Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[астронавт111]

А однозначно можно ответить на вопрос: годится ли ионный двигатель для звездолета?

[Грехов Михаил]

Нет, нельзя. Поскольку само понятие "звездолёт" оно эфемерно.   Нужны какие-то ориентиры. Ну вроде прельного времени полёта (не факт, что удасться обеспечить полноценную смену поколений, ведь сейчас никто не рожал в космосе и не взращивал ребёнка с нуля. может вообще зы зы что родится и как оно будет развиваться непонятно) С надёжностью непонятно, с запасом ЗИП, едой, материалами и проч. вот скажем сейчас астронавты бельё ведь не стирают в космосе. Поносил месяц футболку-выкинул. а человек живёт скажем 70 лет. это ему нужно не менее 700 разного рода рубашек, сорочек, Трусов больше... ибо каждый день менять. носков. А тут сроки 300 лет... да с ростом... да то, что младенеца надо мыть, купать... памперсы, питание... А как сформируется его вестибулярный аппарат и координация движений.

Даже на бытовом уровне куча нерешённых проблем. а на техническом, социально... и др. ещё ведь больше.

В анабиозе можно всех продержать 300 лет. но не знамо как и что потом с человеком будет... А если авария, надо оперативно устранять? пожар? А какими средствами? с Земли очередной "Прогресс" не прилетит.
даже просто слетать на Марс (с позиций звёздных расстояний это всё-равно что с табуретки на табуретку пересесть не выходя из комнаты) и то проблемы.

В общем более-менее сурьёзный разговор получится хрен знает... наверное лет через 1000 если всё ок будет. И будет развитие космонавтики.  Когда знания и технологии будут на грани реальности такого прожекта.   

[астронавт111]

Ладно, уточним.
Надо доставить 10 тыс. тонн полезного груза на расстояние в 0,01 С за 2 года. Пользоваться можно только ионным двигателем.

[Грехов Михаил]

расстояние в 0,01 С

Это в чем?

А в условии задачи нет массово-габаритных характеристик энергетической установки для ионника. А топливо для самой установки? 

[астронавт111]

в световых годах.
А характеристики самой установки и топливо оставляю на ваше усмотрение. Единственное ограничение - обязательно ядерная энергетическая установка и никакой другой.
Представте, что вы инженер, а я чиновник. Я вам поставил задачу, а вы ее решайте.

[Грехов Михаил]

То есть по вашему, если этот корабль пролетит 0.0022 расстояния до ближайшей звезды-это что, звездолёт что ли?  Самолёт, который вас никуда не доставит, а сделает круг над аэродромом вас устроит?

требуется пролететь 631 а.е. за 2 года. Средняя скорость движения составит примерно 1500 км/сек.

по чистой энергии разгона - (10 000 000 * (1500 000)^2)/2 равно, что 1,12 в 19-й степени джоулей. На борту надо иметь энергоустановку в 178 гигаватт!!! (свыше 12-ти электростанций "Три ущелья" (на сегодняшний день эта самая мощная ГЭС))   с учётом того, что разгоняется и топливо и баки и двигатель и энергоустановка (которые не входят в массу полезного груза) и того больше!!! Где такое взять?  (как указано в нашем расчёте ниже... примерно в 12-й степени)

По конечной скорости решим, что скорость корабля должна быть в 3000 км/сек (3 000 000 м/сек).

по Циолковскому беря УИ топлива в 100 000 м/с (очень неплохо)
логарифм отношения масс должно быть  30... так ведь...
а там сами думаете как надыбать такое кол-во топлива, когда на 1 тонну массы корабля в целом всей конструкции будет приходиться 1,1 в 13-й степени топлива.

Вы своими глазами видете какие цифры получаются?  А с учётом поправки на конструкцию опять пересчёт.

Ресурсов планеты не хватит, чтобы такое замутить! Людских ресурсов не хватит! Как то это дело надо вывести (сумасшедшую цифру) ещё на орбиту.... а чтобы работало как часики 2 года?

[Olweg]

Оригинальная придумка - брать сообщения с чужого форума и постить под своим именем

[астронавт111]

Кстати, вы не могли бы написать сами формулы, чтобы я мог сам поработать?
А за 10 лет 5 тыс. тонн тоже нереально?

[Грехов Михаил]

Так це-ж известно. Надо загуглить "Кинетическая энергия тела" и "Формула Циолковского"

[астронавт111]

А за 10 лет 5 тыс. тонн тоже нереально?
А здесь их написать можно?

[Грехов Михаил]

Вы гадать будете?  Формулу Циолковского я уже в теме приводил. Ищите в более ранних сообщениях.

А по кинетической энергии: Масса тела, умноженная на квадрат скорости и делить на два. Сами же прекрасно всё знаете!

[астронавт111]

А УИ ионника может быть выше?
А как Джоули перевести в Ватты?

[Грехов Михаил]

УИ ионника не знаю... почитал в инете про УИ разных ионников. взял 100 км/сек   как значение выше чем самый лучший УИ ионника про который прочитал.

Дж-энергия. а Ватт-это мощность (1 Джоуль в секунду- 1 Ватт). Скажем есть энергия, которую надо сообщить некому телу за время N. Значит эту энергию надо поделить на кол-во секунд в этом N отрезке времени. Получим сколько Ватт мощности надо "вкачивать", чтобы разгон был успешным.

[Грехов Михаил]

Основание натурального логарифма (e=2.71828)  в 20-й степени (помноженное само на себя 20 раз). На калькуляторе в Винде выбрать инженерный (научный) тип (в меню "Вид" сверху). Ввести число 20. Поставить галку на "Inv" и тыкнуть на сиреневую кнопку функций "ln".

Получим число: 485165195.40979027796910683054154

Простите... у вас компьютер сколько лет? Или вы "в него играете". 

[астронавт111]

А эти расчеты правильны?
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 Razz.

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.
А что такое ХС?

[Грехов Михаил]

Блин... Пошёл бы убился об стену... Мнеб легче было.  Я что, "счётная интернет-машинка" чтобы все ваши прожекты и предположения обсчитывать.

[астронавт111]

А сколько полезного груза будет в этом случае?

[Грехов Михаил]

Отстань, а... достал уже... Шёл бы на форум НК и там бы всех докучал своими расспросами.

[Okub62]

Судя по всему, дело идёт к тому, что уважаемый Грехов Михаил скоро окажется Генеральным Конструктором звездолёта с ионным двигателем. Или уважаемый астронавт111? А Михаил только главным инженером. 

[Olweg]

Астронавт111! Если Вы что-то цитируете - с другого форума, сайта, откуда угодно - ставьте цитату либо в кавычки, либо в тэг [quоte][/quоte] (кнопочка "цитата" есть над окном редактируемого сообщения). Потому что иначе получается какой-то поток сознания.