Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

"Моцарт" начинает осмыслять "Тор Зеленой Линии".
1. Этот корабль только для беглецов. От раздувающегося Солнца, от непримиримой вражды, от уничтожения. Все остальные задачи решаются внутри системы.

Ну можно сказать и так. Хотя я бы назвал это мягче.  "Пилигримы".



http://ru.wikipedia.org/wiki/Отцы-пилигримы

Я все же настаиваю на этой гипотезе. Разум – это эволюция мемов (информационных объектов) и в какой бы форме она не происходила, существование разума это всегда внутренний конфликт. Мемы (идеи) плодятся по экспоненте

I(t) >= A*2^[b*(t)]

Но бесконфликтно этого не может быть. Наш мир не становится проще. Вопрос есть ли бог или нет - остался открытым. Но добавился может ли машина мыслить или нет?
Что есть жизнь? Важней общество или личность?
Таких проклятых вопросов становится все больше и больше. И они все сильней и сильней делят людей между собой.
Мемам  нужны носители, число которых определяется  материальными ресурсами, которые (в свою очередь) можно приращивать  в нашей вселенной только по полиноме (предел скорости света).

J(t) <= D*t^(k); k<=3

Какую бы форму разум не принимал, он всегда столкнется с "теснотой" занимаемого им пространства. Отсюда только два выхода. Либо убить себя (как разум). Остановить процесс эволюции (инакомыслия). То есть по сути думанья.



Либо продолжать "двигаться наружу". Расти над собой. В том числе и предоставив возможность инакомыслящим найти свое место ПОД ДРУГИМИ солнцами.


В Солнечной системе масса ресурсов. И тем не менее есть ресурс, который в ней скуден.
Даже Оорт, ~100 а.е. пересекается светом за 14 часов. То есть любому мему (новости, идее, мысли)  в Солнечной системе ТЕСНО. Не носителям идей, например, людям. А именно мыслям, которые живут в головах людей.
Если люди действительно найдут способ выйти за пределы Земли (а это куда тяжелей сделать чем, их потомкам потом полететь к звездам) то задолго до того как в Солнечной системе "закончатся"  богатые для проживания места, в системе возникнет "единый порядок", который устроит не всех.
Как это было в те времена, когда Европа еще не открыла все континетны (Австралию) но ряд метрополий уже разделили известный им мир на колониальные империи.
А ведь подумайте.
С какой скорость новости (мемы) двигались по Земному шару тогда из метрополии в колонию и обратно? Со скоростью клипера?  Месяц, пол года?
А у нас уже 14 часов!
Конечно, в системе можно ПРЯТАТЬСЯ до бесконечности. Но это означает, что ваши убеждения, мысли, идеи, ВСЕГДА будут "на голодном пайке". В меньшинстве. Без шанса показать всему миру право на существование.
Все что вы можете – накопить силы и отвоевать этот скудный ресурс себе. Убив старый набор мемов. Это схема "пауки в банке". Но в этом случае останется жить не самый разумный набор идей, а самый УДОБНЫЙ для носителей набор идей.
Увы! Это издержки эволюционного процесса.
Поэтому развивающийся мир ВСЕГДА должен быть "открытым". В отличии от закрытого "железным занавесом".

Если люди (как носители разума) выйдут за пределы Земли (задача архисложная) то это очень быстро (сотни лет? тысячелетия?) приведет к тому что они отправятся на "внешнюю границу". За пределы нашей звездной системы. Если мы мыслящие существа – по другому и быть не может.

[alex_semenov]

2. Внутренний объем, вращающийся для гравитации, не обязательно должен быть непрерывным. Я вижу тор из сегментов с метателями бомб, пеной радиационной защиты и сверхпроводящими сегментами магнитного зеркала. Он свит из тросов и постоянно подновляется такими же тросами - переплетаются. Внутри тора, используя магнитное поле плазменного зеркала летят слегка изогнутые цилиндры жилых отсеков. В обе стороны сразу - тоннель-тор двойной. компенсируется противовращение оболочки.

Я покрутил эту идею в голове. Не лежит у меня к ней сердце!
Нет. Никаких внутренних вращающихся деталей!
Максимум – внутренний тор подвешивается так, чтобы гулять внутри "тора-бака" вверх-вниз. Все.
Что делать с центробежной нагрузкой? Ничего. Корпуса бомбы будут собраны в силовые цепи. Они будут не только щитом от радиации, но и НЕСУЩЕЙ СТРУКТУРОЙ.
В крайнем случае, можно на старте сделать силу тяжести меньше 1/3 земной.
По мере расхода бомб тажесть можно увеличивать.
В течении двух лет тяжесть возрастет до нормальной. Если вашим странникам вообще нужна будет тяжесть.

3. Связь между жилыми кабинами и несущей оболочкой не нужна - даже вредна.

Как раз затрудненность связи и является главной причиной отказа от идеи "поезда в трубе". Путешественники должны иметь легкий доступ к любой части своего мира.
От этого зависит их жизнь.

4. Все бомбы для разгона вовсе не обязательно тащить на себе - вполне реально подрывать наведенные с внешних катаульт рои разгонных бомб. Экономия на первичном толчке, за счет меньшей стартовой массы.

Если речь идет о пилигримах, то не думаю что принцип "оставить что-то дома" их обрадует...
Но самое главное. А смысл? Еще и еще раз.
Мы УПОРНО цепляемся за идею, что масса (лишняя масса топлива) – это ПЛОХО.
Нам ВБИЛИ этот "мем" в башку как святыню.
Бесчисленные книжки про космос.
Но в нашем случае нам ПЛЕВАТЬ какая у нас стартовая масса.
У нас одна проблема – разогнаться и затормозить.
И для этого нужна энергия. Добытая мощность.
Я беру оптимальный для ракеты параметр u/v= 0.6275. Именно он и определяет экономию энергии. А то, что на 1 тонну ракеты у нас 4 тонны ракетной массы (16 если разгон-торможение)  – это не проблема.
Мы эту массу используем с толком. И закрываемся ею от радиации и используем как силовой каркас. Так что...
Мы все равно эту массу "поднимать" с Земли не будем.
Люди, которые полетят на таком корабле, без тени сомнения уже будут жить среди малых небесных тем Солнечной системы. И добудут всю необходимую им массу на этих телах.

[alex_semenov]

Жидкометаллический многослойный преобразователь импульса как решение проблемы амортизаторов для ядерных импульсных реактивных систем.
К.т.н. Пономаренко А.В.

Во-во! Вот это я и искал. Это все же были вы!
Спасибо!

[alex_semenov]

Оорт, он до светового года, вроде.

Вроде. Но плотность ресурсов в этом "световом годе" мало отличается от плотности этих ресурсов в межзвездной среде.
Как ни крути, в ресурсном плане 1-40 а.е. от светила  - куда более злачное место (по сути рай).
Во всяком случае для существ сильно похожих на людей.
1 св. год – это ВНЕШНЯЯ граница Оорта. И наверняка, чем дальше от солнца, тем хуже там с ресурсами.

Галактика, как ойкумена останется доступна для мемов даже на звездных растояниях - сеть хабов  в гравитационных линзах на нарушает законов физики. Но торопыжкам претит, да.

Звездные расстояния ~10 св. лет. Это в 600 000 а.е. или в 6 000 раз больше (считая ойкуменой 100 а.е.). Мало того что мемы туда летят годами, добраться носителя мемов через межзвездное расстояние – очень сложно. Метрополия 100 раз подумает, прежде чем отправлять карателей (например).
Да, межзвездная война возможна. Но как всякая война она требует огромных концентраций ресурсов. Сосредоточения на ней всех сил. И релятивистское оружие (например), так и останется "последним доводом королей".
Последним.
Как ни крути "пилигримы" в Оорте – это внутренние проблемы цивилизации, а в другой звездной системе – уже внешние.

[alex_semenov]

А, опровержение орионоложества?

Жидкометаллический многослойный преобразователь импульса как решение проблемы амортизаторов для ядерных импульсных реактивных систем.

К.т.н. Пономаренко А.В.

Да. Очень интересно. Вот тут:

http://forums.airbase.ru/2004/03/t22925--kritika-tyagovoj-plity-yadernogo-impulsnogo-dvig-lya.2593.html

Здесь есть спор с автором (как я понял).
Он явно перегнул с давлением. Он явно не понимает что гигантское давление (возникающее в результате 10 нс импульса) обладает ЕРУНДОВОЙ энергией и как ни крути, серьезной РАБОТЫ по разрушению плиты (и какой-то супер-пупер все сокрушающей ударной волны в фантастические гигапаскали) выполнить не сможет.
Это тот самый случай когда цифра "застит глаза".

Но по порядку.

Давление расширяющихся продуктов при взрыве в космосе по порядку величины составляет /7/:

P=7e-4*q/R3, (1)

где P-избыточное давление, МПа, q – мощность боеприпаса, кт тротилового эквивалента по ударной волне, R – расстояние от ЯВ, км. Для ЯЗ мощностью 1 кт на расстоянии 50м от тяговой плиты это дает 5,6 МПа.

Это давление собственно плазмы, как я понял. Не вникая в детали, замечу, что:

P=f( R^-3)

Обратно пропорционально кубу расстояния.
То есть. У меня дистанция 1100 м ( хотя физически ~1400). Это в ~22 раза больше. Значит давление (при той же мощности) будет в 10648 раз ниже. Заряд у мня в 1000 раз мощней. 1Мт.  Итого в моем случае, если даже доверять этой оценке, ситуация в 10.64 раза легче.

При этом поток энергии РИ в вакууме в первом приближении составляет

F=7.96 n*q/R2, (2)

где F – поток энергии РИ в вакууме, кал/см2 , n- доля РИ в полной энергии ЯВ. Последняя величина для оценок может быть принята равной 0,689. При этом для ЯЗ мощностью 1 кт на расстоянии 50м от тяговой плиты Фr составит 2184 кал/см2 .

Я посчитаю по-своему. Чтобы не переводить калориии...
1 Мегатонна ТНТ это 4,184E+15 Дж.
У меня по моим запросам паразитное излучение 20%. Это то, что не попадает под действие магнитного поля и обрушивается на защитный экран.

Считаем плотность энергии из поверхности сферы:

E/S = [4,184E+15*0,2]/[4*пи()* 1400^2] =33 974 708 Дж/м2

или

3,4 КДж/см2 

Эта велечина должна быть близкой по порядку к полученной по формуле (2). Там обратно пропорционально квадрату. У меня заряд в 1000 раз мощней, но дистанция  22 дальше. Квадрат от 22 это ~ 500. У меня по плотности энергии получается даже больше.
И тем не менее результат более чем обнадеживающий.
Но читаем дальше.
 

Принимая для углерода (аблятор) средний массовый коэффициент ослабления для РИ спектра ЯВ на уровне 20 см2/г, длительность импульса РИ 10 нс, можно получить, что давление в ударной волне, распространяющейся по аблятору, составит порядка 1,7*106 МПа (термомеханический удар при воздействии РИ ЯВ ). Реальное поведение плазмы при таких воздействиях описывается ударной адиабатой и будет несколько отличаться от этой оценки. Учитывая, что сильное разрушение «станочного оборудования» по терминологии и данным /7/ происходит при воздействии избыточного давления в 60-70 кПа, а «контрольно-измерительной аппаратуры» при 20 кПа, и даже «трубопроводы диаметром менее 350 мм» разрушаются при 1МПа, дальнейшие комментарии по использованию тяговых плит и механических амортизаторов не требуются. Все оценки имеют точность по порядку величины, т.к. используют оценочные открытые данные по параметрам ИИ ЯВ из /1-3,7/.

А вот это игра на "больших глазах" Супердавления получаются в силу того что интервал действия очень короткий 10^-8 c.
Это как импульстный лазер мощность в 10 Мвт, который и ощутить подставив руку нельзя.
Кстати. Эффект ударного действия мощного лазерного излучения ТОЧНО ТАКОЙ ЖЕ.
Поэтому берем вот этот бесценный труд:

http://uchebnikfree.com/page/kosmos/ist/ist-2--idz-ax232--nf-3.html

И выясняем из него что для разрушения тонюсенького АЛЮМИНИЕВОГО бака 1 г/см2 (миллиметр толщиной?) ракеты атакуемой импульсным лазером  с тем же периодом 10^-8c что и у нашего удара от бомбы надо ...

Поскольку скорость звука в алюминии составляет 6 км/с, для эффективной толщины оболочки 1 г/см 2 получим предел ударной прочности около 10 кДж/см 2. Удельный энерговклад такого лазерного импульса, как легко проверить, существенно выше теплоты испарения (для алюминия она составляет около 12 кДж/г), так что сделанное допущение выполняется.

10 кДж/см2! А у нас всего 3.7

От "страшного" рентгеновско-нейтронного удара можно защититься ... миллиметром алюминия?
Я закладываю 1 см ВОЛЬФРАМА.

То есть урарная нагрузка нам не страшна.
Куда хуже поступившее тепло.
Если у меня 1 импульс в секунду, то вольфрам, глотнув эту энергию должен выдать 3.7 Квт излучения в виде диффузного света АЧТ. Считаем по Стефану-Больцману...

4947 К...

Но это если наш экран плоский и излучает одной стороной (той, что повернута к взрыву)
Поэтому мне и потребовался не тонкий слой экрана, а "вата".
Нам достаточно чтобы наша "вата"  имела реальную площадь излучения в 20 раз большую чем 1 сторона экрана. Условно, это 10 слоев фольги которые друг друга не освещают. У нас будет "слоев" минимум в тысячу раз больше, но это переплетенные "слои" и они  будут частично друг друга "греть".
При площади в 20 раз большей температура получается 2339 К.
Это меньше чем 2/3 от температуры плавления вольфрама (3695 К). У Форварда 2/3 от плавления – рабочая температура зеркала-паруса под нагрузкой. У нас же – только рассеивание энергии паразитного излучения.
Как видим, экран работает на пределе.
И от коэффициента "распущенности" эффективность нашей "лампочки накаливания" зависит немало. Надо пересчитывать все это более детально.
Прежде всего оценить возможный коэффициент распушенности более строго.
Во-вторых надо учесть, что энергия поступает импульсами. То есть на пике температура будет выше.

Самое главное. Любая работа по разрушению экрана должна выражаться не в каких-то мифических гига-паскалях или мегаваттах, выдутых из наносекундных интервалов, а именно в джоулях.
И у нас их много, но не смертельно.
 

[alex_semenov]

Семеееенов. Бризантность же. Порох и гремучая ртуть одной энергией по разному действуют на стальную плиту.
Для того и бланкет, и "коктейль ионов". Что бы снять удар.

Читайте первоисточник! (с)

http://uchebnikfree.com/page/kosmos/ist/ist-2--idz-ax232--nf-3.html

Именно "бразантный" удар лазерного луча там и считают, получая 10 КДж/см2!
И длительность "удара" совпадает тютелька в тютельку... То есть с точностью до порядка. 10 нс (10^-8c)

[alex_semenov]

Кстати. С радиатором не так все просто...
 
Если мы должны прикрыть тор 100 м в диаметре (примерно), то площадь поверхности радиатора должна быть в 20 раз больше.
Для этого надо удлинить конус в 10 раз (две сторон). А это 1000 м!!!
Почти до эпицентра взрыва!
Это если у нас плоский лист. Но, условно говоря, наш конус является застывшим капельным радиатором.
У капельного радиатора коэффициент эффективности может быть ~ 3 (в три раза лучше чем плоский тех же габаритов). А значит наш конус в три раза будет короче.
Но все равно это 300 м!
Кстати. Я коэффициент излучательности взял 1. А у тупого металла он примерно 0.1 (хотя можно сделать 0.5 и 0.75)!

В общем, вписаться тут будет достаточно тяжело...

[alex_semenov]

То есть бризантность тепловой нагрузки понижает порог разрушения материала на 7 порядков. Где-то на столько же, на сколько меньше время воздействия.
ЧиТД.

Не ерундите! 
Там есть четкий и ясный расчет эффекта мгновенного выделения энергии на поверхности тела (откройте хотя бы оценки для рентгеновского лазера!). Получена цифра ~10 КДж/см2 и сказано что ударный эффект не сильно отличается по разрушительности от медленного прогревания мишени.
На этом сходятся все эксперты. Дают разные значения но порядок ЭТОТ!!!

Ганс, я понимаю, что вы пытаетесь отстоять свою "пенную броню". Но простите, надо считаться с реальной физикой!

В конце концов!
На интервале времени 10-8 инерция тела настолько велика, что никакая "мягкость", "резиновость" вас не спасет.
Понимаете?

[alex_semenov]

За 100 секунд расчитывают на 100 МЕГАДЖОУЛЕЙ на см^2
А за 10^-8 секунды разрушение происходит при потоке 10 КИЛОДЖОУЛЕЙ на см^2/
Внимательно перечитайте собственную ссылку - модель разжевана.

Все верно.
Но о чем это говорит?
Для медленного разрушения вам нужно вкладывать 1 МДж/см2 в течение 100 с (при выбранных параметрах разрушаемой поверхности). А при световом ударе (скажем, рентгеновский лазер) длиной в 10^-8с, вам нужна плотность энергии ВСЕГО  10 КДж/см2.
Короткий импульс в 100 раз разрушительней получается и может быть в 100 раз менее плотным чем длительный.
Да здравствуют рентгеновские лазеры и "бризантный" эффект!
НО!
Меня что возмутило? Вы взяли оценку для короткого (бризантного) импульса и увеличили ее еще на 7 порядков, как будто приведенная цифра 10 КДж/см2 сделана для медленного нагревания! Мало того, что эти порядки НИКАК не обосновано у вас (длительность импульса связана не так просто с разрушительностью его воздействия) Простите, но это явная подтасовка! Вам уже посчитали сколько надо вложить в короткий импульс чтобы прбить (а не прожеч) тонюсенький ракетный бак из алюминия. Более 10 КДж/см2
А у меня в импульсе получается 3,4 КДж/см2
То есть ваш хваленый бризантный эффект светового импульса – идет лесом в моем случае. Чего вы в него вцепились?

Куда больше мороки получается с ОТВОДОМ полученного тепла.
Энергии вспышки не хватает разрушить экран ударом. Но ее вполне хватает на "тепловую раскачку"...
Если вы стреляете лазером по цели, то у вас единичное вложение какой-то энергии в поверхность. Но у меня такой выстрел происходит раз в секунду. За 10^-8c радиатор нагревается и потом он должен за секунду (до следующего взрыва) сбросить это тепло в окружающую среду. Если он не успеет, он будет НАКАПЛИВАТЬ тепловую энергию, температура от взрыва к взрыву будет повышаться  и, в конце концов, моя "вата" расплавится и съежится.
Чтобы этого избежать я получил неутешительные размеры экрана.
А знаете почему?
3,4 КДж/см2 это 34 МДж/м2 Так как это тепло прокачивается через радиатор за секунду, то это поток 34 МВт/м2
А теперь вспоминаем наш условный предел в 10 МВт/м2
Я его превысил в 3.4 раза!!!

То есть мой концепт РАЗВАЛИВАЕТСЯ!
 

Вот воистину! Если вы получили очень хороший результата в расчете, проверьте: вы либо ошиблись, либо чего-то не учли!

И так. Рвать 1 Мт в 2 км бублике – это слишком нагло. Дайсон рвал 1 Мт в двигателе в 10 раз большем по диаметру (в своей медной сфере 20 км в диаметре). Это значит, что плотность энергии у него была в 100 раз меньше (закон обратных квадратов).
Мне, чтобы уйти под наш условный барьер 10 МВт/м2 (тогда получатся вменяемые параметры радиатора) нужно в 4 раза снизить плотность потока. То есть увеличить диаметр бублика в 2 раза. А это влечет за собой массу изменений. Наш город оказывается в более длинной трубе (не 6 км а 12), а диаметр трубы  уменьшится в 1.41 раза (Всего 45 метров!). В силу этого отношение поверхности тора к его объему тоже возрастет. И мое радостное восклицание, что у нас более 9 т/м2 радиационной защиты из тормозного топлива тоже отпадает. Теперь у нас  6.62 т/м2
То есть мы выбрали почти весь запас по радиационной броне (5 т/м2).
А жаль.
Да и цепи из бомб оказываются в сечении МЕНЬШЕ. А рвущая нагрузка на цепи ведь осталась та же.
Я раскатывал губу посчитать уменьшенную версию корабля. Теперь ясно, что выбранный размерчик взрыволета, если и срастется, то будет МИНИМАЛЬНО возможным.
Чего, кстати, и следовало ожидать.
Давно считаю разные звездолеты и уже чую носом реальные и нереальные параметры. Слишком хорош был предыдущий расчет!

[alex_semenov]

ЗЫ. Поглядел, правильно, Стефана-Больцмана закон,
 

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямопропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:
P = SεσT⁴,

Четвертая степень от температуры- звучит очень заманчиво.

Звучит заманчиво. Но я всю эту заманчивость уже выгреб.
Я от температуры и считал поверхность экрана. И именно по Стефану-Больцману.
Но температура радиатора не может быть выше температуры плавления его металла. А вообще лучше чтобы 2/3 от нее. Тогда металл все еще может держать нагрузки. Именно из 2/3 для тугоплавкого вольфрама я и получил огромный по площади радиатор даже положив, что его волосяная структура имеет площадь рассеивания в 3 раза большую, чем аналогичный плоский.
Вернитесь и посмотрите мои рассуждения.

Тепловая нагрузка на конструкцию двигателя – главный ограничивающий удельную мощность (и в конечном итоге ускорение) фактор.
Это термодинамика. Это ФУНДАМЕНТАЛЬНО. Это НИКОГДА не будет работать иначе.
Это НИКОГДА не позволит никакой супер-пупер цивилизации иметь компактный экономичный и мощный (быстро разгоняющийся) летательный аппарат.
Какие бы супер-волшебные источники энергии, нам в будущем природа не подарила.
Например вот эта уважаемая всеми воинствующими дураками  хрень...



...судя по габаритам светящихся у нее радиаторов, если и будет разгоняться до скорости света на какой-нибудь супер-пупер анти-глю-материи, то будет делать это лет 1000, если не больше...
 

[alex_semenov]

Именно из 2/3 для тугоплавкого вольфрама я и получил огромный по площади радиатор даже положив, что его волосяная структура имеет площадь рассеивания в 3 раза большую, чем аналогичный плоский.

волосатый радиатор в космосе не работает, это обсуждалось в теме "тактика космической экспансии"

Почему?
 
Можно кратко? Или дайте на худой конец ссылку где искать ответ.
Я опираюсь на оценки по капельным радиаторам в этой работе:

http://path-2.narod.ru/02/03/kr1.pdf

[alex_semenov]

Но, если не хотим увеличивать площадь \диаметр тора- то ведь мы можем эти дополнительные радиаторы установить где угодно, и нужной нам площади, нет? А тепло от зоны взрывов можем отводить в эти дополнительные радиаторы с помощью теплоносителя. По трубам. Не такая и сложная конструкция вроде как.

Прелесть "ватного" радиатора в том что он прост и очень эффективен.  Если вы начнете что-то перекачивать – концепту конец. Мало того что это сумасшедшая масса и сложность (ниже надежность), теплоноситель, который вы будете перекачивать не может быть тысячи градусов. А значит увеличивается площадь того, другого радиатора в ЧЕТВЕРТОЙ степени от понижения температуры поверхности радиатора.
 

Все лучше, чем диаметр тора увеличивать, против первоначально желательного. И тепла того- против того, что может рассеять пассивный радиатор- не так и много, всего в 3,5 раза больше, делов то... ?

Не лучше. Я не считал, но насколько я могу судить мидель (подставленная под вспышку взрыва) часть тора в итоге не сильно увеличится. Кроме того  тут есть такой параметр как эффективная плотность топлива. То есть тонн/м3 в каждом заряде. Она и определяет внешний диаметр тора по сути. "Топливный бак" Я закладывал 1 т/м3. Но это явно мало. Реальность будет раз в 5 лучше. Так что можно попробовать срастить концепт тут.
Но все равно все запасы уже выбраны.
Нужен более точный расчет и учет всех нюансов.

[alex_semenov]

По поводу капельных и "волосатых" радиаторов.
"Микро-волоски" дают эффект и в случае радиационного радиатора, но он в другом.
Эффективность радиационного радиатора – вещь сложная.
Во-первых вам нужно иметь излучательную способность поверхности как можно выше.
У графита она близкая к 1. Именно и из-за пористости (волосатости) своей поверхности. Графит и температуру держит хорошо. Но графит плохой проводник тепла. А у нас тепло выделяется внутри радиатора и оно должно быстро добраться до поверхности. Значит нужен металл. И очень тонкий.
Металлы чем плохи? У них излучательная способность ~ 1-k, где k- их отражательная способность. То есть ~0.1. Но это лечится, приданием поверхности металла шераховатой поверхности, нанесение спец. окислов. "Воронение". Приблизив  "черноту" поверхности к черноте графита. Я думаю 0.75 получить можно.
Далее.
Масса радиатора зависит от конструкции, а эффективность от площади. Поэтому идеально сделать у радиационного радиатора отношение площади к массе как можно БОЛЬШЕ. Если радиатор состоит из тонких нитей (и как вариант – капель ) мы можем получить чудовищную площадь поверхности при сколь угодно малой массе.
Эффективность разумеется возрастает в разы, десятки раз...
Но тут возникает другая тонкость. Поверхности (будучи неровными) диффузно рассеивают излучаемое тепло во все стороны. И греют друг друга.
То есть все то кошмарное увеличение площади излучения, что мы добились сделав радиатор из тонких переплетенных нитей, все равно съедается взаимным влиянием.
Хотя увеличивая расстояние между нитями (распушая нашу вату) мы уменьшим взаимное влияние нитей.
При этом надо понимать, что разная длинна волны будет отражаться по-разному и зная температуру, спектральный пик... кое-что можно намутить.
В общем ситуация сложная.
Каков будет итог?
Я не знаю как оценить эквивалентную площадь излучения. Поэтому я взял ближайшую оценку для капельных радиаторов. Она дает 3-х кратный выигрыш по сравнению с плоским радиатором эквивалентной площади. Вполне разумная оценка.
Так плоские шестилопостные радиаторы радиоизотопных источников на КА тоже взаимно освещают друг друга, но все равно итог получается луче, чем у четырехлопостных.

Другая идея (что мне нравится все больше и больше) многослойный регулярные структуры типа "жалюзи".... Игра может быть на том, что разные стороны радиатора будут иметь разные свойства. Тыльная – черная (излучательность близкая к 1) а лобовая наоборот зеркальная (излучательность близкая к 0).
Но я пока об этом только думаю...

В любом случае нельзя от радиаторов ждать большего чем они могут дать.
Если они горят - надо отодвигать тор от точки взрыва. Закон обратных квадратов - это главный защитник корабля от дурной мощности его двигателя.

Еще одна фича. Надо снижать паразитное излучение взрыва. Я посчитал 20%.
Но может можно сделать 10% (ниже  - я очень сомневаюсь).

Кстати, еще одна идея. Если нельзя снизить паразитку вообще, то может можно сделать на сфере разлета от взрыве "теневое кольцо"  которое как раз наловится на мидель корабля?
Очень заманчивая идея.
Но опасная.
Если бомба в момент взрыва ориентирована не так?
Хотя, взрыв все равно наверняка надо попробовать профилировать. Для увеличения эффективности отражателя.

[alex_semenov]

Кстати, еще одна идея. Если нельзя снизить паразитку вообще, то может можно сделать на сфере разлета от взрыве "теневое кольцо"  которое как раз наловится на мидель корабля?

От он бланкет и вылез. Без бланкетометов не выходит концепт. Тот самый снежинский поток жидкого натрия навстречу взрыву. Только не надо всю сферу защищать, а только колечко.

Ганс, да не хочу я ничего еще и распылят. Я и так слишком много распыляю в самом ядерном заряде. Инертная масса там на пределе допустимого.

Кстати профилированная бомба как раз и есть у орионоложцев. Там бланкет при взрыве закрывает плиту от прямого нейтронно-гаммового удара. И если бомба не так сорентирована - копец плите.

Про профилированный заряд я в курсе.  Но про конец плиты – это вы взяли лишку.
Проблема о которой мы говорим – это проблема удельной мощности. Она кстати никаким боком к импульсности системы. Мы должны рассеивать ~10 Мватт с метра квадратного двигателя, повернутого к кораблю.
Если мы не в силах с этим справится, то придется реже взрывать. То есть растягивать время разгона. Я ведь собрался разогнать корабль до ~0.02с  меньше чем за два года. Видимо придется растягивать этот срок...

Еще. Если бомба взорвется не так у орионоложцев, то ничего страшного не произойдет.
Просто щит получит большую дозу энергии. Все что им надо – задержать следующую бомбу. Подождать пока система сольет лишнее тепло в космос и продолжать дальше.

Плазма заряженная все равно будет остаточно светить на тор. так что радиатор все равно нужен.

Понятно что нужны. Но вопрос в том какие?

[alex_semenov]

у вас не достигается тепловой баланс. процесс динамический в рамках отдельного импульса.

Я считаю просто. За 10 нс экран получает дозу энергии. Вспыхивает и до конца секунды сливает полученную энергию. Разумеется, всю он не сольет. По мере остывания он будет сливать все меньше и меньше (пропорционально 4-й степени температуры). А тут следующий взрыв. Следующий... Каждый раз радиатор будет успевать остыть до меньшей температуры и запасать все больше и больше не слитой энергии.
Но сливать энергию такой "переполненный" радиатор будет быстрей и быстрей. Опять же в четвертой степени.
Очень быстро будет достигнута точка равновесия. Рабочая температура экрана будет колебаться вокруг некой средней.
Вспышка (температура поднялась) и сползла, опять вспышка,...

а значит масса будет играть свою роль тоже. зря вы пытаетесь от неё избавиться, тем более весьма сомнительным методом.

Не вижу причины повышать массу экрана (кроме как бланкета для радиации). Скорость рассеивания зависит только от температуры и площади.

пущай будет монолитный экран, покрытый слоями металла, большую выгоду вы сможете извлечь, если плоские металлические поверхности будут смотреть на эпицентр под углом.

А что это даст? Вы выше говорили об отражении. Но ни гамма ни нейтроны в таком зеркале, насколько мне известно, заметно отражаться не будут. Хотите этого или нет, но для них экран – бланкет хоть ты тресни.
Или я не учитываю какой-нибудь интересный эффект?

тепло это можно использовать. для выплавления топливных мишеней и даже для освещения жилых отсеков.

Честно говоря, не нравится мен идея возится с рекуперацией этой энергии. Дороже в итоге все выйдет.

однако есть проблемы. абляция. вы уже подсчитали, как быстро будет аблировать ваш экран?

Честно говоря – нет. Я даже методики подсчета под рукой не имею. Имею только концы для поиска. У вас есть? Не поделитесь?

плюс термоэлектронная эмиссия. экран будет заряжаться положительно, что ускорит его абляцию (вслед за электронами экран начнут охотнее покидать положительно заряженные ионы). вольфрам здесь сомнителен

Да. Я об этом уже думал. И я знаю что это один из способов качать энергию напрямую из радиации. Но не думаю, что более 1-5% так можно выкачать. Тоже хорошо бы сделать оценки. Насколько эффект интересен или важен?
Если я буду использовать не хаотичный радиатор, а регулярный, то термоэмиссионный ток – еще один плюс в его (регулярного радиатора) пользу.

Сплошной массивный радиатор нет смысла ставить потому что именно это и приведет к огромной абляции. Еще раз. Огромная энергия поступает в короткий промежуток времени. Поэтому на поверхности у такого экрана будет "густо" (плазма), а уже на глубине 0.1мм "пусто" (холодно, так как тепло передается лишь со скоростью звука в данной среде). Фактически на поверхности происходит взрыв...
Если у вас 3 КДж/см2 то это ...0.3 грамма тротила на сантиметр квадратный.
Но если проникающее излучение прошивает 1000 тонких листов фольги из того же вольфрама по 0.001мм, то в каждом оно оставляет только часть своей энергии (хотя в конце будет так называемый "пик Брегге"). Притом в толще каждой фольги более-менее равномерно (по толщине листа). Так как лист тонкий, эта энергия быстро равномерно распределяется по листу и заставляет его светиться уже тепловым светом.

[alex_semenov]

Почему упорно игнорируете термоэлектронный эффект между двигателем и радиатором.  Это позволит уменьшить массу радиаторов. Я предлагал это ещё на Фениксе. КПД там 10%, но обещают поднять до 40%

За 40% придется запалтить гигантским радиатором. Ведь эффективность этой штуки описывается той же формулой Карно!

[alex_semenov]

О получении электрической энергии на борту.
я прикинул.
у нас на борту 10 000 человек.
Сколько на каждого приходится энергии?
Считается, что на Земле наступит рай если на каждого жителя будет по 25 Квт (в США сейчас 13 КВт, Россия, кажется, 4-5 Квт).
То есть потребности города - 250 МВт...

Теперь считаем "паразитку" от взрывов. Я беру те же 20% и получаю  16 МВт/м2 (опять много!!!)
Площадь двигателя (или экрана). Это мидель. Видимая из эпицентра часть корабля. Собственно бублик.
Я до сих пор не определился с малым диаметром тора, так как наружный диаметр сильно зависит от плотности топлива. Ну, возьмем 100 м. Тогда упрощенно мидель это длина окружности на диаметр пи()*4000*100=1 256 637 м2 И на каждый м2 поступает по 16 МВт тепла. Это 2,092E+13 Ватт. (Кстати мощность всей нашей цивилизации 15E+13Ватт).
Это в 83 680 раз больше, чем нужно нашему городу.
В принципе мы могли бы снимать мизерный процент и нам хватило бы на все, но главный вопрос – куда девать остальное "богатство"?

[alex_semenov]

только в случае установления теплового равновесия. а у вас это не так

Я что-то не понял. А как его у меня может не быть?
На экран поступает энергия E в виде нейтрального излучения. Количество излучаемой энергии Q. Если у меня E<>Q, то куда же может деваться энергия?
Равновесие у меня должно возникнуть автоматически.
Если у меня накапливает где-то тепло, возрастает температура. Возрастает температура  - в четвертой степени увеличивается отток энергии через излучение. Баланс устанавливается автоматически, если температура не превышает температуру плавления.

1. некоторые материалы отражают нейтроны
2. нафиг нейтроны. даёшь годную т/я-реакцию!
3. отражение гамма также зависит от угла, хоть и отражается оно совсем плохо
4. очень много паразитного рентгена (а не гамма), который уже вполне отражабелен металлом на острых углах падения

Допустим. Но количественные оценки можно сделать?
А вдруг все это будет ноль-ноль-дым процентов? Тогда нет никакого смысла в острых углах.
Пока я вижу одну причину для острого угла – увеличение площади радиатора.

да ну, с высокой долей вероятности рентген и гамма пойдут вглубь металла
причём для защиты от абляции лучше иметь совсем прозрачную для рентгена и гамма плёнку

Такие пленки (типа полиэтилена?) имеют крайне низкую температуру плавления.
Но самое главное – в чем превосходство сплошного толстого экрана перед многослойного пластинчатого той же удельной плотности кг/см2?

[alex_semenov]

Тоесть, я о чем- изначально проектируем все максимально открытым и максимально некомпактным, наибольшей площади, "растянутым", и используем это все как радиаторы.  ИМХО, здесь можно выиграть очень много, хотя конечно внешний вид наверняка получится очень непривычный, совсем не такой, как на иллюстрациях к фантастике, где корабли похожи на саморлеты или дирижабли. Вот в том и беда, что все привыкли думать этими стереотипами с картинок фантазийных.

Прикольно конечно, но боюсь все это нас не спасет.

Вообще говоря, проблема избавления от паразитного тепла в космосе – проблема N1.
Вот посмотрите.



Это "Прометей".  60 грамм тяги при УИ 7000 с (70 км/с). Реактор – манюханький. Да и турбина (превращающая 40% энергии в электричество) тоже с гулькин нос. Но какие огромные радиаторы! Они сбрасывают остальные 60%. Если бы вы попытались взять 50% (можтете посчитать) крылья радиаторов выросли бы во много раз! Масса самой легкой конструкции не окупила бы такой прирост эффективности.

Возвращаемся к нашей системе.
Весь ее дизайн и был рассчитан на то, что у нас нет бесполезных самостоятельных элементов. Корпус звездолета он же двигатель он же топливный бак.
Все и так имеет двойное применение. Те же бомбы (топливо). Они же радиационная броня. Они же силовой каркас.

Что с экран-радиатором.

Смотрите. У вас есть два радиатора одинаковой площади. У одного температура радиатора ~ 300 К а у второго ~ 3000 К. Но так как по Стефану-Больцману мощность пропорциональная 4-й степени температуры, то радиатор, который горячее в 10 раз в 10 000 раз больше сбрасывает энергии в секунду чем холодный.
Вот теперь прикиньте.
Я вожусь с радиатором, которые немал и имеет ту саму температуру ~ 3000 К. И мне его не совсем хватает. Вы предлагаете дополнительно использовать радиаторы из подручных средств. Как ни крути эти радиаторы будут "холодными". Ну 400 К (~100 С) ну 500 К...
Для того чтобы их использование стало заметным облегчением для основного разиатора нам нужно иметь площадь этих радиаторов в ~ 10 000 раз большую. Не меньше чем в 1000 раз.
Красота – бог с ней. Но прикинете размер всей это халабуды!
И это при том, что наша система разгоняется хоть и слабыми, но толчками!

Нет. Тут ситуация в следующем.
Либо делать бомбы более чистыми (паразитку снижать с 20% до 10% и ниже) на худой конец профилировать взрыв так чтобы возникала кольцевая тень.
Либо снижать тягу. Это либо реже взрывать, либо снижать мощность отдельного взрыва.
Я этого очень хотел избежать так как это растягивает период разгона.
Хотя...
Если я все же подвешу тонкий тор жилых отсеков (3 миллиона тонн) внутри более тяжелого топливного тора (~70 миллионов тонн на старте и 11 миллионов в пути) и избавлю пассажиров от всяких признаков толчков, то какая разница сколько разгоняется корабль? 2 года или 20? Если ему все равно лететь 250-1000 лет до цели?

[alex_semenov]

Не знаю, правильно ли вы посчитали... 20% от мощности всего взрыва, уловленные в виде тепла кольцом, которое и 20% сферы вокруг эпицентра взрывов не занимает(на глаз, могу и ошибатся, но похоже). Где-то выздесь сильно ошиблись вроде...

Гм... да вроде нет...
Считайте сами.
Одна мегатонна это  4,184E+15 Дж. Так как мы подрываем 1 бомбу в минуту то и сырая тепловая мощность нашего двигателя та же 4,184E+15  Ватт (400 ТВт).
Взрыв происходит на расстоянии 2000 м от тора. Это радиус сферы.
Значит вся ее поверхность 4*пи()*2000*2000 =50265482.
То есть вся выделившаяся во взрыве энергия дает на поверхности этой сферы 83 238 035 Ватт/м2
Но мы получаем лишь 0.2 от этой части то есть 16 647 607 Ватт/м2

Теперь считаем мидель экрана. Ширина его 100 м а длина 2*пи()*2000.
Общая площадь экрана 1256637 м.
Умножаем ее на плотность паразитной энергии и получаем общую паразитную мощность на наш тор.

2,092E+13 Ватт

Далее- как вы считаете- так считать нельзя в принципе. Что у вас 10 000 чел, это я молчу пока, это отдельную тему делать нужно, ибо фантастика, но ладно, пока не важно.

Я считаю эту мощность неверно. Но я правильно неверно ее считаю.
Вот тут...
http://www.nas.nasa.gov/Services/Education/SpaceSettlement/75SummerStudy/Chapt5.html

есть расчеты более детальные. Для стендфордского тона на 10 000 человек.
И смотрите таблицу:
TABLE 5-8.- RADIATORS FOR PROCESS COOLING

Это выбрасываемая наружу из колонии энергия. Вырабатываемая в колонии энергия практически полностью равна сбрасываемой.
Смотрите тотал: 127.2 МВт.
У меня 250 Мвт. То есть я взял с большим запасом. Но порядок сохраняется. Это едва заметные крохи по сравнению с энергией, циркулирующей в двигателе.

Ваша попытка посчитать всю падающую на "родючи полтавськи жнива" солнечную энергию должна учитывать что заметная ее часть опять отражается в космос.
Так что у меня все верно в пределах "лаптя".