Я бы на вашем месте насторожился не мнением экспертов, а вопросом - почему такой простой подход не практикуется на практике?
Я уделил.
Это первое, что меня удивило!
Я - бетмен?
https://www.youtube.com/watch?v=H0W2cgUEqic&list=RDH0W2cgUEqic&start_radio=1Почему до меня никто это явно и точно не проговорил?
У меня есть ответ.
И я однажды тут пытался уже излагать это. Попробую еще раз.
Объяснение (ПОЧЕМУ ДО СЕЛЕ НИКТО НЕ ОЗАБОТИЛСЯ СТОЛЬ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ ЗАКОНОМЕРНОСТЬЮ?), требует доработки (уточнения, прорисовки), но в общих чертах она следующая (на текущий момент в моей голове).
И так. Напомню. О чём речь?
Я сказал что мой гениальный, фундаментальный, никем не открытый закон выглядит в более мягкой форме так:
w ~ L2/T3 Более точно:
w > k L2/T3Необходимая (но недостаточная) для перемещения в пустоте на дистанцию L за врем T любых ИНЕРТНЫХ масс по каким угодно траекториям и какими угодно системами приводов, требует некой минимальной удельной мощности w [ватт/кг перемещаемой массы] определяемым данной простой закономерностью.
Здесь k - безразмерный коэффициент, который связан с формой траектории перемещения (разгона и торможения) и значит со спецификой привода (ракета - лишь один из мыслимых приводов). Вообще то минимальный k =2.25 (и ничего меньше я пока не нашёл, скорей всего с оговорками по поводу многостутпенчатости, это и есть минимум), самый большой из интересных и исследованы k=13,5. Это оптимальная ракета с постоянной включенным двигателем (но по-настоящему оптимальная ракета с оптимальным инерционным участком будет иметь k меньше где-то k~10...) Напомню, что "простейшая" равноускоренная траектория имеет пиковое k=8. То есть. Мы смело можем взять для обобщённых рассуждений дальше средне-оценочное k =10 и не сильно ошибёмся. Нам особая точность далее не понадобится.
И вот теперь давайте посмотрим. Условно три среды где мы что-то перемещаем.
1. На или над поверхность Земли (по воде, под водой).
2. В ближнем космосе, который будем считать до орбиты Плутона 40 а.е.
3. Межзвездные расстояния.
Давайте посмотрим какие нужны граничные w согласно этому "забытому" но мной открытому транспортному закону для каждой из сред.
Диаметр Земли 12 000 км и длина экватора 40 000 км. То есть самые удалённые (можем назвать это "типичные") перемещения половина экватора (хотя это не так, но не суть). L=2E+7м
Теперь типичное время. Грузы идут месяцами. Но люди летают часами. Пусть 10 часов. Это 36 000c. Отсюда "типичное" (хотя это самоё далёкое и очень быстрое) перемещение в этой среде имеет порог удельной мощности транспортного средства:
w = 10*(2E+7)2/(36000)3 = 85,7 ~ 100 Ватт/кгКак мы видим, это вполне достижимая земной техникой и технологией удельная мощность и добиться ее - не представляет особой проблемы. Но пол Земли за 10 часов - это, надо сказать, очень хорошая скорость (Вилли Фог когдато гордился что объедет Землю за 80 дней!). Большинство грузов путешествую куда медленней и мы увидим что при разумных для них T им достаточно w =1-10 Ватт/кг. То есть даже мускульной силы - достаточно (1 ватт/кг). И таки да, человек, будь сухой маршрут, мог бы за 2 года (11 часов в день 5 км/ч) сделать кругосветное путешествие пешком. То есть наш мир очень мал. В нем доминирует сила трения (сильно не разгонишься) и поэтому проблема удельной мощности (как фундаментальный барьер) тут просто НИКОГО НИКОГДА НЕ БЕСПОКОИЛА.
Идём дальше. "Ближний" космос. Хотя тут сложная небесная механика (специфика в том, что если на Земле властвует трение, то в этом мире властвует гравитация) но не будем себе усложнять грубую оценку. Просто возьмём 40 а.е. (40*1,5E+11 м) до Плутона и посчитаем какая удельная мощность нам нужна что быпо прямой (не взирая на "гравитационные кочки и ямы") преодолеть это расстояние за разумное время T, скажем, 5 лет (это очень быстро!)
w = 10*(40*1,5E+11)2/(5*365*24*3600)3 = 91,8 ~ 100 Ватт/кгВау! Даже в ближнем космосе у нас с граничной удельной мощностью такая же как и на Земле! Ну если мы не будем раскатывать губу летать на Плутона за сутки... А мы же - реалисты! Мы же инженеры! Верно? Но получается, что в ближнем космосе у нас примерно такой же барьер удельной мощности как и на Земле.
Напомню, что
@AlexAV тут решал по-взрослому задачу оптимизации полёте (по склону гравямы Солнца что сложней межзвездного полёта по прямой, которую решаю я и кладу в основу всей теории) и он приходил к выводу что до Сатурна (и Титана) мы могли бы на оптимальной (в смысле подобранной скорости истечения) электроракете с постоянно включенным двигателем добраться за 2 года если бы удельная мощность этого корабля была порядка ~100 ватт/кг (даже меньше).
Вот его сообщение об этом.Получается, что минимальная удельная мощность (в расчёте на сухую), необходимая для того чтобы за два года можно было перейти с круговой околосолнечной орбиты радиусом 1 а.е. на круговую околосолнечную с радиусом равным радиусу большой полуоси Сатурна равна приблизительно 75 Вт/кг.
...
В общем минимальные параметры для нормального полёта к Сатурну можно задать как наличие двигательной установки с ядерным источником энергии и электрореактивным двигателем, обеспечивающей общую энерговооружённость конструкции >75 Вт/кг и с УИ~120 км/с (при таком УИ, кстати, ионный двигатель выглядит как вполне разумный вариант выбора электрореактивного двигателя).
На графиках ниже показана траектория перелёта, зависимость полной скорости от времени, полной энергии отнесённой к массе от времени и значений косинуса и синуса управляющего параметра при оптимальном перелёте с энерговооружённостью 75 Вт/кг и УИ = 120 км/с.
То есть. 100 Ватт/кг - вполне себе
щадящий инженеров предел для перемещений даже в Солнечной системе (это с учётом гравитации Солнца, грав ям Земли и Сатурна). Выходя из гравямы Земли в Ближний Косомс мы не сильно меняем условия игры. Да расстояния возросли, но и сроки (в силу логики небесной механики, законов Кеплера) тоже возросли до лет и в итоге всё СОХРАНИЛОСЬ КАК ПРИ БАБУШКЕ.
Промежуточный вывод. Ни на Земле ни "на небе" в смысле в межпланетном космосе, который является предметом интереса теоретической и практической космонавтики, закон w ~ L2/T3 себя по-сути никак не проявляет. Проблемы удельной мощности транспортного средства в общем-то нет. Она в тени. А вот теперь переходим на межзвездные трассы. В условно третью среду перемещений. Ближайшая звезда. L= 4.36 св.лет (4,125E+16 м), мы хотели бы ПЕРЕСЕЧЬ расстояние до неё хотя бы за 100 лет (даже не 10, как некоторые! Мы - реалисты же!)
w=10*(4,125E+16)2/(100*365*24*3600)2= 542 503 ~ 500 000 ватт/кг Оба-на!
А вот тут "потерянный" всеми закон (таившийся до сих пор в тени) встаёт в полный рост как ПЕРВЕЙШИЙ БАРЬЕР НА ПУТИ К ЗВЁЗДАМ,
На 100 ватт/кг вы никак не доберётесь туда так быстро.
Вынь да положь ХОТЯ БЫ ... пол мегаватта на кг.
С меньшей удельной мощность вы не сможете так быстро оказаться на такой дистанции НИ ПРИ КАКИХ УСЛОВИЯХ.
Что бы вы ни делали, как бы не изгалялись.
Это - БАРЬЕР!
Можете его игнорировать, но перелезть вам через него придётся.
Кстати, ваш "Десант", Ивани, пересекая эту дистанцию L за примерно то же время T будет выдавать w ~ 1 МВт/кг (считается через скорость истечения и секундный расход топлива), то есть в два раза больше указанного тут предела.
Всё верно! Ваш звездолёт вписывается в срок потому что имеет (в него заложена) такая чудовищная удельная мощность (сможете ли вы ее достичь? другой уже вопрос!)
И заметьте. У вас двухкратная плата по этому закону в сравнении с оптимумом навоеванным мной (минимумом). Объяснение простое. Это расплата за скорость истечения, которую вы не можете оптимизировать (сделать заметно больше 10 000 км/с) и значит у вас получается хуже массовое число ракеты (порядка 20 вместо 4), а значит и КПД всего ракетного привода-хуже. Значит вы во время перелёта греете своими двигателями вселенную БОЛЬШЕ чем могла бы греть умозрительно оптимальная ракета. Но всё равно у вас очень неплохой результат. Приемлемый. Более чем.
В общем.
Возвращаяь к тому, почему до сих пор никто такого простого и фундаметального закона "не замечал"
Умные замечали но молчали.
Дураки не замечали. А так как лбом они в него не упирались никогда то и не заметили бы до конца веков.
Всё- закономерно.
Пока мы движемся в пределах Земли или в окрестностях Солнца за разумное для нас время, граничное значение необходимой энерговооружённости низкое (порядка 100 ватт/кг) и нас это не беспокоит. Мы можем даже это не замечать.
Но выходя на межзвёздные трассы всё РАДИКАЛЬНО МЕНЯЕТСЯ.
Удельная мощность или энерговооружённость звездолёта становится ГЛАВНЫМ БАРЬЕРОМ на пути к звёздам.
Если вы хотите лететь быстро, то с ростом скорости v, ваши затраты энергии растут в квадрате от v. Это знают все.
Но мало кто обращает внимание, что при этом и необходимая удельная мощность у вас растёт в КУБЕ от v. Гораздо быстрей чем энергия.
Человечество пока не прикасалась к теме межзвездных перемещений по-взрослому.
Об этом думают только отдельные редкие "фрики" типа нас с вами.
Поэтому нет ничего удивительного, что данный простой и очевидный общий закон звездоплавания никто пока до меня так и не открыл и не обобщил. Не прокричал ясно и громко; "Король голый!"
Да, умные молчали... Подразумевали... не хотели топить мечту наверно.
Не дразнили массового дурака "печальной новостью".
Ну вот я - первый. Популяризатор идеи.
Который это говорит без обиняков.
С обиняками же говорили многие и до меня.
Я же показывал, что даже в статье Шепарда 1952-го года проблема необходимой минимальной удельной мощности ионной межзвездной ракете, которая будет путешествовать к ближайшей звезде аж 1000 лет УЖЕ БЫЛА ПОДНЯТА (просто надо глаза разуть и перечитать).
Но потом, в силу того что всё внимание привлёк релятивистский полёт и очевидная там "первейшая" проблема (которая застила глаза) калорийности топлива (мол нужна аннигиляция что бы летать с релятивистским эффектом) - удельная мощность ушла в тень.
Её безумное значение для релятивистской фотонной ракеты к 1960-м извлекли первыми, кажется, только противники межзвездных перелётов, люди увлечённые CETI (мол, никто никуда летать не может, надо устанавливать линии связи и на этом - всё). Они то быстренько и насчитали 3 000 000 000 ватт/кг для фотонной ракеты как приговор всяким прямым межзвездным сообщениям.
И да.
Это всё идеально ложится в выстроенную мною теорию удельной мощности звездолёта. И почему до сих пор никакой Клушанцев не разжевал эту закономерность для туповатых масс, которые ездят по накатанному. Ну вот, видимо, мне - придётся стать таким популяризатором!
Доклад закончил.
Ну что? Я вас убедил?
