Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Стоп-стоп-стоп. Я просто показал, что парус гарантированно разрушится при попытке придать ему даже скорость, характерную для АМС. А Вы говорите, что раз для межпланетных трасс он точно не пригоден, то может пригодиться на межзвёздных. Люблю неожиданные сюжетные ходы.

Боб. Послушайте. Я не хочу возвращаться к парусникам. Там мною (в том числе) так много всякого насчитано, наспорено… Блин…
Есть желание?
Вот вам мяч...

тяжелый парусник архив часть 1
тяжелый парусник архив часть 2

Это excel-табличка (в один архив не поместилась что бы положить на форуме) с расчетом, с формулами, картинками, графиками.
Материал рабочий (для себя) но "умному достаточно".

Бери и … в скач!
Там ЕСТЬ ОТВЕТЫ НА ВСЕ ВОПРОСЫ КОТОРЫЕ ВЫ ТОЛЬКО МОЖЕТЕ ПОМЫСЛИТЬ.
Все посчитано. Да, алюминий не годится. Но это не принципиально. Можно использовать бериллий.
Куда более принципиальна для идеи межзведного парусника "доплеровская аберрация".
Вот это действительно принципиально. Все остальное - технические "мелочи".

Кстати работа от Фрисби по парусу 2004-го года на английском (коль я его случайно нашел и вместо своей таблички сюда припер):

Фрисби  часть1
Фрисби часть2

Всем рекомендую! Что бы не переливали тут о лазерных парусах из пустого в порожнее в сотый раз.

[alex_semenov]

Вот они МАСЛЯННЫЕ ПАЛЬЧИКИ ВОДИТЕЛЯ-ОБОЛТУСА,

Класс!Т.е. если я нырну в картер,вылезу на палубу ,а когда рядом жахнет- металл надстроек оплавится, а я нет?

Я вам расскажу Быль ( как говорил мой отец, намекая на то что это все может быть выдумой).
Я в 1989-19891-м работал с мощным технологическим лазером "Комета-2". Мощность инфракласного луча 1.5 КВт. Диаметр луча в выходном зеркал… эм, кажется 40мм.
Невидимый.
И проходил он у нас над головой (в технологическую установку). Мы знали что руки поднимать нельзя. Там луч. Но знать одно… Однажды утром я сидел, скучал на табуретке строго под лучом и… потянулся.
Кажется, я успел сообразить раньше чем что-то почувствова. Отдернул руку.
Больше всего испугался шеф (который в это время пялился на то, что происходит в фокусе и заметил что фокус мигнул). Кстати после этого инцидента мы таки сделали ограждение (трубу). Но не это главное.
Ничего страшного не произошло.
Ожег был.
Но ожег очень необычный. Я занимался туризмом и знаю что такое ожеги. Но этот ожег был действительно странным. Идеально круглым и очень неглубоким.  Но то-о-о-нельний слой кожи ошелушился в пепел. Волосы, разумеется там выгорели начисто. Слой ожега был настолько тонкий, что я даже не помню что бы обращался к врачу. То есть прогреться моя кожа не успела. Хотя поверхность "испарилась".

Если же серьезно. Вы поймите. Взрыв в атмосфере (на дне воздушного океана) - это многоминутное светопредставление. То есть яркий огненный шар горит много секунд к ряду и вас поджаривает на протяжении длительного времени. Это не сама бомба. Бомба блымнула и … А вот окружающая атмосфера этот всплеск поглотила и начинает светиться (в том числе и в видимом спектре), клубиться и корчиться, рассеивая выделенную энергию поджаривая все и вся чуть ли не минутами. Тут масло не поможет.
В космосе же (вакууме) ядерный взрыв  как фотовспышка. Надо попробовать оценить его длительность. Я теперь знаю простой и красивый способ. Раньше я считал неверно.
Но возвращаясь к вам.
Вам на Земле масло не поможет. А в космосе… попробуйте!

Это легенда. Презентация Уайтхеда была в 66-м ,за три года до публикации "20 тыс.лье".А в 68-м Австро-Венгерский ВМФ уже разместил заказ на его изделия.

Жаль что легенда.
Красивая легенда.
Хотя конечно, почти все красивые легенды - легенды. Про пятерню на сфере - наверное тоже. Но про ожег лазером - было на самом деле!

[alex_semenov]

Машинное масло и Галактика......

Против Галактики.)

Да, опять сплошной стимпанк! Вернее дизельпанк.
Когда я впервой раз где-то (не помню где) про этот oil, смачивающий толкающую пластину, прочел, меня тоже эта мысль как-то "резанула". Масло? Может бензин? Керосин? Нефть? (у них все это Oil) Причем тут масло? Почему масло то?!!!
Допотопщина какая-то. Кустарщина, ей богу! Мало что шатунно-кривошипные амортизаторы там как у парового молота, так еще и масло на толкающей пластине…  Как-то не вяжется это с передовыми технологиями… Я поэтому и запомнил эту деталь так хорошо.

[alex_semenov]

Александр, я помню Вы считали защиту на магнитное зеркало от гаммы. Там ещё была вольфрамовая вата. А маслице "от загара" на гамму не подойдёт? Понятно, что любая абляция - потеря импульса, но как вариант защиты тора?

Может быть. Но тор умер не столько по этой причине (мол простой терморассеивающий щит не выдерживает) сколько по причине невозможности перекачать 80/20 (рентген/плазма) в 20/80. Даже если и получится от рентгена закрыться, все равно остается проблема недостаточного УИ (итоговой скорости истечения). Нельзя сказать что вопрос окончательно и бесповоротно закрыт. Но сумма трудностей его потянула на дно.
И самое последнее. Бублик на 10 000 чел. конечно красиво. Но я же всякий проект вписываю в некий вариант "воображаемого будущего" (помните в ПНС у Стругацких?). А то воображаемое будущее, в которое его можно вписать (в которое я изначально вписывал) как-то последнее время совсем... эм... помутнело и превратилось в зыбкое, едва различимое марево...




На самом деле мы две страници назад этот проект вспоминали и Курилов уже предложил свои модернизации "экрана Шпагина" (вату мы забраковали еще тогда).  Можно ли совместить с абляцией? Ну как крайний вариант. Но главная проблема там другая. Как выжать скорость истечения плазмы? В этом - камень предкновения. А все остальное - уже рюшечки.

[alex_semenov]

Мы наш дизельпанк с моторным маслом не закончили.
Сколько же его надо для каждой бомбы?
Массу порции абляционного материала можно  оценить так:



\ро - плотность масла 910 кг/м3
D - диаметр толкающей плиты. Он может быть разным от 40 до 400 метров. Возьмем 100м
\Чи (кси?) -  температуропроводность масла 7,38E-08 м2/с.

Осталось выяснить длительность \тау удара рентгеном  по пластине.
То есть, надо оценить как долго происходит в космосе "фотовспышка" ядерного взрыва.
Неплохо было бы сравнить с данными экспериментов или оценками спецов.
Но я думаю мы могли бы и сами сделать простенькую оценку (детальная нам и не нужна).
И так, как оценить длительность вспышки?

Я рассмотрел три эм… (даже моделями это стыдно называть).

Общие условия для всех.
Концентрация вещества в бомбе порядка 10^22 атомов на см3. Эта материя начинает разлетаться и я оценил на глаз (оспаривайте!) что плазма 10^16 атомов на см3 уже прозрачна и вспышка в этот момент можно считать потухла. То есть первоначальный заряд прежде чем потухнет, должен  увеличить свой объем в 10^6 раз. То есть диаметр первоначальной сферы должен увеличиться в 100 раз (корень кубический из объема).
Примем заряд как сферу радиусом 0.5м. Тогда шар "потухшей" плазмы имеет радиус 50 метров. Как быстро исходные 0.5м  расширятся до R= 50 м?
Есть три варианта
 
Первый.
Самый простой. Нам известно, что плазма взрыва разлетается от центра взрыва РАДИАЛЬНО со скоростью порядка 1000 км/с. Отсюда:



при v=1000 км/с  получаем 0,00005c или 50 мкс.
Но это слишком примитивный (что не порок) и оптимистичный (а это уже порок!) подход.  В начальный момент все атомы плазмы не выстреливают от центра с такой скоростью. Сначала они находятся в хаотическом движении. А раз так, возникает идея номер два.

Второй подход.
Раз атомы хаотично блуждают внутри условной сферы, то и давайте рассматривать процесс как случайное блуждание. То есть скорость расширения границы условной сферы из атомов (верней ионов и электронов) будет корнем квадратным из скорости самих частиц:



Такой подход дает скорость разлета условной границы … 1 км/с (подозрительно мало!) и время вспышки подозрительно много: 0,05 с, 50 000 мкс!
Или все же это верная оценка?

Третий подход.
Давайте рассматривать процесс сферического разлета празмы как процесс ускорения условной границы. В начале (пока граница была 0.5м) там был хаос и условная граница не двигалась. Но по мере расширения шара его условная граница постепенно ускорялась и к моменту достижения R уже  двигалась со скоростью частиц 1000 км/с.
Каков характер ускорения? Он наверняка сложный.
Если бы условный фронт ускорялся линейно то мы получили бы оценку тау:



всего лишь удвоенный вариант первого подхода. 0,0001c или 100 мкс 
Но реальность наверняка иная, будет одно из двух:

а) Либо в начале ускорение было большим, а потом затухало (что скорей всего и было)
б) В начале ускорение было небольшим, а потом начало нарастать (с чего бы это? Не инфляционная же вселенная! ).

Вариатн б вряд ли имел место. Значит был a. Но такой вариант наверняка протекал куда быстрей чем линейное ускорение (это можно понять построив графики всех трех процессов в координатах v(t) и понять что площадь процесса a) (а это R) всегда будет больше чем под линейным графиком).
То есть линейную оценку тау можно взят как вариант "не больше чем".



Интересно, насколько далеко мои умствования  увели меня от истины?

Кстати, если я прав, то для пластины 100 м в диаметре нужно чуть меньше 20 кг моторного масла.
Если верна вторая модель (тау =0.05с) то нужно 435 килограмм. Учитывая что сама бомба весит, скажем 1 тонну, вопрос о длительности ядерной вспышки в космосе  очень даже принципиальный.

[alex_semenov]

Тема плавно перетекает в лёгкий стёб

Сама по себе тема никуда не может течь. Ее течение определяют люди.

Она из него и не перетекала. Нетути таких движителей, и сварганить их ну никак не возможно, хоть убейся об стол - вот и весь сказ.

— Голубчики, — сказал Фёдор Симеонович озабоченно, разобравшись в почерках. — Это же проблема Бен Бецалеля. Калиостро же доказал, что она не имеет решения.
— Мы сами знаем, что она не имеет решения, — сказал Хунта, немедленно ощетиниваясь. — Мы хотим знать, как её решать.
— Как-то странно ты рассуждаешь, Кристо… Как же искать решение, когда его нет? Бессмыслица какая-то…
— Извини, Теодор, но это ты очень странно рассуждаешь. Бессмыслица — искать решение, если оно и так есть. Речь идёт о том, как поступать с задачей, которая решения не имеет. Это глубоко принципиальный вопрос…
 

[alex_semenov]

Кстати, когда я равзил расчёты ув. Семёнова оптимального УИ, я обнаружил, что идеальный энергетически УИ - переменный, причём такой, что в каждый момент времени
u(t) = v(t)
Тогда необходимое массовое число для изменения скорости ракеты с v1 до v2 становится равно
m1 / m2 = v2 / v1
Т.е. при старте УИ должен быть маленьким, но при этом - расход массы должен быть большим. Мощность - постоянна. По мере разгона расход массы пропорционально падает, а скорость истечения - пропорционально растёт. Такой должна быть идеальная ракета. И это не чистый фотонник, очевидно.
Так происходит потому, что большая часть массы ракеты сбрасывается в начале разгона. По мере увеличения драгоценного УИ он меньше расходует энергии на разгон собственно рабочего тела.

У такой идеальной ракеты есть большой минус. Она не может разогнаться до скорости v, большей чем предельная скорость истечения u.
Кстати да, в начале нужно отбрасывать очень большую массу и двигаться с огромным ускорением. И это делает инженерно такой двигатель переменной тяги и скорости истечения (одновременно!) практически невозможным… Хотя как раз взрыволет мог бы быть так оптимизирован. Откалибровать бомбы и отбрасывать в начале тяжелые (с небольшим u) а потом все меньше, меньше по массе но с большим u.
Но быстрей чем предельное u для бомб мы полететь не сможем. То есть порядка 1000 км/с.

При этом, при торможении ситуация не зеркальна, следует также начинать тормозить с малым УИ и большим расходом массы.

Гм… Надо подумать… Спасибо за задачку…

[alex_semenov]

Называется инерционное удержание.
При взрыве температура возрастает не мгновенно!
Температура в центре взрыва зависит от условного номера поколения быстрых нейтронов и растет геометрически от номера поколения.
Практически вся энергия взрыва выделяется во время существования последних 1-3 поколений, т.е. во время самого последнего мгновения(и даже сразу после него), пока шла цепная реакция.
Т.е. вначале идет сравнительно небольшое расширение продуктов начавшего взрыва и количество продуктов распада и свободных нейтронов лавинообраздно нарастает, температура следует за этим процессом.
На самый последний момент приходится наибольшее количество актов деления, после чего реакция из-за высокой скорости разлета сразу прекращается.

Во-первых я имею в виду термоядерный заряд. Хотя не суть важно.
Во-вторых. Даже для термоядерного заряда время полного срабатывания всех процессов считанные микросекунды.
Смотрим: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерный_взрыв
Там есть табличка: Термоядерный взрыв мощностью 0,5—1 Мт в тротиловом эквиваленте.
Все стадии расписаны по наносекундам.
Все процессы в термоядерном заряде успевают произойти за 1-3 микросекунду (если отбросить в начале имплозию в триггере, который идет куда медленей чем потом все остальное). Но нас интересует что потом? А потом идет процесс разлета плазмы и высвечивания выделившейся энергии ну никак  не менее 50 мкс (согласно самой оптимистичной моей оценке). То есть как минимум на порядок дольше, чем все процессы деление-синтез происходит в теле изделия.  Об этом куда более длительном  процессе "релаксации" (бомба уже ком празмы, все что могло в ней гореть уже выгорело) и речь. Длительность этого процесса (для космоса) и надо оценить.

[alex_semenov]

Кстати по теме: площадь 7854 м2, 20 кг моторного масла 0,91 т.е. 0,022 м3, толщина получается 0,03 миллиметра. Вот тут-то и вопрос: где кисть такую брать и при какой температуре эту пластину мазать (чтобы масло не замёрзло невзначай) ?

Вопрос интересный, как говорят "в студии".
На самом деле что бы размазать всего 20 кг масла по пластине металла 100 м в диаметре слой масла должен быть порядка 2 мкм (микрон!).
Но насколько я понимаю, масло в вакууме и должно растекаться по металлу так же как по воде (где пленка масла получается примерно той же толщины откуда и радужные переливы). Если поверхность толкающей плиты имеет множество ма-а-а-леньких отверстий через которые масло выдавливается на поверхность то нужный слой пленки можно получить за 1-1.5 с САМ СОБОЙ.
Нет?
Я во всяком случае надеюсь что люди, разрабатывавшие "Орион" вопросом "кисточки" для их чудо-облянта озадачились в первую очередь. Масло не просто хороший теплоизолятор но и обладает чудесными капилярными свойствами.
Про температуру.
Гм... Вопрос не в замерзании. Напротив, не будет ли плита слишком горячей для капелярных процессов? Один взрыва в 3 секунды! Хотя... Кто работал именно с машинным маслом, станками (а тем паче на зуборезных станках где охлаждение фрез происходит сульфофрезолом-особым маслом) знает что горячее масло прекрасно "липнет" к горячим деталям машин...

[alex_semenov]

Рассеяние на свободных электронах. Из-за большей атомной массы железо дольше оставалось в (не?)обычном состоянии, что позволило прогреть слой металла на некоторую глубину, после чего этот слой расширился и электроны стали свободными и уже могли рассеивать излучение, тем самым они спасли оставшийся металл. В более легких атомах(отпечатка) этот процесс произошел быстрее, что и образовало выпуклый отпечаток.

Да, я вполне допускаю что процессы там на самом деле куда сложней. Но мы должны зацепиться хоть за какие-то численные оценки что бы понять СКОЛЬКО облянта (слово дурацкое, но чем заменить?) надо расходовать на каждый взрыв.
"Нет расчета - нет идеи" (с)
Гипотеза низкой теплопроводности масла (круче у известных нам жидкостей только… догадайтесь не заглядывая в справочник…. у этилового спирта! ) вроде как склеивается по всей сумме догадок и слухов. Хотя все это конечно - вилами по воде.
Стержневая идея.
Америкосы чуть ли не случайно надыбали некий чудо-эффект, который и позволил им продвинуть работы по "Ориону" очень далеко (если бы там не было бы решения базовых трудностей, они бы забросили эту идею сразу же).
Кстати, насколько я понимаю, абляцией и самим "двигателем"-толкателем в проекте как раз и занимался Дайсон. Тейлор, ясное дело, занимался другой идеей - кумулятивным ядерным зарядом (что в сумме и давало некую чудо-технологию, все детали которой до сих пор не рассекречены. То что выложено - это наверняка "вчерашний день". Я подозреваю что самый "изюм" остался от нас скрытым.).

"Высвечивание" энергии возможно только при соударениях атомов(при отсутствии ЭМ полей). Поэтому высвечивание прекращается как только прекратятся столкновения атомов между собой и вся энергия хаотического движения перейдет в энергию равномерного расширения, когда более внешние слои движутся быстрее всех внутренних.

Поэтому я что бы не промахнуться и взял плотность 10^16 атомов на см3. Это плазма в магнитном удержании (если не ошибаюсь) там длина свободного пробега много больше ларморовского радиуса. Такая плазма тоже светит (и еще как) но уже не по Стефану-Больцману (а я так понимают 20 кЭв рентген - это чисто чернотельное свечение по Стефану-Больцману начального сгустка непрозрачной пока плазмы. Именно период этого свечения я и пытаюсь оценить по порядку величины, разумеется).

ПС: При взрыве в идеальном ваккуме

У нас практически такой. Дальний космос. Куда уж идеальней?

ПС2: Спектр излучения будет сдвигаться в длиноволновую область по мере упорядочивания расширения.(уменьшении температуры)

Да, понятно. Поэтому "лампочка" будет "тухнуть" и "менять цвет" постепенно. Граница ее "выключения" конечно же условна. Но она проводится по принципу "лучше перебдеть..."

[alex_semenov]

ПС: пропитка капиллярного вещества не думаю, что слишком поможет. Для более точного наведения луча использовалась мокрая бумага. Так вот, вода ничуть не мешала, а только гасила огонь, не позволяя всей мишени сгореть.(без воды бумага загоралась и куда попал луч было непонятно)

Почему ПРОПИТКА?
Речь идет о гладкой (зеркальной!) металлической поверхности по которой как по воде растекается тонкой пленкой (2 мкм!) масло. Я думаю идея именно в этом. Множество тонких отверстий именно что бы обеспечить появление пленки между отверстиями за нужное время- за секунду (к примеру). Этим и определяется шаг сетки отверстий.

О лазерах. Да, эффекты там очень интересные. Например древесина (и очень толстая!) резалась нашим лазером прекрасно (и на большой скорости). Хотя лазер для резки был дрянь. Многомодовый (для резки лучше одномодовый). Самое интересное древесина при резке давала густой белый дым (который надо было отсасывать) но сам рез был почти чистым, слегка коричневым и только.
Фанеру тоже резали. Но тут был конфуз. Один тип фанеры резался идеально, а другой не хотел и выгорал мезопакостно (у разной фанеры был разный состав клея между слоями).

[alex_semenov]

Скупердяи

Да, именно что скупердяи.
Я считал бы идею абляции супер-пупер решенной, если бы расход масла составил  порядка 10% от массы заряда (не более при плите димером сопоставимым с диаметром фаербола, который для 1 мт ~ 100 м). Дополнительный расход 10% массы на бомбу, конечно снизит удельный импульс (который и так у нас не дотягивает до звезд), но не сильно и такой расход на плите был бы даже ПОЛЕЗЕН для работы амортизатора. Вот смотрите. Весь запас масла (10% от массы бомб) можно хранить на плите, ничего с ним от толчков не случится,  тогда расходуя один заряд и 10% массы плиты вы сохраняете отношение массы корабля (с остатком зарядов) и толкающей пластины постоянной в процессе всего разгона. Уловили мысль?
Амортизатор работает весь разгон с одной нагрузкой и длиной хода.
То есть можно тогда попробовать массовое число и побольше чем оговоренные Дайсоном 3-4. А это какой никакой, а прирост конечной скорости.
Если бы с абляционной защитой мы разобрались в таком вот духе, можно было бы подумать что делать с проблемой 80/20. Видится мне, чудится мне... есть тут ... место для чуда...


Вместо того что бы так вот просто ерничать, лучше бы вы, Уважаемый, (как великий физик, превзошедший самого Эйнштейна) поймали меня на невиданной глупости:

Второй подход.
Раз атомы хаотично блуждают внутри условной сферы, то и давайте рассматривать процесс как случайное блуждание. То есть скорость расширения границы условной сферы из атомов (верней ионов и электронов) будет корнем квадратным из скорости самих частиц:



Такой подход дает скорость разлета условной границы … 1 км/с (подозрительно мало!) и время вспышки подозрительно много: 0,05 с, 50 000 мкс!
Или все же это верная оценка?

Нет не верная. В первую очередь потому что допущена грубейшая ошибка для начинающего изучать физику школяра! Тут "коровы сложенные с теплоходами". Какой корень из метров в секунду? БРЕД! ОТКРОВЕННЫЙ БРЕД.
Любая физическая формула должна же выдавать ОСМЫСЛЕННУЮ размерность! И где тут секунды?
И никого не покоробило?
Я когда это строчил (впопыхах) чуть засомневался (совесть заныла)... Но внутренний тетерев погнал дальше (мол, не это главное сейчас!). Но смутный "осадочек про ложечки которые вроде пропали" остался... Вроде я в уме получал что-то порядка 30 км/с. Откуда теперь 1 км/с? Сейчас только вспомнил как получил в уме 30 км/с. НАШЛИСЬ ЛОЖЕЧКИ! Корень из 1000 км/с  ~ 30 км/с, а корень из 1000 000 м/с = 1 000 м/с.

Вот они, "ложечки"!
Первый результат (пришел на ум  ровно на сон грядущий) мне показался убедительным. Я такую скорость и ожидал. Ведь в "Космическом оружии: дилемма безопасности" про рентгеновский лазер сказано что плазма активной зоны стержней лазера, накачанная ядерным взрывом в полуметре от себя, мгновенно ионизируется и начинает разлетаться со скоростью 50 км/с (и надо успеть выдать импульс).Вот я и решил что тупо взять корень из скорости разлета 1000 км/с будет верно.  Мол, это же задача о случайном блуждании (ля-ля-ля и ... заснул счастливый).
Но так не верно!
Еще раз. "НА САМОМ ДЕЛЕ!" (с) тут должна присутствовать достаточно сложная гидродинамика плазмы. Но нам ведь не по наносекундам надо. Нам надо определить порядок (и бежать дальше). Поэтому хотелось бы иметь пускай грубую но простую и близкую к истине модель (в первом приближении).
Главная мысль. Случайное блуждание - подход скорей всего плодотворный.
Но во-первых тут все равно сложная динамика. Хотя бы в том что длина свободного пробега по мере расширения увеличивается, то есть количество N (шагов блуждания) падает но шаг блуждания растет (вплоть до R).
А главное.  Корень надо брать из БЕЗРАЗМЕРНОЙ величины. Количества ШТУК шагов (а уж как эти шаги связаны с метрами в секунду - отдельный разговор).

[alex_semenov]

Любая физическая формула должна же выдавать ОСМЫСЛЕННУЮ размерность! И где тут секунды?
И никого не покоробило?

Вот я как раз над этим думал сейчас, но в руках был пылесос, а не смартфон. Корень из скорости - действительно хрень.

Так стыдно стало, что решил исправиться.

Но модель получилась... скажем так... дрянная.  И сложная и мало достоверная. Овчинка не стоила выделки.



Тухнет у меня наш плазменный шар аж 29 миллисекунд! (милли, 10^-3)!
Но зато можно уверенно сказать что МЕДЛЕННЕЙ он разлетаться просто не может.

[alex_semenov]

Попробовал я поискать в литературе сколько же разлетается плазменный шар ядерного взрыва в космосе на самом деле (ведь даже есть экспериментальные данные)?
Прежде всего поискал  у Снеженцев (отцов КВС). Там рассматривалась вакуумная взрывная камера. Может там есть оценка длительности импульса? Стр. 94. Они там оценили время высвечивания энергии взрыва (через Стефана-Больцмана) порядка 10^-8. 10 наносекунд. И сказали что реально взрыв в вакууме продлится несколько дольше. Насколько дольше- их не интересовало. Это нас не утешает.
Идем дальше.
Есть такой труд (одно время нами тоже часто цитируемый и изучаемый):

ДАЛЬНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ В КОСМОСЕ

Вот что там пишется на странице 8.

Эта оценка приблизительно соответствует приведенным параметрам номинального космического ядерного взрыва мощностью 1 Мт: «в импульсе теплового рентгеновского излучения продолжительностью около 1 мкс выделяется приблизительно 50% общей энергии взрыва, а большая часть излучения обладает температурой более 1 кэВ». (13)

1 мкс = 10^-6 c

То есть 50% улетает с рентгеном за первые 1000 наносекунд. Собственно с самого начла я знал что энергия прежде всего уходит через свечение, через разбазаривание фотонного газа (поэтому плазме достается мизер энергии в чем и состоит главная проблема). Значит  оценка в 50-100 микросекунд вполне себе достоверная. Можно опираться на нее уверенно  (с 100-кратным запасом!). Поэтому 20 кг моторного масла на толчок 100 метровой плиты можно считать вполне достоверной оценкой.



Орион взойдет!!!

В вики описывается взрыв в атмосфере. Там присутствует ударная волна, которая и дает светящийся шар.

Нен-нет. Та таблица, что я вам давал (на которую ссылался) описывает ТОЛЬКО динамику срабатывания устройства. Распальцовка по времени процесса заканчивается выгоранием второй ступени. А где это произошло (в космосе, атмосфере, воде, под землей) - не важно. Еще раз посмотрите. Там таблиц много (для взрывов в разной среде). Но я имел в виду именно ту, первую, где расписывается ТОЛЬКО динамика подрыва термоядерного устройства. Озаглавлена она: "Термоядерный взрыв мощностью 0,5—1 Мт в тротиловом эквиваленте" Просуммируйте столбик "время". с нулевой секунды (отсчет времени имплозии триггера там считаются с минусом, до этой секунды 0, что логично. Это еще холодные стадии" ). Называется эта строчка "Момент начала бомбардировки ядер плутония нейтронами из вспомогательного источника, ядра приходят в возбуждение и затем делятся." Вряд ли все процессы в сумме наберут 3 микросекунды (надо самому посчитать).

Зы.
Еще кое-что о времени импульса есть у Дайсона:

является достаточной, для того чтобы передать термическую энергию через эту толщину за 0.01 секунд, что равно продолжительности импульса горячих продуктов ядерной реакции достигших расстояния 10 км от точки взрыва.

То есть речь идет уже о плазме, которая растянулась на 10 км! И то она приходит за 10 миллисекунд. А я насчитал 20 для шара в 100 м в диаметре.
Плохая модель!
 
Ближе всего к истине, наверное, простой расчет (без лукавства) радиального расширения сферы со скоростью истечения (u~v ~ 1000 км/с)

[alex_semenov]

Но модель получилась... скажем так... дрянная.

Дурак ты, братец!

Модель нормальная. Просто нужно быть кретином что бы предположить что собственная скорость частиц v оставалась постоянной в течении процесса разлета!
Да, в конце разлета скорость v ~1000 км/с. Потому что  такая скорость разлета плазмы - это как раз 12 % от всей энергии взрыва. А остальная энергия (в основном) - это свет, рентген, фотонный газ (нейтроны-те вообще сами по себе с самого начала). Но когда начался разлет, пропорция свет/плазма была наверняка иная! Какая - надо уточнять. Скажем 80% энергии у частиц. Если идеализировать ситуацию и принять что 100% энергии были в скорости частиц плазмы то при калорийности 1 мт/т бомбы  v₀~ 3000 км/с. В три раза выше! Кривая скорости фронта сферы u пойдет круче. Но так как частички плазмы расширяясь бешено сталкивались (особенно в начале) и излучали (сливая свою энергию в фотонный газ, который добросовестно улетал  чернотельным излучением как рентген) то скорость частиц по мере расширения ПАДАЛА и на R_f стала теми самыми 1000 км/с. И если учесть этот фактор и правильно оценить динамику падения скорости частиц через слив энергии рентгеном (тут надо добавлять как раз часть расчета, отвечающую за "лампочку" имени Стефана-Больцмана), то все получится очень даже близким к правде (и можно получить в качестве бонуса кривую, профиль всплеска теплового рентгена! Кстати за одно и "цвет"). Мало того что время разлета станет меньше (ближе к истине). Кривая скорости фронта условной сферы u примет как ей и ПОЛОЖЕНО форму S-образой кривой (которая пойдет в начале круче ++, а потом плавно выгнется в +- ) и на  Rf она должна асимптотически выйти на v=1000 км/с. Все, шар разлетелся и  дальше  скорость уже не меняется, график дальше идет параллельно абсциссе.  Так ведь?

[alex_semenov]

Тоесть размер бомбы должен быть как можно меньше. Но существует минимальный размер бомбы. Хотя бы 2000 км/с из всего этого получить.....

Размер бомбы сделать меньше никак нельзя, даже если бы это помогло.
Я в данном приближении брал сферу 1м в диаметре при массе 1 т (1 мт мощности). То есть плотность примерно как у воды. Это - очень близко к реальности. Я специально вычислял плотность разных известных зарядов. Она обычно 1-2 т/м3
Тут сейчас вопрос не в том как бы нам чего выкрутить для двигателя (все вечно торопятся!). Тут речь получить более-менее адекватную картину разлета плазменного шара. Нет смысла браться за сложное, не поняв простое. А что может быть проще сферы?

Что же касается "Ориона", то тут все на самом деле о-о-о-чень интересно...
Мы ведь до сих пор рассматриваем что?... Обычный сферический взрыв. И для него сделан даже не мной (я предположил) а AlexAV приговор. Не взять при хорошей калорийности из него более 10-20% энергии плазмы.
А чего с ШАРА взять?

Сфера и есть сфера. Куда концентрированной в шаре энергии деться? Куда не сунься - везде одно и то же. Вот ей бедной и приходится сливаться через "лазейку" рентгена.
Иначе и быть не может!

Я не зря выше говорил - с этим проектом "Орион" - не все так число (все всем ясно). Там есть скрытая часть. И очень интересная часть.  Скрыта то она скрыта, но "уши" торчат на поверхности. Надо только их найти и потянуть!!!
Ладно я - дурак. Вы - дурак. Но Дайсон и тем более Тейлор - совсем не дураки были. А они были уверены что 3.3%с на взрыволете можно получить. Карлуша Саган верил что и 10% можно (Видимо Дайсон по секрету за рюмкой чая рассказал).
Поймите. Если не "Орион" то все. "Ждите нас звезды!" Ждать 50 000 000 лет сближения случайной звезды на 10 000 а.е., как AlexAV нас и приговорил! 

[alex_semenov]

Вот и  главный научный консультант нашего кружка звездоплавателей (при доме пионеров имени … эм… ) подключился…

Я вам с Elind-ом задолжал по плюсу (по крайней мере!) за конструктив в теме про КВС. Вы там так много выдали, что я ушел оттуда  в глубокой задумчивости… До сих пор хожу кругами…

Теплопроводность крайне незначительно влияет на абляцию материала. Главный образом величина энтальпии паров.

Вы имели в виду температуропроводность, а не  теплопроводность? Хотя первая получается из второй, конечно.

Простейшая теория абляции строится из условия баланса энергии. Т.е. из уравнения:



q - поток поглощённой энергии, j - поток испаряющегося вещества,  T - температура разлетающейся плазмы, h(T) - функция энтальпии паров от температуры, с(T) - скорость звука в разлетающихся парах.

Алекс, насколько я понял, у вас тут получается что ВСЯ энергия попавшая на пластину оказываетя поглащена аблирующим материалом. Она либо превращается в кинетическую энергию частиц, либо тратится, собственно, на абляцию, разрыв связей вещества.
Если так, то потребуется чудовищное количесво аблирующего материала.
Но даже при желании так не получится.
А переизлученный поток энергии?
Если температуропроводность мала, а поток мощный и короткий, то вся поглощенная энергия ЗАСТРЯНЕТ в верхнем тонком слое. Там образуется плазма, которая будет излучать вторичное тепло назад в космос. И чем жарче (чем тоньше слой) тем сильнее. И если будет совсем жарко, будет видимый свет, а если совсем-совсем жарко то и рентген.
Разве нет? В вашей же модели аблят совсем не светится! Так не может быть.

А толщину испарившегося слоя 0,84 кг/ тонну тротилового эквивалента поглощённой энергии.

То есть, если я поглощаю мегатонну (а я парень широкий, мне меньше не надо) то это…
840 кг… Почти тонна на тонну. Гм… Для межпланетного взрыволета потянет, а вот межзвездный… увы!
Кстати. А ЧТО мы тут поглощаем?
Вашей модели все равно, как я понял, что поглощается, любая энергия?
Плазма, рентген…
Я до сих пор интересовался  абляцией под рентгеном. Потому что для межзвездника верх расточительства импульса принимать плазму материальной пластиной (удар получится неупругий, 50% импульса от возможного). Тут для плазмы однозначно нужно магнитное зеркало. А абляционная защита  нужна подставленных поверхностей от рентгеновской составляющей, которая (что надо особенно подчеркнуть) в худшем случае попадает на двигатель секторально (порядка 10% от всего сферического потока) в отличие от плазмы, которая может быть направлена на зеркало. То есть, в этом случае даже ваша драконовская методика дает <84 кг на мегатонную бомбу, что  как бы обнадеживает.

Теплопроводность и уж тем более теплопроводность при комнатной температуре (она вообще-то от температуры зависит, и при начале ионизации вещества резко и очень сильно растёт) здесь не причём.

[постыдно оправдываясь] Ну я не сам все это придумал… Я бы не рискнул…  Я все слямзил у Велихова и Ко в " Космическое оружие: дилема безопасности". Они используют там для оценки поражения лазерами (всякими) именно температуропроводность поверхности и божаться, что какая-нибудь формальдегидная смола могла бы слить все это СOИ вместе с Рейганом в унитаз совершенно ассимитрично…
О комнотной температуре.
Не вижу тут ничего криминального.
Все экперты по "Орион" (всякие там Дайсоны) в один голос говорят (с нескрываемой, слегка удивленной гордостью) что толкающая пластина по всем их прикидкам просто ОБЯЗАНА оставаться холодной. То есть при "комнатной температуре". Мол, вспышка настолько кратковременна (все в один голос говорят о микросекунде 10^-6) что выгореть успевает только крайне тонкий слой на плите, которая в целом остается холодной.
Да, при испытаниях на полигоне мог испариться и миллиметр потому что в атмосфере горело долго. История с отпечатком ладони явно упрощенная легенда и если имеет отношение к вопросу, то крайне косвенное.
Меня интересовал не столько отпечаток сколько вопрос, почему "oil"?

P.S.  Выше изложенная модель сильно упрощена, т.е. некоторые не слишком существенные члены и параметры я не указал. Для интересующихся неплохое изложение общих положений теории абляции можно найти у Г.А. Блейхер, В.П. Кривобоков "Эрозия поверхности твёрдого тела под действием мощных пучков заряженных частиц". Её в принципе можно найти в интернете (http://portal.tpu.ru/departments/kafedra/vept/library1/Tab2/bleicher-krivobokov-2014.pdf).

Спасибо.
Алекс, явление переизлучения в аблирующем слое действительно " не слишком существенные члены и параметры"?
Как по мне, все "не ушедшее вглубь" энергия должно "пойти через край" в виде вторичного излучения. Куда ему еще деваться?
Насколько я понимаю, в той же боНбе  (схеме У-Т) полистирол светового канала (не пропускающий нейтроны но "пропускающий" рентген) реагирует на излучение мгновенно и сам переизлучает за пикосекунды. Потому и световой канал. Или это - мои незрелые фантазии? Если в боНбе  с переизлучением рентгена все происходит так быстро, то почему в плазме на поверхности пластины должно быть иначе?

[alex_semenov]

Fission Thrust sail as booster for high Δv fusion based propulsion

А вот эта концепция мне весьма понравилась. Двигатель на осколках с внешним источником нейтронов. Единственно Pu-239…

А мне не очень. Хотя я думал о чем-то подобном. Но данный вариант мне не сильно лег на глаз.
Объясню почему. Хотя это - не наука. Это "искусство инженерии" (надеюсь Гончев это не прочтет).  Но как художник художнику…

Там ведь парус работает как ДОПОЛНЕНИЕ к реактору. Сколько он добавляет? Допустим 70% (возьмем оптимистично). То есть 70% распластанный парус и 30% - точечный реактор.
А я для себя давно уже ввел (как художник) сильное обобщение что звездолет дабы иметь и огроный импульс и огромную удельную мощность должен быть чем-то типа "мыльного пузыря". "Парус" в этой конструкции вроде как бы отвечает этому критерию. Но реактор - нет. А так как реактор всего лишь в разы меньше выдает энергии чем парус, то парус тоже много не выдаст. Ограниченность реактора (по удельной мощности) ограничет и парус (хотя у того могла бы теоретически быть мощность куда выше).
Вот если бы реактор выдавал на порядки меньше мощности…

Ну и наконец. Осколки - заряженные частицы. Ими можно управлять электрическими и магнитными полями. Т.е. значение УИ в 1/4 от теоретического можно  попробовать сильно улучшить. В общем здесь есть над чем подумать...   

 
Прелесть всяких изотопных парусов как раз в их "мыльнопузыристости", "распластанности". Как на это наложить еще и поле?
Нет, если можно, то я  - не против!
Но я - не вижу как это можно сделать изящно.

Кстати. Возвращаясь к плите "Ориона" и 1/4. В качестве уточнения деталей. Если предположить что плазма бьется в пластину упруго (ну допустим!), то ее отражение все равно будет не зеркальным, а диффузным. То есть на ту самую 1/4. И максимальная эффективность коллиматора будет не 0.5 (неупругий удар), а 0.75(диффузная упругость) что, в общем-то тоже круто! Но сдается мне что ничего подобного не будет. Будет тупое неупругое гашение импульса плазмы на поверхности пластины и все. Поэтому межзведному взрыволету (если такой имеет шанс все же родится) никак без полноценного зеркала для плазмы (магнитного) не обойтись.

[alex_semenov]

Там прописаны все тонкие моменты.Семенов говорит про какие-то "уши".Но я не думаю чтобы разработчики злонамеренно что-то скрывали.

Разработчики почти ничего не скрывали. Почти. Они просто не договаривали. Вернее говорили не о том. Ибо все  детали касаются МЕЖПЛАНЕТНОГО Ориона. С уи 50 км/с. А о межзвездном Орионе (кроме каких-то мутных картинок и массы левых легенд) существует одна единственная статья Дайсона. Достаточно старая и странная. Создается впечатление, что Дайсон в ней сказал куда меньше чем хотел. Он сказал главное. Мол, можно полететь на уже известном! И все. А как можно?
Полусферу в 20 км из меди (консервативный проект) он описал достаточно подробно.
А вот о продвинутой схеме ничего толком не сказано. Рассказано только, что единственным ограничителем этого чуда будет амортизатор. Что это значит? Мол, по всему другому у нас все пучком?... И начал считать сколько денег это будет стоить.
Нифига себе "все пучком"! Разница между межзвездным и межпланетным "Орионом" - небо и земля!!!
Дайсон над нами издевался? Или хотел что бы мы сами все додумали?
Я эту статью переводил и дух ее четко прочувствовал. Странный дух…
И не я один, кстати, это прочувствовал. Попадались в сети на английском статьи-реплики с подобным же удивлением. Мол, где детали, где прогресс? Мол столько лет прошло - и ничего нового. По межпланетнику деталей всплыла - масса. А по межзвездному? Обыватель не различает. Но мы то понимаем разницу! По межзведному Ориону что было, то и осталось. Одни мечты (и какие-то кустарные вариации типа моего недоношенного бублика), дурацкий сериал "Вознесение" и документалка "Эвакуация Земли". Еще более кретинская (если всмотреться).
Если вам говорят раз за разом, мол есть арабский скакун и ... показывают осла. Мол, скакун на выгоне, а это - папа. Вы как это воспримете?

[alex_semenov]

скорость частиц по мере расширения ПАДАЛА и на Rf стала теми самыми 1000 км/с

Я бы больше поставил на то, что высокоэнергетические частицы продуктов взрыва начинают тормозиться об вещество оболочки, при этом их энергия высвечивается ввиде излучения.

В этой модели уже нет разницы между продуктами и оболочкой. Весь исходный шар, радиусом R0  тут рассматривается как однородный сгусток материи однородных (что разумеется упрощение) частиц концентрацией n0 и с одинаковой средней скоростью v.
Я где-то читал что еще в бомбе (когда  догорает термоядерная ступень) большая часть энергии уже находится в виде фотонного газа. А плазма уже имеет свои 10%, которые у нее и остаются навсегда после разлета плазмы. Но я думаю, это не правильно понятая правда.
Разумеется, в любой момент времени (пикосекунду) 90% энергии находится в виде фотонов летящими между частицами плазмы. Но фотоны испускаются и поглощаются именно частицами. То есть на самом деле "владельцами" энергии все же является плазма (частицы). Они и "владеют" 100% энергии в виде этих самых фотонов, пока шар не начал расширяться и светиться. Но как шар начал расширяться и светиться, их "собственность" начинает сливаться как чернотельное излучение и в итоге плазма остается с 10%-и от того чем "владела" в начале.

Вывод: для серьезного просчета нужно ПО, которое вряд ли находится в свободном доступе.

Люди, которые все это придумали (если они действительно что-то придумали) пользовались логарифмической линейкой! Если мы - идиоты, то и спец. ПО нам не поможет!

А может Межзвездник у них не получился? И они просто пускали пыль в глаза....

Может быть и так. Ну тогда мы в погоне за их несуществующим успехом можем их превзойти! 
Но будет куда хуже, если они таки смогли, а мы - нет. Согласны?
Не они пришли нам на смену, а мы им. Нация, разучившаяся грамотно мечтать, будущего не имеет. В этом и только в этом - "цена вопроса".