Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Вот теперь понял.

Гм... не уверен что вам понятно...

С "иксами" то есть тепловым рентгеном я не уверен. В смысле может и МНОГО назначил.  Тяжело оценить. Какая-то часть излучения однозначно уйдёт наружу (через тонкий корпус) волной Маршака и даже через разгоняемую по джету плазму (правда она будет холодней и там скорей будет ультрафиолет). Факт что взрыв буде именно что АНИЗОтропным.
Вы же спросили что полетит на плиту?
Про плазму вы не спрашивали. Её в списке нет.
А она то и полетит, понеся ~40% энергии взрыва.
Что же касается ВСЕГО ОСТАЛЬНОГО (что вы перечислили) то в направлении джетов (особенно прямого, на плиту) будет именно что  ТЕНЬ (что я и продемонстрировал ответом). Все потери (а это до 20% энергии бомбы как ни крути!) будут свистеть рентгеном в основном по бокам взрыва. Но и на плиту всё-таки что-то попадёт тепловым излучением опосредованно. Но какой процент? По рентгену сложно сказать.

[alex_semenov]

Попробуем еще раз.
Имеется термоядерный заряд для "Ориона" (некоего абстрактного).
Как по вашему распределяется энергия по фракциям:
1. Свет
2. Икс
3. Гамма
4. Нейтроны
5. Протоны
6. Альфа
7. Тяжелые осколки
8. Осколки конструкции.
Просто ваша оценка. Не надо даже ее как-то обосновывать.

На самом деле вас  с вашим вопросом надо было послать подальше, так как вопрос НЕКОРРЕКТНЫЙ.
Это точно так же как:

Вы перестали уже по утрам бить свою жену?
1 Да
2 Нет

Вопрос ПРЕДПОЛАГАЕТ что я бил когда то по утрам совою жену что ядерный взрыв  у нас абсолютно ИЗОТРОПЕН.
Но это - АБСОЛЮТНО не так.
Не знаю дошло это до вас или нет?

Мой ответ касался излучения взрыва, которое  возникает только в теневом конусе в сторону толкающей плиты. Остальные направления нам не интересы. Но туда (в остальных направлениях 98% сферы) и улетает вся паразитная энергия которая составит ~ 20% энергии взрыва.

[alex_semenov]

Зы.
Вот нашёл (буду теперь внимательно читать).



J. C. Nance, "Nuclear Pulse Pro­pulsion" 1965 год.
https://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/IEEE_Transactions_on_Nuclear_Science/1965/Nance_Nuclear_Pulse_Propulsion.pdf

Прочёл. Сначала разочаровался. По-сути кроме картинок в материале нет ничего нового для меня. Я ожидал найти детали опытов. Но их нет.
Кстати рис  5 - это то о чём беспокоился Вованзер. Вот эта блямба на плите- это слой ВВ. Это они проверяли плиту на эквивалентый удар по ней. Химическим ВВ. То есть, в начале 60х (уже после ухода Дайсона из проекта) работы и опыты продалжались не-по-детски!
Теорию во всю пытались проверить на практике!

Блин. Где-то я еще видел эти фотки. В каких то других более детальных отчётах? Гм...
Ну ладно.
Этот отчёт я было забраковал как неинтересный (хотя весь мир его тогда прочёл и многие на него потом ссылались).
Но потом я понял, что статья содержит изюминку, ранее мне неизвестную...

The second, or "external combustion engine," differs in that the primary energy source is displaced a distance from the engine structure and some fraction of the expanding explosion debris (propellant) is intercepted by a flat circular structure, or piston, called the pusher plate.
Some of the total expended mass is lost and cannot be utilized as propellant. But, as will be pointed out later, by decoupling the energy source from the engine, the constraints imposed by strength of materials are relieved and considerably higher propellant temperatures and velocities can be contemplated before structure heating becomes a deterrent. This second system is more commonly known as the ORION concept. Research on ORION, initiated by Dr. T. B. Taylor of General Atomic Division of General Dynamics Corporation over seven years ago, has been carried forward under ARPA, USAF, NASA, and General Dynamics sponsorship. Hie remainder of this paper will be limited to a discussion of the current status of the ORION propulsion system.

Второй, или «двигатель внешнего сгорания», отличается тем, что первичный источник энергии смещен на расстояние от конструкции двигателя, а некоторая часть расширяющихся обломков взрыва (топлива) перехватывается плоской круглой конструкцией или поршнем, называемым толкающей пластиной.
Часть общей израсходованной массы теряется и не может быть использована в качестве топлива. Но, как будет указано позже, при отделении источника энергии от двигателя ограничения, налагаемые прочностью материалов, снимаются, и можно рассматривать значительно более высокие температуры и скорости топлива, прежде чем нагрев конструкции станет сдерживающим фактором. Эта вторая система более известна как концепция ORION. Исследования ORION, начатые доктором Т. Б. Тейлором из General Atomic Division корпорации General Dynamics более семи лет назад, были продолжены при спонсорской поддержке ARPA, USAF, NASA и General Dynamics. Оставшаяся часть этой статьи будет ограничена обсуждением текущего состояния двигательной системы ORION.

То есть. J. C. Nance ОТКРОВЕННО ЛЖЕТ тут о принципе работы двигателя.  До сих пор я полагал, что анизотропный разлёт НЕГЛАСНО и ОШИБОЧНО был признан принципом работы системы ПО УМОЛЧАНИЮ у непосвященных лиц, а знающие секрет люди с Q-доступом (без комментариев!) не стали это исправлять, потому что если взрыв анизотропный, то сразу возникнет вопрос: А КАК? И правильный, честный (п по-сути единственно возможный, если не выдумывать что-то совсем диковенное типа взрыво-магнитных чудес) ответ: Так же как мы взрываем воторичку в любой нашей водородной бомбе. Один в один! То есть главный секрет термоядерного оружия!
Ну кто же тут позволит себе РТА РАСКРЫТЬ?

Но оказывается. Это не случайность. J. C. Nance, не знаю имел ли он Q-допуск или нет, но в этой статье (а это по-сути ключевая статья в середине 60х) вводит общественность в заблуждение, в каковом она (общественность) и по-ныне в основном и прибывает по поводу принципам работы "Ориона".

[alex_semenov]

Семёнов, ты бесподобен.
Набраться смелости и сказать что электроны полетят на плиту, понеся ~40% энергии взрыва, дорогого стоит.

Я в списке не нашёл ничего, что можно было бы назвать ПЛАЗМОЙ тем более тяжёлой (из углерода, кислорода.. даже вольфрама).
Иван это тупо опустил.
Ну и что я могу сделать? Он рявнул на меня, мол, шотап, закрой рот и отвечай СТРОГО на мои вопросы!
Какой вопрос- такой ответ.
То что его интересновало - я ответил. А что его не интересовало, так не моё собачье, как говорится, дело!

[alex_semenov]

Вот чел Моисеев роет яму под свой собственный проект.

Ну почему же. Я его понимаю. Я сам, надо сказать, оконфузился, когда посчитал какую часть энергии исходного взрыва (миллионную!) должна поглощать плита, для того чтобы нормально работать.
Где мы имеем такие показатели в реальной технике? Ну оптоволокно, степень его поглащения... доли процентов на километр. По-сути всё что я могу так на вскидку вспомнить! Ну да, есть зеркала Брегга поглощающие миллионную или миллиардную (которые я уже вспоминал и которыми в моей гравицапе должны быть "застеклен" миллион квадратных километров синтезированной апертуры излучателя).  В действительности источник чуда (невероятно высокой удельной мощности, которая получается как бы сама собой у бомболёта) где-то здесь и скрывается. Оно есть или его нет. И это важно понять. Мне самому важно.

Везде где такие вещи возникают, существет экспонента. Ну то же чудо-зеркало Брегга...





m -число слоёв.
То же и с оптоволокном (кстати и с чудом лазера, это то же самое). Закон Бугера—Ламберта—Бера



Экспонента - мультипликатор, который за разы позволяет получать штуки порядков (нам нужно шесть штук).
Я вот думаю, возмжно тут чудо в этом (возвращаемся сюда):

Хотя, мне кажется, тут что-то не так в формуле. Простое сравнение размерностей величин в формуле, подсказывает что при T  потеряна четвёрная степень, и потеряна еще площадь S. И X - не толщина плиты (причём здесь она?), а толщина именно стагнирующего слоя плазмы (которая опять же зависит от плотности плазмы и т.д... в конечном итоге от НАЛЕТЕВШЕЙ НА ПЛИТУ ЭНЕРГИИ). Именно ее непрозрачность (альфа R) в размерности метры-1 и умножается на метры толщины X чтобы получить безразмерный коэффициент при числе Эйлера.
То есть, формула должна выглядеть так:




Тогда мы получаем правильную размерность.
Но сейчас - не суть.
Это явно очень грубая прикидка-оценка. Но она показывает главное. Как масса испарившейся поверхности зеркала во-первых зависит от времени соприкосновения с плазмой во-вторых от непрозрачности. От времени она зависит ЛИНЕЙНОЙ. Чем дольше плазма взаимодействует с зеркалом тем большая часть его успевает аеблировать. То есть можно было бы всё записать и так:



Испарившаяся масса пропорциональна поверхности S (разумеется) времени стагнации/взаимодействия t, возникающей при этом температуры T, толщины слоя X и непрозрачности плазмы, альфа_R.  Непрозрачность (как и толщина X) радикально влияют на величину абляции. Тут - ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНАЯ зависимость. Она решает всё. Почему вокруг непрозрачности плазмы столько было "танцев с бубном".

То есть, плита "Ориона" работает в особом, никем не хоженом, возможно, "эльдорадо" при  температуре ~120 000 К (ультрафиолет по смещению Вина) и давлении, где действительно происходит некое чудо (феноменальная непрозрачность-чернота)? 
Мы же обычно имеем дело либо с тысячами Кельвинов, до 4000 К, в машинах и механизмах с химическими реакциями, либо сразу с десяткам миллионов (в ядерных бомбах).
Интересно. Где-нибудь мы пользуемся такой вот "промежуточной" плазмой при 100 тысяч- 300 тысяч Кельвинов?

[alex_semenov]

Потеряв при этом все продукты взрыва.
В вашем мире они исчезли.
Здесь уже нечего обсуждать.

Любите вы Иван всякие мелкие, я бы даже сказал мелочные, спецэффекты устраивать.
Более чем взрослый человек уже, а радуется такому - как ребёнок, ей богу!

[alex_semenov]

Именно из-за этого я начал с вами обсуждать ваш абсолютны отражатель.
Думал, внесу поправку и все. А получилась куча страниц...
Это к вопросу об эффективности форумов для обсуждения.

Можно подумать где-то лучшая ситуация?

В реале плита поглотит более 75% энергии, на нее упавшей.

Да? А у вас есть обоснование этой цифры?

Вам кто-то сказал, что сталь отражает плазму? Вас нагло обманули.

Вопрос НЕКОРРЕКТНЫЙ. Какую плазму? Плазма бывает разная. И главное. У нас нет интуиции работы с ней.
Еще и еще раз.
Вам не надо отражать плазму с эффективностью 99,999%. Плазма при отражении может терять и 1% и 10%. Да хоть 25%!
Но вопрос как и куда это уйдёт?
Уйдёт по пути наименьшего сопротивления. Быстрейшим путём. Природа всегда сливает второму началу по кратчайшему, быстрейшему пути. Путь вспышки света, видимо тут - кратчайший. Путь нагреть металл - самый длинный. Поэтому перекос в миллионы раз вполне мыслим.
Еще и еще раз.
Не надо передёргивать задачу. Задача не стоит о том чтобы плазма отскочила от плиты так упруго-точно, что бы потерялась 1/1000000. Вопрос в том что бы плитой поглотилась 1/1000000. Это - разные условия осуществимости.

Иван. Подумайте. О здравости ситуации.
Люди ставили ОПЫТЫ с плазмой по стали и алюминию. 20 км/с это мало, но это реально уже плазма. И они не увидели что плазма неупруго ЛИПНЕТ к стали? Не отражается как надо-задумано? Они не забили тревогу? Не вызвали теоретиков, мол, парни, вы тут  пять лет назад что-то несуразное  натеоретизировали! Не сходятся опыты с вашей теорией! Что, в ответ Дайсон отмахнулся, мол мне некогда?
Он к концы жизни три раза похоронив "Орион" уже, но  в 2003 году пишет статью о ... НЕПРОЗРАЧНОСТИ именно плазмы, вспоминая что всё начиналось с плиты "Ориона". Этот вопрос для него остаётся своего рода темой через всю жизнь (хотя чем он только не занимался)? Это та самая квантовая электродинамика, за которую его сразу признали гением. И он именно там, в плите Ориона как бы реализовал свой этот гениальный потенциал. Ту самую физику которую понимают он и еще так же сотня людей на планете. И вдруг, всё - фигня?
Простите, но вы для меня никто и звать вас никак с вашей интуицией и знанием физики.
Дайсон - для меня суперавторитет и я предпочту держаьтся за него.
Хотя ничего исключать нельзя.
И на старуху бывает проруха.
Но всё равно. В пределе, для меня "Загадка Дайсона" (Дайсон не ошибался обещая 10 000 км/с для бомболёта с массовым числом 4, он просто был под подпиской о неразглашении и не мог много сказать), это тот самый "Уровень Шума" Раймонда Джоунса. Вы знаете. Вы эту историю почему-то любите.
Ладно. И так.
На чём мы остановились?
Вы сейчас считаете НЕВОЗМОЖНЫМ даже межпланетный Орион?
Ну так же получается?
Вы в лагеге Вованзера теперь?
Я же показал. Проблема 1/1000000  - одинакова что для зведолёта, что для межпланетного бомболёта.
Так никакой Орион по-вашему невозможен?
Даже 4000 - тонный?

[alex_semenov]

Плазма не отражается, не отскакивает от металла, говорите?

https://www.youtube.com/watch?v=W_-Ng5AKTK8

Смотрите как поток от газовой горелки  разлетается в разные стороны (вернуться назад, отскочить "как мячик" плазма тут не может, потому что оттуда, откуда пришёл поток, продолжает поступать новый поток под давлением, поэтому газ-пламя, разлетается в стороны. Плюс надо понимать что всё происходит в атмосфере).
Да, газовая горелка не бог весть что. И тем не менее плазма ведёт себя как газ или жидкость. Флюдид. Различий по-сути нет. Везде - гидродинамика. Вот модель поведения плазмы (как явной жидкости) в магнитосфере Земли:

[alex_semenov]

Об этом никто и не спорит.

Спорит. Застуженный эксперт России по плазме @Иван Моисеев. Вот:

Поединок плазмы и стали имеет два возможных результата.
Либо сталь ликвидирует плазму забрав у нее энергию, либо плазма превратит сталь в плазму. Третьего не дано. Никаких отражений. Разойтись при своих они не согласны.

Но. Суть и не в этом. А в сносе поверхностного слоя молекул в ходе контакта, передачи энергии...  Тот самый эффект воды, которая "камень точит"

И я говорю что СУТЬ НЕ В ЭТОМ. Плазма может при столкновении с препятствием отражаться, обтекать, при этом ярко светиться (сливая в неупругое соудорение свою кинетическую энергию)... Сколько она потеряет вспышкой? 1%? 10% 50%?
Судя по этой картинке...



Тут предполагалось и неупругое соударение плиты с плазмой. Плазма по-сути не отражается ударяется в плиту, стагнирует (останавливается-сжимается, застаивается)  и обтекает ее.
То есть рассматривался и такой вариант (потеря половины импульса!)
Как там в каких случаях будет? Это - ДРУГОЙ ВОПРОС.
Вопрос абляции - это сколько из энергии, выделившейся при неупругом столкновении (частично упругом) досталось плите? Простой расчёт показывает что должна быть одна миллионная. Тогда по-сути вообще никакой абляции (а она - есть). Плита просто сольёт очередную порцию поглащённого нагревшись до 1000 К (красное свечение).
Но Моисеев разницы в поглощённой плитой энергии на абляцию и "коэффициенте отражения" не видит.

[alex_semenov]

  А так, у нас по сути своей , летящая плазма на плиту - это словно целый залп из множества линейных  ускорителей по толстой мишени! С энергиями от 1-100 кЭв. Дождь из частиц кратковременный!))

Я вам выше уже посчитал как глубоко подобный "залп" проникает в алюминий (кажется). Доли миллиметра. Вы людей из Дженера Атомик совсем за идиотов в физике держите. Кто-то тут точно идиот. И я думаю - не они.

[alex_semenov]

Это у вас "абсолютный отражатель", а в природе абсолют - редкость. По своему же примеру оцените - какой процент энергии плазмы идет в метал, а какой отскакивает.

Я кажется понял вас. Утро-вечера мудреннее.
Я понял почему вы так "взвились" по поводу пластины-идеального зеркала для плазмы. Проценты тут - никаким боком. Хотя как раз меня озаболили проценты... Но вас - совсем другое.
Ваша интуиция противится той мысли, что такое примитивное устройство как "тупой лист железа" будет отражать плазму как иделаьное зеркало почти на 100%. Механизм слишком примитивен, по-вашему, чтобы быть настолько эффективным коллиматором импульса.

Ну давайте посмотрим. Хорошее ракетное сопло. Сопло Лаваля. Его эффективность в вакууме при хорошей длинне "колокола", достаточно высока до 70-80%.  И она бы была 100% если бы длинна сопла = бесконечности. 



На другом конце эффективности тут - "обычная дырка".
Какова эффективность примитивного сопла в виде "дырки"? Без конфузора, диффузора? Ну на моделях ракет? Порядка 30%? 50%.
Своеобразным верхом примитивизма тут выступает изотопный парус. Его эффективность - половина от "диффузного зеркала" 12,5%

Другой пример - всякого рода фотонные зеркала, той же фотонной ракеты например. Мы тоже умеем считать для нее  коэффициент коллимации. И она себя ведёт примерно так же.



Видно что как и в случае сопла Лаваля, 100% эффективность может быть лишь в случае если угол раскрытия зеркала =0, это значит что зеркало как и сопло - бесконечной длины.

Другой пример (любимый наверно) - магнитное сопло для плазмы. Магнитная пробка.



По-сути оно мало чем отличается от зеркал, указанных выше. Тоже есть "тёнмный угол потерь", с той лишь разницей что у него "две дырки" несовершенства. Вперёд и назад по оси зеркала. Тут по-сути тоже есть угол "раскрытия". И опять попытка его закрыть (до 100% эфективности) потребует наращивать уже само магнитное поле до бесконечности (это тоже эквивалент бесконечного сопла)...

Конечно. У нас есть пример идеального коллиматора - сетки ионного двигателя. Но и там будут потери на столкновение с сеткой. И можно тоже постулировать ситуацию, когда только на некой бесконечности (отношение площади сопла к, собственно, миделю сетки =0) мы получим идеальную коллимацию.

Закономерность, думаю - очевидна. И по-всей видимости (мы мать-природу знаем, в этом и суть личного опыта, который не пропьёшь уже) это неустранимо (доказать нельзя, но чуйка говорит что нет тут выхода!).
Поэтому ваша, Иван, душа всеми фибрами взбунтовалась против того, что плазма будет от металлического листа отскакивать как луч лазера от хорошего зеркала (вас даже не волнует, я это уже понял, 0.4% или 0.0004%, что обеспокоило по-началу меня).

И я с вами соглашусь. Не до конца, конечно. Но больше с вами чем с собой. Непорядок. Не должно быть так!!!!
Вот это - маразм:



Не будет так отскакивать облако плазмы от простой металлической плиты. Чтобы такое произошло, плита должна быть какйо-то ну очень хитро-устроенной.... Сопло-зеркало-.... Но не просто тупая плта! Скажем, из (назовём это так) множество своеобразных плазменных "катафот" (уголковых отражателей). Как? Сейчас не суть. Главное понять общий принцип и задачу.

Меня это обстоятельство (что плита слишком уж примитивна что бы быть столь эффективной) на самом деле БЕСПОКОИЛО ВСЕГДА, на дне сознания. Но я удушил это вот почему.

Первое. Коллиматор коллиматору - рознь. Надо понимать что сложность коллимации сильно зависит от начального состояния коллимируемого потока. Насколько он был УПОРЯДОЧЕН изначально? Я даже (уже давно тут) привёл такую наглядную картинку. Коллимированный поток (синим слева) А есть результат разных начальных случаев коллимации B, С, D.



Ясно что сопло Лаваля имеет дело со случаем B, самым сложным (идеальным) хаосом,  всякого рода коллиматоры-зеркала (не важно чего) имеют дело с изотропным разлётом из одной точки, случай C. Тоже хаос, тоже суммарный начальный импульс =0, но упорядоченность больше, поэтому получить ту же эффективность что и у ракетного сопла (75%) не так уж и сложно (зеркальная полусфера).  Ну, а случай "Ориона", это конечно же случай D. Здесь упорядочивание уже произошло почти полное в момент взрыва. И всё что нам надо сделать, это его принять. Поэтому, полагал я, будет зеркальный отскок, устройство должно быть простым. По-другому это не будет работать (полагал я)! Да, там есть неизбежный угол расхождения:



Градусов 10, ну вот интегрируем и 3-5% потерь на этом угле (которые обязаны быть всегда) и получим, успокаивал я себя. Работа (сложная) по коллимации импульса уже на 95% произведена в хитро устроенном заряде, дающем два джета. Поэтому от зеркала не требуется (думал я) никакой сложности.

Второе соображение. Почему я был уверен что отражение обязано быть зеркальным. Чисто энергетически иной варинт я не мог признать приемлемым. Если плазма налетает и просто останавливается перед зеркалом как нарисовано вот тут (то что оно там затекает - это отдельный разговор, не верю! Не так будет! Это и рассекретили потому что - туфта. Ошибка)...



... то это означает ЛИШЬ ОДНО. Что вся кинетическая энергия не отскочившей, а "прилипшей" плазмы выделилась как ТЕПЛО.
То есть. Бессмысленно было взрывать бомбу на расстоянии 70 метров (я о межпланетном Орионе пока) и превращать это в дижение уже холодной упорядоченной плазмы, если она (половина ее энергии) всё равно прилетела и взорвалась-выделилась теплом же неупругого соударения у тебя на плите. Неупругое соударение (без зеркального отскока) и означает, что вся энергия выделилась на зеркале.
От него ничего не должно остаться.
Только упругий отскок (полагал я) спасает зеркало от испарения. Как я  и читал Дайсона (цитата из 13 главы, чуть мной подправленная):

"Непрозрачность-это то, где Орион либо преуспевает, либо терпит неудачу. "Он просто продолжал вникать в тему", - говорит Тед Тейлор. "Непрозрачность повторялась им по десять раз в день."Преимущества высокой непрозрачности многократное. Если материал непрозрачен,он предотвращает попадание вредного излучения на поверхность толкателя. Она также блокирует вторичное излучение, возникающее при столкновении плазмы с толкателем, непрозрачность отскок обратно через слой застоявшегося вещества плазмы,тем самым удваивая удар. Если материя будет в этот момент достаточно непрозрачна, чтобы вы не теряли энергию сжатия через излучении, то он отскакивает назад, и вы получаете удвоенный импульс. Если он прозрачен, тепловая энергия излучается наружу, и вы теряете ее; это будет просто как кусок грязи, брошенный на что-то, и вы получаете импульс, который он имел первоначально, ничего больше."Первоначальные оценки были грубыми. "Я просто сделал еще несколько расчетов непрозрачности и получил результаты, отличающиеся от Маршалла в 4 раза (что не является существенным) в пессимистическом направлении", - сообщил Фримен Теду 2 мая 1958 года.[147]

Но сейчас я вижу (из этого же текста) что всё было сложнее и... УДИВИТЕЛЬНЕЕ!
Феноменально но факт!
Никакого почти идеального отражения-отскока плазмы с ее чудовищной энергией они не предполагали!
Они предполагали и тупо "липкий" удар по плите "как кусок грязи брошенный на что-то"!!!!
Но (и в это я никак пока не могу поверить) они  ОДНОВРЕМЕННО предполагали  при этом всё равно ничтожную абляцию плиты!!!!
Как?
Волшебная непрозначность?
 
Можно сказать так. Я тут закрываю себе еще одни приоткрытый до сих пор гештальт.

Так в статье Дайсона "межзвёздный транспорт" меня мало беспокоило то, что в консервативном энергетически-лимитированном варианте плазма реально неупруго взаимодействовал "как кусок грязи брошенный на что-то" с 10-и километровой медной полусферой.
Это было очевидно и по коэффициенту коллимации 0.25 (если бы плазма отражалась от меди как от зеркала, то коэффициент был бы уже 0.75) и по тому что Дайсон рассеивал половину энергии бомбы тепловым излучением (он делает расчёт) в течении 100 секунд.
Тут было всё просто и примитивно.
Но когда он очень грубо оценивает возможный диапазон удельного импульса через скорость плазмы он говорит:

Идеальная скорость истечения

Отношение скорость продуктов реакции к скорости истечения зависит от конструкции двигателя. Наиболее примитивным решением для разгоняемого взрывами судна будет большая полусфера с взрываемыми в ее центре сферически-симметричными бомбами и каскад амортизаторов соединяющих ее с основной структурой судна (смотри рисунок на этой странице). В случае такой идеализации проекта, суммарный импульс от отраженных назад продуктов взрыва составит mU'/4, где m общая масса продуктов взрыва, а U' их скорость. Следовательно, эффективная скорость истечения U=U'/4. Если мы будем способны так направить продукты взрыва, чтобы они разлетались строго вперед и назад, то U=U'/2.Поэтому, верхний и нижний предел для максимально возможной скорости истечения

U'/4 < V < U'/2

или

750 км/с < U < 15 000 км/с

Выделенное красным - тут описан случай именно НЕУПРУГОГО столкновения с плитой. Это мне было ясно сразу. Но я не мог в это поверить, потому что если вы в случае продвинутого звездолёта взорвёте на километровом или полукилометровом расстоянии от звездолёта 10 мегатонную бомбу и джет плазмы ударит в 400 метровое зеркало НЕУПРУГО (не отскакивая назад под тем же углом а разлетаясь в стороны блином)...

... то
Во-первых вам нужна тогда скорость истечения не 7215 км/с (которую получить - фантастика сынок) а удвоенная.  14 430 (кстати очень близкая к высчетанной Дайсоном). Но это означает и энергетику бомбы в 4 раза больше. А у нас она и так 10 кт/кг. А нужна будет 40 кт/кг. Тут никакого RIPPLE чуда не хватит (в пределе фантазий три предела Тейлора в 18 кт/кг).

Во-вторых (и это было главным). Половина энергии бомбы (теперь учетверённой) вся выделится при НЕУПРУГОМ столкновении с плитой. А это, простите, 20 мегатонн (половина от 40). От нее с одного маха ничего не останется!
Очевидно что звездолёт себе просто не может позволить неупругое соударение плазмы с плитой.

В сущности, что-то подобное будет и с межпланетным Орионом если плазма  ударит по плите неупруго (не отскочит). Для него это тоже будет по-сути непереносимо.  5 килотонн, пусть 2.5 килотонны выделившиеся вспышкой на поверхности плиты диаметром 40 м?... И при этом аблирует лишь доли миллиметра обычной стали?

Тут надо разбираться....
И вот это реплика, возможно, ключ:

Моисеев все видит. Ибо опирается на науку, а не на поток мышления. Коэффициент отражения по определению - отношению энергии, отраженного телом, к энергии, падающей на тело на тело. Зная сколько энергии упало, можно определить - сколько энергии непрозрачное тело поглотило.
А уж что случилось с поглощенной энергией - пошла ли она на нагрев, на абляцию - это надо смотреть по месту.

Во-первых. Мы отражаем НЕ ТЕПЛО. Мы отражаем в основном КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. Количество движения. Вектор. Да, в процессе отражения НЕИЗБЕЖНО часть кинетической энергии превратиться в тепло. Это - бесспорно.
Но не факт (внимание!) всё это возникающее тепло будет поглощена "зеркалом".
В тепло кинетическая энергия превращается не на зеркале а в плазме. Плазма начинает нагреваться сама, сжимаясь. Там сказано по ссылке, что к моменту подлёта к плите плазма остыла до 10 000 К (интересно это обсчитать). Это очень холодная плазма! Но сжавшись она (не плита!) нагревается до 120 000 К. И если при этом происходит (рассмотрим как крайний случай) неупругое столкновение (то есть все 100% кинетической энергии превратились в тепло и обратное движение не будет, пружина не расправится, она "потекла в хаос тепловой внутренней энергии"), то это еще не значит что вся эта энергия досталась металлу плиты.
Нет!
Плита - лишь с одной стороны. А с другой - вакуум. И плазма будет светиться туда. В конце концов она скорей всего успеет (надо думать и считать! Хотя не знаю как еще) "разбрызгается по сторонам от плиты, создав светящийся боковой блин (в километр диаметром, наверное). И вот туда (в основном) вся эта безумная энергия и уйдёт.
Во вспышку света расходящейся в сторону неупруго столкнувшейся с плитой плазмы (плазма даже не станет обтекать корабль, как показано на рисунке из документов Дженерал Атомик).

В общем. Тема для углублённого исследования. То что раньше мне казалось очевидно-простым оказалось "не столь однозначно".
Но зато это действительно приобретает черты реальности. Глубину. "И плоть и страсть!" (с)

А вы что, из дженерал-атомик)

Да. Из Кременчугского филиала.

[alex_semenov]

Где тепло от батарей.

В англоязычной научной-инженерной литературе всё народней и демократичней (нет этого сословного чванства что у нас/вас). Тепло, "хот"... Короткий ёмкий термин означающий неупорядоченную внутреннюю энергию материи. И вам бы советловал народного языка НЕ ЧУРАТЬСЯ!
Землю в карманах носить (как Трофим Денисович Лысенко) не стану рекомендовать  (и чуть что?! сразу горсть земли на стол, мол, я же тут ПАШУ в поле, ради прогресса, народа, а ты книжная курва!!!!...) Это  даже пошло. Но вот с аббревиатурками (знаю я это у вас технарей) и всякой темринологической казуистикой... поменьше, товариСЧ!!!
Ближе, ближе к народу надо быть!
Народ вас, Иван, и так уже тут жаждет на одну ветку с Соросом повесить... Как контру...  И ведь дай волю - повесят! И глазом не успеете моргнуть! Времена такие...

[alex_semenov]

Тепло, "хот"... Короткий ёмкий термин означающий неупорядоченную внутреннюю энергию материи.

Хромает у вас определение...
Разве, чтобы использовать тепло от батареи, надо унутрь ее забираться?

Нормальное у меня определение. Школьное, можно сказать.

Кстати. Вот на этой модели, по-моему хорошо показано что происходит при непуругом столкновении плазмы с плитой.

https://youtu.be/bIMrn9BE_bU?t=167

Она - "разбрызвивается" в стороны. И при этом ярко светится.

[alex_semenov]

Вы сейчас считаете НЕВОЗМОЖНЫМ даже межпланетный Орион?

Считаю возможным. И даже межзвездный. С оговорками, о которых я скажу позже.

Ну и когда вы скажете? Вы уже раньше (не нашёл) обещали показать как можно сделать более совершенное зеркало бомболёту вместо плиты.
Есть идея? Выкладывайте.
То есть ДЕЛИТЕСЬ!

Я в списке не нашёл ничего, что можно было бы назвать ПЛАЗМОЙ тем более тяжёлой (из углерода, кислорода.. даже вольфрама).
Иван это тупо опустил.

Кстати, а из чего планировалось делать пропеллент? Ту шайбу, которая должна была испариться в плазму и полететь к плите.

Для звездолёта - обсуждение (публичное) дело не дошло.
Для межпланетного - они сказали что можно исплользовать всё что угодно. Воду, камень,... что подвернётся.

[alex_semenov]

Ясно что сопло Лаваля имеет дело со случаем C, самым сложным (идеальным) хаосом,  всякого рода коллиматоры-зеркала (не важно чего) имеют дело с изотропным разлётом из одной точки, случай B. Тоже хаос, тоже суммарный начальный импульс =0, но упорядоченность больше

А нет ли тут путаницы? Идеальный хаос на картинке помечен именно буквой В, а разлёт из одной точки С.

Есть. Я поменял. Спасибо. Значит кто-то читает вдумчиво. Вдвойне спасибо! Идеальный хаос еще имел бы и разную длину стрелок. Размерность хаоса - многолика.

Помню ту  старинную статейку.
О том как школьник усовершенствовал зеркало звездолётов...
Можно было запатентовать...

В ней комментатор сделал ошибку (я красным квадратом пометил). Именно разбираясь с 10-и км полусферой Дайсона я заподозрил неладное в формуле. Спросил тут, мол нет ли ошибки? AlexAV тут же ответил - есть! На моей схеме справа (где графики) - всё исправлено. На самом деле если собрать всё то что мы тут уже нарыли, поняли, по-мелочи придумали... Блин... Работа на самом деле проделана недетская! Просто сесть всё, изложить, сбрать до кучи - уже выглядит тяжеленной работой!  Понимание проблематики межзвёзных перелётов, не стыдно сказать... мало кто может тягаться с тем что мы (ну я наверное точно) достигли! Это просто разбалвено в трёпе на 1200 страницах... Много что в других темах есть.

Да наверняка троллит. Взрыволеты давно уже бороздят просторы Большого театра.

Нет ни малейших сомнений, что взрыволёт - это ТЕХНОЛОГИЯ (кажется впервые в истории) развите которой было остановлено по ПОЛИТИЧЕСКИМ  мотивам. В связи с подписанием договора 1963-го года о запрещении ядерных исптаний в трёх средах. В том что это и только это причина остановки развития - нет и тени сомнения.
Другие конкурирующие технологии ядерной тяги в космосе ЗАГНУЛИСЬ САМИ. Во всяком случае очень непонятно почему в США после более 15 лет работ над ROVER-NERWA (бабки какие были вложены!) и фактически получив на выходе готовый к полётам термический ЯРД всё в 1972... похерили. Никсон в борьбе с Конгрессом убил. Официально говорят Никсону зарезали финансирование их американского сверхзвукового пассажирского самолёта, а он в отместку, убил программу NERWA (сенатор продвигавший NERWA как раз и не поделил с Никсоном сверхзвуковой пассажирский самолёт).
Но сдаётся мне это всё - чисто рябь на поверхности. Дурные объяснения. Ну как обвинять Глушко в уничтожении H-1. Мол пришёл дуримартус и... Не может такого быть. Есть некие глубинные, скрытые причины. Тут - космос после Аполлона в США начали сворачивать очень сильно под предлогом кризиса и нехватки денег (опять же отмазка).
СССР с термическим ЯРД (сам Келдышь курировал) отставали, потому что целились на куда большие перспективы, на газофазный ЯРД. Поэтому долго-долго запрягали, 20 лет по-сути, создавали базу, экспериментировали, а когда задумали что-то делать, развернули мощную базу (комплекс "Байкал" в Семипалатенске) в конце 70, начале 80х.... и тоже... всё не слава богу...  В общем как-то непонятно САМО всё не задалось.
C электроядерными реакторами и тягой - похожая ситуация. Отдельно много летали реакторы. Но опять таки. История с  "Нуклоном"   -показательна. Вроде как и препятствий особых никаких. А вот... не выходит пока каменный цветок...
И что получается?
Как в сказке. Было три брата. Три идеи как оседлать атом в космосе.
Две идеи - термический ЯРД и электро-ядерный - правилные, умные - вроде никто не запрещал, никто не мешал, но ... не получается до сих пор. Может действительно виной всему пол века застоя и непризовита в космонавтике? Глобалисты (как я говорю) во всём виноваты? А может технологии не годятся. Складно было на бумаге...
Но вот то что третью, "безумную" (ну а третий был дурак!) идею сразу общим решением зарезали и не дали ей развиваться - это абсолютный факт.Подрезали в первой половине 60х. Еще на пике.
И ведь ни ЯРД ни электро-ядерная тяга И В ПОДМЁТКИ по обещанным характеристикам бомболёту не годятся. ЯРД, электро-ядерная тяга, это так... развитие известного. Это лишь дополнение к ЖРД (без ЖРД такой атом вообще ничего не может и не сможет сам по-себе).
Эти две идеи к бомболёте в подмётки не годились с самого начала. И не годятся до сих пор.
Бомболёт с самого же начала обещал стать прорывом! Если и есть чудо-двигатель, то это он. Мечта! У него именно что чудесные характеристики. Мол, Солнечную систему исколесить? Да проще простого! Потенциала технологии даже на звёзды хватает! Миллион тонн за раз с Земли поднять? Да ради бога! Ну если бы дали технологии развернуться.

[alex_semenov]

Сейчас есть еще проект DRACO. Испытания на 2027 год.

Да, На это планы, они всегда есть. Всегда были. Никогда их не отменяли. Просто постоянно откладывали в долгий ящик.
Но всё равно... всё это в самых радужных перспективах И В ПОДМЁТКИ НЕ ГОДИТСЯ тому, что ЗАКОНОДАТЕЛЬНО запрещено.

Чушь.

Так я же и сказал, что вся эта "официальная" история - дело не чистое...

NERWA оказался в результате существенно дороже химических аналогов и плюс опасен.
Такое бывает сплошь и рядом. Многолетние НИОКР, а результат - по этой дороге идти нельзя.

Я тоже СКЛОНЕН так думать. Овчинка не стоит выделки. Изначально она обещала мало, а мороки оказалось по факту - много...

Сегодня делают DRACO. Летные испытания 2027 год.

Если это "оказалось существенно дороже химии и плюс опасно", то зачем же теперь делают?
Вы противоречий не видите?

Но это уже для Луны, там ЯРД уже есть место.

А NERWA для чего делалась? Для Луны и Марса. Больше ни для чего. Только там ей и место. Но отказались!

На смамо деле у трёх братьев есть ещё четвёртый, незаконорожденный бассард. Он и победит в итоге.

[alex_semenov]

ТЭМ был бы много лучше, но в 14 году он потерял потребителя и плавно сошел на нет...

Насколько я знаю он плавно упал на ... китайскую сторону Луны. И правильно сделал. Если Луна - ближайшая цель, то энергореактор там нужней. И капельный радиатор в условиях гравитации реализовать проще. А вообще я не вижу ни малейшей нужды в ЯРД вплоть до пояса астероидов.
Титан? Да. Туда уже на химии не добраться. А во внутренней части Солнечной системы хорошо продуманная межпланетная транспортная система на ЖРД, плюс стационарные ядерные реакторы в точках заправки добыавют хим толиво.. ничего лучшего и не надо!
Дурное американцы затеяли.
Ну они всегда так. Пока не перепробуют все неверные решения, верным не воспользуются. Карма у них такая.

[alex_semenov]

Луна. Грузоперевозки. См. ф.Циолковского. Либо большая скорость, либо большие грузы.

Ерунда всё это. Как космический стратег зуб даю!
Что надо, если космос реально надо осваивать? Первое. Нужен сверхтяж на химии, который бы за раз кидал бы на околоземную орбиту желательно 1000 тонн (можно и 500 но лучше 1000). Опираясь на этот инструмент строим на Луне капитальную базу, ключевая задача которой, добыча из местных ресурсов топлива для ракет. Это ключ к всему остальному (почему захват Луны так важен. Кто первый встал, того и тапки!)  Далее, строим космодром-базу  в L4 или L5 системы Земля-Луна. С Луны (можно электрокатапультой) доставляем туда топливо. Всё. Ключи от ближайшей Солнечной системы у нас в кармане на ЖРД-тяге.  Атом - только на Луне, стационарно и добывает из местных ресурсов топливо.



Падая из Лагранжа к Земле и включая там ЖРД двигатель за счёт эффекта Оберта (не считая гравманёвра) можно из приращения 2 км/с получить почти 7 км/с  на бесконечности (6 919 м/с при проходе над Землёй на высте 250 км). При 3 км/с (энергооптимум) - 8,64 км/с. И что вам еще надо?
Полёты Земля-Луна-Земля или Земля-Лаграндж тоже сильно упрощаются при наличии в Лаграндже, на Луне (и даже на ее орбите) запасов лунного топлива. Никакой ЯРД не нужен. От слова "совсем". Найденная на Луне вода по-сути всё решает. Главное ее захватить пока не захватили другие.
Земля - (квази)двойная планета. Луна- седьмой континент. Не понимать это - быть космокретином.

[alex_semenov]

Нужен сверхтяж на химии, который бы за раз кидал бы на околоземную орбиту желательно 1000 тонн (можно и 500 но лучше 1000).

Нет. Не нужен.
Вполне достаточно обычной волшебной палочки.

Никакого волшебства. Большая "Тупая" Ракета. Здравость ума, смелость решений, хорошая инженерия... и мудрость предков...



Идея сырая. Требует доработки (например, бака кислорода должен быть вверху и т.д.) Но в целом концепция очевидная. И она - не единственная в таком роде.
Не хотите летать на чудесных (без иронии) атомных взрыволётах? Природа щедра. Она даёт вам второй шанс. Это бывает редко...

В том то и ирония. Мы уже знаем все самые чудестные идеи-решения (даже для релятивистского полёта УЖЕ есть лазерный парус).
Но продолжаем крутить носом и хотеть что-то иное.
Нам ничто из известного - не нравится!
Знаете анекдот про набожного еврея в потопе?

Праведный Мойша всю жизнь молился Богу и уповал на Него. И вот, однажды в городе, где он жил, началось наводнение. Мойша погрузился в молитвы о спасении, а вода тем временем поднялась до середины первого этажа.
Мимо проплывали его друзья на лодке:
— Садись, Мойша, мы спасем тебя.
— Нет, — отвечал Мойша, — меня Бог спасет.
Тем временем вода дошла о середины второго этажа. Мимо проплывало бревно — на нем знакомые Мойши:
— Садись, Мойша, мы спасем тебя.
— Нет, — отвечал Мойша, — меня Бог спасет. И продолжал молитвы.
Тем временем вода поднялась до самой крыши, на которой сидел Мойша. Тут подлетел вертолет, и его товарищи спустили вниз веревочную лестницу:
— Залезай, Мойша, мы спасем тебя.
— Нет, — отвечал Мойша, — меня Бог спасет. И продолжал молиться.
Тут вода поднялась выше крыши, и Мойша утонул.
И вот Мойша предстал перед Господом:
— Почему ты не помог мне? — с упреком спросил Мойша Господа. — Я ведь так верил в тебя и молился тебе, я так ждал от тебя помощи!
— А кто, спрашивается, — отвечает Господь, — посылал тебе лодку, бревно и вертолет?

[alex_semenov]

Есть еще и детская мудрость:
"Что нам стоит дом построить?
Нарисуем - будем жить".

Да, но попробуйте что-то НОВОЕ построить, предварительно не нарисовав!
Удивительно. Но если ограничиваться  линейной скоростью вращения ротора v ниже скорости звука 300 м/с , то давление кислорода P=ρv²/2 получается 550 атм! Метана 225 атм...  Этого более чем достаточно для эффективного и простого (надёжного) роторного ЖРД. Это - дар судьбы. Идею просто никто не попробовал воплотить, потому что шли к космическим ракетам по пути военных ракет. А этот - совсем не хоженный.