Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Вообще идея взять кучу ускорителей и запулить в центр кучу пеллет топлива с разбросом скорости, что бы те с филигранной точностью сошлись в центре, довольно интересная.

Да они не воспринимают то что отвлекает от обсуждаемого в данный момент, отмахиваются.
Я писал, писал, только вы и поняли вообще, сам главный смысл моего вопроса.
Я и спрашивал, это было просчитано или над этим может в реальности работали?
Я ж не думаю что это мне пришло в голову одному, сто процентов, это ещё в 50-60-е годы прорабатывали...
Может результаты полученные оказались интересными, да их засекретили, например...

Алексей Николаевич,  не сочтите за пренебрежение, но вы задаете ЯВНО ИДИОТСКИЕ ВОПРОСЫ!
С какой скоростью вы собираетесь запускать пули?
100 км/с?
Длина пули? Масса?.. Сядьте и сам посчитайте. Это же ШКОЛЬНАЯ ФИЗИКА! И вы убедитесь что либо не хватает энергии, либо скорость, с какой энергия выделяется в точке столкновения пуль - СЛИШКОМ МЕДЛЕННО. Это будут микросекунды в лучшем случае. То есть 1000 наносекунд, а скорей все 100 000 наносекунд.
Это - слишком МЕДЛЕННО!
Даже пучок частиц из  ускорителя надо очень тонко и дорого формировать после ускорения (в длинной дрейфовой трубке), чтобы выделение энергии вложилось в 10 нс. Типичная длина импульсов - микросекунды. В 1000 раз дольше!
То есть вопрос - в плотности энергии в пространстве и времени!
Он - ключевой.
Выясняется, что сверхкороткий импульс большого тока по тонкой вольфрамовой проволоке даёт куда более короткий импульс рентгена. Над чем в США тоже работают.
Не в курсе?
И с пучками частиц работают. Но именно лазеры дают лучший вариант.
Поэтому когда лазер появились в 1960м, Наколлс, носившийся уже 2 года и с вашими "пулями" и с частицами в ускорителе (думаете вы один такой умный?) тут же всё забросил и перешёл на лазеры, ибо с самого начала понял суть и преимущество света и лазера.
Вы же не имея нужных знаний и даже знаний истории вопроса (уж тут то знаний физики не надо!) изобретаете велосипед на квадратных колёсах, утверждая что это - лучше круглых колёс! И сами себя убеждаете, что учёные - дебилы. Дебилы - тут сидят (я тоже- дебил что тут сижу или тут сижу потому что дебил тоже ).
Мы - сборище узколобых дебилов тут, думающие что у них "гениальный ум" видеть то, что не видят учёные.
Нельзя так зазнаваться.
Вникнете в любую тему и поймёте, что там столько до вас уже ума потрачено, что вы - нечтожество мелкое на этом фоне со своим "умищем". Сто раз в этом уже убеждался (думаете я не умею так же как вы свысока презирать "дураков-учёных"? Люди мыслят одинаково. Но всякий раз я обнаруживал, что это я - дебил не понимаю деталей)
Только тупые дилетанты могут вот так вот приходить и утверждать, что им видны "революционные идеи", а все остальные идиоты.
Да, все люди - идиоты.Но не настолько. И я уже очертил границы идиотизма в лазерном термояде. Они хотят получить не просто взрыв граммовой капли. Они хотят подорвать 10 миллиграмовую каплю. Минимальных размеров (согласно расчётам). Но именно потому что они "идиоты" ТВЁРДО знают что 1-грамомвую каплю подорвать - два пальца об асфальт (если у вас есть 100 МДж лазер - нет никакой научной проблемы!) Это наука о бомбах. А им нужен "мирный термояд". Карманный... Задача у них заужена на этом. И в этом - идиотизм. И даже не их, а нас, дураков, которые до сих пор не понимаю их узкой задачи и что на самом деле задача управляемого термояда без этих "карманных" орграничений ДАВНО РЕШЕНА и отложена в сторону до "худших времён".
А эти играются... ну, а вдруг и "карманный термояд" получится?
Вот и всё.

Зы
Я сел и "на салфетке" посчитал
У вас пуля. Не важно какой формы или длины. Из вольфрама. 19,25 г/см3 - плотность.
Вы разогнали ее аж до 100 км/с (а вы представляете что за пушка для этого нужна? Она будет куда больше любого самого крупного лазера!)
И вот считаем.
Такой снаряд за 10 наносекунд (а это нужное нам время) пролетает... 0,001 метра. То есть 1 миллиметр.
Нас интересует плотность энергии на поверхности. Пусть, один мм2. То есть за 10 наносекунд у нес в мишень 1 мм2 1мм3 волфрама на скорости 100 км/с.
И какая же при этом энергия и мощность выделится?
Энергия - старая-добрая формула кинетчической энергии. Масса 1 мм3 волфрама 0,00001925   кг, а на скорости 100 км/с это 96250 Дж. За 10 нс, это мощность удара 9,625E+12 Ватт. А теперь поднимите мощность (в импульсе) всех этих лазеров в том же NIF. Цитата:

Мощность импульса лазерной установки достигает 500 ТВт.

500 ТВт это 5E+14 Ватт То есть там 10, тут 500 в 50 раз больше. Но вы еще попробуйте эту скорость в 100 км/с граммовой пуле сообщить! При 10 км/с (а вот это уже можно и это компактно) мощность у вас падает на 2 порядка. То есть 10E+10 ватт. И всё... Тема сисек закрыта. Какие бы пули вы не брали, это слишком медленно для зажигания термояда!
Носятся народ с этими пулями уже хрен знает сколько! Самый умнмый тут Винетерберг. Откройте его книги или статьи в журнале FUSION и почитайте, какие он только идеи не выдвигал для УСКОРЕНИЯ процесса выделения энергии! Он в отличии от вас умеет считать формулы и физику понимает через формулы (физику иначе понимать нельзя, любая ваша интуиция механика-ремонтника в автомастерской - это узкий пяточёк "комнатной физики", за пределами вашей мастерской - ВАС ОБМАНЫВАЮЩИЙ!)
Я уже показывал какие уловки Витненберг придумывал.
Вам образования не хватит понять что он тут придумал:



Верно? Это в тысячу раз умней того, что вы можете изобрести. Придумано хитро. И это именно пушечная схема чистого термояда. И всё равно - это не очень хочет работать. Во всяком случае мы не знаем сработает это или нет....
Но главная мораль - не думайте, что до вас никто об этом не думал. Думали люди в 100 раз умней и уже придумали в 100 раз хитрей!
Но... раз этого нет, значит не работает это так...

[alex_semenov]

Я не утверждаю а спрашиваю и уточняю.

Ну вот выше я вам на коленке посчитал и ответил.
Если вы не считаете - вы ничего не понимаете.
Это закон физики!

Что толку с этих хлопушек то, с выхлопом 50-100 кг тротила на взрыв?
Уж делать так делать вещь.
1000 кг тротила на вспышку.
И работать именно с такими мощностями...

На самом деле с большими взрывами работать трудней. Но я, подозреваю, что главная задада - политика. Начни вы взрывать тонные термоядерные взрывы, это означало бы что вы опять начали "ядерные испытания под землёй". А это политически как-то некомельфо.
Мы живём в придурковатом мире с его придурковатыми мифами.
Самый мощный и стойкий миф нашей эпохи - неприязнь к любым ядерным взрывам.
Не важно какой мощности и где.
1 тонна ядерный взрыв - это уже взрыв. Это не вспышка "где-то в лаборатории". Это уже предпосылка к распространению ЯО ...

Ядерному взрыву - нет, нет, нет!
Солнечному миру - да, да, да!!!

https://www.youtube.com/watch?v=rjXog-TNkis

Поэтму маэмо шо маэмо!
За что боролись - на то и напоролись. Обычное для нас, дебилов, дело!
 

[alex_semenov]

Но как это повысит ПРОЦЕНТ выгорания топлива?

Кстати о топливе.
Ни одного лишнего грамма в жилую зону!

Ядерному взрыву - нет, нет, нет!
Солнечному миру - да, да, да!!!

Кобзон, значит, за солнечные паруса...
А что вы скажете насчет размещения топлива?
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.msg6164588.html#msg6164588
Думаю верхнюю часть заменить на половину тороида...
Сейчас посчитаю.

Да, Кобзон - в русле курса партии.

О расположении топлива. Я не совсем понял вашу идею.  Вернее совсем не понимаю теперь. Вы что-то пропустили мне объяснить (у задумавшихся людей это бывает). И рисунки только сбивают. Я вижу 1/4 вашей перекрещенной гантели жилых модулей.  То есть один жилой модуль 50 м в диаметре, 500 метровую соединительную шахту и центральную сферу 80 м.
Но что с топливом?
Я предполагал что...

1. Топливо окружает все сферы (и 4-е жилых и одну центральную) вокруг. Но вы тут располагаете топливо полусферой с "загибом", то есть создаёте некую ТЕНЕВУЮ защиту. А зачем?

2. Почему топливо то 8 м толщиной (это понятно), то 17 метров? Зачем такая толщина? 5 т/м2 - это достаточная защита от ГКИ, и при плотности пентаборана в 0.618 т/м3,  это толщина слоя в как раз 5/0.618=8,09 м. А зачем 17? Вы (предположение) решили ВСЁ топливо разместить впереди корабля?

3. Ваша теневая (не полная) по окружению схема и реплика "Ни одного лишнего грамма в жилую зону!" заставила подозревать что у вас ТЕПЕРЬ топливо (вкруг жилых отсеков) - не движется вместе с отсеками по кругу (как предположил я). Так? Вы не хотите эту гигантскую массу вращать вместе с отсеками? И в итоге вы его размещаете именно всё в передней зоне этаким неподвижным полу-бубликом, в тени которого и вращаются две гантели?

Я не посчитал массу этого пока... Хотя что там считать? На самом деле можно очень упрощённо посчитать площадь зелёной фигуры слева, а потом тупо-грубо умножить это на 2*пи()*(500-25) м и получить примерный объем всего нарисованного на последнем рисунке периферийного "полубублика", а из него массу... (ясно что полу-защиту центральной сферы можно пока грубо не оценивать, она на фоне перефирийного полубублика - копейки).

17*40+ пи()*((25+17)^2 - 25^2)*2*пи()*(500-25) =10680085 умножаем на плотность пентаборана, я получил "на салфетке"  6 600 000 т, порядок тот, но многовато... гм... ну у меня грубая формула при правильном интегрированни, возможно и получится близко ка 5 500 000 тонн?

Даже интегрировать не обязательно. Разложить бублик на две фигуры. Обод и полутор из полутора... гм... Сейчас точно прикину..

Двоечник! Не правильно на ходу составил формулу. Ну мало того что забыл скобки, я забыл второе слагаемое разделить на 2!

(17*40+ пи()*((25+17)^2 - 25^2)/2)*2*пи()*(500-25) =7369176 и теперь масса полубубкика 4 554 148 т! Добавить еще полусферу центрального отсека...

4/3*пи()*((40+17)^3-40^3)/2 =253826 м3, то есть масса 156 864 т  и в сумме 4 711 013 т. До грамма не сошлось, но это потому что я слишком грубо считаю полубубрик...
Сейчас посчитаю точней...


До меня, кажется, дошло, почему защита "теневая". Вы где-то там говорили что, мол, вся масса корабля сзади будет закрывать жилые отсеки от ГКЛ...
То есть вы хотите всё-таки иметь СПЛОШНОЙ служебный отсек сразу перед лазерной люстрой (мои потуги разбить его на 100 отдельных "островков" - не годятся)?
Она же (люстра) очень пустотелая и прозрачная. И никакой радиационной тени дать не может!
Почему я и лепил круговую защиту...

[alex_semenov]

Я считал - боковая площадь цилиндра высотой 40 м + половина площади тора + площадь полусферы, прикрывающей центральный шар.

Да, так проще всего:



Здесь

R = 500-25 = 475м
r = 25м
h =17м
L=40м

И я получаю:  V₁+V₂ =2172599,816+5339702,721  = 7512302,537
плюс полусфера в центре   V₃ =253826,0256
Итого 7766128,562 м³ и при плотности 0.618 т/м³, я получаю массу 4 799 467 т.
Не получается до грамма. 
Что бы разместить так всю массу топлива с самого начала, то есть 5 770 000 т, вам надо задать толщину h = 19,810 м

Не ГКЛ, а ГКИ!!!

Да ради бога! ГКИ так ГКИ!

А так разумно. Можно на служебном отсеке разместить диск из топлова, закрывающий жилые страны.
Для этого надо оценить массу ДУ... Дайте свою оценку "с потолка".

Я не дам сейчас оценку массы ДУ. Просто нет параметров пока. Но  я не вижу зачем. ДУ - далеко (в километре от жилых отсеков) и радиационную тень, которую бы эти 100 двигателей могли бы создать, это действительно "тень на плетень". Ерунда. Не создадут они серьезной защиты жилым отсекам. Как и сама "лазерная люстра". Она же состоит в основном из пустоты! Если она в основном прозрачна для теплового излучения (а так и должно быть), то и космическим излучением она простреливается насквозь.
Я до сих пор не могу понять чем вы собираетесь защищать жилые отсеки сзади. Там по-сути нечем. Да, масса корабля сзади - огромна. Но это не поможет. Корабль в силу необходимости избавляться от термической нагрузки будет состоять из "пустоты" (мыльный пузырь, так сказать) и поэтому серьёзной тени для жилых отсеков сзади создать эта масса не сможет.
Почему я и предлагал окружить все 5 модулей сплошной круговой биозащитой из части тормозного топлива. То что она будет создавать нагрузку на ось... Да, но может быть это можно стерпеть?
А может сделать сплошной неподвижный бублик вокруг жилых отсеков (с прорезью внизу для шахты) и пусть там внутри вращаеются эти 4-ре сферы...
Несколько смешное решение. Но если вам так хочется....
Вот так:

[alex_semenov]

Отсюда:

Коэффициент полезного действия лазера (wall-plug efficiency, эффективность)
Перевод Романа Молочкова

Определение: полная электрическо-оптическая энергетическая мощность лазерной системы.
Коэффициент полезного действия лазера – это эффективность преобразования электрической энергии в оптическую. Если использовать термин аккуратно, то потребляемая электроэнергия должна быть измерена непосредственно «в электрической розетке на стене», так, чтобы эта эффективность включала в себя потери в блоке питания, а также мощность, требуемую для системы охлаждения, которая может быть существенной для мощных лазеров. Однако, как правило, коэффициент полезного действия вычисляется из расчета электроэнергии, поставляемой в лазерные диоды (например, в диодной накачке твердотельных лазерных систем), без учета электрических потерь и энергозатрат на охлаждение.
Если рассчитывать эффективность этим способом, обычно достигается 25% КПД для многих лазерных систем с диодной накачкой. Получение значений выше 30 % возможно, например на Yb:YAG дисковых лазерах, с накачкой на эффективных лазерных диодах. Следует ожидать, что в ближайшие несколько лет лазерные диоды могут стать еще более эффективным, и КПД таких систем еще более возрастет. Лазерные системы, в которых используются только диодные лазеры, могут достигнуть самой высокой эффективности, иногда выше 60 %, но они могут использоваться не во всех применениях, например, из-за их плохого качества луча, а также их неспособности генерировать интенсивные короткие импульсы. С другой стороны, у ионных лазеров (например, аргоновых), и тем более у титан-сапфировых лазеров и т.п., для накачки которых использовались ранее аргоновые лазеры, коэффициент полезного действия не превышал 0.1 %.
Высокий коэффициент полезного действия - очень важное качество, особенно для мощных лазеров. При высоком КПД уменьшается потребление электроэнергии а, также количество тепла, которое должно быть удалено из системы для охлаждения активной среды. Поэтому, это не только снижает расходы на оплату электроэнергии, но также и уменьшает требования к электрическим подключениям, к системе охлаждения, и, в свою очередь, к размеру лазерной системы. Даже для маломощных лазеров, эффективность может быть важной в определенных прикладных областях, где запас мощности ограничен. Примерами являются телекоммуникационные устройства с большим количеством передатчиков и лазеры для космической техники.
по материалам интернет-энциклопедии www.rp-photonics.com

По крайней мере, спор о том, перешли ли лазеры рубеж в 50% КПД - несерьёзный. Перешли.  Но в действительности нас должен волновать хороший промышленный лазер для народно-хозяйственных нужд. Вот, как мне кажется, хороший  пример современного уровня:

Волоконный лазер непрерывного действия мощностью 100 кВт промышленного класса

Выходная мощность демонстрирует линейную зависимость от тока. Измеренная полная мощность составляет 101,3 кВт. Энергопотребление при максимальной мощности составляет 286 кВт, что соответствует КПД лазера 35,4%. Нестабильность выходной мощности при полной мощности составляет ± 0,2% в течение 30 минут.

Насколько я понимаю, 35% - это честно измеренное КПД "от розетки" (кто же будет так накалывать покупателя? Он же придёт и спросит, ты что мне обещал?) И это - непрерывный лазер с очень хорошим качеством луча. То есть без дураков. Лазер в NIF выдает 500 ТВт, но в ~10 нс импульсе, а потом остывает "пол для" (примерно).  То есть его квази-непрерывная мощность (что нас должно волновать),... я насчитал 120 ватт.
Шаг вперёд -  оптоволокно и диоды накачки. Накачка лазера светом - самая эффективная как для активной среды. Но она же раньше была и самой затратной. Лампы-вспышки сами в свет накачки выдавали не более 15% затраченной на вспышку электроэнергии и даже эта энергия была размазана по спектру чернотельного излучения. Светодиодная техника (чудо, которое каждый держал в руках, этого не отнять) здесь сделала явный скачок (с 1-2% до 30%).
Данный лазер весит 3600 тонн. Моя "комета-2", 1989 года рождения, примерно столько же весила, но выдавала всего 1500 ватт (и качество было так себе). Всего лишь. 
На самом деле КПД 35% типичного промышленного лазера в непрерывном режиме, без дураков, отличается от заявленного кпд 70% лишь В ДВА РАЗА.
Не на порядок а в 2 раза.
Да, не факт, что вы легко этот разрыв пройдёте, но всё-таки, это обнадёживает.
Куда больше волнует другое.
Масса установки (до розетки) 3600 кг и если мощность поделить на это то получаем... 27,8 ватт/кг. Как у ... у межорбитального ядерного буксира в пректе.
То есть 30 ватт/кг - это типичная удельная мощность подобных установок. Я не поленился высчитать размеры установки и прикинуть массу железного ящика предоложив 1 мм стали, и я получил порядка 200 кг. На само деле будет 300-400 кг и эту массу можно выкинуть в оценке удельной мощности. Далее, надо понимать что всё электрооборудование внутри - типичное. В общем, мы вполне могли бы при "форсировании" удельной мощности реалистично надеятся на ... трехкратное снижение веса. То есть мы могли бы дотянут удельную мощность такого лазера до 100 ватт/кг.
Но вообще то нам МИНИМУМ  нужно 1000 ватт/кг, а лучше 10 000 ватт/кг.
То есть тут нам нам не хватает 1-2 порядков. И это куда важней (на мой взгляд) чем КПД.

Вообще же, коль скоро идёт речь о газовых лазерах с накачкой электрическим разрядом, то надо смотреть только их параметры. И какие-то там рекордные показатели "по всей больнице" ничего нам не скажут.

Собственно говоря, я бы (на мой глаз) считал бы уже хорошим (приемлемым) КПД лазера в 30% (реализм) и очень хорошим в 50% (оптимизм).
10% - это конечно же пессимизм.

Да. Еще. Длина волны. Там есть противная чисто термодинамическая закономерность, которая понижает КПД  процесса перехода спонтанное-вынужденное излучешие с уменьшением длины волны.  Лазер выше 1 мкм (инфракрасный). Но нам бы ультрофиолет бы... В 10 раз короче...~100 нм.

Нашёл... "Космическое оружие, дилемма безопасности..." (у меня бумажная книга в руках):

Предсказания возможности вынужденных (индуцированных) переходов в квантовых системах было сделано Эйнштейном в 1917 году. С чисто термодинамической точки зрения без какой-либо связи с конкретными системами он вывел соотношение между коэффициентом спонтанного (A)  и индуцированного (В) излучения:

A/B ~ λ^-3

И это очень плохо. Если у нас у 1000 нм лазера КПД будет 50%, то у 100 нм (в 10 раз) он падает в 1000 раз.
Я правильно понял Эйнштейна?
Опять этот Эйнштейн нам весь праздник портит?
Ну что за человек, а?!

[alex_semenov]

К вопросу о возможности термоядерного зажигания
мишеней прямого облучения на мегаджоульных
установках с длиной волны лазерного излучения
0.35 мкм и 0.53 мкм

Интересная презентация. Поискал в ней знакомые буквы.
Вспомнил, что действительно, есть еще одна проблема - быстрые электроны, высекаемые прямыми лучами и которые разогревают мишень, не давая её как следует сжать.
И насколько я понял презентацию (если не так - поправляйте), вся презентация о том, что все давно известные экспериментальные, теоретические выкладки и модели по поводу сжатия мишени прямыми лучами только ПОДТВЕРЖДАЮТСЯ и новыми моделями и опытами в NIF.
Хотя прямые лучи могут сэкономить порядок энергии, но неприятные эффекты это всё отбирают с лихвой.
И обратите внимание, сколько прямых лучей там сходятся на мишени. Их более трёх десятков. Мы в двигателе это себе можем позволить?
Вопрос ведь даже не в их количестве, а в равномерности (по всей окружающей сфере) их распределения.
И если увеличить число лучей мы можем, то добиться равномерности в ЛТЯРД - нет.  Поэтому, я считаю, что надо искать некое чудо-решение для всего лишь 8-х сходящися перпендикулярно лучей.


* * *

А вообще хорошо бы было бы подключить к этому нашему разговору во-первых хорошего термоядерщика (хотя они все - фанатики одной идеи и очень сильно топят все остальные, например магнитчик будет топить лазерщиков, поэтому нам нужен именно лазерный термоядерщик, но не такой уж и оптимист) и нужен спец по лазерам.
Вот я например до сих пор не знаю как газовый лазер (хоть и работал с ним) превращает электрический разряд в энергию накачки?
Газовый разряд  даёт вспышку света? А эта вспышка перегоняет электроны на орбиты возбуждения?
Ну ничего же кроме света это с электронами на орбите сделать не может. Верно?
Но тогда по-началу газовые лазеры делали по КПД все остальные (которые в основном были с накачкой светом лампами-вспышками, те же твердотельные)? Газовые давали 10-12%, а всякие там неодимовые всего 1-2%. В чём было преимущество прямого света от разряда прямо в газовой среде перед почти такой же вспышкой в параллельной лампе? У вас есть ответы на эти детские вопросы? У настоящего лазерщика должен быть. Ну или у хорошего профессионального физика...

[alex_semenov]

50% - это сейчас оптимизм.
А лет через 200, если потомки дружно поработают, 75% будет пессимизмом.

Иван. Это дурная экстраполяция. Так мы и до 150-200% КПД можем через 500-1000 лет дойти?


Кстати, то же самое и с процентом выгорания мишени. Например в бомбе деления или синтеза (уж насколько к ним природа благосклонна). Какой там возможен максимальный процент выгорания топлива вообще? Я как-то фантазировал о грязной супер-бомбе для одного молодого человека на Авиабазе, который хотел любой ценой получить для бомбы 12 кт/кг и при этом чтобы это было в основном... деление темпера (а даже у чистого плутония калорийность 17 кт/кг!!!) Я ему нарисовал такое устройство (что бы понять границы возможного надо рискнуть на невозможное):



Сама бомба тут не интересна. График слева-внизу. Кривая цепного процесса в делящейся оболочке. Я просто показывал, что цепной процесс идёт по экспоненте только в бесконечной среде, а в ограниченной массе он в самом идеальном случае будет иметь форму логистической кривой. И уже после 50% (даже если условия для цепного процесса всё еще сохранились) добиться прироста % выгорания всё трудней и трудней.
И это же касается и термоядерной реакции.
У вас просто выгорело почти всё топливо. И недогоревшим частицам просто мешают уже инертные продукты реакции.  Поэтому типичное выгорание в хороших бомбах на рубеже 50-60х годов было порядка 30% всей массы топлива. Не более. Что давала  чудо-технология RIPPLE 1962-го года? Мы знаем, что в кабинете у Кеннеди взахлёб говорили, что существенно подняли процент выгорания термоядерного топлива. Существенно это как? В 2 раза? 60%? 75%? Или уже все 85%? 85%  - это, как по мне - крайний оптимизм (см график выше). Ну а 90-95% выгорания - это вообще уже фантазии, которые вряд ли когда будут достигнуты в любых сколь угодно диковинных устройствах.
Я так думаю.
Но если вы найдёте доказательства что я не прав - буду рад.

[alex_semenov]

Вообще-то больше 100% кпд не бывает.

А вы думаете, я этого не знаю? В этом и была шутка!

[alex_semenov]

Лазер - это слабоупорядоченная лавина вынужденных переходов между энергетическими уровнями атомов в которой одному из направлений дается определенное преимущество. Преимущество это задается конструкционно или технологически. Вот как в рубиновом лазере кванты света излучаются радиально во все стороны, но марафонский забег с нарастанием и упорядочиванием попадает только направление параллельное оси "оптического резонатора". А остальные куда!? Вот это они и отъедают К.П.Д. лазера, и это неразрешимая проблема, без тех "неучтенных" - никак. Удается подхватывать индуцированный свет со всех направлений только в оптоволоконных системах(ввиду строения оптоволокона относительно оптических волн определенных диапазонов). Потому очевидно что 40% это оптимистический предел и то не для всех волн и конструкций. И делать упор что техника так развивается что лет через 200 стоит ожидать 200% увеличения К.П.Д. таких систем не стоит.

Не ожидал что вы такой балбес в лазерной технологии. Ваше объяснение эффективности оптоволокннных лазеров - полный отстой. Вы сами придумали?
И сейчас я вам докажу почему вы тут несёте полный бред. Моего куцего образования на этот счёт - более чем достаточно.

Спонтанное излучение

Спонтанное излучение, или спонтанное испускание, — процесс самопроизвольного испускания электромагнитного излучения квантовыми системами (атомами, молекулами) при их переходе из возбуждённого состояния в стабильное.

Вынужденное излучение

Вы́нужденное излуче́ние, индуци́рованное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы (атома, молекулы, ядра и т. д.) между двумя состояниями (с более высокого на более низкий энергетический уровень) под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого равна разности энергий этих состояний. Созданный фотон имеет ту же энергию, импульс, поляризацию, а также направление распространения, что и индуцирующий фотон (который при этом не поглощается). Оба фотона являются когерентными.

Вот мурзилка, как работает лазер где используется понятие вынужденное и спонтанное излучение, только спонтанное тут названо "обычным" и это так и есть:

Обычное излучение света происходит, когда электрон, находящийся на высокоэнергетической орбите переходит на нижнюю орбиту (А). Вынужденное излучение (В) вызывается фотоном, излученным другим атомом. В лазере (С) большинство атомов переходят в высокоэнергетическое состояние за счет накачки энергии. Некоторые атомы начинают самопроизвольно излучать фотоны,а зеркала, расположенные с обеих сторон, возвращают эти фотоны в рабочий объем, что приводит к вынужденному излучению других атомов, до тех пор, пока все атомы не перейдут в низкоэнергетическое состояние. Свет выходит из лазера через одно из зеркал. Обычный сеет (D) — это смесь различных частот, двигающихся в различных направлениях, в то время как ла зерный свет (Е) имеет единую частоту и движется в одном направлении, в фазе со всеми волнами Первый лазер (F) состоял из синтетического кристалла, вокруг которого располагались лампа-вспышка (для накачки энергии) и пара отражательных зеркал.

Если бы оптоволоконный лазер, как вы утверждаете, собирал бы не только вынужденное излучение (идущее строго вдоль резонатора), но  и СПОНТАННОЕ излучение (летящее куда попало), то луч волоконного лазера не был бы "лазерным". От слова "совсем". То есть всё ваше объяснение - полный и абсолютный отстой.

Собственно, в нашем случае нашему лазеру резонатор может вообще не понадобится (для формирования луча). Он скорей всего будет работать в режиме однопроходного УСИЛИТЕЛЯ (все мощные и особенно импульсные лазеры так и работают).
В курсе что это такое?
Вы накачиваете среду, а потом через нее с одной стороны запускаете "опорный луч" (менее мощного лазера нужной частоты и качества) и этот луч добираясь от одного конца активной среды к другой собирает по пути вынужденое излучение. Он "струшивает" возбуждённые атомы цепной лавиной.
СТРОГО В НУЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ.

То есть все эти игрища с само-организацией направленного излучения в среде из спонтанных квантов (когда отдельные, случайно-правильные спонтанные кванты, бегая между зеркалами резонатора и "агитируют" вынужденное излучение стать однонаправленным с ними, а спонтанное неправильные кванты, просто становится исчезающе-малым меньшинством) - игры для куба более маломощных лазеров. И хотя я не знаю, но по-моему спонтанное излучение в любом лазере после начала процесса быстро стремиться к нулю. Нет?

Просто прикиньте. Длина лазера у нас 1 км. 1000 м. Свет в вакууме (а у нас там почти вакуум) движется 30 см - наносекунда. 1 метр - 3 наносекунды (примерно). То есть 1 км - это 3000 наносекунд. 3 микросекунды один проход света от одного края к другому. Для того что бы сформировать лазерный луч между резонаторами вам нужно ну хотя бы 100 проходов... То есть...0.1 миллисекуна. Для 10 нс импульса? Дурная идея. Нужен сразу достаточно мощный короткий задающий луч с одного конца и одним проходом вы получаете в триллионы триллионов  раз усиленный луч на другом конце. Никаких резонаторов. Всё.

Собственно, Моисеев, тут недавно именно эту схему и показывал:



И меня тут знаете что заинтересовало, братцы?
Плазма...
Неуже ли плазма может работать в режиме генератора излучения? Как? Хотя, да. Если вещество плазмы имеет нехилый Z и не полностью ионизировано, то почему не полностью ионизированные атомы не могут работать в лазере?

Что меня тут заинтересовало. А рабочая температура среды какая? Дело в том что лазеры прежде чем накачать, надо охладить до нужной температуры. Достаточно низкой. А вот хорошо бы было бы иметь среду, у которой рабочая температура, скажем 5 000 или 15 000 К!
Это было бы - идеально с точки зрения слива потом (после импульса) температуры в окружающую среду.

[alex_semenov]

Лазер не CO2, а Kr-F. кпд 70%.

А шо, уже есть лазеры с КПД > 50%? Вот это я отстал от жизни.

Есть 78%.

Есть и >81%.

До чего дошёл прогресс, а?!!!(с)
Но это... High-power laser diode at 9xx nm with 81.10% efficiency... полупроводниковый диод с длинной волны почти 1000 нм, то есть 1 мкм?
Ну да...Но это не совсем то что нам нужно. Полупроводниковые лазеры изначально имели самый высокий КПД. По самой своей природе.

Да. Еще. Длина волны. Там есть противная чисто термодинамическая закономерность, которая понижает КПД  процесса перехода спонтанное-вынужденное излучешие с уменьшением длины волны.  Лазер выше 1 мкм (инфракрасный). Но нам бы ультрофиолет бы... В 10 раз короче...~100 нм.

Нашёл... "Космическое оружие, дилемма безопасности..." (у меня бумажная книга в руках):

Предсказания возможности вынужденных (индуцированных) переходов в квантовых системах было сделано Эйнштейном в 1917 году. С чисто термодинамической точки зрения без какой-либо связи с конкретными системами он вывел соотношение между коэффициентом спонтанного (A)  и индуцированного (В) излучения:
A/B ~ λ^-3

И это очень плохо. Если у нас у 1000 нм лазера КПД будет 50%, то у 100 нм (в 10 раз) он падает в 1000 раз.
Я правильно понял Эйнштейна?

Неправильно. По вашей логике (если пойти от противного) получается, что у миллиметрового инфракрасного лазера должна быть эффективность 50 000 000 000%. А у сантиметрового мазера – 50 000 000 000 000%. Так что-ли? В реальности ни у инфракрасных лазеров, ни даже у мазеров такой эффективности нет. И даже 99,99...% КПД нет. Какой у них максимум точно не знаю, но уверен, что и 99% процентов не наберётся (хотя 90% – уже вполне вероятно). Что же касается эффективности ультрафиолетовых лазеров, то тут пишут, что в 2019 году китайцы добились эффективности "от розетки" (wall-plug efficiency (WPE)) в 21,3% для лазеров, работающих в глубоком ультрафиолете. Причём авторы рассчитывают значительно улучшить результаты. И, кстати, там же пишут, что у синих диодов WPE более 80%. 21,3% – это, конечно, намного ниже, чем ⪆80%, но не настолько ниже.

Да, я тут дуру спорол. На самом деле там дальше было по-сути разъяснение этой термодинамики (речь идет о создании рентгеновского лазера) что я некорректно выдернул из контекста. Вот более обширный кусок:

Предсказания возможности вынужденных (индуцированных) переходов в квантовых системах было сделано Эйнштейном в 1917 году. С чисто термодинамической точки зрения без какой-либо связи с конкретными системами он вывел соотношение между коэффициентом спонтанного (A)  и индуцированного (В) излучения:
A/B ~ λ^-3
где- λ длина волны электромагнитного излучения. Видно что это отношение резко возрастает с уменьшением длины волны, чем и обусловлены те трудности, с которыми сталкиваются создатели коротковолновых лазеров.
 Более детальный анализ приводит к заключению, что с уменьшением длины волны излучения резко возрастает уровень требуемой энергии накачки; например для λ = 1 А(0,1 нм) эта величина составляет 10¹⁷-10¹⁹ Вт/см³. Важно отметить, что энергия накачки зависит от от четвёртой степени длины волны, поэтому для λ=10 А  (энергия кванта ~ 1 кэВ) необходимый энерговклад  существенно ниже - 10¹³-10¹⁵ Вт/см³.
Тем не менее, и эти значения слишком высоки - подобные условия могут реализоваться лишь в небольшом числе "экзотических" случаев, например, в лазерном фокусе или при ядерном взрыве.

В сущности, я нашёл разспальцовку этой пропорции тут.
6.1. Вывод формулы М. Планка по А. Эйнштейну

Формула 6.13

Речь, как я могу понят пока-что в том, что для того чтобы накачать среду энергией для генерации более коротковолнового лазерного излучения, вам нужен рост плотности энергии вкачанной в среду в четвёртой степени. Почему рентгеновский лазер можно получить либо накачкой яденым взрывом либо используя сильно релятивистские пучки электорнов в ЛСЭ (лазер на свободных электронах).
Это очень интересно для очень дальней перспективы (РЛП - релятивистский лазерный парус) но сейчас - не об этом.

[alex_semenov]

А.Семенову
Служебное
Тема: Десант

Уважаемый Александр Анатольевич,

с делом справятся 6 квадратных радиатора со стороной 315 м.

Файл с расчетом прилагаю.

Ага. Спасибо.
Но просьба. В следующий раз, когда вы будете сохранять и отправлять файл расчётов в формате excel, сохраните его пожалуйста в старом формате xls, а не в новом xlsx. Хотя я конвертировал его, но конвертация произошла с ошибками и у меня от "ваших" рсчётов глаза на лоб полезли.
Вот скриншот полученного мной изначально (цветом - мои уже добавления "на полях" в ходе проверки логики расчётов)



Впервые с таким сталкиваюсь (конвертация может поменять графику, но не расчёты), но оказывается что-то не так с возведением в степень произошла при конвертации. Если "перебить" "^" в двух местах (отмечено оранжевым фоном), то получаются ваши 315 м.



Да, я понял всю логику расчёта, хотя чуть запутался в подсчёте энергетики реакции, но пересчитал по-своему и всё совпало. Расчёт мне прозрачен. Спасибо.

Несколько вопросов по нему.
И так вы взяли энергию одного импульса лазера на сжатие 1 г мишени 25 МДж. А не мало ли?
В NIF сейчас 0.01 грамм сжимают ~ 2 МДж, хотя там хольраум отбирает 9/10, порядок. Ну если так, то вы взяли в самый притик.
Но смотрите (я посчитал, красным) Q = Pf/El/im =2097,81
Q = 2000!
Не слишком ли оптимистично?
Хотя вы - генеральный конструктор. Сказал командир: бурундук - птичка, значит птичка.
Но моё дело - указать на мои сомнения.

Еще интересный параметры. "Доля тепловой энергии, попадающей на конструкцию."  1 стерадиан. Если учесть что полная сфера 4*пи()=12,56637 стерадиана, это означает что "коэффициент дырявости (!) конструкции" 1/12,5...  ~ 8% То есть, из любой энергетически-активной точки (откуда выходит излучение) вы видите 92% звёздной сферы вокруг, и только 8% этой небесной сферы закрыты какими-то элементами конструкции.
Не слишком ли оптимистично? Опять же не моё собачье дело. Но я бы тут перибдел бы.

Ну и последний вопрос как художник художнику. Радиатор со стороной 315 м что означает?
Укорачиваем цилиндр "лазерной люстры" до 315 метров  под новые "крылышки"?
Оставляем 6  квадратных крылышки длиной 315 метров на люстре 1000 м? И если так, то где? Ближе к двигателям? Посередине? Ближе к носу?
Или как-то по-другому располагаем радиаторы и меняем им форму (я бы выбрал этот вариант)? Скажем, оставив длину "люстры" в 1 км вы можете, собственно, площадь радиаторов 5,96E+05 м разбить и на 8 ребер (теперь можно)  длиной 1 км и высотой...  всего лишь 75 м... Этакие мелкие "рёбра", едва выступающие наl поверхностью "люстры". Почему смело их можно делать теперь 8 штук. Они стали очень невысокими (что очень хорошо для всей системы теплопереноса)

В общем. Системный вывод.
Если всё будет так хорошо как вы насчитали, то радиаторы нам мало сдерживают своими габаритами. А значит следующий вопрос по конструкции звездолёта.

У меня давно зреет вопрос, почему вы изначально взяли длину лазеров в 1 км?

Я тут полез искать как зависит мощность лазерного излучения от длины резонатора. И вроде даже докопался... Не поверите... Это по-сути тот же Зако́н Бугера — Ламберта — Бера " - физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой:"



Только коэффициент "поглощения" тут отрицательный, то есть свет не ослабевает, а усиливается активной средой. То есть весь расчёт усиления лазера сводится по-сути к вычислению этого самого коэффициента "обратного ослабления" как разницу между чистым усилением и поглощением (оно тоже присутствует, разумеется).
Почему я упорно искал эту закономерность? Потому что я хотел понять общую зависимости выходной мощности лазера от его длины (при прочих равных). Да, я знаю качественно, что чем длинней резонатор - тем в целом лучше. Но насколько? Какая тут количественная зависимость? Я полагал - линейная. В N раз увеличил длину (при прочих равных) - в N раз увеличилась мощность на выходе (или энергия импульса).
НО!
Теперь я в замешательстве. С одной стороны экспонента говорит, что увеличение в N раз длины, даёт e^N увеличение мощности. Но с другой уменьшение длины в N раз даёт e^N раз падение мощности. Не зная конкретных параметров (надо лезть в дебри)  вашего лазера я теперь не могу точно сказать можно ли ему уменьшить длину в 3 рада (что  бы вписать корабль в ваши квадратные 315 на 315 м  радиаторы) или этого нельзя делать?

Вы как получили 1 км длину лазера?

Осмелюсь надеяться, что с учетом ранее посланных параметров блока Топливо-рад.защита, для первого рисунка все  цифры есть.

Как я понял, вы выбрали вот эту схему защиты и расположения всего топлива впереди :...



Хорошо. На самом деле рисунок мелкий и точная толщина неподвижного "топливного бублика" внутри которого будет вращаться четыре жилых отсека, будет не столь важна. Хотя я бы не выбрал такое решение, но это ваш проект! Я лишь помогаю вам его визуализировать.

[alex_semenov]

Можно поиграть. Но вот как 1 стерадиан выглядит :

Вот я именно об этом.
Для бомболёта, у которого бомбы взрываются "далеко сзади" такой угол мыслим. Но если у вас "бомбы" взрываются внутри конструкции, то какой бы ажурной вы ее не делали, добиться такой вот прозрачности или "дырявости"... я не думаю что сможете. Хотя... могу ошибаться. Кстати, можно было бы прикинуть этот коэффициент хотя бы для того варианта лазерного двигателя, что я недавно тут рисовал... Гм...

Лепим квадратные крылышки длиной 315 метров в люстре 1000 м. Ближе к двигателям.

Ясно! Ок!

Лучше квадрат - жидкость гонять на меньшие расстояния, не на километр.
А 8 вроде лучше.

То есть делаем 8? Но длинной по 300 м (высота - как получится 250 м)?

Вычитал на потолке.

Я подозревал это, но всё-таки тут хорошо бы было бы привязаться ну хоть к чему-то!
Лазер тут - САМАЯ НЕПОНЯТНАЯ часть конструкции.
Я думал что самая непонятная часть - накопитель энергии. Но посчитав обычный конденсатор... Суть ведь в чём? Самое тяжёлое в конденсаторе - это изолятор между пластинами. Он обеспечивает компактность и ёмкость. Но в космосе при таких размерах можно делать большие конденсаторы "из фольги" и получить легкие и ёмкие накопители, оказывается. Хотя... надо бы поднять труды Бурдакова. У него там есть оценки всех видов акуумуляторов и для всех есть ограничения по ёмкости (Дж/кг). Возможно я - оптимистичен.
Но лазер - остаётся главной, ключевой загадкой вашей конструкции.

Как я понял, вы выбрали вот эту схему защиты и расположения всего топлива впереди :...

Да.

Хорошо. На самом деле рисунок мелкий и точная толщина неподвижного "топливного бублика" внутри которого будет вращаться четыре жилых отсеска, будет не столь важна. Хотя я бы не выбрал такое решение, но это ваш проект! Я лишь помогаю вам его визуализировать.

Мы любим критику и самокритику. Но у меня один аргумент - рад.защита.
А аргументов против я не слышал.

Да я же не против, Иван. Моя задача тут - помочь родиться визуально концепции, которая давно уже просится хоть как-то зримо оформится. Люди не видят идеи в формулах, цифрах, графиках... Им надо "пощупать" хотя бы глазами!
И обидно, что есть же концепция столько лет и с таким количеством деталей, и нет яркого образа.
Насколько она реалистична? Это другой вопрос. Но я думаю она должна быть БОЛЕЕ реалистична чем опорный (для всех пока) проектный "Дедал".
По-большому счёту пока что хорошо прорисованных-продуманных концепций (которые можно вот так вот сесть и во всех осмысленных мелких деталях без малейшего "украшательства" нарисовать) раз-два и обчёлся.

[alex_semenov]

Здравствуйте!
Гидрид бериллия возможно использовать в качестве аблятора и одновременно наполнителя в термоядерном заряде?

Нет.

И!? Сколько получится , из 5 кг/с термоядера в течении 35 лет!? Какова интенсивность и суммарная доза по каждому типу радиации!?)

Vavanzer, вы тот самый "дурак" который, по меткому изречению В. И. Ленина, может задать столько вопросов, что 100 умных не ответят.
Я (да и все осталные) вижу что вы всеми силами, всеми фибрами ума (так сказать) пытаетесь утопить ЛЮБОЙ чужой проект, особенно если на ваш ВКУС  (разума у вас мало) "неправильный".
Но на минуту. Остановитесь.
Задумайтесь.
Как вам ПРОК от тех усилий, что вы тут так активно прикладываете? Какая вам, в сущности, разница, насколько реалистичен проект Моисеева?
Зачем вас так активно и неистов ставить палки в колёса этой разработке? Вы можете СЕБЕ (не надо нам) объяснить?
Посмотрите на себя со стороны... На секунду. Вы не находите себя среди ли трёх врагов Моисеева?



Только не надо про пользу конструктивной критики. Хорошо?
Вот у меня - конструктивная критика. Доброжелательная. Хотя у меня тоже есть сомнения в том, что проект в тех параметрах что заявлены (до 100 лет в пути) осуществим. Но мне интересно помсмотреть, а вдруг, действительно что-то путёвое получитя?  А у вас - просто жажда утопить, закрыть, запретьить, ПРЕКРАТИТЬ это безобразие! Отсюда такой ВАЛ "дурацких вопросов". Вы в детали готовы вникать именно только для того чтобы доказать (себе) что это - неосуществимо. Вам буквально "больно" от того, что оное "безобразие" осуществляет присутствие своего наличия (с) [такие обороты речи патентовать надо!].
С чего бы это?
А?


* * *

@Иван Моисеев. Для меня (как художника) всё же остаётся открытым вопрос, зачем "лазерная люстра" такая длинная в 1000 метров? Лазер длинной 300 метров (под радиаторы, скажем) не достаточно длинные? Если вы взяли эту "длину с потолка" какая разница 1 км или 300 м?

Как по мне, если вы укоротите "лазерную люстру" в 3 раза, это только пойдёт на пользу всей конструкции.

[alex_semenov]

Почему нет? Гидрид бериллия в качестве аблятора термоядерных мишеней используют. Где тогда ВНИИТФ и ВНИИЭФ использовали гидрид бериллия?

(кликните для показа/скрытия)

Гидрд бериллия не использовался в качестве аблята. Он использовался, скорей всего, в качестве "обмазки" в РДС-37. И его задача была "задержать" начало абляции до того как температура в хольрауме выровняется полностью. Почитайте вниманельно воспоминатия Трутнева, который это объяснял несколько раз в разных местах и интервью.

А вообще тема бомб самих по себе, особенно тех, с которыми вы носились на "Авиабазе", - тут оффтоп.

[alex_semenov]

Предел прочности на ударные нагрузки, на сжатие, не я придумал

Вованзер, вы же глупец! Вы даже не можете объяснить и тем более ПОСЧИТАТЬ придел прочности!
Верно?
Удивите меня. Докажите что я не прав!
Каков предел прочности стали на сжатие?
Хоть в каких единицах измеряется (я знаю что вы ломанётесь на вики но ради этого я и спрашиваю)?
И как теперь доказать РАСЧЁТОМ, что взрыволёт будет порван взрывом как Тузик грелу?
А ну-ка? (а вот тут вам ни вики ни джи-пи-ти дуралей не поможет!)
Как вы можете этим понятием что-то обосновывать тут? Я просто перестал читать ваш поток комментариев по поводу "Ориона" потому что это просто поток пустопорожнего но горячечного, страстного бреда человека, которого когда-то напугали ядерными взрывами как детей пугают бабайкой и теперь эта недоросль, нахватавшись на уроках физики терминов пытается свой детский страх раздуть на всех!

[alex_semenov]

Это не дурацкие вопросы. Это проблемы

Нет. Это дурацкие вопросы.
Если я хотел показать фундаментальную проблему для "Десанта" Моисеева, я по-сути вывел целую теорию (настолько математически "сложную", что Моисееву в падлу в нее вникать), показывающую что удельная мощность важна для любого транспортного средства, и в том числе (это показано длинными выкладками и кто хотел их понять - понял и согласился) для любой ракеты. По-сути у меня теперь есть общая теория включающая даже многоступенчатую ракету.
И это - конструктив.
У вас - только личные впечатления и ваша "интуиция" которая врёт и не краснеет.
Но положенное это на бараью упёртость - "страшная сила".
Как красота Раневской...


Еще и еще раз.
Дайте РАСЧЁТ, показывающий что ядерный взрыв разорвёт плиту взрыволёта.
Не надо тут больше словоблудить.
Вы умеете это считать-прикидывать?
Вот я - умею.
Да, это грубая модель. И я ее тут приводил. Более того. Я эту модель воссоздал по следа истории о том, что Тед Тейлор однажды ночью в холодном поту подорвался с постели и бросился считать, чуть ли не на подушке... давление на плиту и утром пришёл весь расстроенный на работу, мол... Но не буду подсказвывать. Хрен же вы тут эту историю (и расчёт "на салфетке") найдёте и воспроизведёте.
Выводите сами!
Сможете? Хватит ума?
Тогда с вами можно будет сколько-нибудь серьезно разговаривать. Здесь много людей, которые как и вы мало что знают, понимают и умеют. Но они не имеют такого самомнения о своих конструкторских и экспертных талантах как вы. Вам бы надо бы для начала уровнять свои способности со своим самомнением.
Понимаете? Тогда от вас тут будет толк.

При ударе со скоростью в 1000 000 м/с пока не могу!))) Представить примерно что там происходит в принимающем слое - эт могу!)))
Глубину проникновения скоростных молекул в структуру "стены" - пока не знаю. Но можно разобраться и прикинуть.

Не надо лезть в дебри. Вы торопыга который за всё хватается и тут же бросает.
Для начала что такое предел прочности стали, например? Как он считается? В каких единицах измерения меряется? Что физически означает превышение предела прочности? Не красивые зрителные образы, а в виде простейшей математической модели-идеи, что значит превышение предела прочности?
"ИМЯ, СЕСТРА ИМЯ?" (с)

[alex_semenov]

Там же много вариантов. Мощность , расстояние до взрыва, материал и масса плиты. Частота взрывов.

Во-первых частота вам нафик не нужна. Мы же говорим об ОДНОМ (пока) взрыве (который с первого раза расколет плиту). А вот всё остальное - да. Это всё надо. Рассотяние, мощность... и еще много что...  Это всё параметры (буквы в формуле) которые вам надо расчётом СВЯЗАТЬ с понятием "предел прочности" (какой хоть буквой это обозначается, вы выяснили?)  и вывести х-формулу для расчёта. Ну как тогда ночью вскочил Тед Тейлор и быстро вывел. И (подскажу) он понял по-началу разочаровавшую его вещь. Диаметр толкающей плиты был... огромен... Корабль должне был быть тоже очень большим! Не как обычная ракета с капсулой на носу. Утром он пожаловался сотруднику-математику об этом. Тот рассмеялся и сказал: так это же хорошо! Космический корабль и должен иметь диаметр в десятки метров! Это и должен быть КОРАБЛЬ!
И тут Тед понял...
Кстати, всё что он считал - считал по-памяти. Хотя сам Тед матфизик был хреноватый. Он тоже был "художник". Я когда прочёл этот эпизод  сразу уловил что расчёт должен быть очень прост. Гм... Взрыв предел прочности, диаметр... как хе это может быть взаимосвязано... Сел и... тоже вывел*. Быстро. "На салфетке".
Вы сможете?
Если нет - то нехрен тут со своим "мнение" соваться! Понимаете?

* я не могу гарантировать что моя модель точь-в-точь то же что ночью вывел Тед. Но мои прикидки по ней достаточно хорошо совпадают с данными предложенных проектов.

[alex_semenov]

Зачем вас так активно и неистов ставить палки в колёса этой разработке? Вы можете СЕБЕ (не надо нам) объяснить?

Это не палки в колеса, это большая польза.
Я предвижу большое количество дурацких вопросов по проекту.
А здесь получается так, что на часть дурацких вопросов ответы уже отработаны.

То есть я зря пытаюсь его унять?
Ну тогда простите бога ради.

@Иван Моисеев. Для меня (как художника) всё же остаётся открытым вопрос, зачем "лазерная люстра" такая длинная в 1000 метров? Лазер длинной 300 метров (под радиаторы, скажем) не достаточно длинные? Если вы взяли эту "длину с потолка" какая разница 1 км или 300 м?
Как по мне, если вы укоротите "лазерную люстру" в 3 раза, это только пойдёт на пользу всей конструкции.

https://youtu.be/WXp5F0F0tFE?si=2Gi8gC6FzGBJwKXN
Давайте 500 метров сделаем. (500, а не 300 - из тактических соображений).

Вообще-то следовало бы найти ХОТЬ КАКОЕ-ТО обоснование...
Ну раньше по незнанию вы взяли с запасом (явным). Но теперь, если резать, то надо резать хоть нак како-м то основании! Потому что если отрезав первый раз вероятность что вы не ошиблись была 1/2 (ошибся или нет) то отрезав второй раз вы уже понижаете шанс не ошибиться до 1/4... Дурак будет резать, пока не обрежется окончательно (на чём и зарабатывают все казино).

Надо хоть как-то обосновать длину лазера. Ну хотя бы чисто сравнительно (с тем же NIF)...

[alex_semenov]

Надо хоть как-то обосновать длину лазера. Ну хотя бы чисто сравнительно (с тем же NIF)...

Самая тупая идея. Надо найти уже работающий образчик такого лазера, наиболее близкий к параметрам вашего. У него есть импульсная мощность W, плотность энергии Дж/см2 и наверняка длина L. Ваша мощность W₀ явно больше. Но по-идее, тогда из подобия, необходимая вам длина L₀ будет...
если тогда:

Если, я, оболтус, тут чего-то впопыхах не напутал...

Длина - штука не критичная. Мощность определяет апертура.

Ну типичная плотность мощности на см², в принципе - это параметр. И да, с диаметром апертуры мы можем играться... Тут возможен нюанс.
Малый диаметр плохо будет избавльяться от тепла. Но мы можем пустить основной лазер малого диаметра в трубе с зазом-теплоотвода в прозрачной трубе большего диаметра (коаксиально) и заставить светиться (сливать тепло светом) наружний газ. И масса этой наружней трубы - наиболее критична (она весит больше всего).

Я же писал - NIF ок. 200 м.

NIF  - твердотельный... блин, не очень похож... как свинья на коня. Хотя, да, те же четыре ноги одна голова, хвост...
Ну да ладно, давайте от него прикинем. Его мощность... лучше энергия, длина импульса будет же одинакова! Так вот у него пусть 2 МДж. У вас должно быть 25 МДж.  То есть  при разнице энергий/мощостей в 12,5 раз, отношение логарифмов, 4,64... При 200 метрах у NIF, у вас получается... 928 метров...
Гм...
Иван, получается что вы "с потолка" взяли примерно верно!
 
Резать ничего не надо! Как бы не пришлось добавлять?!

Я же сказал, прежде чем резать - надо подумать!
Но NIF - очень приблизительный аналог. Там среда плотней, длина волны... В общем, надо бы найти пример наиболее близкого к выбранному вами типу лазера и зная его мощность (энергию в 10 нс импульсе) и длину тогда можно точней определить длину "люстры".

[alex_semenov]

Взрыв предел прочности, диаметр... как же это может быть взаимосвязано... Сел и... тоже вывел*. Быстро. "На салфетке".

Даже самому стало интересно. Импульс на площадь плиты поделить что-ли нужно? Или это уже я туплю и слишком всё упрощаю? И кстати, нам тут нужен именно предел прочности при сжатие, а не предел текучести?

Давление высчитать надо. Силу, действующую на площадь. И время воздействия. Которое очень короткое. И чтоб что то сдвинулось за 1 микро или даже наносекунду, надо приличное давление в течении этого времени создать. А потом перезарядка в десятки секунд.
 Т е по сравнению с поточным ЖРД, ударный двигатель будет испытывать очень кратковременне ускорение, в миллионы-миллиарды g.
  И представьте себе что будет с материалом любым от такого воздействия!

Ну вот... у вас, Бармалейкин, бывают ПРОБЛЕСКИ ума. Синим выделено. Но ваш горячечный характер, даже минимальное отсутствие должного ВОСПИТАНИЯ, неуправляемая разумом гиперакивность (поберег розгу, испортил ребёнка) вас опять вбросил в горячечный бред (красным).

УВАЖАЕМЫЕ ПРОТИВНИКИ КОЦНЕПЦИИ "ОРИОН"!
Я ВАМ СОВЕРШЕННО ОФИЦИАЛЬНО ЗАЯВЛЯЮ: ВЫ ВСЕ - КРЕТИНЫ-НЕДОУМКИ И НЕДОУЧКИ.
ВСЁ ЧТО ВЫ ТУТ НЕСЁТЕ СВОИМ ЯЗЫКОМ - ЭТО ВСЁ ПРЕДЕЛЬНАЯ ФОРМА БРЕДА,
НЕ ИМЕЮЩАЯ НИКАКОГО ОТНОШЕНИЯ К ФИЗИЧЕСКОЙ РЕАЛЬНОСТИ.
НЕТ РАСЧЁТА? НЕТ ИДЕИ.

Вы не виноваты. Это образование "эффективных менеджеров" и "квалифицированных потребителей".
Из меня, в своё время, пытались  делать "сторителя коммунизма" и "покорителя вселенной".
И хотя умственная разница между нами не велика (и вряд ли в мою пользу), результат - налицо.
Как говорится, чума на оба ваши дома!
 
Люди, которым не привили МИНИМАЛЬНОЕ уважение к физике и расчёту - все идут в сад. Забудьте вообще такой термин как "Орион"
Даже не пытайтесь мыслить своими убого-куцыми мозгами об этом. Потому что любая попытка помыслить это без расчёта - не просто пустая.
Она - ВРЕДНАЯ. Ваша обыденная интуиция не работает уже на сооружениях в десятки и тем более сотни метров и на интервалах времени даже в миллисекунды, не говоря о микро и нано.
Ну как можно это не понимать? А большинство людей тут, и даже уважемый Алексей Николаевич, в упор не хотят это понимать!

ПАРНИ! ВАША ОБЕЗЬЯНЬЯ ИНТУИЦИЯ ВАМ ЛЖЁТ!

* * *

@PostAlien, вы - в отдельной когорте.   Вы умеете считать и несколько раз поправили меня, мою хоть и слегка сдержанную, правильным воспитанием, но тоже фонтанирующую гиперактивность (на мне, в своё время, тоже уже экономили на розгах!) Вам, кажется, наоборот, не хватает смелости, напора.
Да, у всех свои недостатки. И любые достоинства - продолжения недостатков.
А шо делать?

Импульс на площадь плиты поделить что-ли нужно? Или это уже я туплю и слишком всё упрощаю?

"Ступайте, ступайте и не сомневайтесь! Уверенность придёт к вам позже" (с) Д'Аламбер
Импулсь - это количество движения mu [кг*м/с]
Где масса m - это масса летящей на плиту материи от взрыва. u - та самая скорость движения на плиту этой самой массы.
Бармалейкин правильно усёк, что "предел прочности" (именно прочности, когда металл еще пружинит, восстанавливает свою первоначальную форму полностью, не текучести, тогда металл потёк уже как жидкость) это ДАВЛЕНИЕ.
Усёк он? Прочёл? Не важно. Молодец. Но это всё, на что его хватило.

Открываем:

Преде́л про́чности — механическое напряжение  , выше которого происходит разрушение материала. Иначе говоря, это пороговая величина, превышая которую механическое напряжение разрушит некое тело из конкретного материала. Следует различать статический и динамический пределы прочности. Также различают пределы прочности на сжатие и растяжение.

То есть это ДАВЛЕНИЕ. Паскали -[Па]. И у нас есть по-сути математический критерий разрушения. Если давление МЕНЬШЕ предела прочности, ничего не разрушится. Не важно ударные волны, безударные (обычные)... Это всё до задницы-дверца. Как и нет никакой разницы сколько времени это действует. Год, ноносекунду?  Это - вторично (ударная волна потому и рушит, что превышает  не только предел прочности но и текучести и металл - потёк, он теперь жидкость или даже газ, флюид! Поэтому физика ударных волн это ГИДРОдинамика.) Главное. Величина давления на плиту. Вот - суть. Остальное - "шашечки"!
ЗАФИКСИРОВАЛИ?
И вот тут Бармалейкин (если он про предел прочности тупо прочёл) сработал мозгами. Время!
Вам нужно время что бы высчитать давление.
И действительно. Вы подошли к вопросу с одной стороны (со стороны бомбы). Количество движения m (массу мы можем знать) и u (скорость тоже).
Бармалейкин подошёл со стороны плиты. Предел прочности σ , давление на плиту P [Па] при котором плита разрушиться или не разрушится и даже догадался о времени t, которое связывает как раз его плиту с вашим взрывом. Но на большее ему ума не хватило и он опять впал в бредни, которые не заканчиваются и до сих пор.
Ну и что мы будем в этом дурдом делать дальше? Если я сейчас всё вам опять рассажу (а я это тут делать раза три минимум) - всё будет как об стенку горохом.
Бесполезно. Мимо ума и ушей. Так что я даже боюсь уже подсказывать.

Давление это что? Это сила, делённая на площадь. Площадь - это свойство плиты. Верно? А сила? Это уже свойство взрыва. И по-сути она выражается как изменение количества движения за время.



И так. Нам нужно время t. Как-то его высчитать.
И вот тут то одной математики - мало. Тут нужно быть именно что "художником". Нужно воображение, какое и было у Теда Тейлора - хоть отбавляй. За что его ценили в Лос-Аламосе. Там было много сильных математиков. Но у них было плохо с воображением. Кроме Ферми, Улама и Фейнмана (последний сбежал после войны) - почти никого. Ну настолько известных... И поэтому Тед Тейлор был настолько востребован и даже избалованным на Холме после войны "художником".

По сути, вопрос лишь:

Как быстро, вскочив с кровати по середине ночи, даже не сбегав в туалет, вообразить-представить-упростить и быстро, в одну строчку "упаковать" в уже записанную мною выше  формулу то самое  время t (пусть грубо) за которое масса m обрушиться со скорость u на плиту площадью S=Пи()*R^2?

При этом учтите. Вы - Тед Тейлор. Великий и ужасный. И вам УЖЕ известна тайна  "Ориона", которую и сегдоня, не может втемяшить-понять-сложить до кучи весь гражданский мир без Q-доступа! До сих пор (и умный  Борис Штерн - в том числе, ибо ему это нафик не надо было)! То есть он уже знал что взрыв у него  будет - направленный.
И?
Ночная история, где Тед проснулся, быстро посчитал и расстроился, узнав что плита получается слишком большая, а потом утренний разговор с коллегой, когда он понял что "слишком большая плита" - не недостаток, а преимущество, произошло где то между первым искусственным спутником Никиты Хрущёва и вторым. Октябрь-ноябрь 1957 года. Сейчас такой сезон (сейчас, конец октября).
Как раз хорошо для погружения театральной душе... (нужны все таланты!)



Потому что уже на следующий день после запуска Лайки, в Дженерал Атомик оформили секретный документ за подписью Теда Тейлора, где "Орион" уже был гигантским в несколько тысяч тонн сооружением. То есть Тед Тейлор уже знал, что сделать маленьким (В документе Улама 1955 года диаметр диска был всего 10 м!) НЕ ПОЛУЧИТСЯ (хотя потом таки придумали как его всё же уменьшить до 10 м - но это уже отдельная история).
То есть у него была уже та ночная, "быстрая формула":

R > f (m, u, σ)

Диаметр или радиус плиты (и значит размер, масса корабля) НЕ МЕНЬШЕ, то есть минимально возможный размер зависит от  массы  m плазмы единичного взрыва летящей на плиту, скорости u и предела упругости/прочности материала плиты (стали, например). Времени здесь нет. Оно уже связано внутри. Оно спрятано уже в уравнение как физика происходящего.  Уравнение предельно простое. И его надо вывести, восстановить. Вот и всё!
Если вы это сделаете вы на мгнвение станите тем Тедом Тейлором, той восхитительной осенью... Попробуйте!


Потом, да, всё усложниться. Тут появится  максвеллово трехмерное распределение (даже 4-х, время, и это уже будет решать мозгляк Дайсон!) и красивая сложность настоящей, большой физики и настоящей, взрослой инженерии. Чуть позже выясниться, что давление на плиту в разных местах-разное и в разное время удара плазмы (поэтому плита будет иметь особую форму), что за время удара плазмы по плите будет пиковое давление в пиковом месте плиты и это по-сути и есть настоящий, точный предел ее прочности. Всплывут нюансы и даже появятся уловки растянуть время... То есть, по-сути, красиво-ПРОСТАЯ ночная идея Теда (которую мы должны раскрыть сейчас) - слегка неверная. Грубая. Нужно будет ее подправлять (хотя это не смертельно по порядку величины и Тед, знающий про 4-х мерное распределение Максвелла, необходимое тут, это прекрасно понимал еще спросоня).  Но в этом и сила хорошего развитого ума, что он понимает границы модели и степень огрубления еще до того, как, собственно, эта модель у него буквально "вспыхнет" в воображении. Он умеет ухватить ГЛАВНОЕ. Простую суть! Она всегда проста!
Да, детали - безмерно сложны. Но суть - проста.
И для этого нужно быть "художником".
Но художником... образованным.

Поймите парни. Конечно. Авторитетов не должно быт у настоящего изобретателя-мыслителя.
Но уважение к тем людям, мысль которых вас восхищала, когда вы изучали (а изучали ли?) школьную или институтскую физику - должно быть.
Когда вы восхищаетесь полётом чужого ума (а вы, дурак, так и не подумали!) - это у вас обязано быть на подкорке!
Для чего и нужно изучать школьную физику, математику, а не просто проходить. Душой, а не глазами!
Если этого у вас нет - вам нечего тут делать.
Особенно это важно в школе (в институте вас уже натаскивают как собаку на дифференциальный метод, то есть делают из вас бездумную машину вычислений).
Можно сказать так. Есть своего рода "предел прочности", "сигма" для вашей наглости и самоуверенности (и он не так уж и велик), после которого течёт и рушится ПЛИТА-основания (площадь которой, да - это ваши реальные знания!), созданная  всей наукой и умами прошлого, на котором только и может ВОЗВЫШАЕТСЯ ваше воображение. Да, и чем больше эта площадь, тем выше это возвышение!
Не само по себе "воображение". Не в стороне, не отдельно!
А на фундаменте знаний. Только на нём!!!
Который надо УВАЖАТЬ!
Голое воображение ("талант художника") может вам помочь в быту (и надуть вас самомнением великого автомеханика). Но это  - дурное (и очень вредное) в физической реальности с какой вы не имели никогда дело (гига-, мега-, милли-). Там нужен расчёт. Да, и новая интуиция, связанная уже с этим расчётом (которая была у создателей "Ориона" но ее наотрез нет у дебилов-критиков "Ориона" тут). 100 страниц пустопорожних, дурных споров от людей, без такой вот научно-обоснованной, чисто бытовой интуиции-самомнение - тому ярчайшее доказательство. Доказательство, оставленное в аналах форума (а не стыдно будет перед ИИ, который это будет читать когда-нибудь?)
"ДЕБИЛЫ, БЯ....!" (с)
Не надо обижаться на мои ругательства. Я же хочу вам помочь, вас устыдить и пробудить! Что бы вы  перестали быть кретинами! Ну как вас, братцы, еще можно вразумить, а?