Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Т

... инвариантность системы отсёта ..

Да. ладно. 
Поздновато Вы полезли в физику

Вам скучно и вас гложет зависть?
В рамках классической физики (а мы рассуждаем в ее рамках) в преобразованиях Галилея время во всех инерциальных системах отсчёта неизменно (инвариантно). Точно так же инавриантна масса и длинна. При переходе из системы в систему - не меняются. Значит неизменно при переходе (инвариантно) и ускорение. А значит сила - тоже инвариантна. Пройденный путь за время - так же. Гм...  а тут нюанс... надо внимательней...  Но  работа и мощность - без вариантов.
Что не так мною сказано?

Вы сейчас ведёте себя точно так же интеллектуально-хамски как Иван при технических спорах. То есть не пытаетесь понять мысль собеседника (принимая рамки его модели), а именно указать на искусственность, ограниченность принятых тем рамок, высмеять их и с умным лицом "уйти победителем", мол вам известна ВСЯ ПРАВДА ЖИЗНИ. То есть фраер с понтонами.
Ну и?

О, вы к 60-ти годам наткнулись в Интернете на Галковского  Лучше поздно, чем никогда!

Да не знал я его никогда! А чем он знаменит? И когда я должен был про него узнать? Когда каждая собака в подворотне о нём узнала? 10 лет назад? 20?... И в связи с чем, собственно?

[alex_semenov]

Что не так мною сказано?

В во всех инерциальных системах отсчёта нет сил.
Нет по определению: Инерциальная система отсчёта — система отсчёта, в которой все свободные тела движутся прямолинейно и равномерно либо покоятся

А! Ну да. Если строго....
В общем, да согласен. Не надо было мне умничать и ввинчивать умное словечко.
Но, надеюсь, это единственная моя ошибка?
 

[alex_semenov]

Для свободных тел сил разумеется нет, а для несвободных разумеется силы есть.

В остальном, как я понял, тема этих "сисек" раскрыта полностью?
Даже Иван перестал возражать?


А шо с многоступенчатостью?
Тут то, если разобраться со всей теорией (осталось мне ее оформить, пройтись еще раз аккуратно) то прав В ЦЕЛОМ был изначально Моисеев, а не я.
Я то считал (изначально) что ступенчатость не может что-то добавить к ракетному движителю, если такой движитель правильно исследовать, через удельную мощность.
Изначально, я вообще считал, что многоступенчатая ракета из-за  дурного Z (много больше оптимального 4-5, то есть 100 или даже 1000) напротив, съедает время перелёта. Тяжеленная, не способна себя быстро разгонять...
Мол со ступенчатостью, если у вас ограниченная удельная мощность и возиться не стоит! Она годится только безгранично мощному бомболёту!
Ковчег Штерна - одноступенчатый!



И я считал - правильно. Нужно только придать ему правильное Z, исправить траекторию и...!
Даже присланная Иваном статья 1971-го от Алена Бонда где он показал помимо многоступенчатого бомболёта, еще и многоступенчатый ионный зонд меня не сильно насторожила (я посчитал Алена Бонда не совсем в курсе, ну британский учёный, ну что взять то?)
Но! Явился сюда Елистратов со своим ступенчатым зондом.
Тоже "не в курсе". Насчитал какую-то несусветную хрень (а он считал как положено от удельной мощности)! Чудестные сроки перелёта! Не может же быть такого! Он то и заставил меня сесть считать его 8-и ступенчатый зонд (я хотел показать что его расчёты не верны)...
Но зонд Елистратова показал (наглядно) мне в прямых расчётах чтоя не прав! Да, сроки Елистратов называет неверно-оптимистичные (ибо округляет) но и при правильном расчёте они оказываются куда лучше чем у лучшей одноступенчатой ракеты с той же энерговооружённостью!
Откуда?
Я - не прав?
Гм...
Так вот. Да, я был не прав!
Ступенчатость, чисто теоретически, может В НЕКОТОРОЙ СТЕПЕНИ преодолеть проблему "низкой удельной мощности" при перелёте.
Теоретически, проблема низкой удельной мощности может быть снята полностью!
А практически?
А практически - надо иметь хорошую расчётную оценку.
И тогда будет картина маслом...

[alex_semenov]

Так удельная мощносить ещё интересует или как? А то у меня электрически заряженный маховик начал помещаться в относительно вменяемые массы и размеры при удельном заряде в 0,1 - 1 Кл/кг. А при 1000 Кл/кг - так просто со свистом. И есть идеи, как получать такие удельные заряды. Если только я всё там правильно понимаю и нигде не ошибся. 

Допустим. А звездолёты тут причём?
Ну вы смогли сделать супернакопитель энергии. Допустим. И? Ну разве что как-то пристроить его в качестве амортизатора к "Ориону"? Или накопитель для драйвера в ЛТЯРД?
Кстати, тут у нас есть физики по-круче чем я! Я инженер (художник-фантаст) с углублённым знанием физики. Не более.

Валяйте что у вас есть! Желательно с рисунками формулами и цифрами.

[alex_semenov]

Пока меня не забанили и... чувствую сейчас на долго забанят... Кто-то, гад, таки стуканул Плуто "по букве закона"...
Запретные темы обсуждать, святыни Овертона раздвигать -не только лишь все могут!...   

Только так человечество поселится на других планетах.

Сергей, вы скачали excel-табличку, где я считаю ваш зонд? Я выкладывал.
Мне интересно, это сходится с вашими расчётами сейчас?

[alex_semenov]

Запретные темы обсуждать, святыни Овертона раздвигать -не только лишь все могут!...

Так зато интересно.
Вот с знакомыми такое и не обсудить, сразу орут и матами ругаются.

Кстати, я был почти прав по поводу подсёта числа Хиросим, сбошенных на Европу за годы WWII.
Вот, если это не враки:



Суммарно по этой схеме  на  Третий Рейх  сброшено чуть меньше 2 000 000 тонн бомб. Если разделить на 15 кт (Хиросимская бомба не дотягивала до номинала 20 кт, максимальная оценка 18 кт) то это 133 "Хиросимы". Кто-то насчитал 200 "Хиросим". Преувеличил-округлил вверх для красного словца? Или на схеме только фугасы, а зажигалки не в счёт?
Но всё равно. Методика неверная. Ядерные килотонны нельзя тупо пересчитывать в фугасные килотонны. Они - "дешевле" на самом деле по эффекту примерно в 10 раз (при номинальной мощности взрыва, если мощность единичного взрыва растёт, цена тоже падает по закону корня кубического от соотношеня мощностей). Хиросимская бомба, по более правильным оценка в фугасном эффекте была эквивалента  2 000 "обычных" 1 тонных фугасных бомб, рассыпанных по той же площади поражения. В итоге мы получаем очень круглую, честную цифру,  в 1000 "Хиросим", сброшенных союзниками за годы Второй Мировой на Германию.
Впечатляющая цифра, убивающая миф, что ядерное оружие могло что-то изменить в ходе войны.
Поэтому хрен где вы ее увидите на плакате борцунов за мир. Почти всё что обывателю известно про ядерное оружие - наглая, тупая, однобокая ложь.

Это - вдогонку. Тему пока закрыли. Я лично для себя там ненароком сформулировал набор ключевых тезисов. Перешёл от "Кто виноват?" к "Что делать?" И то - хорошо пока.

[alex_semenov]

Только есть большой вопрос - стекло на поверхности фотоэлемента, насколько тонким его можно сделать? Просто если брать те технологии фотоэлементов которые применены на МКС и известные работы по их оптимизации по массе то получим что двусторонний фотоэлемент будет весить 2 кг на квадрат при генераци и  в 600 ватт что даст на полную массу только 230 ватт на кг на 0.75 миллиарда секунд работы т.е. 170 миллиардов джоулей на кг на каждые 25 лет что говорит о конечной скорости в 1300 км в сек. Нужны оптимизации по массе фотоэлементов. И тогда можно будет говорить о средней скорости полета в 2000 км в сек.

Мне не понятна эта ваша привязка удельной мощности к скрости полёта. Ну да бог с вами. Ваша методика вам удобна? Пользуйтесь. Но что касается фотоэлементов. Я тут не шарю.  Насколько я понимаю, типичтный фотоэлемент это слоистая микро или даже наноструктура. То есть на самом деле достаточно тонкая плёнка. И стекло, которое используется на МКС - это некое излишество или технологическая дань. Какое его назначение? Вряд ли оно серьезно защищает от ГКЛ. Скорей всего от микрометеоритов (которые разнушают поверхность куда быстрей чем ГКЛ полупроводниковую структуру).  В нашем случае микрометеориты вряд ли будут долго угрожать. Как только мы разгонимся достаточно, они просто не догонят нас "сбоку". Ну а лоб - там надо что-то городить типа щита Уиппла.

А ваша таблица это Космо оптимизм.

В моей табличке параметны можно менять и тогда будет что угодно. Оптимизм, реализм, пессимизм... Для того она и выложена чтобы можно было самому поиграться с разными значениями удельной мощности (прежде всего) и посмотреть что поучается.

На самом деле я бы начинал детальную проработку не с фотоэлементов а с реактора. С реактором, мне кажется, засад куда больше. Моисеев правильно указывал, что отводить излучением энергию компактного реактора - само по себе проблема. Я даже нарисовал картинку для понимания:



Если мы будем отводить энергию, выделяемую реактором типа РД-0410 (взят за эталонный габарит) через чернотельное излучение некой поверхностью, нагретой до  2000 К, то потребуется вот такой ШАР нагретый до этой температуры.
Не меньше!
И вот теперь представьте реактор, который всю свою мощность излучает через поверхность в 2000 К. Вы видите? По-сути ваш реактор должен быть "надутым пустотелым пузырём". А это само по себе противоречит идее "критическая масса".
Понимаете?
Вы когда эти свои шары-реакторы рисуете, вы их считаете? Размер, плотность? Как вы добиваетесь и критичности и достаточной поверхности для слива мощности?

[alex_semenov]

Кто просит взрывать обязательно в воздухе, да ещё и на высотах?
Если позволить заглубиться на 10 метров бомбе в 15 к.т. и там уже ухнуть,

Да глупость вы говорите. Ей богу! Откройте игрушку Валерстайна и играйтесь там сколько хотите. Взрывайте где хотите  (над, под...) и смотрите что получится (загрузите это в Гугл Хром, там есть автоматический перевод на русский, он хорошо переводит сайт, всё становится понятно, там есть скрытые опции, можно тонко настроить условия взрыва и всё интересное посмотреть).
Вы явно плохо (я тоже плохо, но вы - совсем неуч) разбираетесь в теме физики ядерных взрывов (очень отдельный раздел знаний). А раз так, давайте прекращать спор. А то нас точно, не то что на цугундер, на каторгу совсем сошлют за злостность и бунт против местных эцелопов.

Вот о двигателях.
А если собрать хорошую кумулятивного типа бомбочку, на 1000 мегатонн, и в глубоком космосе бахнуть, что либо до какой скорости может разогнаться за ОДИН взрыв?

Дайсон в своей статье "Межзвездный транспорт" 1968 года (мой старый перевод - дрянной, надо бы сесть и скурпулёзно переделать)  В ДВУХ МЕСТАХ "намекал",  что 10 000 км/с - это своего рода предел. При этом он советовал смотреть на разлёт наружный оболочки при взрыве сверхновых....



Динамика процесса - это динамика так называемых ударных волн Маршака (там порой даже приходится использовать релятивистскую динамику для правильного расчёта). Дайсон наверняка всё это сам где-то там считал и про это отчитывался еще в 1959-м году. Но всё, как я думаю, легло в глубокие сейфы Пентагона и сам Дайсон обязан был держать рот на замке, так как в 1956-м он получил доступ к секретам ядерного оружия и значит дал подписку о неразглашении. И то как он это сукрпулёзно выполнял требует отдельного повествования. Для его ума, это была, видимо мука.
Хотя после, уже астрофизики занимались этим же легально. Тот же Зельдович, например. Еще один "подписанец". После того как он слился из Арзамаса-16, он занимался "на гражданке" астрофизикой и именно динамикой сверхновых. Те же  водородные бомбы  в чём-то (в чем-то  нет). И куда мощней чем вы тут предлагаете поставить эксперимент. 
Вот, собственно, мой перевод подписи к той очень условно-схематической картинке, которая показывает такой корабль в статье Дайсона (сама картинка взята уже из более поздней криги Кипа Торна, который взял ее из статьи один в один):

ДВИЖИМЫЙ БОМБАМИ КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ. Продукты ядерных взрывов передают импульс полусфере, та амортизаторам, а те - отсеку полезной нагрузки судна. Скорость миссии для этого примитивного проекта составила бы 500-10 000 км/с. Верхний предел скорости такого корабля близок к скорости разлета материи при взрыве новой звезды.

А ниже, в самой статье, он прям  тычет нас мордой в жирный намёк (вся статья - сплошная фигура умолчания, ибо Дайсон в ней пытается рассказать о прекрасной возможности, ничего толком не рассказывая, ибо всё  - под грифом "секретно"):

Между прочим, скорость 10 000 км/с является примерно той же, что мог бы достичь каждый, "оседлав" расширяющуюся оболочку из продуктов взрыва новой звезды подобной Кассиопея А. Это равенство не может быть совсем уж случайным совпадением.

Умному - достаточно. Рыть надо тут! Но я не знаю ни одной статьи (возмоно я прсто профан, нужны знания Зельдовича и Дайсона что бы понять тонкости проблемы), где эта тема кем-то далее раскрывалась. Как оседлать расширяющуюся оболочку сверхновой. Условно, конечно, говоря. Все несут хрен знает какой бред! Про абляцию и амортизацию. Но только не про это.
Да, есть ряд статей начала 70х и в частности, самая детальная, от NASA где пытаются это же моделировать. Но даже я знаю что модель - НЕВЕРНАЯ. Расчёты все верные (и ценные) но сама модель - неверная. У NASA получалось, что в самом фантастическом случае удельный импульс будет что-то порядка 100 км/с не выше 1000 - точно. Она и "похоронила" плиту "Ориона" в массовом сознании у "ракетчиков". Но это была случайная или намеренная деза. После этого появилась идея в духе "Дедал". Все бросились на нее, как гончие собаки за зайцем. Она как бы обещала решение! Даже лучше (но хрен там!) В итоге маемо что маемо...

Именно вопрос, какую скорость можно создать для "направленного" термоядерного взрыва я и считаю изюминкой "загадки Дайсона" связанной с его странной статьёй 1968-го года. И не надо тут городить гигатонны что бы получить предельную скорсть.  Всё тоньше. Как раз условия лучшего случая скорости разлёта и есть предмет тайны. И тут абсолютная энергия взрыва роли не играет. Вы знаете абсолютную энергию взрыва сверхновой? Поинтересуйтесь. Будете приятно удивлены...  Но Дайсон не зря говорит что даже для сверхновой ~10 000 км/с - предел... Знал что то? Точно знал! У Зельдовича, наверное, в свежей, открытой научной статье вычитал и решил, что раз это уже в астрофизике мелькает, значит можно чуть-чуть приоткрыть... 

Когда случилась шумная история с Морландом (который растолковал широкой общественности США как же на самом деле работает термоядерная бомба в 1979 году) Дайсон уже в книге 1982-го (кажется) "Оружие и надежда" открытым текстом подтвердил, что после Морланда никакой тайны термоядерного оружия нет. По-сути он нарушил принцип "без комментариев", которые все подписанцы должны придерживаться. Это к тому, что его действительно тяготила необходимость всю известную ему физику делить на публичную, о которой можно рассказывать и секретную, которую можно сдуру и сболтнуть... По молодости его это, видимо, даже веселило (см. статью "Будущее термоядерного оружия" 1960 г). Но дальше это стало просто мерзкой обузой (История с Джоном Аристотелем Филипсом, студентом Дайсона, который из открытых источников делал курсовой проект атомной бомбы и его засекретили, а Дайсон был консультант проета - очень яркая и показательная). Когда Дайсону уже в эпоху Интернета задавались вопросы в лоб связанные с ядерным оружием (с одним таким я общался на Reddite, мир тесен, возможно это даже был сам Алекс Валерстайн... точно, он! Вопрос был об гигатонной мине), старина Дайсоно тупо отмалчивался, отписывался, мол, вот тут всё есть, что можно сказать, мне нечего добавить (речь шла о его секретном докладе 1962-го, который сейчас рассекретили) и, видимо, не хотел иметь дело с такими собеседниками. Опыт с Джоном Аристотелем Филлипсом (который, по мнению Дайсона умел выдуривать секретные знания, то есть Дайсон считал что Филлипс его развёл на секреты) был для него болезненным уроком.

Как видите... История богатая! На книгу - точно!
 

[alex_semenov]

Реакторы размером 0.5 метра сферы мощностью излучения 0.8 мегаватт

Хорошо. Похоже на то. Масса каждой такой сферы? Из чего она состоит? Строение? Как сохраняется k=1.00..1 по мере выгорания урана-235 и отравления его продуктами распада? Какая глубина выгорания урана? То есть какая доля из изначально загруженного в сферу урана делится до отключения реактора? Наверняка это должен быть очень хороший показатель, не менее 0.5. Тогда вопрос, а как это вообще возможно?

Если фотоэлементы без стекла то среднюю скорость полета в 2000 км в сек получить можно.

Лучше скажите какая получается удельная мощность тогда.
Я понимаю что в вашей методике расчёта удобно считать до какой скорости в итоге что-то там разгонится. Но мне это не о чём не говорит. Мне бы лучше показать какая электическая удельная мощность конструкции ступени в итоге получается, ватт/кг. Остальное - это я уже "сама-сама-сама..." (с).

натыканы каждые 20 метров на плоскости фотоэлементов в колличестве тысячи штук и излучение норм отводится на зеркала.

Сколько всего таких реакторов получается?
Я так понял, ярко выраженных ступеней у вашей "камболы" нет?
Это одноступенчатый автофаг?
Или когда вы это рисуете...



вы рисует тут одну ступень? или это уже весь корабль-автофаг?
Ещё. Направление полёта у вас верно показано? Вы летите полезной нагрузкой вперед? Это не прицеп-поезд как у Штерна?

[alex_semenov]

И реакторы каждый реактор весит около 90 кг

Гм... То есть, усреднённая плотность реактора 1375 кг/м³. И уран в нём - далеко не вся масса. Он вообще где-то внутри? А излучающая поверхность, скажем, графит? Гм...

Всё-таки.
Два технических вопроса (пока только о реакторе, не надо пока про фотоэлементы и конечный результат. До этого дойдём еще).

1. Как поддерживается постоянная критичность ~1 ? Даже если у вас выгорает лишь 30% от первоначально загруженной массы, вы должны иметь некие "регулирующие стержни", которые вы как-то будет постепенно "извлекать" и тем самым компенсировать падение критичности в процессе выгорания делящегося материала и накопления травящих реактор продуктов деления. Не думаю что ваша конструкция сама может избавиться от всех продуктов деления, испаряя их в космос... Только от части. Значит нужен механизм поддержания критичности. Вы думали о нём? Учитывая что весь шар равномерно нагрет до 2200 К (я просто исходя из 0.8 Мвт мощности). Задача ведь НЕТРИВИАЛЬНАЯ (что бы ее оставить на потом).

2. Как этот раскалённый до бела (а так и есть) шар, маленькое солнце, вообще удерживается внутри несущей конструкции корабля? Да, я понимаю, что ускорение мизерное. И всё же. Шары-реакторы как-то должны тянуться за всем кораблём, принимать от него пусть мизерное но ускорение. Но как они с остальной холодной конструкцией связан?  Это тоже нетривиальный вопрос, который нельзя оставлять "на потом".

[alex_semenov]

Оседлать взрывающуюся новую звезду конечно можно, но зачем, если вам предлагается способ существенно превысить этот предел в 10000 км/с. И заметьте, без бомболётов, антивещества, ударных конвертеров, самодельных микро-чёрных дыр и прочей экзотики. 

Не  полян, вы о чём?

[alex_semenov]

И реакторы каждый реактор весит около 90 кг

@cryon, Сргей, голубчик, а ну-ка посмотрите какую ТРАБЛУ (то есть проблему) я вам насчитал! Как мне кажется... Вот чутьё конструктора художника указывает, что в ваших "Шаровых молниях" (я так ваш тип реактора и назвал) не всё ладно... Смотрите:



Проверяйте расчёт. Масса 90 кг. Радиус 0,25м. Из этого посчитали поверхность S и объем V. Температура чуть выше 2000 К. Поэтому по Стефану-Больцману получаем мощность W теплового излучения с поверхносит S в рассчитаныне вами 0,8 МВт излучения.
Теперь.
Из объема V и веса M реактора вычисляем его среднюю плотность. Она получается 1,37 тонны/м³. Если шар заполнен полностью некими материалами с разной плотностью, а плотность урана-235 19,05 тонны/м³, тогда получается, что в вашем реакторе не более чем 6,5 кг урана. Соотношение плотностей умножаем на массу. В плотно заполненном материалом шаре будет так.
При η - принятой вами доле выгорания ядерного топлива в 0,3, за всё время работы реактора у вас выгорит чуть меньше 2 кг урана. Зная калорийность, считаем всю тепловую производительность Q. Делим на тепловую мощность W и получаем время t работы реактора. Это менее 6 лет!!! А вы хотите 100 лет?
Значит?
Подводим красную черту.
Это не приговор. Значит внутри вашей "Шаровой молнии" должно быть ОЧЕНЬ МНОГО ПУСТОГО МЕСТА. Ну или заполненного газом места. Считаем в обратную сторону.
От самого лучшего хотя и невозможного случая.
Пусть у вас все 90 кг - это уран (раскатанный в сферу диаметром пол метра с толщиной стенки h =6 мм) и вы как-то чудом создаёте и  поддерживаете его критичность. Тогда при выгорании этого шара 0.3, у вас выгорит 27 кг. При известной калорийности это 81,9 года. Почти ожидаемые 100 лет. Но! Ваш реактор не может состоять из одного урана. Как минимум половины его массы составит инертный материал (замедлитель, ингибитор... тощо). Значит, делите все минимум на пополам. Там всё линейно, и значит в лучшем случае срок работы реактора 41 год. Мы не вкладываемся в нужный срок работы?

[alex_semenov]

О моей идее с электрически заряженным маховиком. Вы написали "выкладывайте расчёты". Ну я выложил чуть назад в теме. Вы видели?

Я искренне не понимаю как ваш чудо-маховик (у которого вроде возникли проблемы с невозможностью накопить какой надо заряд) можно присобачить в качестве ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ межзвездной ракеты?
Допустим, у вас всё получилось (хотя, возникшие проблемы уже как бы говорят - не выйдет). И? И что это нам даёт для межзвездной тяги? Я искренне не понимаю. Ну супер-пупер аккумулятор. И? Не уж то вы верите, что такой аккумулятор может иметь плотность энергии выше mc²? Но даже если и так, закачали...  а как вы с него снимите поток энергии, скажем жеанные 40 МВт/кг? Какой чудо-динамо (которая не бывает сильно выше 2 КВт/кг) по каким чудо-проводам?

[alex_semenov]

От маховика можно тем или иным способом отделять массу. Причём количество отделяемой массы в секунду никак не завязано на механическую энергию содержащуюся в этой массе, а значит и на паразитное тепловыделение. Совсем по-простому. Вот стоите вы в лодке и метаете с кормы камень из пращи. Что будет с лодкой? Что непонятного?

Да ну!!! Вы серьёзно? Вы на полном серьезе считаете что С ТАКОЙ МЕХАНИКОЙ вы можете получить межзвездные скорости истечения?
Да ну детский же сад!
Моё физическое чутьё говорит, что это всё полная ерунда!
Кстати. Вы задумывались, с какой частотой будет вращаться ваш ДИПОЛЬ?
Вы в курсе, что если он у вас вращается достаточно быстро, то он будет излучать радиоволны? То есть тупо сливать энергию вращения в виде радиоволн. Любой заряд, двигающийся с ускорением излучает волны.
Вы помните в чём была проблема с планетарной моделью атома по Резерфорду?



Заряженный электрон, вращающийся вокруг ядра, по законам классической механики (уравнения Максвелла) должен непрерывно излучать и поэтому снижать орбиту вращения. В итоге все электроны за очень короткое время (что-то типа наносекунд) должны упасть на ядро. А как же они там остаются?
И тут явился Бор со своими постулатами, тупо взятыми с потолка и появилась "ненормальная" квантовая механика....

[alex_semenov]

Кстати. Вы задумывались, с какой частотой будет вращаться ваш ДИПОЛЬ?

При длине плеча в 1км и скорости света на ободе - всего-то 50 килогерц.

Всего то? 
Нет,  я не против. А вдруг?
Я вот что могу вам посоветовать.
Сходите с этой идеей сюра:

https://dxdy.ru/fizika-f2.html

Тут вы скорей найдёте компетентных собеседников и критиков. Я почти уверен что очень скоро найдётся какой-то вами не учтённый физический эффект (если сказанное elind-ом вас как очарованного изобретателя не останавливает)... Но для этого нужен хороший "школьный" учитель физики. Ну, в смысле,  университетский препад. dxdy.ru - место где они водятся стаями.  Попробуйте там людей озадачить своим чудо-маховиком.
Они там любят разбирать такие курьёзы. Они на вас там должны набросится как стая пираний... по-идее.
Ну если вы их как следует заинтересуете.
Формулы - как раз то что надо. Для них там это как запах крови для тех самых красивых рыбок...
 

[alex_semenov]

Очень даже может быть. Ну что же? Значит придётся нести некоторые "накладные расходы" на хранение энергии а маховике. Эти "накладные расходы" точно будут меньше накопленной в маховике энергии.

PathFinder, дружище. Я вам дал лучший совет. С этой своей идеей сходите на dxdy.ru! Конкретно в этот раздел: https://dxdy.ru/diskussionnye-temy-f-f29.html
Скажите что изобрели аккумулятор энергии бесконечной ёмкости.
Это сразу сорвёт крышу там всем завсегдатаям (а  там есть всегда пара-другая настоящих препадов! Они мгновенно скажут что не так, если что-то не так.) И не просто скажут, а посчитают вам всё...

[alex_semenov]

А сами отчего не идёте туда со своими идеями?

Потому что "мои идеи" - УЗКО-инженерные. Они не задают хитрых вопросов физике. Напротив. Никакой курьёзной физики не должно быть. В инженерии вся физика - хорошо известная. Никаких вечных двигателей и бесконечно-ёмких аккумуляторов.

Кроме того там придётся долго объяснять проблему удельной мощности для решения которой и предназначен этот маховик. А по проблеме удельной мощности спец у нас вы.

Для начала вы мне объясните каким боком ваш сверхъемкий аккумулятор к проблеме удельной мощности звездолёта? Я как-то это не уловил.
Я искренне не понимаю.
Удельная ёмкость аккумулятора - это Дж/кг.
Удельная мощность машины - это Ватт/кг.
Вы рассчитываете, что если некоторой вращающейся КОНДЕНСИРОВАННОЙ массе сообщите кинетическую энергию вращения такую, что линейная скорость этой массы будет, скажем, 30 000 км/с, то вы сможете почти мгновенно ее отбрасывать выделяя при этом направленную энергию круче чем термоядерная бомба в 10 Мегатонн?

И кроме того. Знаете, сколько раз я за эти дни "похоронил" и снова "воскресил" эту идею? Я тоже сначала думал, что это курьёз и безделушка. Но чем дальше, тем отношусь к этой идее всё более серьёзно.

Догадываюсь. Мне знакомо такое. Много-много раз в прошлом я обнаруживал чудесные и простые решения.  Именно поэтому у меня и есть то самое "чутьё" на подобные чудеса. Слишком блестящий результат обещает слишком простая схема. Обязательно вылезут черти в деталях, которые всё похоронят. Это моё ощущение. Конечно же оно может быть ошибочным.

Воот. А знатоки физики есть и здесь.

Ну тогда попробуйте привлечь людей в клубе звездочётов!
Но я не тот эксперт-физик, который даст вам КОМПЕТЕНТНУЮ оценку. Я, собственно, сделал всё что мог.
Во-перывх я  сразу усомнился что у вас получится накопить такой компенсирующий центробежную силу заряд. И Elind вам дал конкретные значения неких ПРЕДЕЛОВ для накопления зарядов.
Вы нашли адекватный ответ elind-у? Показали расчётом, что это не проблема?
Я не увидел.
Уже это означает что идею можно хоронить.
Далее.
Во-вторых. Я выдвинул еще одно возражение. Двигающийся с ускорением заряд (а вращающийся заряд движется с центростремительным ускорением и увашего заряда оно будет просто чудовищно!) будет излучать электромагнитные волны. Я не знаю как посчитать такой слив энергии. Поэтому я уверен, задолго до того как вы разгоните вашу гантелину до скорости света, она будет светить магнитной энергией со страшной силой. Вы тупо не сможете крутить это выше некой достаточно скромного значения. Но это качественная гипотеза. А что количественно? Надо лезть в учебники и "вспоминать"... Учитель физики должен это знать назубок. Я не знаю так хорошо этот раздел электродинамики. У меня нет количесвенной оценки этого сходу. И так как я не захвачен вашей идеей (я на 99.9% уверен что она не сработает) я не очень и хочу погружаться в эти поиски.
По-идее туда должны погрузиться вы. И пока не придёте с расчётами (в которые мне опять таки придётся вникать, а я не очень хочу) какие могут быть разговоры?

Тем более, что я видел, как ваше обсуждение на dxdy бесконечного случайного алгоритма закончилось ничем.

Они не могли закончится чем-то, потому что это был "прыжок за флажки". Бесконечные алгоритмы - это по-сути оксюморон (хотя, да, маститым можно туда соваться, но не людям с улицы). Как кардиналы и ординалы Кантора. Никто из простых университетских учителей математики не рискнёт "за флажки". Я сам рискнул, потому что дурак.

Чтобы с идеей куда-то идти, её нужно как следует обкатать. В привычном месте. Она пока хиленькая.

Идеи крепнут в борьбе с ее закрывателями. Я - закрыватель. Но я слабый закрыватель. У меня нет расчётов ее закрыть.   

Кроме того, я наивно полагал, что вы схватитесь за эту идею, как за ультимативное средство борьбы за рост удельной мощности.

У меня нет ИНТУИТИВНОЙ веры в ее серьёзность.
Ну вот нет!
Хотя, собственно, сама идея противопоставить центробежную силу статической (и мангитной) ... может быть и не безынтересна. Но никак не в том контексте, которым вы пытаетесь меня заинтересовать как звездолётчика (снять барьер удельной мощности для средств с бортовым источником энергии!) На самом деле с чем-то похожим носится Винтенберг, пытаясь накопить 100 МДж (всего лишь!!!) для хорошего электрического разряда чтобы зажечь дейтериевую таблетку.
При этом у него нет вообще никакой механики. Он собирается использовать тот же эффект что и магнетрон. Закрутку потока электронов силой Лоренца в зазоре между катодом и анодом. Но для вас такой подход изначально не интересен. Вы же пытаетесь решить задачу КУДА МАСШТАБНЕЙ!
В потуги Винтенберга я могу поверить. Он ставит реальные (куда более скромные) планы (хотя и там куча вопросов!). Вы же явно замахиваетесь на нереальный результат, как по мне!
То есть. Я не верю в вашу идею. Простите. Я объяснил НА СЛОВАХ (да это не доказательство) почему. Вы не накопите ТАКОЙ заряд (elind подтверждает мою интуицию). Если и накопите как-то, вы получите антенну-излучатель, которая в какой-то момент будет так много сливать энергии, что просто не сможете ее раскрутить как следует дальше (да, это моё предположение, не доказательство, доказательство надо искать). То есть, все усилия которые я приложу к этой вашей идеи, если в нее погружусь, пойдут на ее развенчание. Да, может это будет познавательно и полезно. Но я и так знаю мораль всех подобных историй. Поэтому я пытаюсь вас передать кому-то другому, кто это сделает с меньшими затратами времени, сил, и получит от этого больше удовольствия.
 

ЗЫ
Самое тупое и простое возражение. Третье. Статический заряд, насколько я знаю, никогда не распределяется в ТВЁРДОМ теле равномерно. Он всегда собирается на поверхности больше. То есть будет градиент. ВСЕГДА. А центробежная сила будет у вашей километровой гантелины действовать на все атомы твёрдого тела более-менее одинаково. Даже если и тут будет градиент он никак не совпадёт с градиентом заряда. Компенсация не будет полной (то что вы получили в формуле - это идеализация к точечному объекту! Гладко было на бумаге! А в реальном теле будут "приливы") Значит не спасёт ваша сила Кулона вашу массу от рвущее ее силы инерции. Порвёт нахрен уже при самых минимальных оборотах!
В общем. Вы даже для более приземлённых задач это не сможете использовать. Скажем, как накопитель энергии в энергосистеме (хотя я тут не уверен что всё так плохо). Что уж говорить о звездолётах?

ЗыЗы.
Первый поверхностный поиск привёл меня сюда:
Излучает ли равномерно ускоренный заряд?
оттуда сюда:
Радиационное трение
И по-сути (что бы понять как сильно будет тормозить заряд радиационным трением) надо взять производную от центростремительного ускорения и подставить в эту формулу:



Центростремительное ускорение в векторной форме:



то есть, надо взять производную от единичного вектора n ибо w²R - константа и выносится.... И тут я ... заартачился...
 

[alex_semenov]

Регулирующие стержни сделаны на подобие тех что в нуклон Зевсе но требуются доработки по повышению температуры на 400-500 К.

А как в "Нуклоне", вы знаете?
Там, во-первых цилиндр. Это не сфера. Раз.
И два. "На подобии", в том то и дело что не получится. Там же нет ПРОЗРАЧНОЙ стенки. Там горячая сердцевина,  а стержни в относительно холодных стенках (и поэтому могут работать регуляторами, вращаться). Органы управления можно было вынести из горячего ядра на холодную периферию и их вынесли.  А у вас тут понятие "холодная стенка" отсутствует как класс. Так что "начинайте всё с начала!". По-быстрячку перенести готовые решения не получится.

И вы, я вижу не уловили мысль, которую я вам пытаюсь донести картинками. Смотрите очередную (пробую достучаться):



Пусть ваша полуметровая сфера, раскалённая до 2000 К  содержит 45 кг урана. То есть половина массы реактора - масса горючего. Допустим. Если поднять степень выгорания до 0,5 то можно получить время работы близкое к 100 годам.
НО!
Уран - очень плотное вещество. И если все 45 кг собрать в сферу в центре, то у вас получится шар 18,2 см в диаметре (сфера справа). У вас много пустого места внутри. Что бы стенка была 2000 К, вам нужно чтобы это внутренне ядро было горячее, скажем 2500 К. И вы его как-то внутри должны подвесить. В общем, нужна проработка. Тут вылазит очень много напряжённых вещей.

Второй вариант. Справа. Весь уран раскатан по поверхнсти сферы. Сфера внутри - полая. Там может быть, например газ какой-нибудь... Сама стенка может быть слоёная. Там отражатель-замедлитель-уран-замедлитель-отражатель... Но слой урана на стенке, его толщина всего - 3 мм. Больше не получается никак! И хотя такая схема во всех термических и технических отношениях лучше, возникает вопрос о том как достигнуть КРИТИЧНОСТИ у такой сборки?
Нет, может и можно. Но нужен тогда подтверждающий расчёт. Можно предложить некий промежуточный вариант между левым и правым. Но в любом случае у вас будет много пустого места (заполненного каким-нибудь полезным газом-регулятором. например). И это надо тщательно продумывать. И промежуточный вариант будет иметь тот же недостаток что и левый - нужно внутренне ядро как-то подвешивать внутри светящейся оболочки.
Мороки - выше крыши!!!
 

В общем. Вы явно спешите. С реактором не всё так просто, как вам кажется.  И пока вы тут не решите ключевые проблемы не найдёте все ключевые ограничения или предельные возможности, нефик лезть дальше что-то проектировать.
Если вы взялись за концепцию двумя руками.
 

Реактор соединён с несущим каркасом тонкими низко теплопроводным соединителями так что падение температуры с 2100 до 330 К на фотоэлементе не вызовет большого отвода тепла.

Опорный каркас (назовём этот элемент так) вы охлаждать не собираетесь? Он ведь будет греться не только и не столько из-за теплопроводности от шара (которую вы можете снизить до минимума взяв материал с низкой теплопроводностью) сколько из за теплового излучения, которое тут рядом будет жарить со всей пролетарской ненавистью вашу опору! И плавить ее!
Нужен расчёт, который покажет, что ваш простой приём сработает (скажем толщина ниточек ничтожна и отношение поверхности к излучению... бла.бла.бла... хотя как ни крути 2000 К будет равновенсая температура и для "ниточке").
Я же считаю (как художник, на чутье) что без активного охлаждения хрен вы что тут подвесите! И значит вы тут хреново всё продумали!

Стержни в центре вокруг углерод или беррилий так что теплопроводности достаточно при падении температуры от центра реактора на 130 К.

Вы уверены что бериллий в таком аду сработает? Да и какие к чёрту стержни? Не будет тут никаких стержней и в помине. Тут надо всё продумывать детальней. И конечно же считать. По-минимуму но считать.

Идею с маховиком я совсем не понял. На машинах на земле пока маховики не применяют а вы хотите им разогнать корабль до 2000 км в сек? Если так тут пойдет  создам отдельную тему по моему проекту.

И не надо. Не отвлекайтесь! 

Так как остались принципиальные вопросы:

У какой вы быстрый! Как то ситро!
 

С каким типом поверхности и атмосферы справятся цианобактерии для создания кислорода а с каким нет?
Возможна ли исскуственная матка для облегчения корабля с помощью роботов нянек?
Вопрос о том что реактор фотоэлемент может достичь 1000 км в сек считаю закрытым за не имением возражений.

C этим - к Штерну.
Но вообще говоря, я сомневаюсь что ваша концепция (почему я это и назвал зонд Елистратова) годится для такой ТЯЖЁЛОЙ задачи. Тем более что она нереалистичная на сегодняшний день. Сейчас мы не способны нечто такое как ковчег-сеятель запустить. Да и масса нужна на порядок большая под это (при самых радужных ожиданиях)!
Я же насчитал, что имея на старте 20 000 тонный (!!!) 8-и ступенчатый зонд сможет доставить 7 тонную полезную нагрузку (за сколько - зависит от энерговооружённости, какую получится выкрутить). То есть, исследовательский зон типа "Кассини". Это расплата за выигрыш по времени, которые даёт ступенчатость. И шанс уже сейчас что-то реальное запустить (вы же с этого тут и начинали!)
Если вы поднимите массу на порядок. То есть доставить 70 тонн и на старте у вас уже буте 200 000 тонн... то уже лучше бомолёт. Тут вы заходите в его весовые характеристики.
Почему я и поддержал ваш проект, что НИША у него - незанятая ничем. Старт в наше время со скромной но уже сейчас выполнимой задачей перелёт в соседнюю звёздную систему и исследование ее с орбиты звезды. Стартовая масса, да большая, 20 тыс тонн, но ...
Хотя у вас свой проект и расчёт... 200 т на старте и 11 тон в конце...
Сомнительно, но допустим...
 

[alex_semenov]

На счёт отправки человека - главный вопрос который в этом веке решат это возможна ли исскуственная матка. Если она возможна то в бомболете нет необходимости реактор фотоэлемент с задачей перевезти эмбрионы справится. Если же нужно везти 700 лет нескольких живых людей то тут все сложно. Такое финансирование проекта ни кто не даст в ближайшее время. Человечество пока слишком глупое для космоса, делать майбахи это пожалуйста а вот поселится у звёзд это денег нет.
К тому же абляция плиты бомболета открытый вопрос - я доказал что реактор фотоэлемент может лететь с торможением на скорости 1000 км в сек, а вот может ли бомболет это ещё вопрос.

Яка настырна дытына, а? Серней, я не хочу слушать мнение не истинных арйце-фф, о бомболёте!  Да и нет повода для этого. Вспоминая бомболёт, я хотел лишь сказать, что даже если бомболёт возможен, он не пересекается (ну почти) по своей минимальной весовой характеристики с самой тяжелым многоступенчатым ионным зондом.
Это только Иван Моисеев может помыслить (и то в пылу праведного спора, следуя за британцем Бондом) ионный зонд в миллион тонн. А где урана 235 на такой набрать?

Стержень управления реактором нужен всего 1 по мере выгорания урана. Он охлаждается фотоэлементом вместе с электроникой и защищён ураном кольца защиты от радиации, и просто на длинном стержне задвигается в массив урана и углерода.

То есть регулирующий стержень - это что-то что вдвигается в компактное ядро? И при том охлаждается? Да... дизайн, должен вам сказать на гране! Хреновый дизайн. Однозначно!!!

Температура внутри 2200 к...

Я пересчитал. Температура внутри не может быть 2200 К. Просто прикиньте. В равновесии, поток энергии с поверхности внутреннего шара должен быть такой же как с поверхности шара. W=0.8 Мвт. Ну вот по Стефану-Больцману посчитайте температуру сферы диаметром 18,2 см с таким же потоком. Я лоханулся,  назвав на глаз ее температуру ядра в 2500 К. На самом деле для энергетического равновесия надо 3414 K. Решение с центральным ядром - дрянь решение! Я теперь вижу!!!

углерод справляется с теплопереносом.

Не понял. То есть вы хотите заполнить пространство между урановым ядром и поверхностью сполшь углеродом? Допустим теплоперенос справится. А массу вы этого удовольствия посчитали? Или там будут только отдельные каналы? В общем, батенька, кончайте валят дурака и рисовать примитивные рисунки. Давайте детально считать ваш проект.

Проблема такого проекта в том что на него ни кто не выделит денег а вот на Майбахах ездить это тема денежная.
Ещё одна проблема не понятно что будет с демографией мира, возможно земля то будет частично заселена не до космических поселений.

Оставьте эту хрень пока в стороне.

[alex_semenov]

Температура внутри 2200 к, углерод справляется с теплопереносом.

Я готов доказать что вы тут несёте пургу. Не справится. От слова "совсем".
Давайте нарисуем ваш реактор по вашему описанию... я добавил к уже нарисованному.



И так. Вариант a, наиболее близкий к вашему. Весь уран 45 кг в центре, в виде сферы. И я добавил ваш безумный управляющий стержень. Канал и полувднивнул его. Рисунок с. Видите? Еще. В варианте а, между тонкой (графитовой?) оболочкой и самим урановым ядром - вакуум. Перенос тепла - радиационный. И как я посчитал, в этом случае вам нужно иметь температуру ядра 3414 К. Это - безумие. Вариант a поэтому откидываем.
Но вы хотите переносить тепло не радиационным переносом а за счёт теплопроводноси. Поэтому я в варианте с пространство между оболочкой и и ядром заполнил "серым". Графитный теплопроводник.
Первый вопрос: а сколько будет весить этот углерод? Объемы нам известны. Берём разность и зная плотность графита считаем... Опа! 140 с хвостиком кг только графита!!! То есть вариант c CРАЗУ ЖЕ отпадает в силу того что мы не вписываемся по массе в 90 кг (оболочка реактора должна иметь массу не более 45 кг вся! И регулирующий стержень тоже!)
Вариант с забраковали. Хорошо. Давайте заполним не всю оболочку, а построим теплопроводящие мосты к поверхности. См вариант d.
Заходим в раздел теплопроводность и берём формулу:



S - это поверхность малой внутренней сферы (столько же будет передано мостами наружу). l - разница между наружним и внутренним диаметром. Длинна тепловых мостов. χ - теплопроводность. Там в таблице для графита указан диапазон от 280 до 2400. Возьмём по-максимуму. 2400. И теперь постчитаем перепад температур перед и за тепловым мостом. ΔT . Я получил 510 К. То есть, если на поверхности 2000 К, то ядро будет 2500 К.
Никак не 2200 К.  Это - теоретически лучшая. Если же взять типичную теплопроводность в 500 (как у карбида кремния, например) то перепад получается совсем хреновый 2450 К, то есть ядро у нас разогреется до 4450 К.
Вообще говоря мы тут сильно тянули сову на глобус. Потому что теплопроводности, которые мы тут брали - комнатные.  Ну и последнее. Не стал считать массу тепловых мостов. Но боюсь она всё равно будет больше 45 кг...
В общем, идея негодная. Мы с обычной теплопроводностью перед радиационной ничего не выигрываем, а только расходуем массу неизвестно куда.
Явно негодная идея у вас, Сергей!
Вам нужно, коль вы вцепились в центральную схему, внутри от центра к стенке-излучателя что-то лепить воздушно-капельное. Лёгкое и очень эффективное как жаровые трубы. И без них ваша идея НЕ ЗАРАБОТАЕТ ни разу. Вариант d - отпадает тоже однозначно. Никакого наполнителя внутри не должно быть.  Дурная масса! Там всё должно быть полым. Как я сразу и сказал.
Может что-то вы и прилепите, но всё равно получается сра-ла-мазала... Неэстетичный дизайн! Даже если вы найдёте для тепловой конвекции что-то в духе ионного транспорта в гологенках...



... вам всё равно ядро надо как-то подвешивать на каких-то опорах-ножках в центре. И эти опоры-ножки будут работать при > 2000 К температуре! И забирать и без того дефицитный вес!
И мысль (в погоне за прекрасным) непроизвольно возвращается к самому термодинамически и механически лучшему варианту, варианту б... Но тут нужна смелость ума. А она есть у нас? Граждане?