Звездолет через 100лет

[alex_semenov]

Если у нас взрыволет типа "Орион" то продукты взрыва несут малую часть энерги. Основную энергию несет ренген. Ренген поглащаеться тонким слоем медной плиты и аблирует создавая импульс.

Да? И что это будет за импульс? Абеляция… Вы знаете ЗАЧЕМ этот механизм используется на взрыволете? Уж никак не для создания тяги. Потому что абеляция это испарение твердого вещества минуя жидкую фазу. То есть двойной фазовый переход. И его назначение ПОГЛОЩАТЬ энергию за счет разрушения межмолекулярных связей абелирующего вещества. Выдергивая атомов из энергетической ямы. Есть еще такой термин энтальпия.
То есть использовать абеляцию для создания тяги - это самое худшее что можно было придумать. Как вы думаете, что быстрее движется, продукты химического сгорания в ЖРД или продукты абляции? Я думаю что ЖРД.

Хотя, гм... конечно могут быть и нюансы.
Но!
В любом случае нет расчета - нет идеи.
Любая идея должна быть обоснована хоть какими-то прикидками. Слова как махание руками - НИЧЕГО НЕ СТОЯТ.

Продукты взрыва могут лететь и выше 0.1 с. Все зависит от конструкции бомбы.

А доказать?
Вот первоисточник:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_weapon_yield



Видите? Теоретический максимум. Я чуть ошибся. Не 4 а 6 кт/кг. (4-ре это у меня получался предел, если я подрываю идеальную термоядерную бомбу внутри идеального борово-полиэтиленового бланкета, который превращается почти все нейтроны в рентген)
Тротиловый эквивалент:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D0%BA%D0%B2%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%82

1Кт = 4,184E+12 Дж.

Если предположить что вся энергия взрыва превращается в энергию плазмы (а по жизни это 10-16%) то получаем скорость ее разлета для самой крутой водородной бомбы:

u=корень(2E)=корень(2* 6*4,184E+12 )= 7 085 760 м/с = 0,02362с

Я даже приврал. Не будет 0.03с

[gans2]

Семенов, Вам не надоело бисерометание? На Вас здесь реагруют одни фрики. Нормальным людям здесь всё это давно известно, а фрики все равно не признают это никогда.

[AlexOrex]

Зато читать интересно! Я столько свистолетов нарисовал с прикидочными расчетами по ходу темы "Двигатель для межзвездных перелетов"

[ВадимZero]

Да? И что это будет за импульс? Абеляция… Вы знаете ЗАЧЕМ этот механизм используется на взрыволете?

Нуда для отвода тепла...Наверное вы правы. Значит ренген поглащаеться матерьялами бомбы, а плита воспринимает импульс продуктов реакции.

Если предположить что вся энергия взрыва превращается в энергию плазмы (а по жизни это 10-16%) то получаем скорость ее разлета для самой крутой водородной бомбы:u=корень(2E)=корень(2* 6*4,184E+12 )= 7 085 760 м/с = 0,02362сЯ даже приврал. Не будет 0.03с

Это вы считаете среднюю скорость продуктов реакции. В плазме же скорость ионов не равномерна. Чем легче ион, тем быстрее он движеться. Если вы берете реакци дейтерия с гелием3, а вы ее так и так будете использовать. То одним из продуктов реакции будут протоны с энергией 14.7 MeV это скорость 0.2 с. Протоны в такой плазме будут самыми быстрыми и будут нести оснувную энергию взрыва. Ради интереса сравните теплоемкость одноатомных газов, они очень похожи на тепловое поведение плазмы. Энергия атома гелия в 5 раз выше, атома неона в расчете на нуклон при той же температуре, и в 31 раз выше по сравнению с ксеноном. Тоесть в плазменой смеси из продуктов реакции, осколков деления урана235(средня энергия100Мэв) и протонов  (14.7Мэв), протоны все еще остаються холодными. А значит не теряют свою скорость 0.2с.

[alex_semenov]

Это вы считаете среднюю скорость продуктов реакции. В плазме же скорость ионов не равномерна. Чем легче ион, тем быстрее он движеться.

Совершенно верно. Я считаю идеальную ситуацию. Упрощенную Реальная же ВСЕГДА будет еще хуже.
Если вы берете 1 кг чего-то там и сообщаете ему кинетическую энергию 1000 Дж, то вы получаете скорость истечения 44,72 м/с и импульс соответственно 44.72 м*кг/с
Но если вы берете 0.25 кг и вкладываете ему 750 Дж  а 250 Дж отдаете остальным 0.75 кг то получаете у малой части скорость 77,44 м/с а у большей 25,82 м/с. Но при этом импульс у обеих масс будет одинаков 19,37 (кстати это и объясняет почему более легкие частицы уносят в реакция большую часть энергии. Закон сохранения импульса!) и в сумме обе части дадут импульс 38,73 м*кг/с. Явно меньше чем в идеале. Можно сказать что усредненная скорость истечения для всей массы 38,73 м/с (именно ее и надо подставлять в формулу Циолковского).
Чем сильней разброс в скоростях (неравномерность масс продуктов реакции), тем хуже будет реальный результат от идеального. И поэтому лучше бы заставить частицы энергией поделиться поровну как можно "честнее".
И кстати, поэтому обычно в педантично выстроенных расчета не используют скорость истечения u...



,  а говорят об удельном импульсе I. Это как раз и есть усредненный результат разных скоростей истечения.



Для меня что в лоб, что полбу.
НО!
Ваша логика (выхватывать только самую быструю компоненту реакции) меня удивляет. И не вы первый, кто ею пользуется. Как можно выбирать самую быструю компоненту реакции и считать что-то ТОЛЬКО по ней? А что делать с медленной?
Выкинуть как шлак? А при расчете массы топлива по Циолковскому это что даст?
Так недолго и до вечного двигателя досчитаться!
И кстати, народ досчитывался!
И очень неглупый народ надо сказать. Термоядерную часть расчета он провел очень даже нехило.
Но надо понимать и элементарные законы физики!
В кипящем чайнике на газовой конфорке есть очень быстрые частицы. Такие что приводят к термоядерному синтезу. Не знаю сколько. Но парочка точно есть. Но какой смысл учитывать этих уникумов? При расчете МАКРОСИСТЕМЫ надо выводить некую среднюю скорость. И она всегда будет МЕНЬШЕ идеальной. Поэтому я упрощаю. Показав что идеальной не хватит, ясно что при более точном расчете не хватит и подавно.

[alex_semenov]

Семенов, Вам не надоело бисерометание? На Вас здесь реагруют одни фрики. Нормальным людям здесь всё это давно известно, а фрики все равно не признают это никогда.

Надоело. Мне все надоело. Спорить об одном и том же тем более. Но в данном случае я разъясняю то что не подлежит сомнению. То есть, есть надежда что учительствую. А учительствовать и лечить на Руси всегда было делом богоугодным...
Я ведь не налегаю.
Видите какие короткие (для меня) посты я шлю?
О чем это говорит?
"Низко пошел, к дождю видать..." (с)

[ВадимZero]

Ваша логика (выхватывать только самую быструю компоненту реакции) меня удивляет. И не вы первый, кто ею пользуется. Как можно выбирать самую быструю компоненту реакции и считать что-то ТОЛЬКО по ней?

Ну раз быстрая компонента есть и несет основную энергию то ее и логично выбрать для разгона. Если у нас средня скорость 0,02362с, то скорость не быстрой компоненты, будет значительно ниже этой цифры. Ее в прямоточном взрыволете вообще не эфективно использовать.

А что делать с медленной?Выкинуть как шлак? А при расчете массы топлива по Циолковскому это что даст?

Да выкинут в шлак...Формула цилковского, к прямоточному взрыволету не применима. Мы этот шлак до больших скоростей не разгоняем. Это по сути баласт...Вам не жалко в ракете тащить баласт?

При расчете МАКРОСИСТЕМЫ надо выводить некую среднюю скорость.

Зачем? Если при взрыве у вас образуеться два ветра, один быстрый а другой ужасно медленный, то вы на каком полетите? При том что быстрый несет основную часть энергии.

В кипящем чайнике на газовой конфорке есть очень быстрые частицы. Такие что приводят к термоядерному синтезу. Не знаю сколько. Но парочка точно есть. Но какой смысл учитывать этих уникумов?

Я говорю не о тепловых флуктациях, а о средней скорости ионов в плазме и зависимости этой скорости от их массы. Это вещи разные, попрошу не путать.

[Проходящий Кот]

.....
Да выкинут в шлак...Формула цилковского, к прямоточному взрыволету не применима.
.....

А формула Мещерского?

[alex_semenov]

ВадимZero, тогда получается что часть топлива вы везете как БАЛЛАСТ.
При ваших расчетах придется это учитывать.
И сразу говорю - выгод тут НЕТ. Одни потери. Ведь отбрасываемая вами честь все равно получает какую-то часть энергии и импульса!
Это если речь идет о ракете, разумеется.
Но и в случае вашего экзотического приода (с предварительной расстановкой бомб) все равно получится очень неэффективно. Бомба имеет массу, скажем тонну, а используется для разгона 1/10 (например) этой массы. Но вы должны доставить в точку подрыва ВСЮ массу. В том чисел и балластую. И как вы это будете доставлять? Сколько потратите на это энергии? Посчитали?
Подскажу.
Тут тот же расчет что и при расчете графика снабжения (обсуждалась здесь такая задача). Если вы хотите чтобы последнюю бомбу корабль встретил через t лет после старта, то вы должны запустить ее за N*t лет раньше на скорости v/N, где v - конечная скорость корабля. То есть. Если вы хотите разогнаться до 0.1с за 1 год (ну допустим) то за 10 лет до этого вы должны запустить последнюю бомбу (по порядку запуска это будет первая) на скорости 0.01с. Все последующие бомбы вы будете запускать все медленней и медленней, разумеется. Но все равно. Запускать на 0.01с 1 тонну чтобы из нее отработали только 100 кг?
Не вижу смысла.
Как не верти, затея выбрасывать легкую тяжелую компоненту реакции - глупая.

[ВадимZero]

И как вы это будете доставлять? Сколько потратите на это энергии? Посчитали?

Создание разгонного участка это отдельное место. Прямоточную идею я использовал как способ обойти ограничение ракетной.
Если у вас Орион достигает скорости 0.03с...то разогнать бомбы до 0.01 с значительно проще...

Запускать на 0.01с 1 тонну чтобы из нее отработали только 100 кг?

Алекс вы подменяете понятия. Все 100 килограмов будут работать. А килограм будет доставлять эту работу к кораблю.

[alex_semenov]

Как хотите.
Но я уже на стадии обсуждения общей идеи не вижу в отстаиваемой вами схеме смысла.
Вопрос ведь не в том чтобы как-то (не мытьем так катаньем) разогнать ПН. Такого вопроса давно уже не стоит.
Во всяком случае для меня.
Есть спектр вполне вменяемых, сопостовимых решений.
Вопрос как это делать ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ оптимально? Как снизить паразитные затраты?
Потому что при разгоне корабля нужно чудовищно много энергии (не важно в виде запаса бомб или тераватт в проводах) и даже небольшой перевес в эффективности будет означать решающее значение в пользу выбора самой экономичной схемы.

[ВадимZero]

Вопрос как это делать ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ оптимально?

Правильней будет ЭКОНОМИЧЕСКИ оптимально. Так как в каждой схеме стоимость одного джоуля энергии будет разной.  Если вы разгоняете звездолет в течении десяти лет лучем энергии, то  стоимость одна. Если у вас нет такой возможности и вы разгоняете зонд микроволнами при 30g, то стоимость энергии возрастает на порядки. По сути она основана на стоимостью энергостанции.
Поэтому  КПД того или иного процесса, я вляеться лишь частью себестоимости. Во многих случаях экономически целесообразно будет принебречь КПД. Бомба тот самый случай.

[gans2]

Если при взрыве у вас образуеться два ветра, один быстрый а другой ужасно медленный, то вы на каком полетите? При том что быстрый несет основную часть энергии.

Берете демона Максвелла и с ним договариваетсь. Как дети, ей богу. Фрик на фрике.

[ВадимZero]

Есть спектр вполне вменяемых, сопостовимых решений.

Конечно есть, мне кстати сейчас интересна идея с микрозондами реплекаторами. Если мы сможем создать молекулярные реплекаторы весом в милиграммы(а почему нет)...То появляеться вопрос...Переживет ли он такое путешествие?

[ВадимZero]

Берете демона Максвелла и с ним договариваетсь. Как дети, ей богу. Фрик на фрике.
   

Ганс не какого  нарушения второго начала сдесь нет. Если бы читали внимательно мои коменты то поняли. Даже Алекс со мной согласен. И тогда бы не оскорбляли бы людей.

[gans2]

нарушения второго начала сдесь не

Ага, конечно нет, вы зажмурьтесь и вообще весь мир пропадет.

[alex_semenov]

Вопрос как это делать ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ оптимально?

Правильней будет ЭКОНОМИЧЕСКИ оптимально. Так как в каждой схеме стоимость одного джоуля энергии будет разной.

Насколько рзаной? Разы? Порядки? Сколько порядков?
Я лично считаю что ЭКОНОМИЧЕСКИ и ЭНЕРГЕГИТЧЕСКИ это одно и то же в данном случае. Потому что доля энергии в  цене запуска оказывается НАМНОГО ПОРЯДКОВ  больше чем все остальное возможне затраты. Поэтому  разницы в цене той или иной энергии ПОГОДЫ НЕ ДЕЛАЕТ. Разница в цене будет максимум в разы. И кстати, ваши бомбы - это неэластичный энергоноситель я же в активной системе могу использовать ЛЮБОЙ источник энергии какой мне будет удобней. То есть и дешевле.

[ВадимZero]

Потому что доля энергии в  цене запуска оказывается НАМНОГО ПОРЯДКОВ  больше чем все остальное возможне затраты.

Вы хотите сказать что, киловат лазерной мощности дешевле, киловата электричества? Ну может быть?

Насколько рзаной? Разы? Порядки? Сколько порядков?

Смотрите если у вас время эксплуатации электростанции 40 лет, энергоисточник дармовой(солнце) и вы разгоняете ваш звездолет вс эти 40 лет. Тогда стоимость энергии близка к минимуму. А если разгоняете при 30g в течении нескольких суток? Разница может иметь три порядка. Поскольку капитальные вложения это электростанция огромной мощности и дополнительное оборудование и если оно загружено всего на доли процента(время разгона апарата) то стоимость энергии обратно пропорционально возрастает.

И кстати, ваши бомбы - это неэластичный энергоноситель

Почему же..это веть по сути акумулятор энергии, которую мы кстати, не добывали. И мы можем эту энергию преобразовать в кинетическую энергию зонда с минимальным количеством преобразований.

[Кремальера]

Почему же..это веть по сути акумулятор энергии, которую мы кстати, не добывали. И мы можем эту энергию преобразовать в кинетическую энергию зонда с минимальным количеством преобразований.

Почему не добывали?Оружейный плутоний сам в реакторе из воздуха взялся?Сама идея взрыволета неплоха.И применима наверное на практике(что доказал ув.Vsevolodson).Но.Скорее всего к ней вернутся совсем не скоро.Возможно через десять веков,когда к оружающим ближним звездам Homo astrum(или уже в симбиозе и ИИ) уже дотянется на других приводах.А вот для строительстав межзвездных гигатонных атоллов,для дальнего тысячелетнего пути, такие двигателя сажающие звездолеты на продукты взрывов возможно пригодятся.

Конечно есть, мне кстати сейчас интересна идея с микрозондами реплекаторами. Если мы сможем создать молекулярные реплекаторы весом в милиграммы(а почему нет)...То появляеться вопрос...Переживет ли он такое путешествие?

Саморепликатор,да еще и микро..Через век этого не будет точно.Надо все-таки наверное смотреть в даль относительно обозримую,лет на сто,согласно программе фонда 100YSS.Другое дело что даже приблизительные,схематические конценпции звездолета мерикане так и не предъявили(скорее всего будут в сентябре).Но исходя из того что есть у нас,можно определится с концепцией корабля,как наиболее простейшего и быстрейшего.В сеседней теме ув. Вика популярно изложила средние дистанции которые нам предстоит прошлепать.Стало быть 10-25св. лет-если не повезет с Толиманом.А самое главное не объявится некое ,необъяснимое "чудо" в одной из целевых систем.,которое мы пока не можем обнаружить.Отсюда необходима скорость в 0,1-0,2С.Более медленный корабль на имеющихся технологиях может и не долететь.К тому же я за гуманизм по отношению к экипажу.Но лично мое мнение(и оно вырисовывается и без возлияний на симпозиуме в Хьюстоне ) касательно проблематики 100 Years Star Ship-лететь нужно сейчас,почти сразу как обнаружат чудесно подмигивающую цель(или что она там делать будет ).Даже не имея всей суммы технологий,возможно достаточно будет и автомата,хитро стартующего от Солнца.Хотя лучше бы это сделать еще вчера-сразу после начала 90-х.А для полноценной исследовательской пилотируемой миссии нужна Луна,обернутая фотоэлементами.Здесь действительно предприятие может затянуться на век.

[alex_semenov]

Вы хотите сказать что, киловат лазерной мощности дешевле, киловата электричества? Ну может быть?

Нет. Хотя теперешняя стоимость лазерного киловатта, разумеется сейчас не показатель.
Но я, кстати, о лазерных приводах сейчас и не говорю.

Смотрите если у вас время эксплуатации электростанции 40 лет, энергоисточник дармовой(солнце) и вы разгоняете ваш звездолет вс эти 40 лет. Тогда стоимость энергии близка к минимуму. А если разгоняете при 30g в течении нескольких суток? Разница может иметь три порядка.

Да, я понял вас сразу. Все верно.

Поскольку капитальные вложения это электростанция огромной мощности и дополнительное оборудование и если оно загружено всего на доли процента(время разгона апарата) то стоимость энергии обратно пропорционально возрастает.

Тут возможны нюансы. Например вы не учитываете что построенные мощности могут использоваться многократно (в рамках некоторого проекта массового запуска кораблей) или, скажем мощная энергостанция на Луне посде запуска корабля используется для чего-то иного, для снабжения Земли. Или наоборот. Построенная для снабжения Земли станция используется время от времени для запуска звездолетов.

Но самое главное. Причем здесь этот аргумент? Я разве пытаюсь максимально быстро запустить корабль? Сколько лет вы собираетесь разгонять свой корабль таким образом?
Я лично собираюсь разгонять 25 лет (50 лет на том конце системы). В принципе система позволяет этот параметр настраивать как угодно.
В случае лазерного разгона, кстати, то же самое. Там можно менять мощность на диаметр линзы. Больше линза - меньше мощность станции.
В общем я не против этого аргумента. Но я не понял как он играет в пользу вашего проекта и как он "опускает" мой аргумент?
Все ваши бомбы - это тоже вложение в энергию уже сейчас, которую вы добудете много времени спустя (взорвав бомбу).

И кстати, ваши бомбы - это неэластичный энергоноситель

Почему же..это веть по сути акумулятор энергии, которую мы кстати, не добывали. И мы можем эту энергию преобразовать в кинетическую энергию зонда с минимальным количеством преобразований.

Ваши бомбы (и ваши мегатонны) будут в 100 крат дороже даже тех бомб, которые будут взорваны в котлах вспышечного сгорания на Луне (если мы попытаемся использовать именно энергию атомных бомб). Почему? Потому что каждая ваша бомба - это боеприпас по сложности и надежности неотличимый от боеголовки поставленной на боевое дежурство. А бомбы в КВС - это по сути технологический процесс. Собираемый и момент взрыва которой буквально запрограммирован по минутам.  По сути существует как фазы некого четко поставленного техпроцесса. Тут вообще о боеприпасе говорить нельзя.

Я вообще не понимаю о чем мы спорим?
Энергия добытая здесь и сейчас или энергия которую мы зарядили в виде бомбы и добыли через 10 лет - это что разная энергия? У каждой есть цена. Она складывается из массы вещей. Как не верти но ваша схема совершенно не поддается какой-то оптимизации. Она жестко завязана на ту схему которая из этого построена.
Если вы скажете что у вас бомбы по цене навоза, я вам те же мегатонны "навоза" сожгу в КВС в 100 (минимум!) раз дешевле чем вы взрывая их по пути вашего корабля и при этом я в 10 (минимум!) раз меньше сожгу этих мегатонн.