Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[HPC]

Ко времени можно и не привязываться. Для отдельно взятого человека срок в 100 лет равноценен сроку в тысячу или миллион лет, все равно не дожить. Ну а ресурс таких больших космических кораблей в тысячу лет вполне и реален. Чем же еще заниматься человечеству через 100000 лет, кроме как клепать такие автономные колонии и всюду их рассылать?

[астронавт111]

Я выполняю роль связующего звена между этой темой и такой же темой в форуме новости космонавтики. Пересылаю туда-сюда сообщения.
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=751450#751450
Конструкция ТЯРД ПРОЩЕ, чем конструкция ТЯР. По сути, от реактора остается только центральная часть, а внешняя 'развертывается' в магнитное сопло. При этом большой коэфициент размножения ему не нужен, скорее важна полнота сгорания. Для восполнения затрат на энергоснабжение достаточно теплоотвода от центральной части.

Далее, в О'Нейле есть КОНСТРУКЦИЯ и НАЧИНКА. Вторая весит на 2 порядка меньше. И ее - вполне реально производить и запасать - по любому, современное железо 1000 лет не работает, и его надо заменять в ходе полета. Как и - возможно - элементы самой конструкции.

СЖО РАЗУМЕЕТСЯ замкнутая. Просто без вопросов. Мини-экосистема, которая замыкает цикл по калориям, аминокислотам и кислороду/CO.

И вообще - не нравится экспансия? Иди обратно в пещеру или на пальму. Или-или.

[астронавт111]

http://forums.airbase.ru/2011/05/t82131--goditsya-li-ionnyj-dvigatel-dlya-zvezdoleta.6221.html
А что значит, что у ионного двигателя малая тяга?
 тяга мизерная (десятые доли ньютона) , время работы охрененное, уи большой.

Это - заблуждение У ионных РД все в порядке с тягой. У них с ЭНЕРГИЕЙ проблемы. Нужен ионник с тягой в тыщу тонн? Нет проблем! дайте источник энергии на 1000ГВт - и вперед


P.S. И тут образуется "засада" Такой источник будет очень много весить. Соотвественно даже тяга в тысчу тонн окажется снова...малой А легкий источник такой энергии - тот же термояд сам себе реактивный двигатель и ионник ему - как рыбке зонтик.

[астронавт111]

Я тебе больше скажу - у них и с энергией великолепно. У них плохо с ОТВОДОМ лишней энергии в космос.  И это на самом деле ключевой момент для всех проектов двигателей звездолётов. Гигантская потребная мощность при конечном КПД просто испарит всю конструкцию.

[астронавт111]

http://e-science.ru/forum/index.php?showtopic=31133
ТС-у. В ионном двигателе можно получить очень высокую скорость истечения рабочего тела, недостижимую для химических топлив. Но расход очень очень маленький.

[астронавт111]

Что скажите об этом?
http://narod.yandex.ru/100.xhtml?path-2.narod.ru/design/base_r/tau.pdf

[астронавт111]

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=11895&start=45
Ионник не катит. Единственный вариант питания ионника - это энергетический ЯР. Мощность энергетического ЯР - допустим мы забиваем на безопасность - 1 ГВт на 100 тонн. Из этих 100 тонн активного материала от силы тонн 20. То есть 'число Циолковского' даже в теории не может превышать 0.2. Далее, ядерные реакции - имеют меньший дефект массы, чем термоядерные. Примерно раз в 10. И наконец, рабочее тело мы тащим с собой отдельно. Учитывая, что массово-энергетическая отдача ЯР и так ниже плинтуса - разумно ограничиться скоростью истечения порядка 1000 км/c. Как бонус, при этом получится более высокая тяга на единицу массы - мощность нужна ниже. Как недостаток - потребуется много рабочего тела. Конкретику при скорости истечения 1000 км/с можно посчитать и самостоятельно - физика, 5 класс .

Есть 'мертвая масса', нерасходуемая, есть рабочее тело. Запас энергии ограничен, поэтому чем выше УИ истечения, тем ниже время работы, создаваемая тяга и интеграл импульса тяги. С другой стороны, слишком низкая тяга тоже плоха, потому что потребуется очень много рабочего тела. Я думаю, что по порядку величины разумно отношение 1 единица на массу корабля, 1 на ДУ, и 3-4 - на рабочее тело. То есть на 1 т рабочего тела придется около 0.05 тонн активного вещества в реакторе. Учитывая, что дефект массы 0.001 - предельная скорость истечения, достижимая с этим запасом энергии И рабочего тела - порядка 0.001С. То есть около 300 км/с - даже ниже, чем я указал выше. При этом число Циолковского - около 2, то есть запас ХС - порядка 600 км/c, 0.002 С - неплохо для планетолета, но для звездолета откровенно слабо.
_________________

[астронавт111]

Читал, что ионный двигатель может работать максимум 2 года http://narod.yandex.ru/100.xhtml?path-2.narod.ru/design/base_r/tau.pdf
Это правда?

[bob]

Это правда?

Непрерывно? Может быть. С перерывами, как на "Хаябусе" или "Горизонтах" - десятилетиями.

[Грехов Михаил]

Это - заблуждение У ионных РД все в порядке с тягой. У них с ЭНЕРГИЕЙ проблемы. Нужен ионник с тягой в тыщу тонн? Нет проблем! дайте источник энергии на 1000ГВт - и вперед

Вы заблуждаетесь! Окромя энергии есть расход топлива. Почему вы упорно на протяжении нескольких моих постов не хотите это уяснить? Что чтобы кроме того как лететь нужны офигенские его запасы.

Для тяги скажем в 1000 тонн (это  10 000 000 Н) при УИ порядка 50 000 м/с. мы должны таки выбрасывать по формуле:

F (Ньютон) = I (секунд)*Q т-ва (кг/с) *9.81

Примерно 204 кг/с топлива. Вот.... если хотите такую тягу иметь нуу... скажем день, то  надо иметь на борту 17,6 тыс. топлива!!!!.  разделим это на 2.... получим 8,8 тыс  тонн. если летит пустое топливо, то мы будем иметь среднее ускорение примерно 1,114 м/с2

[астронавт111]

Не. Это не мы не догоняем, это вы не понимаете .

Первична - энергия. При малом УИ (а упомянутые вами 50 км/с - это очень малый УИ для ионника) понадобится МНОГО рабочего тела. Настолько много, что набираемая на нем ХС при данном запасе энергии в реакторе, получится НИЖЕ (из-за худшего числа Циолковского), чем при излучении рабочего тела с более высокой скоростью.

Это надо посчитать и оптимизировать. А для этого нужно знать, сколько у нас надо перемещать ПН, и какова массо-энергетическая отдача реактора. пока этих цифр не будет, обсуждать нечего.

[Грехов Михаил]

Это надо посчитать и оптимизировать. А для этого нужно знать, сколько у нас надо перемещать ПН, и какова массо-энергетическая отдача реактора. пока этих цифр не будет, обсуждать нечего.

Только сомнительно выглядит ваша "оптимизация" в сторону уменьшения УИ для "лучшей эффективности". Как правило, все ракетчики мечтают только о высоком УИ и дешёвыми способами.  Если вы боитесь что увеличенный УИ приведёт к доп. тратам энергии, так уменьшите выброс топлива, оно будет расходоваться более экономно. И, поскольку, нам ежесекундно надо будет превращать в плазму и разгонять меньше топлива, то мощность питания останется неизменной.

(а упомянутые вами 50 км/с - это очень малый УИ для ионника)

Ну 100 000 м/с думаю довольно неплохо.  Есть ещё конечно плазменные двигатели... там УИ заметно больше.

Энергия да, нужна и немалая.   

[астронавт111]

Я знаю о чем пишу. А вот знаешь ли ты, о чем пишешь? 

На пальцах - количество энергии у нас фиксировано. То есть объем рабочего тела, который можно им разогнать, обратно пропорционален КВАДРАТУ скорости. А суммарный импульс, соответственно, обратно пропорционален ПЕРВОЙ степени скорости истечения. То есть если мы рабочее тело выбрасываем медленнее, то суммарный импульс будет ВЫШЕ.

Однако, еще есть формула Циолковского - вначале-то мы разгоняем большую массу, и рабочее тело расходуется неэффективно.

В результате мы получаем произведение 1/v и коэфициента массового совершенства. У этой кривой есть точка оптимума, в которой будет достигнута максимальная ХС при данном запасе энергии в реакторе. Порядок величины этой скорости я примерно назвал - от 300 до 500 км/c.
hcube писал(а):
В результате мы получаем произведение 1/v и коэфициента массового совершенства. У этой кривой есть точка оптимума, в которой будет достигнута максимальная ХС при данном запасе энергии в реакторе. Порядок величины этой скорости я примерно назвал - от 300 до 500 км/c.

В таком случае вопрос - нельзя ли этот запас энергии увеличить хотя бы вдвое - скажем, подавать энергию извне на этапе разгона (СВЧ или лазером)? По сравнению с обсуждавшимися звездолётами-парусниками будет преимущество - энергия должа подаваться только на первом этапе, в пределах Солнечной системы, когда масса звездолёта максимальна. Тем самым, экономится вес стационарной передающей усановки и снижаются требования к точности наведения, расхождению пучка и т. д. А дальше, когда большая часть рабочего тела на борту звездолёта израсходуется, корабль переходит "на самообеспечение" - летит за счёт собственного реактора.

[Okub62]

На пальцах - количество энергии у нас фиксировано. То есть объем рабочего тела, который можно им разогнать, обратно пропорционален КВАДРАТУ скорости. А суммарный импульс, соответственно, обратно пропорционален ПЕРВОЙ степени скорости истечения. То есть если мы рабочее тело выбрасываем медленнее, то суммарный импульс будет ВЫШЕ.

Вывалите, пожалуйста все формулы - для слаборазвитых, на пальцах не совсем понятно.

[астронавт111]

Спорьте напрямую http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=11895&start=75
Я уже заколебался пересылать сообщения.

[Грехов Михаил]

А оно вам надо вообще было? В чём лично для вас смысл "посредничества" между двумя форумами?

[Прохожий]

Посредничество кончилось. На НК подобный форум грохнули....

[Okub62]

Спорьте напрямую http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=11895&start=75
Я уже заколебался пересылать сообщения.

Так Вы, как тот деятель из рассказа, который играл в шахматы одновременно с Алёхиным и Капабланкой, пересылая тому и другому их ходы. 

[астронавт111]

узнать истину хотел, поэтому и пересылал сообщения.

[Грехов Михаил]

Истину глаголят нам физика, законы реактивного движения, техника ядерная физика, астрономия и СТО и др. Все зависимости и целевые моменты можно понять уже из них.

А в общем случае-всё неопределённо. Теория одно, но вот будет ли тождественный результат на практике-совсем другое, ибо сейчас многие цифры с потолка.

Да и честно говоря в целом пока цивилизации это не надо.... своих целей и желаний хватает на планете, проблем и проч. Есть соображения-разработки... но только на бумаге. И не звездолётов конечно же... а кораблей для того чтобы кое-как покорить Солнечную Систему.  А звёзды.... как бы сказать на 2-3 порядка дальше.