывного термоядера, разрушающие нагиузки (ударные волны и гамма-излучение), и крайне низкое соотношение массы и энергетики топлива к предполагаемой массе всей ракеты.
  Добавлю четвертый фактор - нереальный безремонтный ресурс и срок работы , для случая со сжиганием больших масс термоядерного топлива, особенно если она многократно превышает массу конструкцию !
 Может быть перестаните уже фантазировать, как дети, упорно не желающие вникнуть в физику каждого процесса, применяемого в данной идее!?)

[Vavanzer]

  Так то если что, та самая вдохновляющая крышка полетела лишь благодаря прокладке из большого количества воздуха, находившегося на пути энергии от взрыва к ней. И большого рассеяния.
  Он был в роли амортизатора, и одновременно "толкателя", тк вылетал через узкое горлышко из замкнутого пространства шахты))) 
 Так что никакого чуда там нет. Так же как и непосредственного контакта продуктов взрыва с улетевшей так сказать "плитой"!

 То что контактирует гораздо ближе к взрыву, да еще если это будет в вакууме, испытывает то же самое что и атмосферный воздух - сверхдавление, ионизацию и рекомбинацию. И даже если в вакууме отдалить взрыв, то удар послабее будет происходить со скоостью порядка 1000км/с. Создав мощную волну по всей системе! "Самортизируют" лишь первые слои, за счет разрушения кристалической структуры, которое сдобрено еще и ионизацией на большую глубину!
 

[Иван Моисеев]

Там был главный момент - непрерывное истечение продуктов реакции химического топлива разогретого до "малых температур" . Ниже температуры плавления материалов.

Температура в КС ЖРД существенно выше  температур плавления материалов из которых КС изготовлена.

Без ударных волн (с которыми кстати всячески борятся)

С ударными волнами в ЖРД не борются. Их пытаются использовать (детонационное горение). А в вакууме (рассматриваемый случай) ударных волн не бывает. Ударные волны - это колебания плотности среды. А вакууме - какая среда? Одна сплошная пятница.

[Vavanzer]

Температура в КС ЖРД существенно выше  температур плавления материалов из которых КС изготовлена.

Эт понятно. Но не в десятки тыщ градусов. Которые испаряют все, и плотность излучения га многие порядки выше.
  А у стенок темеературы потсути ниже. Там только середина греется. И все это легко доступно в изготовлении. Посложнее чем ДВС, но стало реальностью еще в середине прошлого века)))
 

С ударными волнами в ЖРД не борются. Их пытаются использовать (детонационное горение). А в вакууме (рассматриваемый случай) ударных волн не бывает. Ударные волны - это колебания плотности среды. А вакууме - какая среда? Одна сплошная пятница.

   С детонационным горением  - это другой тип двигателей, который так до сих пор и не могут сделать нормально и применять.
 

. А в вакууме (рассматриваемый случай) ударных волн не бывает

  А продукты взрыва, ничем не ограниченные!?) Да еще и при контакте с препятствием. Скорость распространения в 1000 км/с. Это не химический взрыв, на 3 порядка скорость которого ниже)))

   

Я что то вспомнил проект дирижабля с двигателем из трубы в которой сгорают пороховые шашки.
Подаются туда часовым механизмом.
Или вот неплохо - с паровым двигателем на угле.
Дирижабль на водороде.
И мужик (со стальными яицами), кажется это был Анри Жиффар, пошёл на этот риск ради идеи управляемого полёта.
И вроде и летал даже в реальности.
Я это к тому, что то что кажется сейчас диким и фантастичным, лет через 200-300 может быть сделано и всё получится...

  Если вы все еще не заметили, нигде по итогу такие типы двигателей не используют! Даже ТРД на непрерывном истечении работают.
  От движения за счет взрывов отказались еще на самых ранних порах развития техники! И используют особенности взрывов только в военке и для взрывных работ, с целью максимально эфективного разрушения!
 А все остальное работает на плавной непрерывной тяге.

Физика простая. Взрыв очень короткий, давление очень большое. Расрушает  или повреждает структуру материала и конструкцию раньше, чем импульс успевает ей передастся на всю массу в ее обьеме.
 Чтоб что то полетело, за счет взрывных импульсов, их мощ должна многократно превышать предел прочности большинства известных конструкций. По этому нткаких взрыволетов потипу тех, которые тут обмусоливают, не будет. От них давно уже инженеры отказались!

[Vavanzer]

С ударными волнами в ЖРД не борются.

Может быть в конце концов почитаете уже вро всетэто что нибудь более серьезное, чем "журнал Мурзилка"!)))
 Это одна из проблем крупных движков, да и вообще проблема ракетных двигателей, которая разносила в клочья все это при различных экспериментах. Над этим ломали голову все конструкторы-первопроходцы. Как заставить гореть топливо без возникновения ударных и резонансных волн различных!
  Нет техники , работающей на взрывах и ударных волнах. Двигателей всмысле. Везде или непрерывное горение или воспламенение, не доходящее до детонации, с последующим использованием энергии "плавно" расширяющихся газов .
  Октановое число топлива - знакомая тема!?)) И стоит ли припомнить тот факт, что при наличии детонации ДВС теряет характеристики и быстро разрушается кривошипно-шатунный механизм! Т.е даже там микровзрыв приводит к быстрому разрушению, и  явление абсолютно не желательное !
 Или вы как болндинки, считаете, что машина едет за счет "взрыва" бензина и воздуха в двигателе?

[Иван Моисеев]

Эт понятно.

Если понятно, зачем вы пишите прямо противоположное?

[Алексей Николаевич.]

От них давно уже инженеры отказались!

Не отказались а отложили на попозже.
Пока что самая большая энергия доступная человеку это термоядерная.
В виде бомбы.
Ну, раз она такая неудобная что же поделать...
Но не ставить же из за такой мелочи крест на звездоплавании...
Как быстро можно было бы летать по Системе...
Да и к ближайшим звёздам.
Трудно?
Да, но это и интереснее же, задача сложная.
Это не два куска плутония соединить, один в другой из пушки выстрелить.
Тут думать надо...

[Иван Моисеев]

Как заставить гореть топливо без возникновения ударных и резонансных волн различных!

Вы путаете божий дар с яичницей.
Колебания (по многим причинам возникающие) - это не ударные волны.