Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Для 30килотонного звездолета, если не перепутала числители и знаменатели, требуется мощность 7,14МВт,
1% от 7 МВт получается 70КВт, уже не выходят тысячи квадратных метров. А то, что выходит, сравнимо с габаритами корабля.
ИМХО, предел для ракеты 0,1-0,2c, но для 0,5 она действительно не годится

Гм... Не понял. Приведите весь расчет. Что-то у вас получается слишком мало. 30 000 000 кг корабль и разгоняется до какой скорости?

[Polnoch Ксю]

Ваши
0.1с = 475 647 Ватт/кг = 476 Квт/кг
Разделила на два,

получила 238.

Дальше из удельной мощности (размерность Ватт/кг) получаем требуемую мощность, умножением на 30 000 000 кг (30 килотонн, 30 мегакилограмм)

Получаем 7140000000Вт=7140000000/1000/1000МВт=7140Мвт.

Зачем такая удельная мощность как у Востока? Востоку она нужна, что бы выбраться из гравитационного колодца за десятки минут, а звездолет может разгоняться годами.

[alex_semenov]

Можно еще поопонировать? 30 тонн это лукавство, Вы же сами писали, что хорошие ракеты это большие ракеты

Немножко. Но в данном случае это не важно. Тогда бы получился бы не 80 м радиатор а обещанный почти километр.

Ну вот и нужно считать не для 30 тонн, а для 30 килотонн.

А по отношению к удельной площади радиатора и удельной мощности это роли не играет.

[/quote]Площадь у нас прямо пропорциональна мощности, и обратно пропорциональна четвертой степени температуры (кстати, композитный радиатор выдержит температуру в пару тысяч градусов...)
Напомню, что 238квт/кг у нас потребная мощность для 0.1с (по тому, что тормозиться ракетным способом нет необходимости). [/quote]

Я не понял каким боком тут торможение? Даже если мы тормозим другим способом, все равно дольше чем до половины пути мы разгоняться не станем. Вообще описанная мною траектория приведена только в качестве границы возможности. Для составления неравенства. А реально пользоваться ею вообще-то глупо.
Пытаться из нее выкрутить еще какие-то диведенды (разгоняться чуть ли не до самой цели а там резко тормозить) на мой взгляд - тоже неразумно. Ничего ПРИНЦИПИАЛЬНО нового это не даст.

Не нужна звездолету такая мощь, как у ракеты "восток"Получается не так страшно, хотя парус все равно прикольнее

Удельная мощность нужна как не верти. Возвращайтесь назад:



Где вы видите РАЗМЕРЫ?
Есть КПД. Есть масса. Есть скорость. Есть дистанция до цели. Размеров НЕТ.
И масштабом что-то выкрутить тут нельзя.
Даже если вы будете разгоняться всю дистанцию до упора максимум чего вы добъетесь - уменьшите минимум удельной мощности в два раза. Но не на порядки.

[Polnoch Ксю]

Где вы видите РАЗМЕРЫ?

Размеры появляются не тут, а в термодинамике, для радиатора.

Для звездолета весом 30 тонн тысячи квадратных метров радиатора это что-то страшное,  а вот для 30 килотонного уже нет (хотя и такие размеры не нужны)

ИМХО, радиатор можно использовать как экран, если в куче мест его перегородить перегородками, в этом случае пробоина не будет фатальной.

[alex_semenov]

Ваши
0.1с = 475 647 Ватт/кг = 476 Квт/кг
Разделила на два, получила 238.

Ерунд это ваше 2. Ну да ладно. Погоды оно все равно не сделает.

Дальше из удельной мощности (размерность Ватт/кг) получаем требуемую мощность, умножением на 30 000 000 кг (30 килотонн, 30 мегакилограмм)

Получаем 7140000000Вт=7140000000/1000/1000МВт=7140Мвт.

Все вроде верно. 7,14E+12 Вт. Но о чем тогда спор? Вы получили в два раза меньший параметр чем я. Потому что собираетесь разгоняться до конца а я только до половины.
Всве верно! У вас получилась удельная мощность в половину от моей.

Зачем такая удельная мощность как у Востока?

Ну я же объяснил ЗАЧЕМ!
Как можно по-другому объяснить? Потому что корабль должен преобрести чудовищную энергию за время полета до середины цели. Иначе не получается никак!
Формула ведь простая!
Покажите где в ее выведении вы не согласны?

Востоку она нужна, что бы выбраться из гравитационного колодца за десятки минут, а звездолет может разгоняться годами.

Востоку нужна потому что это цистерна с топливом. Он заправленный вести 3000 тонн. И гравитация его тянет и сила инернции (надо набрать 8000 км/с). Все верно. Востоку нужна такая удельная мощностьи.
Но и звездолету она тоже нужна. Не смотря на то что он 60 лет разгоняется но он набирает энергию куда большую чем Восток.

Тут еще есть тонкость
Мощность двигател и ТЯГА двигателя - это разные вещи.
У Востока тяга куда больше. Тяга это mu за секунду. А мощнсть это mu^2/2 за секунду.
При чудовищной u  у звездолета будет МИЗЕРНАЯ тяга (и ускорение). Но энергетика, мощность (расход Дж за секунду) именно такая как у Востока.
Подумайте еще раз.
Это интересная задачка!

[Polnoch Ксю]

Да, Вы правы, когда считала в первый раз, и написала "ааа!! неправильно!!!", когда переводила килотонны в килограммы, забыла, что это не кило-килограммы

Но все равно, так ли страшны тысячи квадратных метров радиатора для большого ракетного звездолета? Да он сам будет сравнимых размеров с этим радиатором!

для четырех тысяч квадратных метров (взяла рандомно) габариты радиатора получаются 63x63 метра. Разве это так много?

[Проходящий Кот]

Это всё масса. А массу надо разгонять. А для этого нужна энергия ---- и так рост всех показателей продолжается....

[Polnoch Ксю]

Ну мы же посчитали с массой 30 килотонн, получается не так уж и страшно!

И давайте все-таки радиатор будем греть не до 700 градусов, а до двух тысяч? Даже сейчас композитный радиатор это запросто выдержит, а с будущими нанотехнологиями.... И тысяч 5-6 будут реальными

[Проходящий Кот]

Ага, есть ещё звездолет-взрыволет Феникс, у которого двигатель на разгон работает 200 лет.. И всё ради 50 св. лет....

[alex_semenov]

Где вы видите РАЗМЕРЫ?

Размеры появляются не тут, а в термодинамике, для радиатора.
Для звездолета весом 30 тонн тысячи квадратных метров радиатора это что-то страшное,  а вот для 30 килотонного уже нет (хотя и такие размеры не нужны).

Да, но ему не хватит такого радиатора!!!
У нас затрачиваемая мощность для вашего звездолета 7,14E+12 Ватт! Это кстати половина всей энергии которую добывает наша цивилизация сегодня.
Возьмите процент от нее и посчитайте площадь радиатора на 1000 К.
Я получил 1 259 259 м2
Считайте диаметр плоского радиатора. У меня получился  1266 м в диаметре.

Площадь радиатора на килограмм массы сохраняется. В данном случае 0,042 м2/кг
От масштаба не зависит. Кстати не бог весть какой радиатор. Но суть не в этом.
Я ведь взял 1% от выделяемой энергии в двигателе. А конструктора вложаться в этот 1%?

В конце концов моя задача - показать насколько СЛОЖНО создать ракету летящую летящую со скоростью 0.1с и выше.  Чем выше скорость тем кубически больше у вас  проблем. С этим спорить я думаю никто не станет?

ИМХО, радиатор можно использовать как экран, если в куче мест его перегородить перегородками, в этом случае пробоина не будет фатальной.

Да, но к концу плета ваш радиатор будет весь состоят из пробоин!
Вообще говоря щит должен быть особой отдельной конструкции. Он должен состоять из тончайших слоев фальги разнесенных, возможно, на многие метры.
У Камерона он был правильно задуман.
Потому что его консультировал Пелегринно, а Пелегринно в 1985-м году с еще одним физиком придумали свой анигиляционный звездолет очень интересной конструкции. Порет проверку реальностью не выдерживает. Но как прецедент интересного хода мысли - бесценен. "Валькирия" в этом смысле требует отдельного описания и длинного обсуждения (со смаком!).
В частности они же предложили щит из слоеной фольги.
Почему так?
Надо опять доставать школьную физику и показывать через импульс, энергию и т.д.

[Polnoch Ксю]

1000K для радиатора это лукавство Даже сейчас не составит труда сделать радиатор на 2-3тысячи кельвинов...
А там четвертая степень в знаменателе!

В конце концов моя задача - показать насколько СЛОЖНО создать ракету летящую летящую со скоростью 0.1с и выше.  Чем выше скорость тем кубически больше у вас  проблем. С этим спорить я думаю никто не станет?

Конечно, мы спорим только о том, насколько сложно создать межзвездную ракету. Вы, ИМХО, драматизируете О том, что парус проще и перспективнее, все уже поняли...

[alex_semenov]

Да, Вы правы, когда считала в первый раз, и написала "ааа!! неправильно!!!", когда переводила килотонны в килограммы, забыла, что это не кило-килограммы
Но все равно, так ли страшны тысячи квадратных метров радиатора для большого ракетного звездолета? Да он сам будет сравнимых размеров с этим радиатором!
для четырех тысяч квадратных метров (взяла рандомно) габариты радиатора получаются 63x63 метра. Разве это так много?

Пониаете. Все эти расчеты делаются как прикидки. Тут беруться некие параметры "с потолка". Если я хочу показать возможность чего-то (я хочу показать что все может получиться) я беру спотолочные параметры самые хреновые. Заведомо хуже чем в жизни можно получить. Называется "консерватинвые".  Если у меня все же получается что-то разумное, значти с реальными параметрами тоже получится.
Если не получается, я поробую шевелить свои консервативные параметры глядя что я явно переборщил и где можно все же взять потоньше.

Если я хочу показать невозможность чего-то, то я беру спотолочные параметры ПОЛУЧШЕ. Самые идеальные. Фактически невозможные. И показываю что даже если с этими параметрами получается плохо, то с реальными будет совсем плохо.

1% паразитной энергии - это слишком хороший показатель.
Кроме того разгоняться пол дистанции или как вы всю - это НЕРАЗУМНО.
Давайте возьмем пол дистанции разгон пол - торможение. Идеализация (пускай торможение парашютом, он все равно требует времени особенно если вы хотите затормозиться посильней. Там же экспоненциальный закон!)
Что значит такой полет? Это значит что потратив энергию на скорость 0.1с вы фактически летели на средней 0.05. За 0.05 вы заплатили энергетически как за 0.1, а это в 2^2= 4 раза больше!
Какой смысл в такой траектории?
Смысла мало.

[Polnoch Ксю]

Пониаете. Все эти расчеты делаются как прикидки. Тут беруться некие параметры "с потолка". Если я хочу показать возможность чего-то (я хочу показать что все может получиться) я беру спотолочные параметры самые хреновые. Заведомо хуже чем в жизни можно получить. Называется "консерватинвые".  Если у меня все же получается что-то разумное, значти с реальными параметрами тоже получится.
Если не получается, я поробую шевелить свои консервативные параметры глядя что я явно переборщил и где можно все же взять потоньше.

Если я хочу показать невозможность чего-то, то я беру спотолочные параметры ПОЛУЧШЕ. Самые идеальные. Фактически невозможные. И показываю что даже если с этими параметрами получается плохо, то с реальными будет совсем плохо.

1% паразитной энергии - это слишком хороший показатель.
Кроме того разгоняться пол дистанции или как вы всю - это НЕРАЗУМНО.
Давайте возьмем пол дистанции разгон пол - торможение. Идеализация (пускай торможение парашютом, он все равно требует времени особенно если вы хотите затормозиться посильней. Там же экспоненциальный закон!)
Что значит такой полет? Это значит что потратив энергию на скорость 0.1с вы фактически летели на средней 0.05. За 0.05 вы заплатили энергетически как за 0.1, а это в 2^2= 4 раза больше!
Какой смысл в такой траектории?
Смысла мало.

Со всем согласна, кроме вашей оценки предела скорости для ракеты: вы слишком занизили температуру радиатора(а это четвертая степень в знаменателе! 700к и 2000к дают совсем разные результаты!), ну и не посчитали ракету с парашютом (тут поправка гораздо меньше, ну и меньше двух)

Даже если мы увеличим потери при работе с 1% до 20%,  это всего один порядок, а
700^4=  240100000000
2000^4=16000000000000

Два порядка. радиатор получается на два порядка меньше размером

[alex_semenov]

[

1000K для радиатора это лукавство Даже сейчас не составит труда сделать радиатор на 2-3тысячи кельвинов...
А там четвертая степень в знаменателе!

Да, если бы такой радитор…
Кстати, а ссылочку не дадите где такие разрабатывают?
Ведь 2-3 тысячи кельвинов это … Какая температура у вольфрамовой спиральки лампочки накаливания?
У Солнца 6 тысчя…
И этот радиатор должен как часы отработать 60 лет. У вас 120…

Конечно, мы спорим только о том, насколько сложно создать межзвездную ракету. Вы, ИМХО, драматизируете О том, что парус проще и перспективнее, все уже поняли...

Ради бога. В конце концов у меня есть концепт который в принципе можно выгнать на 0.075с. Очень здравый концепт. Виверн-джет километровой длины 20 м  в диаметре. ~3 Твта тепловая мощность. И т.д. Радиаторы должны быть вменяемых габаритов.
Но суть в том что этот концепт не противоречит расчетам что я привожу.
Они же элементарные.
Там ошибиться просто негде!
(хотя я вон ухитрился корень потерять).

А вы, леди Ноч, спорщица еще та! Спорите как заправский мальчишка!
Восхищен!


Кстати. Еще. Коль вы так вцепилис. Там в знаменателе S. Мы считали дистанцию до Барнарды. 6 св. лет. Но вообще говоря на такую короткую дистанцию гнать быстрый звездолет нет смысла. А вот если взять 12 св. лет - параметр действительно улучшится вдвое. Но вообще говоря интересная звезда должна быть где-то на 30-50 св. лет. Вот и прикиньте. Тут можно снизить удельную мощность в 5-9 раз!
Хотя опять же. Вы же не будете разгонять все это дело пол пути! Это невыгодная траектория. Но все равно.

[Polnoch Ксю]

а, если бы такой радитор…
Кстати, а ссылочку не дадите где такие разрабатывают?
Ведь 2-3 тысячи кельвинов это … Какая температура у вольфрамовой спиральки лампочки накаливания? "

А что у Вас вызывает сомнения? Такой радиатор есть сопло ракетного двигателя, по которому движется теплоноситель (топливо, окислитель...)
Ну и... композиты все-таки

А вы, леди Ноч, спорщица еще та! Спорите как заправский мальчишка!

Так я спорила с Вами не для самоутверждения над Вами,и не для борьбы за какую-то абстрактную идею, а что бы Вы приготовились к негативным рецензиям на Вашу работу: чем больше Вас будут критиковать доброжелательно настроенные слушатели, тем более убедительно будет звучать Ваша работа с идеей, которая нравится и некоторым Вашим оппонентам в этой теме: я спорила только с частностями.

[alex_semenov]

Даже если мы увеличим потери при работе с 1% до 20%,  это всего один порядок, а
700^4=  240100000000
2000^4=16000000000000
Два порядка. радиатор получается на два порядка меньше размером

Да, я это услышал.  И я знаю что за счет четвертой степени можно очень даже выиграть.  В термоядерном взрыволете эта четвертая степень мне уже в печенках сидит. Через нее вся полезная энергия улетучивается!

Но я очень сомневаюсь в радиаторах температуой в 2000 К. Это керамика что ли? А какой теплоноситель там?
Дайте наводку. Где в сети почитать о таких радиаторах?
Это очень крутые радиаторы! Я сам такие хочу!

[Polnoch Ксю]

Керамика с каким-нибудь жидким металлом, как в ядерных реакторах?

[alex_semenov]

А что у Вас вызывает сомнения? Такой радиатор есть сопло ракетного двигателя, по которому движется теплоноситель

Не понял... Можно поподробней?

[Polnoch Ксю]

Извините, на сегодня вынуждена удалиться

З.Ы. кажется, никто не понял, что я согласна с выводами автора идеи, и пыталась ему помочь, попробовав их на "зуб"  (ну и предсказуемо допустив несколько ошибок). Может быть, не стоит минусовать мою репутацию?

Вы молча читали, и не вмешивались...

[alex_semenov]

Керамика с каким-нибудь жидким металлом, как в ядерных реакторах?

Так в ядерных реакторах 500-700 С. Те самые 1000 К! Они больше не используют. "Сцут". Вы себе представляете что значит перекачивать теплоноситель при 2000 К? Вы когда-нибудь в сталеплавильном цеху были? А там в тиглях температура пониже наверное...