Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Ну вот, а вы ещё в "сверхчернотельный радиатор" не верили...

Всё то вы помните!

Ну да. Все эти полупроводниковые структуры с квантовыми эффектами (физика твёрдого тела без квантовой механики невозможна). Ну должно же было из этого что-то выйти совсем прорывное! Жаль что это - "не моё". Но чутьё подсказывает, что тут то как раз следует ожидать интересного эффекта.
Это как раз хорошо должно стыковаться с термофотовольтовкой. Как раз этого (способности принимать потоки в 100-1000 квт/м²) там и не хватает для прорыва! И препятствие - высокая температура. Всё что я мог натянуть в расчётах-фантазиях для  последнего проекта Зонда (используя активное охлаждение) 20 квт/м².

[Vavanzer]

Всё. Никаких ИНЫХ решений нет и быть не может.

   Ну а центробежный выброс, к примеру. Никакого толчка не происходит по лучу.
  Притяжение разноименных зарядов. Тоже не связано с выбросом массы и опорой))
   

Кстати, лазерный парус не только вдвое энергоэффективнее фотонной ракеты. Ему ещё нужна вдвое меньшая удельная мощность для развития того же ускорения. Для 10 метров в секунду за секунду ему нужно не ≈3 гигавата на один килограмм, как фотонной ракете, а примерно полтора гигавата на килограмм.

  Все равно проблема микроскопической грузоподьемности и катастрофической плотности энергии никуда не девается!

[Vavanzer]

Лазерный парус в два раза эффективней фотонной ракеты (а та - самая эффективная из всех ракет на границе скорости света)!

  У нее самый низкий импульс, по отношению к энергии!
 Барионная материя гораздо лучше, при тех же  энергозатратах)

[alex_semenov]

Ну а центробежный выброс, к примеру. Никакого толчка не происходит по лучу. Притяжение разноименных зарядов. Тоже не связано с выбросом массы и опорой))

Нет слов. Ей богу!

У нее самый низкий импульс, по отношению к энергии!  Барионная материя гораздо лучше, при тех же  энергозатратах)

Я просто шизею без баяна...
Вованзер, а ну признавайтесь! сколько учтителей физики повесились, обучая вас?

Кстати, лазерный парус не только вдвое энергоэффективнее фотонной ракеты. Ему ещё нужна вдвое меньшая удельная мощность для развития того же ускорения. Для 10 метров в секунду за секунду ему нужно не ≈3 гигавата на один килограмм, как фотонной ракете, а примерно полтора гигавата на килограмм.

Да всё верно. Но это уже "мелкие  детали" Там где речь идёт о шаге в три порядка, разы - это уточняющая поправка.

[PathFinder]

Ну а центробежный выброс, к примеру. Никакого толчка не происходит по лучу.

Нет слов. Ей богу!

Между прочим, думал тут про центробежный выброс и всплыли интересные вещи. Вот есть два тела массой m, соединённые нитью и раскрученные вокруг общего центра масс.
Оба тела при этом испытывают перегрузку. Затем разрываем эту нить, каждое из тел начинает двигаться прямолинейно и равномерно по касательной к траектории вращения. При этом тела испытывать перегрузку прекращают. Выглядит немного парадоксально. Тела вроде как получают приращение скорости и это сопровождается исчезновением перегрузки.

Далее, а какова мощность и удельная мощность этого процесса? С одной стороны они бесконечны, так как приращение скорости произошло мгновенно. С другой стороны они равны нулю, так как центробежная сила всегда перпендикулярна вектору мгновенной скорости, а значит работу по ускорению тела не совершает. (И то верно, рабору над телом в направлении его мгновенной скорости совершали совсем другие силы со своими мощностями при раскручивании маховика.)

То есть получается, что центробежный выброс позволяет как бы аккумулировать и концентрировать мощность другого физического процесса, использованного при раскручивании маховика.

[Маковец]

Ну а центробежный выброс, к примеру. Никакого толчка не происходит по лучу.

Нет слов. Ей богу!

Между прочим, думал тут про центробежный выброс и всплыли интересные вещи. Вот есть два тела массой m, соединённые нитью и раскрученные вокруг общего центра масс.
Оба тела при этом испытывают перегрузку. Затем разрываем эту нить, каждое из тел начинает двигаться прямолинейно и равномерно по касательной к траектории вращения. При этом тела испытывать перегрузку прекращают. Выглядит немного парадоксально. Тела вроде как получают приращение скорости и это сопровождается исчезновением перегрузки.

Далее, а какова мощность и удельная мощность этого процесса? С одной стороны они бесконечны, так как приращение скорости произошло мгновенно. С другой стороны они равны нулю, так как центробежная сила всегда перпендикулярна вектору мгновенной скорости, а значит работу по ускорению тела не совершает. (И то верно, рабору над телом в направлении его мгновенной скорости совершали совсем другие силы со своими мощностями при раскручивании маховика.)

То есть получается, что центробежный выброс позволяет как бы аккумулировать и концентрировать мощность другого физического процесса, использованного при раскручивании маховика.

Ну это в класс 7 на повторение предмета физики.

[Vavanzer]

Кстати.
А вед фотолюминисцентное охлаждение таки ... идея-провыв!
Это может реально ВСЁ ПОМЕНЯТЬ!

  Сообщение в той же теме, предыдущее. Про сверхтяжелые ядра... Тоже интересное дело!)
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,114965.msg5374690.html#msg5374690

[Vavanzer]

Я просто шизею без баяна...
Вованзер, а ну признавайтесь! сколько учтителей физики повесились, обучая вас?

  Двое норм, третий умер , после того как вышел на пенсию, продолжал преподавать в универе после пенсии, но так получилось...
 

Нет слов. Ей богу

  Щас все будет!
 
  Тут надо все в комплексе рассматривать. Расходуемую и нерасходуемую массу. Тогда все понятно будет!
 Ну и отсюда и получается, что фотоны совсем мизерный импульс дают. Прирост скорости то есть.  Как это наглядно понять? Очень просто. Ракета на химическом топливе работает недолго, минут 10. Весит тыщщи тонн. Энергии в каждой тыщще тонн как в килограмме урана (эт так, для наглядности).  Тащит эта ракета сотню-другю тонн на орбиту (с учетом массы отработавшей последней ступени).
   Ну и теперь, эту энергию давайте будем лампочками светить))) То же количество энергии, ту же мощность оставим, чтоб время было таким же... Куда оно полетит) ? Да никуда, даже не сдвинется ( так же как не сдвигается электроплитка в 1квт/кг! 
  Т.е мы попросту греем Вселенную. И стоим на месте. А химическая ракета при столь малой энергии способна вылезать из гравитационной ямы , да еще и с десятками тонн грузов, способных лететь даже к другим планетам. Т е от нее по факту толку больше получается))
 А от фотонной - практически ноль. Только фантазии. Ну и там, комнату ей освещать разве только, или дорогу!)

[alex_semenov]

Тела вроде как получают приращение скорости и это сопровождается исчезновением перегрузки.

Нет. Линейная скорость V как была так и остался.

V = wR

Какое приращение? Нет никакого приращения. Центростремительное ускорение было потому что вектор скорости всё время менял направление (ускорение, перпендикулярное вектору скорсоти и потому никакой работы оно не совершало).
В момент расцепки вектор менять направлением перестал. Тело перестаёт испытывать ускорение. Всё.
Вся энрегия и вся мощность, какая были приложены, заряжены в систему, УЖЕ приложены при ее раскручивании. Это - вне задачи.
При расцеплении ничего не меняется. Никаких изменений энергии.
Импульс? Он тоже сохраняется. Как был равен нулю (грузы сцеплены), так  и остался (грузы расцеплены).

[Vavanzer]

   Ну и теперь о лампочке. Во первых, сама лампочка что то весит. Мощная лампочка - много весит. Батарея из мощных диодов на большой площади, с проводниками и преобразователями, источниками энергии - тоже нехило массы добавляют. Т.е конструктивно мы не можем никак добиться огромного соотношения мощности к массе. Все что бы мы не делали, получается громоздким. Даже самые энергоэффективные излучатели ..
  Если начнем экономить на массе - все это начнет плавиться , и испаряться. У нас ограничение по удельной мощности стоит в несколько порядков!
  Теперь добавим туда источник энергии, на известных процессах. Это еще нагрузит систему, и удельная энергия снизится ниже плинтуса.
  Да, ее очень много. Но бесполезная нагрузка непомерная. Импульс фотонов, образованных этой энергией, слишком мизерный. "Батарейки" сядут очень быстро. Да и в реальном исполнении мощная фотонная ракета по удельной энергии будет не больше, чем легкий карманный фонарик на литий-ионных аккумуляторах)))

 Просто вы смотрите на процесс оторвано от конструкции. В итоге, забываете про колоссальную массу сопутствующего оборудования, без которого лампочка не заработает.
 Причем это даже хуже чем медная плита массой в миллионы тонн в бестолковых бомболетах (которая тоже убивает и удельную мощность и энергию)) 
 

[Vavanzer]

  ...Еще, мы помним про импульсы с разной массой и одинаковой энергией. То что при одной и той же энергии большая масса имеет больший импульс, относительно меньшей.
 И так как мы никуда не можем деться от разного вида массы, в тч и "паразитной", нам надо идти в сторону автофага. Чтоб и продукты реакции выкидывать за борт, и части ступеней , отработавших элементов конструкций и тд.
  И самое выгодное в данном случае, это когда топливо является еще и выбрасываемой массой. А так же испаряющаяся масса экстремально нагруженных отражателей. Это на единицу удельной бортовой энергии позволяет вытащить максимальный импульс!

    И возвращаемся к фотонной ракете. Которая, по сути, будет работать на всем известном "дефекте масс".
 Энергия из источника питания унесет из него часть массы. Останутся "шлак" и прочие конструкции, корпуса, преобразователи и пр штучки. Имеющие стабильную массу
  И вот теперь считайте. Микроскопическая доля массы (ядерного топлива) с большими потерями на преобразование энергии вылетела со скоростью света из лампочки. Энергии выделилось уйма, все что было в источнике. Она закончилась, лампочка горела недолго, ядерная батарейка "села". А импульс получили копеешный! 
 Т.е выгоды вообще никакой нет!)

 И тут даже испаряющийся отражатель , толкаемый мощными лазерами в огромном выигрыше. На многие порядки. Относительно фотонной ракеты гипотетической! Он кстати многократно выигрышнее чем "классический" парус, на (фантазийном) полном отражении высоко-интенсивного потока!
 Потому что во первых реален, и во вторых, способен хорошую силу тяги давать!)

[PathFinder]

У меня два вопроса к Александру Анатольевичу.

1. Вот есть звездолёт с реактивной массой и с энергоносителем для разгона этой массы.
Так вот, а энергоноситель имеет же вполне определённую массу на хранимый джоуль энергии.
Каким образом вы проверяете, влезет ли вообще энергоноситель в величину полезной нагрузки? Мне показалось, что вы считаете, что априори влезет. Хотя, может мне и неправильно показалось. Нигде у вас не увидел про расчёт массы энергоносителя.

2. Энергоноситель расходуется в процессе разгона. При этом в реактивном отбрасывании не участвует (ну или может не участвовать). Возможно следует как-то модифицировать формулу Циолковского под этот случай? Этого момента тоже у вас не увидел.

[Vavanzer]

У меня два вопроса к Александру Анатольевичу.

1. Вот есть звездолёт с реактивной массой и с энергоносителем для разгона этой массы.
Так вот, а энергоноситель имеет же вполне определённую массу на хранимый джоуль энергии.
Каким образом вы проверяете, влезет ли вообще энергоноситель в величину полезной нагрузки? Мне показалось, что вы считаете, что априори влезет. Хотя, может мне и неправильно показалось. Нигде у вас не увидел про расчёт массы энергоносителя.

2. Энергоноситель расходуется в процессе разгона. При этом в реактивном отбрасывании не участвует (ну или может не участвовать). Возможно следует как-то модифицировать формулу Циолковского под этот случай? Этого момента тоже у вас не увидел.

Он , если , что, лишь недавно научился этот фактор считать и учитывать !)))  После того как я чуть ли не год долбил их по этой теме!
 А так, обычно, у него все обладает чуть ли не бесконечниыми энергиями, идеальным отражением, 100% кпд, и околонулевой массой )))
  Ща он вам что-нибудь придумает)))  Подтянет что нибудь из области фантастики!

[Vavanzer]

 Самое то главное забыли)))
 У фотона энергия без 2-йки в знаменателе идет)))
 В классической механике же, у барионов E=mv2/2. Фотоны - E= mc2.
  Опять барионы выиграли))
 Плюс мы их можем сознательно разгонять до меньших скоростей в ускорителе, экономить на мощности, но не экономить на запасе массы!)  И по итогу нам потребуется на порядки меньший источник энергии и удельные мощности!

[PathFinder]

Самое то главное забыли)))
 У фотона энергия без 2-йки в знаменателе идет)))
 В классической механике же, у барионов E=mv2/2. Фотоны - E= mc2.
  Опять барионы выиграли))
 Плюс мы их можем сознательно разгонять до меньших скоростей в ускорителе, экономить на мощности, но не экономить на запасе массы!)  И по итогу нам потребуется на порядки меньший источник энергии и удельные мощности!

Думаю, что Семёнов вам на это ответит, что при малых скоростях полёта фотонный движитель энергетически неэффективен.
Ну и, кроме того, вы наверно в курсе про аномалию Пионеров? Она есть и её причиной является довольно небольшое количество теплового излучения.

[PathFinder]

    И возвращаемся к фотонной ракете. Которая, по сути, будет работать на всем известном "дефекте масс".
 Энергия из источника питания унесет из него часть массы. Останутся "шлак" и прочие конструкции, корпуса, преобразователи и пр штучки. Имеющие стабильную массу
  И вот теперь считайте. Микроскопическая доля массы (ядерного топлива) с большими потерями на преобразование энергии вылетела со скоростью света из лампочки. Энергии выделилось уйма, все что было в источнике. Она закончилась, лампочка горела недолго, ядерная батарейка "села". А импульс получили копеешный! 
 Т.е выгоды вообще никакой нет!)

А вот тут нужно критиковать только с формулами в руках. Видел у Семёнова конкретные и не сложные выкладки про эффективность фотонного движителя. Попробуйте оспорить именно их. Ссылку на эти выкладки, к сожалению, привести не могу.

[Vavanzer]

Ну и, кроме того, вы наверно в курсе про аномалию Пионеров? Она есть и её причиной является довольно небольшое количество теплового излучения.

  Да в курсе. Но для меня вопрос спорный!)) Тк все это очень предвзято. Там еще факторы есть помимо этого. Причем достаточно "сильнодействующие".
 
 

Думаю, что Семёнов вам на это ответит, что при малых скоростях полёта фотонный движитель энергетически неэффективен

Так и на больших тоже. Эффект Доплера снижает интенсивность. И длину волны, а знач и импульс фотонов... Для внешнего наблюдателя. А у барионов все норм. Тем боле что полет все равно планируется в боле мене реальных пределах до 0.3-0.5с. 
 По итогу, мы еще и на этом потеряем, соотношение затраченой на ыотоны энергии к их импульсу придется добавлять, по мере разгона!))

[alex_semenov]

Самое то главное забыли)))
 У фотона энергия без 2-йки в знаменателе идет)))
 В классической механике же, у барионов E=mv2/2. Фотоны - E= mc2.
  Опять барионы выиграли))

"Уймись, дурак!" (с) И. Сталин*
*

(кликните для показа/скрытия)

«Украина ежемесячно посылает 17-18 тысяч репрессированных, а Москва утверждает не больше 2-3 тысяч. Прошу принять срочные меры».
Это строки из жалобы, отправленной на имя Сталина первым секретарём ЦК КП(б) Украины Никитой Хрущёвым в 1938 году. Именно на это прошение генсек наложил резолюцию: «Уймись, дурак!»

Нельзя смешивать формулы из РАЗНЫХ механик. А если уж смешал (как я при "выводе" кпд лазерного паруса как ~ v/c  то при этом понимать ПРИБЛИЗИТЕЛЬНОСТЬ, оценочность, неточность данного приёма и где границы где это работает и перестаёт работать).
Точное значение кинетическая энергия ЛЮБОЙ частицы:



При v << c  ПРИБЛИЖЁННАЯ формула кинетической энергии выглядит как mv²/2



При скоростях много меньших скорости света пренебрегаем членами разложения с высшими степенями и выражение для  T переходит в классическую формулу.

ПОЧИТАЙТЕ!

Вованзер. Вам НЕЧЕГО ДЕЛАТЬ В ЭТОМ РАЗДЕЛЕ ФОРУМА!
Вы - профан, деструктивный профан!
Вы это понимаете?
Ни одной сколько-нибудь цеонной идеи. Но зато столько накидали "собственной гениальности"... блин... Столько понту, форсу, активности... Я понимаю что вы не виноват. Вы такой и есть. Но я  вас всё больше и больше воспринимаю как специально засланый сюда тормоз (очень эффективный) неким Гомиостатическим Равоновесием Вселенной. Ей богу! Ну ничего изощрённей нельзя было и придумать что бы убить обсужднение тут чем появление вас тут такого как вы есть!
Помните, там у Стругацких в "За миллиард лет до конца света"  был у одного из друзей Малянова на шее вечно висел такой мальчик-тормоз, который всё время ему мешал? Вот он внизу коллажа нарисован...



Это вы тут!!! Один в один!
За 13 лет, кто только не пытался убить конструктивное обсуждение тут. Какие только алфизики? Скептки? Мыслители? Все ушли в сад. И вот, в конце концов явились вы... И вы детйствительно преуспели лучше всех предшественников. Своим неубиваемым энтузиазмом и дурной активностью. Вы тут - настоящее бедствие. Гомиостатическое Равновесие таки нашло приём  навесить гирю-замок на тему, свести обсуждение к маразму...
 

[PathFinder]

Какое приращение? Нет никакого приращения.

Всё так, я разве спорю? Просто со сторны (если смотреть издали) всё выглядит так, как будто есть приращение. Было одно тело и вдруг раз - и мгновенно появляются два тела, летящие с определённой скоростью.

Вся энрегия и вся мощность, какая были приложены, заряжены в систему, УЖЕ приложены при ее раскручивании. Это - вне задачи.

Я же говорю - отличный аккумулятор. Помните, мы с вашей помощью насчитали, что с помощью маховика вполне реально получить скорость истечения в 10 км/с? А ведь американцам ради такой скорости истечения пришлось городить проект NERVA, использующий ядерную энергию! А если постараться, поиграться с параметрами маховика, возможно получится и до 100 км/с увеличить скорость истечения. Это было бы, кстати, неплохо для выполнения маневра Оберта около Солнца, поскольку маховик позволяет быстро израсходовать реактивную массу.

[Vavanzer]

А вот тут нужно критиковать только с формулами в руках. Видел у Семёнова конкретные и не сложные выкладки про эффективность фотонного движителя. Попробуйте оспорить именно их. Ссылку на эти выкладки, к сожалению, привести не могу.

   Какие вам формулы нужны? Дефект масс для урана к примеру? (Возьмем его как основное топливо, самое распроостраненное и понятное)
 Он там 0.000923 составляет от массы.
 С 1 кг выделяется 8,31*10^13 Дж
 Вот и считайте, из энергии этой на 100%-кпд вариант.
 Импульсы. Для фотонного варианта (возьмем массу оборудования, отражателей, преобразователей, излучателей и тд допустим 4:1), т.е на каждый 1 кг урана еще 4 кг прочих элементов фотонной ракеты.
  Импульс от 8,31*10^13 Дж на эти 923 микрограмма массы выкинутых фотонов соствит всего 277 108 кг*м/с.  (Считаем р=0.000923кг* 3*10^8м/с)
 Вот и считайте их на 5 кг "сырой" массы))) , получите 55,4 км/с всего скорость!))

  И для сравнения, если со 100% кпд эту энергию передать полностью 1 килограмму рабочего тела, при мнгновенном истечении, скорость будет  v=√(2E/m)
= 12 894 км/с !  С учетом массы ракеты в те же 5кг, она получит 2 578 км/с.

  Так в итоге то выгоднее на барионах летать! При ограниченном запасе энергии на борту!  Разница  в 46,5 раз больше. Это с условной разгоняемой массой одинаковой. И при 100% кпд в обоих вариантах)) 
   А если у нас еще и бомболет!  У которого нет преобразователей тяжелых и сложных, а большая часть массы - ядерное топливо, там еще веселее!))

 В реалии же, не получится сделать прожектор с отражателем и преобразователем энерги в 4:1 по отношению к массе ядерного топлива. Будет все еще хуже! Такого соотношения нет даже на атомных станциях и радиоизотопных источниках! Там гораздо больше масса конструкции относительно массы топлива