Двигатель для межзвёздных перелётов

[AlexAV]

роще говоря соленоиды на 100Т или даже больше уже не за горами

100 Т - это вообще-то давление поля в 4 ГПа. Здесь уже идут чисто механические проблемы, просто с прочностью материала катушек.

[Кремальера]

А это легко позволит увеличить удельную мощность ТЯРД самым простым способом - за счет увеличения ПЛОТНОСТИ плазмы.
Так, что все впереди

Ну наконец-то!Хоть какой-то просвет.МП должны быть не сложнее чем свозить индусам рисика с Филлипин.А Семенов пусть бронзовеет дальше со своей дороговизной достижения иных систем.

[Wyvern]

100 Т - это вообще-то давление поля в 4 ГПа. Здесь уже идут чисто механические проблемы, просто с прочностью материала катушек.

http://journals.ioffe.ru/jtf/1997/11/p96-100.pdf
Как то так, да...

[ВадимZero]

Как то так, да...

Виверн...вы в своем звездолете решили проблему асимметрии импульса?

[Wyvern]

Виверн...вы в своем звездолете решили проблему асимметрии импульса?

http://go2starss.narod.ru/pub/E028_WJ.html

Надо также обязательно отметить, что заряженная частица, тормозясь в электрическом поле, передает пластине и механический импульс. Фактически пластины ПЭСПП выполняют функцию задней стенки камеры сгорания ЖРД, принимающей на себя давление продуктов сгорания.

[AlexAV]

Виверн...вы в своем звездолете решили проблему асимметрии импульса?

Куда интереснее как будет удаляться "зола" в виде прежде всего He-4 из ловушки.

Известно, что без селективного удаления золы реактор будет отравляться (это относится к He-3-D, у D-T этой проблемы не в принципе) и ничего вообще работать не будет. А амбиполярный барьер в пробках собственно для гелия создаёт в два раза более высокий барьер, чем для для дейтерия. Т.е. через пробки он не уйдёт точно (между рождением и термализацией тоже не уйдёт, т.к. время термализации порядка \tau_ii и с учётом торможения на электронах в целом меньше времени удержания в простом пробкотроне, который из себя представляет центральная секция амбиполярной ловушки).  Предлагаемое в литературе решение - наложение возмущений магнитного для селективного повышения коэффициентов диффузии ионов поперёк поля в определённой области энергий (Хвесюк, 1998). Для реактора это может быть ещё приемлемо (хотя конечно тоже есть вопросы,  ведь вывести ион на стенку или дивертор - ещё не значит удалить из плазменного объёма). А для двигателя совсем никуда не годится. 

Как собираетесь решать эту проблему?

[Wyvern]

Куда интереснее как будет удаляться "зола" в виде прежде всего He-4 из ловушки.

http://ufn.ru/ufn88/ufn88_4/Russian/r884b.pdf

Подведем некоторыеитоги. По многим характеристикам пробкотрон представляет собой очень удачную термоядерную систему: в нем эффективно используется удерживающее  плазму магнитное поле (достижимы значечения бетта ~1) он может работать в стационарном режиме (нет проблемы накопления продуктов реакции), он мало чувствителен к поступлению примесей, он проще замкнутых систем в топологическом» отношении.

Кстати, выделенное - принципиальное отличие замкнутых плазменных систем от открытых - пробкотрон (в любом варианте) принципиально удерживает только то, НА ЧТО РАССЧИТАН.
Кстати, у DT реакции, особенно в токамаке - это принципиальная проблема

P.S. Никого не напрягает, то, что я отвечаю цитатами из ссылок данных в той же статье?

[AlexAV]

нет проблемы накопления продуктов реакции

Это относится только к пробкотрону без амбиполярного запирания. А вы рассматриваете тип ловушки, где эта проблема как раз есть и носит если не катастрофический, то очень серьёзный характер. Собственно разобрана она например здесь.

Ну и самый интересный график оттуда. Предельный теоретически достижимый коэффициент усиления мощности в реакторе на базе амбиполярной ловушки без специальной системы селективной откачки золы (предлагаемый метод откачки, как я уже отметил выше, для двигателя вообще неприемлем, да и для стационарного реактора вызывает вопросы):



P.S. Такой унылой итог возникает из-за накопления в системе золы (прежде всего гелия-4) и катастрофического роста потерь плазмы на излучение в силу этого. С излучением у He-3-D и изначально всё не очень хорошо, в самых идеальных условиях плазма теряет 20% термоядерной мощности на тормозное излучение, но  при наличии этого шлака эти потери вообще начинают приближаться к 100%, т.е. мало того что идеальный коэффициент усиления мощности едва дотягивает до 2,5, так ещё и большая часть этой энергии уходит в рентгеновское излучение. И с учётом реального КПД преобразования цикл производства энергии вообще не замыкается.

[Wyvern]

нет проблемы накопления продуктов реакции

Это относится только к пробкотрону без амбиполярного запирания. А вы рассматриваете тип ловушки, где эта проблема как раз есть и носит если не катастрофический, то очень серьёзный характер. Собственно разобрана она например здесь. ....

Там там проблема из за попытки достижения максимального Q (до 30!).  Который, собственно говоря, ТЯРД-у не нужен и даже вреден. Кроме того, амбиполярный способ удержания был выбран мной просто из за наличия готового аналога в статье Димова ГДЛ способ (а точнее комбинированный способ удержания) намного перспективнее - и там такой проблемы нет. 

P.S. Cпасибо за ссылку

[Wyvern]

Надо четко отдавать себе отчет все эти мои и не только "ковыряния" в области ТЯРД - это уровень (фактически любительских) теоретических работ Говарда и Цандера   От них до Р-7 дорога, как помнится была ооочень длинной...

Единственное, что хотелось бы отметить:
1. Создание ТЯРД ПРОЩЕ, чем создание энергетического реактора. По многим причинам.
2. ТЯРД сам по себе - идеальный, а вернее, единственно возможный, способ действительного освоения Солнечной системы - а это освоение, в свою очередь, ключ к окончательному решению проблемы энергетического обеспечения цивилизации. 

[ВадимZero]

Фактически пластины ПЭСПП выполняют функцию задней стенки камеры сгорания ЖРД, принимающей на себя давление продуктов сгорания.

Вообще этот момент мне показался сомнительным. В ЖРД все продукты реакции улетают в одну, сторону создавая тягу, а не тормозятся оставаясь на борту. В принципе эту проблему можно решить увеличением пробочного отношения с одной стороны. Но я не об этом, а о том что вылетающие  продукты реакции имеют большую разницу по энергии, что плохо для КПД.

ГДЛ способ (а точнее комбинированный способ удержания) намного перспективнее - и там такой проблемы нет. 

У ГДЛ время удержания быстрых ионов довольно большое. Амбиполярный барьер тем и хорош что селективно пропускает быстрые продукты реакции и задерживает низко энергетическую компоненту.

1. Создание ТЯРД ПРОЩЕ, чем создание энергетического реактора. По многим причинам.

Нет...реактор можно построить и без дополнительного удаления золы, при этом на ренген будет уходить до 90%. Что описано в ряде работ.

[AlexAV]

Амбиполярный барьер тем и хорош что селективно пропускает быстрые продукты реакции и задерживает низко энергетическую компоненту

Вот только до того чтобы выйти им надо сначала попасть в конус потерь. А время удержания быстрого иона в простом пробкотроне всегда больше характерного времени его термализации. Т.е. большая часть горячих продуктов реакции никуда не уйдёт, а успеют термализоваться и стать холодными. А вот дальше начинаются проблемы. Амбиполярный барьер тем лучше удерживает ионы, чем выше их заряд. И для золы в виде He-4 (после её термализации) он практически непроницаем, причём даже тогда, когда дейтерий из топлива будет течь с совсем не приемлемой скоростью.

Нет...реактор можно построить и без дополнительного удаления золы

D-T - можно, He-3-D (с амбиполярной ловушкой) - нет.

[ВадимZero]

Вот только до того чтобы выйти им надо сначала попасть в конус потерь.

Чаще всего это происходит на колебаниях плазмы, то есть без потерь.

А время удержания быстрого иона в простом пробкотроне всегда больше характерного времени его термализации.

Это уже зависти от пробкотрона.

He-3-D (с амбиполярной ловушкой) - нет.

При идеальном He-3-D ренген 20%, если золы такое же количество(у нее такой же параметр Z) то ренген должен лишь удвоиться.

[AlexAV]

Который, собственно говоря, ТЯРД-у не нужен и даже вреден.

Очень спорно.  Возврат энергии в плазму в любом случае сопровождается потерями. С учётом КПД преобразования и КПД генераторов нейтральных пучков (30%) даже в самом оптимистическом случае, т.е. если источник энергии - прямое преобразование истекающей плазмы, то лучше 25% ожидать не стоит. Т.е. при Q<3 не стоит даже надеяться на то, что просто удастся свести энергетический баланс (и не важно является ли это стационарным реактором или двигателем). А чтобы от реактора или двигателя была хоть какая-то польза ещё хотя бы раза в два больше. Т.е. при Q<5-6 агрегат надо считать заведомо бесполезным. Но это в идеальном случае. В действительности часть энергии будет уходить не с заряженными частицами через концевые пробки, а в виде рентгеновского излучения, синхротронного излучения и потерь поперёк поля. А это тепло, которое преобразуется в электроэнергию с КПД 30-35% на земле, а в космосе видимо придётся вообще списать на невозвратные потери (тепловая машина в космосе имеет большой вес и, из-за горячего холодильника, низкий КПД, мало вероятно что она будет иметь хоть кокой-то смысл в двигательной системе).

И данный фактор ещё больше сдвинет границу осмысленных Q (даже в нереализуемо идеальных условиях на тормозной рентген у He-3-D уходит не менее 20% термоядерной мощности, в реальных условиях потери на него будут существенно выше, видимо даже 50% надо будет считать хорошим результатом).

А вообще для двигателя надо вводить не классическое Q, а другое, скажем отношение тепловой энергии плазмы истекшей через концевые пробки к вложенной в плазму. Оно более точно бы отражало требования к такой установке.

[AlexAV]

Чаще всего это происходит на колебаниях плазмы, то есть без потерь.

В почти максвелловской плазме центральной секции амбиполярной ловушки - нет. Это только если конус потерь пуст и из-за этого идёт раскачка неустойчивостей (как в коротком пробкотроне без запирающих устройств на концах).

Это уже зависти от пробкотрона.

Да практически любом, который вообще может удерживать плазму сколько-нибудь долго (т.е. может установиться нормальное максвелловское распределение фоновой плазмы).

При идеальном He-3-D ренген 20%, если золы такое же количество(у нее такой же параметр Z) то ренген должен лишь удвоиться.

Неверно считаете. При падении доли топлива ко всей плазме до 0,5 при том же давление термоядерная мощность упадёт в четыре раза, а излучение не изменится. Т.е. доля рентгена повышается не в два раза, а до 80%.

[Проходящий Кот]

Если мы извлекаемые через барьер высокоэнергичный дейтерий перебрасываем во второй пробкотрон с дейтерием, что вызывает там реакцию.
После ухода дейтерия мы высокоэнергичный гелий сбрасываем в космос, вызывая ускорение корабля.
Как-то так....

[AlexAV]

ГДЛ способ (а точнее комбинированный способ удержания) намного перспективнее - и там такой проблемы нет. 

Возможно. Но чтобы это утверждать сколько-нибудь уверенно - нужны результаты кинетической модели. Без модели, на пальцах, это ни доказать, ни опровергнуть не получится.

[Андрей Курилов]

А Семенов пусть бронзовеет дальше со своей дороговизной достижения иных систем.

Пока что он оказывается прав. Хотя именно он когда-то защищал ув. Виверна от моих нападок на его выверниструй, который мне показался бесперспективным по ряду причин (часть из них уже указал тут ув. АлексАВ).

[Wyvern]

... В ЖРД все продукты реакции улетают в одну, сторону создавая тягу, а не тормозятся оставаясь на борту. В принципе эту проблему можно решить увеличением пробочного отношения с одной стороны. Но я не об этом, а о том что вылетающие  продукты реакции имеют большую разницу по энергии, что плохо для КПД.

Т.е. Вы хотите сказать, что в ЖРД газы не давят на заднюю стенку камеры сгорания? (Кстати, часто встречается описание принципа реактивного движения именно через давление на заднюю стенку)
И пробочное соотношение у меня тоже разное - но не из за "ассиметрии импульса" - просто преобразователь энергии у ТЯРД должен иметь намного меньшую мощность, чем у энергетического реатора, энергия нужна только для собственных нужд, в районе Q~1.

[Wyvern]

Пока что он оказывается прав. Хотя именно он когда-то защищал ув. Виверна от моих нападок на его выверниструй, который мне показался бесперспективным по ряду причин (часть из них уже указал тут ув. АлексАВ).

Семенов "защищал" меня в совершенно верном ключе Что бы критиковать мою работу надо критиковать сам принцип открытых ловушек (а через ОЛ вообще всю теорию магнитного удержания!), причем на уровне проффи (кстати, сами проффи ничего против моего проекта не имеют, и даже участвовали в его рецензировании )
Алекс потерял интерес к ТЯРД потому, что посчитал (и правильно на том уровне) его непригодным для трансзвездных полетов. Мое мнение ТОГДА тоже было таковым. Теперь оно несколько изменилось.