Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

А если раскрутить толкающую плиту вокруг продольной оси взрыврлёта? И сделать это можно с помощью энергии ядерных зарядов, снабдив плиту чем-то наподобие газовых рулей.

Допустим. А зачаем?
У меня была идея использовать подобную раскрутку как... накопитель энергии. Ну у Дайсона там говорится что масса плиты - это одна часть массы пустой ракеты. А масса амортизатора - это другая часть массы пустой ракеты. И что масса плиты не может быть слишком маленькой (иначе она будет испытывать перегрузки, не совместимые с ее целостностью), то есть где-то 1/3. А масса амортизатора (где то 1/50) тоже не может быть маленькой, потому что амортизатор по-сути должен накопить в себе половинную энергию взрыва. А у любого накопителя энергии есть предельная ёмкость  Дж/кг. Верно?
Вот я и хотел сделать (исхитриться) соединить плиту с накопителем энергии (что бы энергия превращалась в момент вращения и оттуда же возвращалась назад). Но... у меня ничего не получилось умного и простого (возможно плохо думал?).
Слишком сложно и стрёмно всё получается. Явно перемудрёно.

[alex_semenov]

Ось вращения плиты будет стабилизирована засчёт гироскопического эффекта и тогда при несимметричном взрыве бомбы амортизатор не будет "ломаться".

Я понял мысль. Но вообще то как это технически реализовать что бы дёшево? Не стоит овчинка выделки, как мне кажется. Вот если бы  вращение плиты было бы и накопитель энергии! Но как раз в момент удара накопитель энергии должен быть "разряжен". То есть вращательный накопитель должен быть остановлен. Хотя... если там как-то использовать противовращение? Гм... Ну два вращения... Не знаю. Не клеится как-то. Надо думать... Пока нет идей.
Вращение - это очень сложно.
Я тут думал как прицепить роторный ЖРД к суперракете... и понял что это будет  ну очень сложно (скорей таки доведут до ума детонационный двигатель). А тут...
В заботе о концепции главное - не перемудрить.
Не вводить лишних сложностей.
Надо вот что понимать. Первое что сопротивляется нагрузке на излом - это собственно МАССА самой плиты-зеркала. Именно эта масса обменивает км/с плазмы (а в случае звездолёта вообще ~ 1 000 -10 000 км/с) на ~ 10 м/с плиты. И как не верти, но ~10 м/с - это не бог весть какая скорость. Ну получили вы перекос с правого борта на левый скажем в 3 м/с (по плите). Во-первых для этого и положена "шина" "колцами" накачаная азотом  (можно и гелием, будет еще лучше. Главное что бы не было в "шине" газовых ударных волн. А обчная волна с более сжатой стороны на менее сжатую - да ради бога! Она и выравняет часть перекоса). Ну и сами амортизаторы. Основные газовые поршни-ходули. Напомню. В проекте "Дедал" именно уплавлением жосткостью амортизаторов (решётчатая обвязка вокруг фары-двигателя на "Дедале" это ведь обвязка не просто некой несущей рамой, но именно амортизаторами управляемой жосткости!) Ален Бонд и собирался УПРАВЛЯТЬ направлением взрыволёта. Без всяких двигателей маневрирования.

[alex_semenov]

Делаем по периметру плиты несколько наклонных плоскостей из того же материала, что и плита. Это будет нечто наподобие газовых рулей, которые устанавливаютя прямо в реактивную струю двигателя. Разве это не дёшево? Продольная ось плиты будет стабилизирована и будет сопротивляться поперечному воздействию от несимметричного взрыва.

Не знаю. Может быть. Но выяснить эти нюансы можно будет только уже работая с конкретной конструкцией. Тут (достаточно проработанный проект) ничего такого не было:



Обратите внимание на структуру самой плиты (ступенчатую). Я не знаю был ли такой вариант, но да, плита в центре должна была быть толще чем на краях. И объяснялось это просто. Плотность плазмы (и количество движения) в центре плиты получалось больше чем по краям. То есть при правильном ударе плита равномерной массы в центре бы ускорялась быстрей чем края. Она бы выгибалась и ломалась. Поэтому центр усилен (центр имеет большую инерцию).
Вообще плита была доведена до высокой степени инженерной проработки еще у 4000-тонного Ориона. Над ней в конечном итоге работал настоящий  авиационный инженер (после того как физики определились с основной динамикой работы плиты), настоящий инженер-прочнист, работавший над проектом XB-35. Там всё было очень серьёзно. Люди там не в бирюльки играли.
Современному  офисному планктону это даже не может прийти в голову! Они думают там бабки пилили как в современных силиконовых сискахстартапах... Мол, люди хренью страдали в "Дженерал Атомик", в потолок плевали, в носу ковырялись и красивые картинки только и рисовали!
Ну такие времена были тогда (времена титанов) и теперь (времена пигмеев).
Ну шо поделать?
Народ вон радостно не верят что американцы на Луну высадились. Понятно! Каждый меряет по себе. Вы - слабаки (с компьютерами) и не можете. А те - (с логарифмическими линейками) могли! Они И НЕ ТАКОЕ МОГЛИ!

[alex_semenov]

Мне интересно, что собирались делать с дыркой в центре плиты. Через неё ведь будет прорываться ядерная плазма, и бить прямо по кораблю! Можно же без дырки обойтись, если подумать.

Именно так изначально и думали. Иметь цельную плиту. А бомбы запускать "мортирами" (множественными) сбоку... Ну вот реконструкции самых ранних версий:



Видите такие дверцы, как пушечные порты у парусных линкоров? Это что бы под себя бросать бомбочки сбоку. Кручёные...
Но потом поняли, что это не лучшее решение и сделали в центре "дырку". Ее площадь - незначительна Пусть чуть-чуть прорывается. Это -мелочи. Ствол пушки закрывается специальным открывающимся коническим обтекателем-дефлектором. На картинке "плазма дефлектор коун":

[alex_semenov]

А как? Взрывной термояд сделали, а токамаки так и не заработали. Вот когда/если заработают тогда и приходите с проектами таких двигателей.

А зачем? Какой смысл в непрерывном горении? Сможете объяснить?

Какие то варианты были.
Теоретически реально. Инициировать реакцию в конце стержня. Можно даже импульсный, стержень с чередующимся составом, различные слои.
Были еще идеи испаряющейся плиты.  В тч и вариант с инициируемым распадом ее поверхности.
Еще что то типа сварочного электрода, у которого внешняя оболочка в качестве рабочего тела и испаряющегося сопла...
 В качестве "поджига" тритий и др легкие изотопы, излучающие нейтроны, как в ядерной бомбе.

Кажется ПОЛНЫЙ ПАНОПТИКУМ ВСЕХ КОГДА-ЛИБО ПРЕДЛОЖЕННЫХ ИДЕЙ (да, есть пара идей, известные мне сюда не попавшие, но это - мелочи) ЗДЕСЬ:

Atomic Rockets

Если английский не ваш родной поставьте Гугл-Хром там встроен гугл-перевод на русский любой страницы.
Каждый кто суёт свой нос в проблему любой космической тяги (межпланетной, межзвездной) должен хотя бы полистать этот сайт что бы понимать КАК МНОГО И РАЗНОГО уже предложено. Что бы не думал что он - первооткрыватель. Любая сырая идея которая вам пришла в голову с очень высокой вероятностью там в трёх длинню-ю-ющих списках концепций двигателей (с картинками и ссылками на первоисточники) уже есть и скорей всего с предварительными расчётами, проработкой и длинной историей развития.
Ну почти любая!

Из всех идей "непрерывного ядерного пламени" ближе всего тут идея Зубрина на "солёной воде"
Первоисточник:
Robert Zubrin’s Nuclear Salt Water Rocket Design



Это тут уже обсуждалось критиковалось (доказывалось что это невозможно) и снова это возрождалось...

Можно вспомнить еще сумрачный германский гений Вейценбаума... И еще и еще...
Но это всё - шашечки.
Мелкий уголь.
Идей так много что просто их перебирать или таскать первую понравившуюся как дурная вороне "по блеску" - это предельный инфантилизм (чем тут многие и страдают).
Давайте всё же смотреть СИСТЕМНО. Как инженеры.
Я повторюсь.
А в чем преимущество двигателей непрерывного действия (любых) перед двигателями импульсного (тоже любых)?
И встречный. Если есть преимущества то есть же и недостатки, наверное?
А недостатки непрерывных перед импульсными в чем?

Если вы малолетний поверхностный дурачок - вы пройдете мимо моих "общетехнически-философских" вопросов. Если заинтересуетесь - уже отрок!

[alex_semenov]

Ну, во1х, это красиво...

Да, краста - это важно. Почти без шуток. Некрасивая идея/самолёт не летает.
Но! Красота тоже бывает разная.
Бывает внутрянняя (духовная) неброская красота...
Бываете?
И с возрастом выясняется что внешняя - облезла а эта - проступила...
Мога быть?

Кто сказал что непрерывно - красивей чем импульсами?
Звездолёт "Заря" в "Москва-Кассиопея" помните?
Он там фотонными моторчиками тоже красиво мигал!

[alex_semenov]

  Характер разгона, прерывистый. Импульсные имеют паузу между взрывами. И меньший кпд, тк только часть энергии идет плите, остальное рассеивается куда попало.
 Из плюсов - простота, относительная конечно...

Давайте уйдем от конкретно этого примера. Давайте вспомним ДВС. Все двигатели внутреннего сгодания. Карбюраторные (двухтактные, трехтактные) дизельные...
Они все - импульсные.
И сравним их, с двигателями НЕПРЕРЫВНОГО действия. Скажем, с газовой турбиной. Хотя газовая турбина - это уже новый шаг. Наверное ДВС надо сравнивать с паровой машиной. Паровая - непрервыного действия (Стирлинг - особенно. Да и паровая турбина - тоже). А ДВС - импульсного. Сделаны примерно на одном уровне технологий (материалов).
Можно вспомнить "карманные линкоры" Гитрела и борьбу дизелей с турбинами на крупных морских судах...
Какие обобщения тут напрашиваются?
Из общеинженерного принципа: достоинства - продолжение недостатков и наоборот. Любые достоинства оплачиваются некими недостатками.

[alex_semenov]

Хорошо.
Если бы у братьев Райт не было бы ДВС, их самолёт полетел бы? На паровой тяге?



Учтите. Технология парового двигателя к 1904-му году насчитывала уже более века и была доведена до совершенства (по-сути).
Компактные паровые двигатели ставили на дирижабли и даже на первые попытки самолётов. Тот же Можайский. Но...



Скороспелые, недавно появившиеся ДВС... их обошли. В один рывок. Раз и на всегда.
В авиации паровой двигатель не смог прижиться (хотя позже паровую турбину даже думали ставить на бомбардировщики см. Шпанов "Первый удар"). Люлька (создатель первого отечественного ТРД) по сути в ХАИ (там даже бассейн сохранился) до войны занимался именно паровыми турбинами на самолётах. Но... Не пошло (кстати, отдельная ветвь и очень интересная истории развития технической мысли) ТРД вырвался вперед и всех оттеснил (можно сказать то попытки паровой турбины на бомбовозах это и была предтеча ТРД).
Это всё - позже. Середина века. Но вернёмся в начало (на тот уровень материалов и технлогий).
ДВС открыл путь не только самолётам. Автомобили, трактора, танки... Это всё ДВС. Без них ничего этого не состоялось бы. Паровой двигатель смог пробиться за пол века до этого (и очень долго там оставался доминирующим и после появления ДВС) на корабли и поезда. Почему? Хотя и на кораблях крупные дизеля (те же "карманные линкоры") паровую турбину таки потеснили.
Подсказка. Да, размер транспортного средства тут имеет значение. Но всё же это вспомогательный параметр. Не причина а намёк на главное - что в другом.
Еще раз. Не смотрите на газовую турбину (на самолётах прежде всего). Она - другое уже поколение. Там даже другие материалы понадобились.
Так в чём была соль ДВС?
И да. Взрыв(детонация)-горение... не столь важно в нашем случае. Важно что ДВС сжигал топливо ПОРЦИЯМИ (не путать с пропелентом - рабочим телом!), а та же паровая машина в топке - непрерывно.
Кстати, стирлинг - типичная машина непрерывного сгорания (поступления) энергии в машину.

[alex_semenov]

В нашем случае, интересный момент встретил сегодня. Скорость развития цепной реакции. Для бомб ее стараются развить максимально. Для импульсного двигателя наоборот вспышку лучше чуть продлить, чтоб и удар был меньше, дольше, и испарающаяся часть зеркала прогрелась.

Бомба есть бомба. И время процесса там 10^-6с - МАКСИМУМ! А вообще типичный взрыв 100 наносекунд. 0.1 микросекунда. И растягивать там что-то - превратить взрыв в "пшик".
Как во взрыволёте "растягивается" взрыв перед плитой? Это - отдельная песня.  Но это именно уже процесс ПОСЛЕ взрыва. Когда плазма летит (и далеко летит!) к толкающей плите. Она растягивается. И этим процессом, кстати, можно управлять. Что и обнаружил Дайсон в ходе одного из теоретических расчётов.
Но сейчас не в этом суть.
 

А непрерывный двигатель на ядерной жиже или даже газе, этож надо сначала разогнать их перед соплом и концентрацией, чтобы динамическое давление было мощнее чем после реакции и расширения.

Вот. "Тепло". Осознаёте вы это или нет но вы тут затрагиваете важную ОБЩЕТЕХНИЧЕСКУЮ тонкость. Какой бы тепловой двигатель вы не взяли (не важно какой. Паровая машина Уатта, ЖРД, или фотонный звездолёт) все эти тепловые машины будут работать ЦИКЛИЧНО и ПОСТАДИЙНО. Циклы состоят из стадий. Рабочее тело (не важно что это) проходит термодинамические стадии и по-сути замыкается в циклы.
Так работают все тепловые машины во вселенной. Ни единого исключения.
Даже ТРД, где казалось бы, всё течёт из воздухозаборника в сопло плавно-непрерывно, сгорает с постоянной скоростью (без вспышек), рабочее тело (замкнутое через атмосферу в цикл) проходит стадию сжатия, нагревания, расширения...

И, еще, вспомнился интересный совецкий проект Волги с ядерным поршневым движком. Там  в поршнях при сближении и сжатии реакция усиливалась в ВМТ, в нижней точке же успокаивалась. Интересно они придумали, машина даже ездила, но не пошла дальше прототипа...

Я слышал про эту "Волгу". Но мне кажется байка-байка! Бородатая-бородатая! Хотя, да, прикольная байка. Но всего лишь байка.

[alex_semenov]

Закончу, раз начал.
Я буду банален до скуки. Вот картинка- разгадка на мой вопрос:



Весь секрет взлёта молодых несовершенных ДВС импульсного сгорания над совершенными старыми системами непрерывного сгорания - ЭНЕРГОВООРУЖЕННОСТЬ (всё та же) транспортного средства. Лошадиные силы на кг аппарата.
А так как двигатель установлен на транспортном средстве, значит важна его высокая собственная удельная мощность.
И у  самых ранних двигателей импульсного сгорания она подскочила не в разы, а даже (кажется) на целый порядок сразу по сравнению с самыми совершенными "паровозами", где топливо горело в топках (очень совершенных уже!)  но НЕПРЕРЫВНО.

На схеме выше видно,  что кораблю (при его типичной скорости движения) и поезду высокая энерговооружонность и не нужны. Поэтому паровые двигатели и прижились именно на кораблях и на рельсах. Сразу и только там! На дорогах (считай век!) остались конки, дилижансы, телеги. А по небу никто не полетел. И прожили машины непрерывного сгорания там долго и счастливо аж почти два века, пережив очень многих (тот же ДВС как безраздельного лидера в авиации), дожив до эры атома и космических ракет. Да, на военных кораблях была "потасовка" с дизелями. И они там паровые турбины потеснили. Но в целом двигатели непрерывного сгорания на флоте прижились хорошо и прочно. И на тех же атомных подводных лодках живут в новой реинкорнации припеваючи чувствуют себя до сих пор (а все электростанции? Они все на непрерывном подводе тепловой энергии! Потому что никто никуда там не едет не плывёт и не летит). Не говоря уже о новомодных стирлингах на "дизелях" (уже новоделы XXII века!)...
А вот там где нужна была высокая энерговооруженность (да еще и на относительно небольшого веса транспортном средстве) двигатели импульсного сгорания стали царствовать сразу и безраздельно.
По сути автотранспорт и авиация только и ждали этой энерговооружённости.
И как только она появилась - появился и этот вид транспорта.
В авиации их смогли ПОТЕСНИТЬ уже  двигатели "непрерывного сгорания" нового поколения (с новыми материалами, диалектический цикл так сказать) газотурбинники. И то не вытеснить, а потеснить (цена кусается!). В классе крупных и быстрых летательных аппаратов (и вертолётов). Маломаторная авиация вся осталась на поршнях. А автомобильный транспорт... сколько туда не тулили турбину... или что-то еще... а поршень остаётся королём автострад.
И даже если вам нужен маленький компактный и легкий генератор тока - то это сратый двухтаткный дырчик от мопеда (вечный друг авиамоделистов и картенгистов, блин!). Верно?




Было ли у кого в детстве такое вот совершенство? Стоил безумных 8 рублей (бешеных бабок для советского пацана!)

Разбавляли ли вы когда либо касторовое масло, эфир (не нюхать а движок запускать!) и бензин "калоша" в ... не помню какой уже пропорции?...
Поэтому Запах станции/дома Юного Техника - незабываем!
Лака и вот этого... топлива...


Разумеется. Есть еще факторы.
Например, приёмистость. Двигатель импульсного сгорания заводится с пол-пинка. Пары разводить (как на паровозе) не надо.
Крутящий момент (хотя почти у всех тут есть претензии и лучший тут электродвигатель как не крути. Как смеялся мой товарищ закончивший Баумана по ДВС, если у системы море плюсов, всегда найдется один минус, которые всё это скомпенсирует или даже перевесит. Это он о тяговых электромоторах на транспорте)
Но всё же это всё  - вторично. Главное - лошадиные силы (ватты и киловатты) на кг собственного веса.
Это - решающий фактор.
Поставить паровой двигатель на "самобегающую карету" пытались многие чуть ли не с эпохи графа Калеостро или даже Да Винчи. И полететь по воздуху используя крылья и энергию пара (например ртутно-паровой ракетный двигатель), говорят, пробовали еще в XVIII веке (Да! Да! Говорят, были попытки и не совсем безуспешные! Говорят даже через Ла-Манш были перелёты! Не хуже байка чем про "волгу" с атомными поршнями). Но по-настоящему процесс пошёл когда? Когда появилась  тепловая машина с нужной (феноменальной!) ЭНЕРГОВООРУЖЕННОСТЬЮ. ДВС.
Когда всё созрело и все технологии сошлись появилось это чудо. И появилась авиация, появился автотранспорт (самобегающие кареты).
И теперь осталось разобраться.
А как энерговооружённость связанна с импульсностью или непрерывностью сгорания топлива?

Авось и для понимания уникальной природы взрыволётов что-то тут мы и нароем?
Может быть?

[alex_semenov]

Не "Волга", но проекты поезда и самолёта существовали. И это не байка. Потому как проект самолёта дошёл даже до лётных испытаний.

Кто здесь равин? Вы или я? Это вы МНЕ будете рассказывать о прекрасном Атомном веке?
Это я вам могу бесконечно рассказывать о самых разных проектах атомных самолётов, поездов и даже об автомобилях...
Но я имел в виду под байкой именно то что описано. Именно эта конкретная концепция "волги" с атомным поршневым двигателем, где "атомные поршни", сближаясь (достигая критичности 1 на время сжатия в верхней мёртвой точке) разогревали сжатое рабочее тело - воздух (вместо сгорания топлива) и таким образом как бы замыкали цикл. Вечный (по-сути) поршневой двигатель! Чудо не сжигающее (вроде как) никакого топлива!

Хотя, да... у вас под капотом "волги" была по-сути почти атомная бомба (преувеличение конечно, там наверняка критичность планировалась таки реакторная, на замедленных нейтронах, а не бомбовая).

Кстати. Коль забежал сюда. Для особо любознательных девочек и мальчиков (если такие в наше время, содранных из сети рефератов, найдутся).
"Дорогая передача" спрашивает (хитро прищурившись по-ленински):
А скажите. Что общего между машиной Тьюринга и машиной/циклом Карно?

[alex_semenov]

Так расскажите. Можно с картинками.

Раскритиковав идею "атомной "Волги", двигатель с атомными поршнями я подумал: а не дурак ли я?
Гм...
Хотя идея кажется безумной, но если присмотреться к этому безумию повнимательней? У меня даже мысль появилась: а не в этом ли секрет той самой удивительно удельно-мощной и компактной атомной силовой установки, про которую как-то с восторгом докладывал Путин и которая по-идее двигает "Посейдон" под водой с феноменальной скоростью?
А ведь если действительно сделать цилиндр (или цилиндры) периодической тепловой машины так, что в верхней мертвой точке достигается критичность (реакторная, не бомбовая, критичность с замедлителем, делящегося материала надо немного хотя и обогащённого до оружейного) то РАБОЧЕЕ ТЕЛО, сжатое там (идеально - гелий) начнёт нагреваться "нашару" без сжигания химического топлива. Действительно вечный, считай, двигатель. Ядерное горючее в 10 000 000 калорийнее химического. И заложенное в поршень, можно сказать что почти не расходуется... Конечно, рабочее тело в таком атомном поршневом двигателе надо замкнуть (тепловой цикл должен быть замкнут). В чем прелесть замкнутых циклов - рабочее тело можно выбрать любое удобное (в открытом цикле мы пользуемся воздухом). А в атомном поршневом двигателе это надо делать просто из соображения радиационной безопасности. И тут первая мысль - идеально подходит стирленг!
Представьте. Двигатель стирлинга, где нагревание происходит не снаружи, а изнутри цепным процессом при достижении критичности в верхней мёртвой точке (в стирлинге вообще тепло подводить можно непрерывно). Двигатель может получится вполне себе компактным, мощным, эффективным (про радиационную защиту - отдельно, конечно, но роботу-торпеде защита не особо и нужна) и самое интересное - предельно ... ТИХИМ. Стирлинги отличаются феноменальной плавностью хода и тишиной при работе. Говорят на такой двигатель чуть ли не ставят при работе монету на ребро и.... она так стоит.
На подводных аппаратах стирлигн - идеальный привод по идее. И это можно ставить действительно на небольшие (относительно) подводные лодки (типа дизельных). Проблема привычного агрегата реактор-теплообменник-турбина в том что они плохо масштабируются вниз. К малы размерам. Слишком большие обороты и много источников шума. Но тут... это может стать реальным прорывом. Я даже подумал, что в альтернативной исторической реальности (сюжетный нюанс для АИ), где нацистская германия не проигрывает войну, сумрачный германский гений мог до этого решения (как атомная модернизация U-ботов XX серии) додуматься сразу, еще в каком-нибудь 1948 году.
Не о звездолётах тут пока речь.
Просто как всегда смешное и великое  тут может быть в шаге. Как обычно.

[alex_semenov]

А на сухопутных - придётся возить с собой градирню.

Может быть. Но главная проблема (если видишь почти идеальную идею поищи где там подвох! Не может быть всё так хорошо!). Радиация. Прежде всего гамма-излучения.
Современные атомные силовые установки делаются по принципу паровоза. Отдельно - котёл, отдельно- силовая (тепловая) машина превращающая тепло в работу. И между ними еще (даже несколько!) промежуточных теплообменников. До трёх тепловых контуров. И это не просто так. Реактор источник чудовищного излучения. Даже после остановки он очень сильно фонит. И как механикам чинить этот стирлинг, если реактор - это по-сути поршень и есть?
Да, на одноразовом беспилотном снаряде это будет работать. Но не на лодке (увы!) с людьми.
Ну об автомобиле - и речи нет.
Даже поезда не стали делать на атомной тяге (кстати, тут как раз целый вагон "градирни"):



Хотя казалось бы очень даже и можно (даже было экономическое обоснование). Опять же вспоминая почивший в бозе Третий Рейх и его мечту о 3-метровой колее для трансконтинентальных железнодорожных суперперевозок (эта идея одно время продолжала бурлить в умах победитеней-наследников...). Трехметровой ширины колея и атомный суперпоезд на ней:



Идея может быть и  могла бы быть реализована в альтернативной реальности (сюжет - замечательный)...
Но... именно соображения безопасности обращения и обслуживания всё это дело и похерили. Атомная энергия на железной дороге? Вот пуская ее добывают на гигаватных станциях умники, которые учились это делать... а на железную дорогу мы добытую энергию передадим по проводам. Электровоз - вот окончательное решение вопроса. Оно и надёжней и гибче.
Хотя...
На бескрайних просторах Сибири...
Это же как ледоколы на Северном морском пути.
Мы живём в мире победившей ТАЛАСОКРАТИИ (миро правят морские сверхдержавы). Возможно именно поэтому атомные сверхлокомотивы для победы над хардлендом (евразийским суперконтинентом) и не появились? Атомные авианосцы, ледоколы, подлодки есть, а вот атомных локомотивов - нет.
Хрен его знает? 

Музыкальная пауза

[alex_semenov]

А вот в какой альтернативной реальности могли бы найтись столь недалёкие люди, чтобы не сообразить о надёжном и гибком решении? И что за такая смертельная необходимость сделать паровоз автономным? Это на рельсах-то, без которых он всё равно никуда не поедет?

Я выше дописал. Бескрайние просторы "дикой" Сибири.
Перемещаться по глубинным гигантским континентам еще сложней чем по морям-океанам. Даже положить колею - уже поблема. А электрофицировать ее (надо иметь станции с источником энергии по всему пути следования). Хотя, да. Любая железная дорога - это инфраструктурный хребет цивилизации. Она должна быть окружена много чем.

А почему Стирлинг нельзя сделать по такому же отдельному принципу? Отдельно реактор греет этого Штирлица, отдельно радиатор его с другой стороны охлаждает забортной водой. И ремонтопригодней и безопасней.

Можно. И нужно. Так и хотят. Но отдельно - это лишний вес. Речь шла о компактности и высокой удельной мощности. Это можно купить но цена - чудовищно плохая ремонтопригодность.

[alex_semenov]

Хотя можно и там "дорожки" проложить, для передачи энергии на разгон. Например микроволнами, индукцией , световой пучок и тп.

Да, можно. Тем более что там не нужно преодолевать сопротивление среды. Там нет затрат топлива на тонна-километры. Там затраты на инерцию. Сначала разгон. Потом торможение (и кстати хорошо бы как у электровоза при торможении еще и отбирать затраченну на разгон энергию назад в электрическую сеть). Вам нужно груз разогнать в точке старта (одна энергоподстанция) и затормозить в пункте прибытия (вторая). Всё. Далеко вам "тянуть провода" по всей линии не нужно (космос не так уж и суров как нам пытаются нарисовать некоторые). При таких вот грузоперевозках тягать с собой полноценную энергоустанову - перевозить меньше груза.  Поэтому всё что надо с собой такому каботажнику автономно - маневровую установку.
Но это уже инфраструктура космической цивилизации. До этого надо еще дорасти.
При тех настроениях что бытуют даже тут, мы от этого куда дальше чем в каком-нибудь 1975-м. Мы не приближаемся, мы удаляемся от космоса.

[alex_semenov]

Про редкость урана.
На соответствующем форуме по ЯО всплыла информация об созданном в СССР уникальном (самого Феактистов удивляла логика его конструкции) ядерном инициаторе "Синус", с радикально (десятки раз, уверял Феактистов!) пониженной активностью продуктов деления, который был создан на рубеже 60-70х годов и использовался как инициатор в сверхчистых гражданских термоядерных взрывах (уже точно известно - трехступенчатых зарядах, где "Синус" - триггер, потом промежуточная термоядерная ступень и основная термоядерная - все на сжатом до 400 атм дейтерии). Из озвученной чистоты заряда (пороговые 150 кт, термоядерность 99.85%) я высчитал что в триггере сгорало ~20 г делящегося материала. Из этого считал мощность триггера ( несколько сот тонн ТНТ). Но есть подозрение что на самом деле триггер был еще слабее. 20 г продуктов деления - это продукт... ПЕРЕГАРА (термоядерными нейтронами?). Возможно пониженной активности (что и поражало воображение даже профессионального физика-бомбодела Феактистова!)
То есть. Существует версия (некоторые физические основания для этого есть) что в "Синусе" вообще заряжалось МИЗЕРНОЕ количество делящегося материала. Высока вероятность что меньше 100 грамм (самая безумная гипотеза - что только эти самые 20 грамм и зарядили! И все они в итоге и перегорели в малоактивную "труху" с пониженной в десятки раз активностью ЕЩЕ при взрыве!)
Как достигалась критичность и выделение энергии при столь малой массе? Отдельный вопрос. Лазейки есть. Так называемый "подкритический отжиг" (нужен мощный импульсный источник нейтронов, для чего нужны мощные взрыво-магнитные генераторы тока, которыми занимался еще Сахаров в бытность  физиком, а не дурачком-правдорубом под пятой у дурной бабы).
Главное. Высокопродвинутой цивилизации не нужно испарять в каждой термоядерной бомбе (не важно 100 кт, 100 Мт, да хоть мина Дайсона в 10 Гт!) килограммы бесценного урана или плутония для разжигания каскада термоядерных реакций. Вы можете использовать на каждый взрыв любой нужной вам мощности граммы (плюс некое достаточно хитрое оборудование, массой не более 1 тонны - это достоверно точно).
И это по-сути делает добычу урана из ЛЮБЫХ КЛАРКОВ рентабельной.

[alex_semenov]

А какой кларк будет, если протопланетному облаку не повезло появиться рядом с местом столкновения нейтронных звёзд? Там вообще хоть что-то добыть выйдет?

Тогда нехрен туда вообще соваться?
Но даже если и соваться (ну мало ли?). Ключевая мысль. Если для инициации термоядерного взрыва (любой произвольной мощности) достаточно десятков граммов плутония (который получают из 238 урана), то вообще то уран будет рентабельно (думаю) даже возить через межзвездные расстояния как товар.
В любом случае. Измерять богатство нации в запасах урана (даже 238-го) куда разумней чем в золоте. У меня есть сильнейшее подозрение что уран это и есть тот самый "спайс" - абсолютный цивилизационный витамин для цивилизаций Галактики.
То что мы по нему, буквально, ходим... так это обычное дело.
Так обычно и бывает.
Инки тоже золото особо и не ценили. Ну металл, ну блестящий, ну мягкий... У них его было просто много...

Ксатати, о подлодках на стирлингах (я удивлён что эту идею начали поднимать только вот сейчас!).

Отличительной особенностью лодки является установленный в дополнение к дизелям двигатель Стирлинга Kockums v4-275R Mk III, который использует находящийся на борту жидкий кислород. Система AIP (air-independent propulsion) делает возможным то, что вместо нескольких дней лодка может находиться под водой две недели, что существенно затрудняет ее обнаружение.
...
Скорость (надводная): 11 узлов;
Скорость (подводная): 20 узлов;
Рабочая глубина погружения: 320 м;
Экипаж 27 человек, в том числе 5 офицеров;
Водоизмещение надводное: 1 494 т;
Водоизмещение подводное: 1 599 т;
Длина наибольшая (по КВЛ): 60,4 м;
Ширина корпуса наиб.: 6,2 м;
Средняя осадка (по КВЛ): 5,6 м;

Подлодка буквально "карманная". И именно эта подлодка "уничтожила" во время учений американский атомный авианосец (она несколько раз вышла и почти в упор совершила учебную торпедную атаку матки авианесущей группы и ее никто не заметил).

[alex_semenov]

Не нужно ненаучной фантастики.

А если это очень  твёрдая научная фантастика?

Есть критмасса, её не обойти. Даже с отражателями, даже на медленных нейтронах (почти невозможно для бомбы), она много больше.

"Марксизм критическая масса - не догма, а руководство к действию!" (с)

Не рассказывайте мне о бомбовой "критической массе" (да, я знаю что она чуть больше "реакторной" из-за запаздывающих нейтронов). Как говорят в большой Одессе, не делайте мне смешно!
Вот вам "весь хрен до копейки" об массе делящихся материалов, "заряжемой" в ОБЫЧНОМ ядерном оружии:



Источник:
The Amount of Plutonium and Highly-Enriched Uranium Needed for Pure Fission Nuclear  Weapons by Thomas B. Cochran and Christopher E. Paine Revised 13 April 1995

Обратите внимание. Тут 700 грамм плутония - 0,1 кт - самый высокий результат.  И Достигнут по-сути  начале 50х. В СССР в 1953 в "Танечке" бахнули 800 грамм (раскопано из сдуру рассекреченных в 90х документов). Тед Тейлор в это же время игрался (исследовал) в Лос-Аламосе минимальную (по тем временам) критическую массу ядерного заряда. И тоже тогда пришел к выводу что минимум "меньше килограмма" (с). Спланированный им эксперимент с граничной масссой достиг критичности (вспышка нейтронов) с выходом энергии, меньшей, чем потраченая энергия ТНТ на сжатие всей критсборки.
Но это - не конец истории.
Это - начало.
Почитайте вот это тут же на этой ветке (ссылка на первоисточник там присутствует). Мой перевод кусочка от швейцарцев из ЦЕРНА.

 

Обратите внимание. Гспонер и Хурни говорят об "отжиге" 14, 70 и 7000 миллиграммов (то есть 7 граммов!!!) плутония и "выгорания топлива на 100%, что соответствует выходу в 240, 1200 и 12 000 кг тнт энергии соответственно" (конечно 100% вряд ли но даже 50% уже 6 тонн ТНТ из 7 грамм. Поджечь  промежуточную  ДТ ступень - уже более чем достаточно).
Да. Это фантастика. Но очень твёрдая, научная фантастика.
И наш "Синус" мог бы работать с несколько большими массами чем планируется тут (не 7 а 70 грамм), что сильно упростило бы инженерную задачу.
То есть.
Никаких ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ограничений для "фантастики" в  чудо-триггере "Синус" (или в чем-то подобном) - нет.  Кстати, все выкладки, связанные с трудностями именно получения  выхода энергии в миллиграмовых критических сборках хорошо с формулами-приближениями изложены у Феоктистова.
То есть. По крайней мере у нас налицо очевидный  ФАКТ. Проблемой взрыва граммовых зарядов  плутония люди (и серьёзные люди) занимались вполне себе серьёзно и очень давно. Так что "это фантастика, сынок" только для поверхностных обывателей. И даже очень образованные люди (даже спецы в этой области) - часто именно такие обыватели. Ну не их область! Соседняя. И тут часто тоже пользуются байками (устоявшимися мифами).

Или критплотность. В тактических ядерных боеприпасах.

Тактические ядерные боеприпасы это по-сути те же стратегические только с пониженной мощностью.
Физика там одна.

Ужас может быть в чём? Высшие достижения в области изготовления атомного оружия (сделанные по-сути еще в 70х годах) могут РАДИКАЛЬНО изменить всю мировую ядерную политику (да вообще всю политику! Всё мироустройтсво поставить вверх тормашками!!!). Ну представьте, что уже давно существует RRR -бомба “reduced residual radiation” bomb, которая фактически не дает радиокативного загрязнения при взрыве.
Я говорю именно о радикально очищенной бомбе, в которой по-сути подавлены все ТРИ компонента выхода радиации:

1  - Продукты деления (триггера) сведены к такому минимуму, что просто смешно об этом вспоминать.
2 - Подавлена вспышка нейтронов при термоядерном взрыве (есть несколько подходов к этому и самый очевидный - использование аннейтронных реакций того же бора-11 с водородом, но обходной и возможно более реальный путь - использовать "бороводородную" бомбу, солёный термоядерный заряд с бором-10, где горит дейтерий, а  бор-10 только "наполнитель", который поглащает нейтроны, возникающие в цепочке горения дейтерия).
3 - Понижен выход остаточного трития (по-сути это второй после продуктов деления фактор радиоактивности при "чистых" термоядерных взрывах от горения обычной "лидочки").

Не будем лезть в то насколько это фантастично физико-технически. Представим что это факт реальности. Допустим миру явлена такая  бомба  (а ее предпосылки точно существовали в виде сверхчистых мирных термоядерных зарядов из 70х). Предположен явлена нагло. Взрывов в атмосфере (и пусть каждый придет и померяет остаточную радиацию! Убедится!) Представляете какие ПОЛИТИЧЕСКИЕ последствия будет иметь признание факта того, что ядерное оружие может быть "экологически чистым"?
Вообразили ПОСЛЕДСТВИЯ для мирового устройства?
 
Весь наш гиперглобализированный ялнитско-подсдамский мир держится-подвешен чуть ли не на единственном "гвозде". На страхе перед страшно-радиоактивным ядерным Аргмагеддоном. А! Мы все умрём!!!! И радиации на этом Страшном Суде боятся (зря конечно) куда больше чем самих разрушений. И вдруг... радиации в ЯО не стало... Бомба стала "зелёной"
Представили?
И как всегда... Ди-джей! Вклчите нам нужный по смыслу трек. Эм... желательно с британским флагом. Это она, "англичанка", еще с синдикалиста Герберта Уэллса нам в мозги гадит "борьбой за мир" ради всемирной глобализации...
Музыкальная пауза

[alex_semenov]

Ксатати, о подлодках на стирлингах (я удивлён что эту идею начали поднимать только вот сейчас!).

Ничего удивительного: на борту топливо и жидкий кислород (уже мило, да?), а сам стирлинг - дорогостоящий хайтек по нынешним временам.
И стирлинг очень маломощный (десятки-первые сотни кВт) при том, что занимает значительный объём.

Хотя попытки идут еще с Первой мировой... Так назваемася "идея Никольского"

Технология очень своеобразная и нишевая.
КМК, запросто может оказаться, что лучше просто набить лодку битком литиевыми аккумами, и не мучаться.

Учитывая что даже компрессор маломощных ЖРД  сейчас крутят от аккумуляторов (уму не постижимо!) то наверное да...

* * *

О том что стирлинг ограничен в мощности из-за ПОВЕРХНОСТИ подвода (извне) тепла.
Да. Согласен. Очевидно, что большая мощность движка ("кубиков под капотом") - меньше отношение поверхности вокруг этих "кубивов в горшках", к объему со всеми вытекающими. Не зря сам Стирлинг делал в своей машине сам поршень таким... полым... Видите?



Что бы поверхность к объему в верхней мертвой точке была максимальна (через нее и подводится тепло из топки).

Но что отмечу?
В случае ядерного нагревателя, встроенного в поршень как раз эта проблема и решалась бы именно тем, что тепло подводилось бы изнутри.
Лучшее что приходит в голову. На поршне - "иголки". Много "штырьков" с делящимся материалом. На верхней мертвой точке цилиндра - такие же штырьки но в "шахматном порядке". То есть в верхней мертвой точке плотность штырьков удваивается. Штырьки не плотно друг к другу. Между ними - пространство для сжатого между ними рабочего тела (гелия). Когда поршень приходит в верхнюю мертвую точку штырьки собираются в реакторную критичность и раскаляются до белого каления. Так как их поверхность огромна тепло передаётся гелию очень быстро. Поршень пошёл вниз. И тут объем цилиндра к поверхности уже не имеет значения.

В любом случае. Как раз (как я понимаю) речь идёт о создании компактной, "карманной"  лёгкой энергоустановки очень высокой удельной мощности. Да. Ниша. Но важная ниша. Не зря американцы для реактора на Луне всё же выбирают не турбина, а стирлинг. Турбина выигрывает лишь с некоторой определённой мощнсти.



Кстати, почему на "Нуклоне" планируется турбина? Остаётся вопрос открытым. И турбина ли? Цикл Брайтона? Одни догадки.

[alex_semenov]

Только тут нужно что то оригинальное, ноухау. Среди старья ничего путного не найти.

Очень умозрительно. В систему звезды летить лазерный парус-торговый клпиер.
Вы из системы направляете на него луч лазера. Луч отражается (вызывая торможение клипера) и... возвращается назад адресату (весь, в чем и фантастика).
Так вот. Из-за эффекта Доплера назад вернётся луч БОЛЬШЕЙ энергии чем отправлен.
И с этого "можно иметь два процента".
То есть вы сжимаете фотонный газ "поршнем". Адиабатически.
Чисто теоретически. Практически, да... нереализуемо. Но теоретически - очень красиво!

А вот ничего критичного. Радиация, это так, до кучи, главное это массовые разрушения. Вот какая вам особо разница, какая именно бомба бахнет над вашим городом, если весь город превратиться в развалины?

Уже сто раз слышал такую аргументацию.
Это аргументация логическая. Да. В полномасштабной ядерной войне большая часть людей погибает не из-за разрушений и не из-за радиации, а из-за голода вызванного крушением цивилизационной инфраструктуры. Это - так ЛОГИЧЕСКИ.
Но эмоциональна СТРАХ перед ЯО держится именно на радиации. 99% - это страх расползающейся от ЯО радиации. Он - основа ВСЕОБЩЕГО ужаса перед Ядерным Армагеддоном.  Радиация которая невидимая неслышная заползает в каждую щель и тихо убивает, убивает, убивает...
Это даже хуже чем чума.
Именно радиация пугает людей до чёртиков в ЯО. И именно на страхе перед радиацией держится ИРРАЦИОНАЛЬНЫЙ ужас  перед всеобщей ядерной войной и поэтому все подчинаются "союзу пяти" - совбез безопасности ООН (какое ни какое но мировое правительство).
Вся рациональность гиперглобализации держится на этой радиационной иррациональности.
Ну подумайте!
Реальный мир всегда опирается на иррациональные мифы. Миф радиации (сильно раздуты) - главный миф эпохи (и как вякий миф он стремиться достигнут беспредельного маразма).
Посмотрите на немцев и на их маразматическую страсть закрыть атомные электростанции.
Вся эта "зелёная вакханалия" - это всё оно. Это один механизм (начавшийся шабаш ведьм со спора доктора Полинга с доктором Тэллером. Коготок увяз? Всей птичке пропасть!) Это страх перед будущим и попытка бежать в идиотскую утопию.
Люди упорно не хотят понимать страшной вещи:
ПРОГРЕСС - ОПАСЕН В ЛЮБОМ НАПРАВЛЕНИИ
Нет опасных и безопасных путей прогресса. Любой прогресс ведёт к ОДИНАКОВЫМ рискам.
Вы либо принимаете риски и идёте дальше ("Ступайте, ступайте и не сомневайтесь, уверенность придёт к вам позже!" Даламбер) либо шарахаетесь в ужасе и обманываете самих себя тормозя "неправильный" прогресс и развивая "правильный" (чем мы придурки последние пол века и были заняты) и в итоге... "хотели как лучше, а получили как всегда".
Стервецы, которые поймали свою рыбку в этой мутной воде, раздутой придурками-идеалистами-миротворцами (глобальные банкиры и связанные с ними "невидимые отцы") таки получили что заслужили: мир, который на их же головы теперь и рухнет.