Двигатель для межзвёздных перелётов

[MenFrame]

Речь идет о Дизелях.

В дизелях также идет медленное горение, которое регулируется скоростью впрыска топлива и скоростью его испарения...

[elind]

Когда почти год назад я увидел эту формулу:

я в ней уловил сходу одно: T₁ - в третей степени (мне понятно почему, наше знакомство с Elind здесь и началось по-сути с этого при разговоре о КВС-гравицапе).  Свет идет сквозь толщу преграды крутым фронтом (этим и отличается нелинейный лучевой теплоперенос от линейного, насколько я могу судить) и время  прохода фронта через преграду толщиной l грубо получается:

А мои влажные юношеские ожидания выше, утверждают что время разгона этой самой преграды давлением запертого света:

Надеяться на чудо (что энергия света большей частью уйдет в импульс материи) можно только, если t2 < t1. И желательно в разы! И если (если! но не факт!) все остальные параметры в расчетах "статичны" (слабо зависят от температуры фотонного газа), то получается что подняв температуру газа в n раз, мы и улучшим для себя соотношение времени в n раз. Но даст ли это пользу - зависит от абсолютных значений сравниваемых параметров.
В этом была надежда и неопределенность (она же сохранилась).

Вот тут всё верно - но для абстрактного случая, не связанных параметров, т. е. разгон оболочки массой m до скорости v давлением света температурой T на пути l, когда меняем только T, а все остальные остаются константами.

Во-первых это противоречит уже двум имеющимся у меня простым моделям. Прошлогодней от Elind и еще более древней от AlexAV. Насколько  я могу судить, там получается все наоборот. Выше температура (у Elind - плотность) - выше потери.
Но (возможно я и не прав, каюсь заранее) все эти модели - сферический конь в вакууме.
Достаточно грубы.

Модели, может, и грубы, но противоположные результаты давать не должны.
Тут фокус в том, что для бомбы m v T и l - параметры связанные, и изменение одного меняет и другие.Для изменения Т есть два пути:
1) Увеличить энергию бомбы, не меняя её размер;
2) Уменьшить размер бомбы, не меняя её энергию.
В первом случае чтобы поднять температуру излучения в х раз, требуется увеличить энергию заряда в х⁴, тогда время разгона до скорости v упадёт в х⁴ раз, а время прохождения тепловой волны - только в х³ раз.
Но.
Поскольку энергия устройства у нас выросла в х⁴ раз, то оболочка должна разогнаться до скорости х²v, чтобы принять ту же долю общей энергии. И время этого разгона будет в х² раз меньше первоначального случая - тогда как  время прохождения тепловой волны - всё те же х³ раз быстрее.
Второй случай - для поднятия Т в те же х раз требуется уменьшить объём в х⁴, или размер в х^4/3 раз. Тогда, при неизменной массе оболочки, её толщина возрастёт в х^8/3 раз, т. е., так же вырастет время прохождения тепловой волны - но на только же упадёт ускорение. Кроме того, путь, на котором оболочка приобретает бОльшую часть энергии порядка радиуса заряда, и тоже упадёт в х^4/3 раз, что, из формулы S=at²/2, вызовет падение эффективного времени разгона (при постоянном ускорении) в х^2/3 раз, S=vt/2 - при постоянной скорости в х^4/3 раз.
Посчитаем полностью.
Время прохождения тепловой волны уменьшится в х^3-8/3=х^1/3 раз.
Ускорение увеличится в х^4-8/3=х^4/3, время разгона, соответственно, уменьшится в х^4/3 раз - как и следовало из закона подобия.
Только во втором случае соотношение времён падает в х раз - когда при неизменной удельной калорийности увеличивается плотность заряда.
Вот тут же

рассматривается «открытый» случай, когда тепловая волна уже вышла наружу.

Подставляю все в:

Получаю:
1,7e-6*3e+8*(1,1e+8)^3/21/0,01/(2,5e+7)^3 = 206 875 м/с

Потому что там пропущен коэффициент 4. Должно быть так

Когда я писал формулу редактор, видимо, «съел» четвёрку, или она пала жертвой исправлений. Получается эта формула вот от сюда

Когда Т₁ значительно больше Т₀

[alex_semenov]

"Хотя в целом пулемет зарекомендовал себя  добротным, надежным и метким оружием, он оказался весьма чувствительным к износу деталей"

Да, я знаю. Но это - не важно. Важно, что именно он сразу вспоминается при словах Мермана "ах сколько он поставил на лица заплат!". Моя мама рассказывала как нецмцы входили в их деревню в 41-м. Как я могу судить, для них это было как, если бы к нам сейчас вторглись инопланетяне. Иная цивилизация. В чем-то похожая, гуманоидная, в чем-то нет. Но явно более развитая. Удивление, интерес и страх... Понимает? И если искать символ того "контакта цивилизаций" то вот именно в этом устройстве. "Контакт" как есть.... Что ни говори - МГ-34 машинка была ой как адекватна моменту и времени! Наши на фронте это признавали и завидовали.
Да, потом сами немцы учли огромный опыт и сделали МГ-42, мы - тоже кое-что подтянули у себя. Но это уже была другая война. На той войне, одев царские погоны, мы этих "инопланетян" все-таки одолели. Такт даванули, что в общем-то только на голом Марсе и адовой Венере и остановились, мол, что это мы из себя возомнили? Запросили "мирного сосуществования". Ага, сейчас! Сосу-ществования они захотели! Вот и сосите! Вот и сосем...

Мне очень нравится иллюстрация из книги Дайсона

Там ведь целая глава этому посвящена. Фримен Дайсон в детстве очень болел Жюль-Верном. Проектировал пушку, которую надо забросить на Луну пушкой побольше, что бы потом с Луны из этой пушки вернуться. Каково?!



"Умный г-ебенок был! Как наш Бог-ечка! Наверное из евг-ейской семи?"

Младший Дайсон литературно обыгрывает это обстоятельство в юности своего папы. Вспоминает, что папа ракеты недооценил. Считал их балаганом  по сравнению с пушкой. Только снаряды Фон-Брауна его чуть переубедили... И вот когда ему показали идею "Ориона", в нем проснулся тот самый мальчик. Он понял, что это и есть снаряд мечты его детства! Смесь ракеты с пушкой! Да еще какая удачная!!!
Поэтому это на форзац и попало.

Я так уже несколько лет смотрю на ваш график с некоторым недоумением.
1 тонна ТНТ = 4,184 ГДж;
Будем считать, что она взорвалась за 0.001 секунды.
Сколько там кг/кВт? Или кВт/кг?
Я уже давно говорил - бойтесь не физических величин. Типа КПД.

То есть вы Иван, таки не поняли ничего из моих потуг?



Не прониклись... не провсетлились...

Чтож! Переживем! И не такое переживали!

Я знаю, что вы не признаете КПД. Теперь вот энерговооруженность. Что еще? Энтропия - очень подозрительная. Явно "нефизическая величина". Нет?
А с тринитротолуолом вы поступили некрасиво Иван.
Стыдитесь.
Натянули сову на... Я понимаю что вы включили дурака. Но не настолько же?
Где в вашем примере "масса пустой ракеты"?
А где "полезная мощность ракетной струи"?

Я ведь говорю не об энерговооруженности вообще. Я предельно ясно говорю, например, об энерговооруженности конкретной ракетной системы с постоянной скоростью истечения.

Хотя, как я понял вы вообще термин энерговооруженность не считаете достойным внимания? Как и КПД ? Даже без уточнения рамок (что это такой-то КПД, а это такая-то энерговооруженность)?

А вот я без КПД просто не мыслю!
Кстати вы признаете такое деление как двигатель и движитель?

(кликните для показа/скрытия)

я просто обожаю для всех вместе и для каждого в отдельности искать то самое  КПД!

Или тоже - не физическое понятие?
 
Иван, как бы мы тут не ругались, я вас не виню. В конце концов тот же Кронекер так и не признал исчисление бесконечностей, мощность множеств  Кантора. Так и умер с уверенностью, что от Бога - натуральные числа, а все остального - от лукавого.
Так это Кантор и Кронекер! И в основании математики! А мы с вами! В технических абстракциях... Сам бог велел! Мы - Солдаты Ваилона! Не то что не генералы, даже не сержанты!


****

Вау!!!
Элинд, теперь я не писатель... теперь я читатель. И ме-е-е-е-дленный... читатель-чукча!

[Андрей Астрофизический]

alex_semenov, подскажите, а вы на Астрофоруме так активны бываете только тогда, когда ищете работу?

[alex_semenov]

alex_semenov, подскажите, а вы на Астрофоруме так активны бываете только тогда, когда ищете работу?

Я бы сказал наоборот. А что - хотите предложить? 
В общем-то моя активность - явление сезонное. Как у женщин там бывает... Но только периоды, я еще не выяснил... Скорей стахостический аттрактор... Типа климакса ...

[LV46]

Импульс сохраняется, а скорость снижается.

Так не бывает, потому что импульс это р = m*v. Если снижается скорость, то снижается и импульс. (Либо должна расти масса, чтобы сохранить импульс )

Поэтому если мы хотим что бы плита начала двигаться всего лишь со скоростью 30 м/с, нам нужно что бы ее масса была... 834 000 кг.

А еще нам надо эту плиту остановить и вернуть назад до следующего взрыва. Или вы думаете, она сама туда вернется? А для этого придется выполнить работу по перемещению восемьсот тонн за конечное время t (допустим 100 секунд как было сказано, для охлаждения плиты). Откуда дровишки, энергия на перемещение обратно? Может с другой стороны еще одну бомбу взорвать?

Топите идею.

Это не я. Она сама.

Сколько тысяч там обороты турбонасоса? Посмотрите какая АКУСТИЧЕСКАЯ вибрация!

Поэтому этот двигатель работает 5 минут отсилы, а потом отбрасывается вместе со ступенью. Даже если считать его многоразовым, при 20 запусках получим 100 минут работы.

Плита - это инерцоид.

Неизвестно, что вы подразумеваете под этим словом. Если вот это:
Инерцоиды
То очень странно, что про инерциоды в статье написано так:

Возможность создания такого движителя отрицается современной наукой из-за противоречия закону сохранения импульса.

"Амортизаторы" - накопители энергии. Сжимаются поршни - накапливают энергию. Разжимаются - отдают.

Дак, я про это и говорю. Этим самым амортизаторам надо остановить плиту массой 800 000 кг и вернуть её обратно к месту взрыва.

[Yuri]

Дак, я про это и говорю. Этим самым амортизаторам надо остановить плиту массой 800 000 кг и вернуть её обратно к месту взрыва.

(тихо так) точно обратно к месту взрыва? а может там, кораблик протолкнуть вперед? мнда... 

[crazy_terraformer]

Мне вот интересно - из какого материала должны быть сделаны стропы и купол тягового парашюта межзвёздной Медузы? Что-то типа углеродных или борнитридных нанотрубок?
Бора нитрид прозрачен в видимом диапазоне, возможно это будет играть большую роль, чем температура плавления, которая у него меньше на 600 K таковой у углерода.

Импульс сохраняется, а скорость снижается.

Так не бывает, потому что импульс это р = m*v. Если снижается скорость, то снижается и импульс. (Либо должна расти масса, чтобы сохранить импульс )

p=mV=Mv
m<Μ
V>v
Плазма лёгонькая, но скорость её большая!
А плита, амортизаторы и весь остальной корабль - очень тяжёленькие, поэтому приращение скорости от плазменного хлопка будет небольшим всего-то каких-то 30м/с за 3 секунды, наверно можно и уменьшить это значение.

Тащем-та типа того.

А еще нам надо эту плиту остановить и вернуть назад до следующего взрыва. Или вы думаете, она сама туда вернется? А для этого придется выполнить работу по перемещению восемьсот тонн за конечное время t (допустим 100 секунд как было сказано, для охлаждения плиты). Откуда дровишки, энергия на перемещение обратно? Может с другой стороны еще одну бомбу взорвать?

Корабль, Амортизатор и Плита - это колебательная система, типа маятника или груза с пружиной. Энергия для возврата запасается при сжатии газа(пневматический амортизатор), пружин или в виде электромагнитной энергии в соленоидах и конденсаторах. У Медузы в виде энергии механической энергии растянутых строп, которые возвращаются в исходное состояние под действием силы упругости.

"Амортизаторы" - накопители энергии. Сжимаются поршни - накапливают энергию. Разжимаются - отдают.

Дак, я про это и говорю. Этим самым амортизаторам надо остановить плиту массой 800 000 кг и вернуть её обратно к месту взрыва.

Амортизаторы сравнимы по массе с плитой, и тащем-та назад они её не возвращают, а двигают корабль вперёд относительно неё согласно закону сохранения импульса.

[petrovich1964]

Амортизаторы сравнимы по массе с плитой

А это обязательно так? Рессоры у машины явно легче автомобиля.

[LV46]

Дак, я про это и говорю. Этим самым амортизаторам надо остановить плиту массой 800 000 кг и вернуть её обратно к месту взрыва.

(тихо так) точно обратно к месту взрыва? а может там, кораблик протолкнуть вперед? мнда... 

Это одно и тоже. "Кораблик протолкнуть вперед" означает, что кораблик оттолкнет назад плиту с той же силой. Третий закон Ньютона.

Амортизаторы сравнимы по массе с плитой, и тащем-та назад они её не возвращают, а двигают корабль вперёд

Аналогично. См. выше.

[Иван Моисеев]

Не прониклись... не провсетлились...

Чтож! Переживем! И не такое переживали!

Я знаю, что вы не признаете КПД. Теперь вот энерговооруженность. Что еще? Энтропия - очень подозрительная. Явно "нефизическая величина". Нет?
А с тринитротолуолом вы поступили некрасиво Иван.
Стыдитесь.
Натянули сову на... Я понимаю что вы включили дурака. Но не настолько же?
Где в вашем примере "масса пустой ракеты"?
А где "полезная мощность ракетной струи"?

Я ведь говорю не об энерговооруженности вообще. Я предельно ясно говорю, например, об энерговооруженности конкретной ракетной системы с постоянной скоростью истечения.

Хотя, как я понял вы вообще термин энерговооруженность не считаете достойным внимания? Как и КПД ? Даже без уточнения рамок (что это такой-то КПД, а это такая-то энерговооруженность)?

Когда я был студентом, я купил одну книжку в бумажной обертке, а в этой книжке громили энтропию - мол, физсмысыла не имеет. И уж  очень мне та книжка понравилась, особенно ввиду того, что экзамен мне по энтропии на следующий день сдавать..
Это философия. Надо боеголовку из точки А доставить в точку Б. И зачем здесь КПД, энтропии, энерговооруженности?
Бери логарифмичекую линейку и считай, а энерговоруженностью пусть замполиты занимаются.

[LV46]

Осталось только представить, как, раз в 100 секунд (здесь такие цифры назывались) эта самая плита 800 тонн будет на скорости 30 м/с "бУхать" по кораблю. Отсюда был мой первый вопрос: сколько продержится такая система (в том числе пресловутых амортизаторов) и сам корабль при таком режиме эксплуатации. Задумайтесь.

[Проходящий Кот]

Это ещё 60 лет назад посчитали американцы.
Скучно.

[6th Book]

Это ещё 60 лет назад посчитали американцы.
Скучно.

Это когда Советский Союз уже запустил Луну 1?
Считать можно что угодно, результат-то какой? Орион взлетел?

[Mercury127]

Поскольку в ближайшие лет сто ничего нового и/или полезного по теме не появится, считаю возможным предложить ее заморозить...

[Проходящий Кот]

Сроки с какого потолка?

[leon10010]

Энергия для возврата запасается при сжатии газа(пневматический амортизатор), пружин или в виде электромагнитной энергии в соленоидах и конденсаторах.

Амортизаторы как бы не накапливают энергию. Они гасят её, переводя в тепло.  На то они и амортизаторы.

[Mercury127]

Сроки с какого потолка?

С того же, с какого тут зашла речь о межзвездных дизелях...

[petrovich1964]

Амортизаторы как бы не накапливают энергию. Они гасят её, переводя в тепло.  На то они и амортизаторы.

Сожмём пружину. Она нагреется и больше не разожмётся?

ps
Можно рассчитать конструкцию, чтобы выдержала на весь срок эксплуатации. Более серьёзным мне кажется здоровье экипажа испытывающего постоянную качку. Как долго длятся штормы, которые выдерживают матросы? Испытывать 90 лет постоянные толчки, на пути к Проксиме? Или хотя бы пару лет на пути к Юпитеру?

[elind]

Амортизаторы как бы не накапливают энергию. Они гасят её, переводя в тепло.  На то они и амортизаторы.

Вот поэтому у взрыволёта НЕ амортизаторы, а (газовый, электромагнитный, механический, ещё какой) упругий подвес, на котором плита болтается как грузик на пружинке.
Единственный нюанс - силовая характеристика «пружины» не равномерно  возрастающая, а приблизительно линейная на рабочем участке.