Двигатель для межзвёздных перелётов

[Vavanzer]

Параболоид инженера Семенова
Говоря о 100% отражении энергии т.-я. взрыва стальной плитой, А Семенов боится сделать следующий шаг - прорыв в физике взрыволетов.

  Мы больше года назад обсуждали. Я был за полусферу. Семенов какими то там непонятными никому методами пришел к выводу что нужна именно плоская плита))) От которой плазма отскакивает как мяч, сохраняя сферическую форму, постепенно расширяясь))
 Счттает такой обмен импульсов во первых реальным, и во вторых, наиболее эффективным
Ну а то что такое в реальной природе в принципе невозможно, на это ему и его фанатикам глубоко наплевать!

[Иван Моисеев]

Семенов какими то там непонятными никому методами пришел к выводу что нужна именно плоская плита

Это ошибка. В случае плоской плиты часть энергии просто теряется (уходит в стороны). Другая причина потерь в плоском случае - ненаправленный отраженный поток.
Только параболоид!
100% преобразования энергии взрыва в движение ракеты!

[Vavanzer]

Ну и по графику рис 6 (даже считать не надо) но шкала слева, видно что на испарение самого толстого слоя потрачено ~ 170 Дж/имп.
То есть если считать только по кинетической энергии плазмы 40% то на испарение ушло 7% энергии плазмы. Но если учесть всю энергию плазмы (и внутерннюю, то есть 60% от энергии пушки) то 4,7%.
То что ушло теплопроводностью в глубь образца - вообще слёзы. И считать нет смысла.

  И теперь на энергию от заряда N-килотонного на предполагаемую площадь отражателя осталось пересчитать. Который не 9000 К, а до120 000К нагреется.
 Там в той работе написано , что абляция пропорциональна вложеной энергии.

 И будет уже не 3 миллиграмма! + Остаточная радиация дожарит. И от взрыва и от вторичной температуры сжатия!)

[Vavanzer]

Если погранслой - это слой ПЛАЗМЫ прилегающей к плите, то всё верно. В погранслое всё остальное и тормозится. Более того, тут явно возникает эффект ЗАПИРАНИЯ энрегии и излучения в погранслое ПЛАЗМЫ. В ней! Упругой и малопрозрачной (вот она и светится на фото ярко ибо "чёрное тело")... 

   Погран-слой в высокотемпературных процессах еще и из испарившегося материала твердого тела состоит)))
   И , еще, обрати внимание, как на фотографии плазма обтекает плоский кусок металла. Никакого там эффекта мячика нет и близко. Она "облизывает" даже с боков. Обтекает. Потому что текучестью обладает)))

[alex_semenov]

ИСПРАВЛЕНИЕ:

Ну и по графику рис 6 (даже считать не надо) но шкала слева, видно что на испарение самого толстого слоя потрачено ~ 170 Дж/имп.
То есть если считать только по кинетической энергии плазмы 40% то на испарение ушло 7% энергии плазмы. Но если учесть всю энергию плазмы (и внутреннюю, то есть 60% от энергии пушки) то 4,7%.
То что ушло теплопроводностью в глубь образца - вообще слёзы. И считать нет смысла.

А посчитать надо было бы! Последнее утверждение (красным) - совершенно неверно.Именно внутрь больше всего и ушло.
Пересчитаем (не поленимся) сколько энергии НАДО на испарение 3 миллиграмм (отмеченных авторами статьи на графике как экспериментальные данные) вольфрама.

Теплота испарения 4 482 000 Дж/кг (1)
Теплота плавления 285 300 Дж/кг  (2)
Температура испарения 5828 К
Удельная теплоёмкость 132,02 Дж/кг/К
Итого на нагревание до температуры плавления  769 395 Дж/кг (3)
Сумма (1)+(2)+(3) = 5 536 695 Дж/кг
3 миллиграмма это 0,000003 кг
Итого для испарения 3 миллиграмм надо 16,6 Дж энергии. Это в 10 раз МЕНЬШЕ чем поглотил образец ~ 170 Дж!
Куда делась остальная энергия?
Мне пришлось проделать такую работу с этим графиком:



Мы видим что кривая 6 неплохо аппроксимируется прямой (пунктир). Это позволяет сделать достаточно точные и простые прикидки.
Можно считать что образец прогрелся в глубину на 50 мкм до некой усреднённой температуры ΔT , которую я нашёл равной 2797 К (это уже за вычитом 300 К). Посчитаем массу слоя вольфрама в 50 мкм. Это 0,472 г. Нагрев такой массы на ΔT даёт 174 Дж. Это очень близко по порядку с тем что отмечено на графике 6 как нагрев образца за импульс.
Параллельно можно сказать что плавление 0,472 г вольфрама так же потребует 135 Дж энергии. Тот же порядок.
То есть ВСЁ СХОДИТСЯ.

И так из 3600 Дж полной энергии плазмы налетевшей на образец, на испарение слоя вольфрама пошло ~17 Дж,  то есть 0.44% всей обрушившейся на образец энергии плазмы, а самим образцом было поглощена  ~160-170 Дж  в виде тепла и нагрева слоя порядка 50 мкм.

Как мы видим, вольфрам  очень плохо себя защищает от нагрева своей абляцией именно потому что тугоплавок и тяжело испаряется, поэтому пропускает внутрь много тепла.  Но что маэмо то и маемо. В конце концов, возможно у авторов опыта и была задача - минимизировать испарение вольфрама?

Картина маслом В ЦЕЛОМ восстановлена и обжалованию не подлежит. Все мелочи-детали найдены и исправлены.

И всё равно, главный предмет спора на нашей стороне. Плита так или иначе поглотила лишь 4,5% энергии плазмы, которая на неё налетела. Остальная энергия от нее так или иначе ОТРАЗИЛОСЬ, или УЛЕТЕЛО в окружающее пространство.

[Vavanzer]

Но лично я тут сократически признаюсь в том что у меня нет сейчас ЦЕЛОСТНОЙ картины, хорошо и ясно объясняющей, почем струя обычной воды под давлением 6000 атм режет броневую сталь как нож мало, а почему раскалённый поток плазмы почти на 100 км/с обтекает вольфрамову пластину как газ.

   Все очень просто. Плотность и текучесть! Вот и все. Вода идет сжатой струей. Плазма в нашем случае -  газообразная субстанция из илнизированных атомов , как правило ниже плотности воздуха. Летит на скоростях, многократно превышающих скорости звука.
   

А другие не понимают, нарочно и целенаправленно преувеличивая всё что подходит для нигилистического уничтожения самой идеи.
Это враги.

   Все что я нашел, это еще пока заниженные параметры, да еще и без влияния жестких излучений! Источники плазмы в экспериментах "мягкие", лояльные, но, и то, снимают слои.
   

Как вы себе представляете это? На испарнение ушло 2% а 98... просто НАГРЕЛО ОБРАЗЕЦ ПОД ИСПАРИВШИМСЯ СЛОЕМ?
Как ФИЗИЧЕСКИ это возможно?
Ну подумайте!
Испарение требует НА ПРОЯДКИ больше энергии Дж/кг, чем нагрев и даже плавление. Так как образец мог ВПИТАТЬ (я пологаю внутрь себя) 98% энергии и только 2% - затратить на испрарение наружнего слоя? Я кстати посчитал его ширину 0,317 мкм.

  Очень просто! 2% испарило столько, сколько смогло испарить, пока все остальное тепло отправлялось атомами вглубь материала.
  Короче, вопрос в количестве испаренного материала. В толщине улетевшего слоя. Может улететь и совсем маленький слой, в несколько атомов. Чем ниже температура воздействия, тем меньший процент идет на испарение, и больший на нагрев. Ну и количество принятой энергии тоже меньше.

[alex_semenov]

Так сколько процентов падающей энергии отражается?

Вам тяжело вычесть из 100% поглощённые 4.5%?
Отразилось, рассеялось не поглотилось плиткой-образцом 95,5% всей энергии налетевшей на нее плазмы.
Довольны?

Параболоид инженера Семенова

Я же сказал: "как с гуля вода"!

[Иван Моисеев]

Вам тяжело вычесть из 100% поглощённые 4.5%?
Отразилось, рассеялось не поглотилось плиткой-образцом 95,5% всей энергии налетевшей на нее плазмы.

Т.е., то что вы писали об отражении 99,999999% - это неверно?

[alex_semenov]

Т.е., то что вы писали об отражении 99,999999% - это неверно?

Я такого не писал. Это ваши сексуальные фантазии.

[Иван Моисеев]

Т.е., то что вы писали об отражении 99,999999% - это неверно?

Я такого не писал. Это ваши сексуальные фантазии.

Ну, на "нет" и суда нет.

[Vavanzer]

Вам тяжело вычесть из 100% поглощённые 4.5%?
Отразилось, рассеялось не поглотилось плиткой-образцом 95,5% всей энергии налетевшей на нее плазмы.
Довольны?

   Вот, есть хоть какая то реальная цифра по поглощению. Причем это плазма со скоростью 50 км/с имеется ввиду, насколь я понимаю.

   Теперь берем, 1 кТ, к примеру. 4,187 ТДж.
Допустим 24-25% додетит до отражателя, с помошью каких то "еврейских методов"))
 Остается 1 ТДж.
 Отражаьель, сколько там? 30 метров диаметром?)) 30*30 = 900 м2. Ну давайте сделаем площадь отражателя 1000 м2. Легче считать.
  В итоге, имеем 1 Мдж/м2 на каждый импульс!
5% усваивается, знач материалу досталось 20 кДж/м2 или 200 Дж/дм2

И так из 3600 Дж полной энергии плазмы налетевшей на образец, на испарение слоя вольфрама пошло ~17 Дж,  то есть 0.44% всей обрушившейся на образец энергии плазмы, а самим образцом было поглощена  ~160-170 Дж  в виде тепла и нагрева слоя порядка 50 мкм.

  Площадь образца , там какая была? Гдет упоминалось в середине статьи.

[alex_semenov]

Ну, на "нет" и суда нет.

Во-первых вы там переборщили с девятками. У вас их 8, у меня было 6. Во-вторых я не говорил что отражение БУДЕТ настолько эффективным. Я говорил что нам НУЖНО чтобы сам материал плиты поглотил одну миллионную энергии налетающей на нее плазмы. Но это не значит что 99,9999% энергии должно зеркально отразиться от плиты. Да, скажем 90-95% должны отразиться "зеркально" что бы получить приемлемый удельный импульс (и я уже признал эту ошибку, что простая плита в лучшем случае даст 66,7% коллимации скорости плазмы в удельный импульса, это для звездолёта не годится) А остальное будет рассеяно, как не совсем упругое сжатие и расширение плазмы от зеркала. Как это будет потеряно?
В основном вспышкой излучения. Думаю это будет в свою очередь тоже, ~95%  от этих 5% потерь импулса.  Осталось 5% от 5% это 0.25% начальной энергии Они в основном  пойдут на абляцию. Кстати это в расчёте на звездолёт где то 100 кг ТНТ на м². Но абляция, какой бы совершенной мы ее не сделали как механизм защиты (кстати задачу про лыжи так никто и не решил? Зря!) не сможет защитить материал плиты от нагрева полностью. И вот этот нагрев, говорил я, ОБЯЗАН быть лишь миллионной от начальной энергии. Иначе ничего у нас не выйдет.

Площадь образца , там какая была? Гдет упоминалось в середине статьи.

Я всё тут назвал и даже ПРОЦИТИРОВАЛ из статьи. Ищите! Хоть тут добейтесь успеха!

[Дедан]

Но. Всеж в статейке вот этой по результатам тестов и расчетов, в итоге, и железо и вольфрам испаряются.
https://sciencejournals.ru/view-article/?j=fizplaz&y=2019&v=45&n=5&a=FizPlaz1905005Kazeev
прочитали? Интересная картинка там приведена... Прямо как та, что вы здесь приводили... И про удельную мощность там есть.

Эх! А про масло,про масло -то забыли!! Иван ,он как всегда. Правду матку ...Режет ....  Тупо.... И ни на грош фантазии....
  Откат-то начинается задолго до контакта плазмы с плитой. Свет  тому порукой.

[alex_semenov]

Эх! А про масло,про масло -то забыли!!Иван ,он как всегда. Правду матку ...Режет ....  И ни на грош фантазии....

Слюшай, смазка - это только ПОДСПОРЬЕ! Главное... что бы люди любили друг друга, вах!  Нет любви? Смазка не поможет!

Главная, идея номер 1. Что плазма как супержсимающийся флюид-жидкость очень хорошо отражается или на худой конец обтекает плиту. Условно, она имеет свойство мячика.
Второе и важное, идея номер 2. Абляция (не важно чего) очень хорошо защищает плиту от остаточной,  не улетевшей, нерассеянной энергии взаимодейтсвия той с плазмой.
А всё остальное - это уже детали.
Есть ВазЭлЫн, нет ВазЭлЫна... Это уже обстоятельства...

[Vavanzer]

Эх! А про масло,про масло -то забыли!! Иван ,он как всегда. Правду матку ...Режет ....  Тупо.... И ни на грош фантазии....
  Откат-то начинается задолго до контакта плазмы с плитой. Свет  тому порукой.

  Вопрос еще в толщине слоя этого масла! В вакууме как наносить его, еще и нужной толщины, да на горячий отражатель?
  Возникает 2 варианта конкурирующих. Испарение толстого твердого отражателя. Испарение обновляемого покрытия. Ну, и промежуточный, комбинированный вариант, где и то и другое.
   Еще моментик, то что надо за 3 секунды обновить покрытие на тысячах квадратных метров!)

 В данном варианте выгоднее тугоплавкие и легкие материалы использовать. Керамику типа как для плиток у Шаттлов, например.
  Оксиды и пр соединения легких элементов отличаются высокими температурами плавления, низкой плотностью и большой прочностью. И скорость истечения у них будет максимальной, особенно у материалов с низкой теплопроводностью.
  Часть энергии вдобавок пойдет на разрушение химических связей, на эндотермическую реакцию.

[Иван Моисеев]

а, скажем 90-95% должны отразиться "зеркально"

Ладно.
Не буду оскорблять ваши религиозные чувства.
В то еще посадют.

[alex_semenov]

Еще моментик, то что надо за 3 секунды обновить покрытие на тысячах квадратных метров!

Вот тут люди знакомые с реальной механикой (автомашинами) могут подсказать. Насколько я знаю, плёнка малсла (подсолнечного например) на воде способна растечся (сила поверхностного натяжения) толщинойт что-то в 10 молекул. Надо уточнять. Давно читал. У Перельмана Якова где-то есть в "Занимательной физике". Сколько кг масла надо чтобы покрыть все океаны Земли маслянной плёнкой? Там была просто феноменальная цифра (срывавшая башку школьнику).  Но у нас - металл. И с металлом масло дружит в смысле поверхнастрого натяжения не так как с водой, но тоже очень даже хорошо. При этом вакуум-не-вакуум - роли не играет (кажется).  Машинное масло по полированному металу берётся чрезвычайно тонким слоем (микроны).
Как наносить?
Миллиарды махоньких капиляров на поверхности плиты. Всё. Выдавливаете и... вот тут надо считать что бы за секунду масло растеклось. Кстати, плита, пока она движется в исходное положение, она всё время движется с ускорением. И, вроде, правильным ускорением (надо уточнить). То есть на поверхности плиты есть ПРАВИЛЬНО  направленная небольшая сила тяжести.

Ладно.
Не буду оскорблять ваши религиозные чувства.
В то еще посадют.

За такое тут не сО'дют!
Что бы так хорошо отразиться (и я это уже признал) ПРОСТОЙ плиты - мало. Даже в самом идеальном случае, 100% "резиновая" плазма даст лишь 66.7% от необходимого импульса. Из-за диффузного рассеивания упавшего на плиту импульса. Межпланетному взрыволёту просто плиты будет достаточно. Но для звездолёта надо что-то мудрить сложней.

[Vavanzer]

Миллиарды махоньких капиляров на поверхности плиты. Всё. Выдавливаете и... вот тут надо считать что бы за секунду масло растеклось. Кстати, плита, пока она движется в исходное положение, она всё время движется с ускорением. И, вроде, правильным ускорением (надо уточнить). То есть на поверхности плиты есть ПРАВИЛЬНО  направленная небольшая сила тяжести.

Пару тройку взрывов, и их забьет , закоксует!) Этож все дофигища углерода содержит. Если даже керосин плохо себя ведет в ракетных движках)) При больших температурах и излучениях все это успешно разлагается!
  А еще, масло имеет свойство кипеть и испаряться,при больших температурах!)

[alex_semenov]

Пару тройку взрывов, и их забьет , закоксует!) Этож все дофигища углерода содержит. Если даже керосин плохо себя ведет в ракетных движках)) При больших температурах и излучениях все это успешно разлагается!
  А еще, масло имеет свойство кипеть и испаряться,при больших температурах!)

Это уже совсем "детали". Да, они могут "встать поперек горла". И тем не менее. Надо понимать что мало не просто будет нагреваться и даже испаряться. Оно будет ИОНИЗИРОВАТЬСЯ. И не факт что после каждого взрыва на плите что-то останется. Я полагаю что масло не полностью будет защищать плиту, а просто снижать абляцию раз в 10. То есть плита у нас сгорит не на 1 метр после 100 000 взрывов а на 10 см. Ей, кстати, это будет полезно (полегчать из-за того что полегчал и сам корабль). Ну и думаю, когда вопрос встанет, найдут какой-нибудь хитрый синтетик, который идеально подойдёт по всем требованиям.


* * * *

Братцы. А задачу о лыжах и коньках... так никто и не взялся решать?
А зря!
Отличная же задача как для нас, теоретиков!
Для начала.
Кто-нибудь знает ПОЧЕМУ коньки на морозе скользят?



Никто даже к гуглу не ломанулся за ответом? А там - есть! И не только экзистенциальная лирика типа:

(кликните для показа/скрытия)

Стою на асфальте я в лыжи обутый
Нежный Владимир

«Стою на асфальте я в лыжи обутый.
Толь лыжи не едут, толь я – долбанутый»,
День на дворе, в небо вышла луна,
Криком кричит в уши мне тишина.

Дворник лопатой молотит цветы,
Лучшей не видел нигде красоты, -
Розы, ромашки и васильки
Грызут словно кости вовсю кобельки.

Слесарь включает на улице свет,
Значит, то скоро наступит рассвет,
Кто-то к нему сзади враз подошёл,
Сделал шприцем в [----] укол.

Вот он взлетает словно комар,
Гасит его санитара удар,
Глаз нараспашку, улыбка в лице,
В смятку глазунья на правом яйце.

Воду электрик пустил в унитаз,
И, как с фонтана, обрызгал всех нас,
В нашей палате снова засор,
Плавает брассом меж нас прокурор.

Врач операцию делал соседу,
Скальпелем нежно проводит беседу,
Руки отрезал, и ноги пришил,
И говорит: - Ты теперь крокодил!

Сходят с портретов на сходку поэты,
Делать из крыс нам на завтрак котлеты,
Лишь Лев Толстой не сошёл, загрустил,
Может «войну с миром» снова родил.

Кто я? Зачем я? И здесь почему?
Думаю месяц, никак не пойму,
Смотрюсь я в себя, а в глазах огоньки!
Может мне лыжи, сменить на коньки?)))

Влад НЕЖНЫЙ © 20/06/2015

А действительно. Почему на асфальте лыжи - не едут? Да и коньки - тоже... не очень...

[Vavanzer]

Кто-нибудь знает ПОЧЕМУ коньки на морозе скользят?

  Вродь в школьных учебниках,про силу трения когда проходили, говорилось что виной всему - тонкий слой жидкой воды, который возникает от трения стали о лед. Энергия давления и движения плавит лед... И изза этого чтот вроде смазки возникает, хорошее скольжение.
  На лыжах что то подобное, но там обязательно чтоб несмачиваемое покрытие было. Иначе снег прилипает и вообще не сдвинуться с места!
  Как то так в общем. Старая тема.

 Кстати, коньки еще и точить надо правильно. Желобом внутрь. Если сдедать острыми как нож, они втыкаются глубже в лед и не едут !) Соотношение площади контакта оптимальное нужно.