Звездолет комбинированной схемы работы

Sergeef> Придумал новую схему термоядерного реактора, правда есть определенные проблемы, но учитывая, что кое-что из прошлого в наглую сперли, буду держать язык за зубами,
Этот мелко-буржуазный подход тормозит ход мировой революции.
Чем быстрее воры с ресурсами реализуют Ваши идеи , тем быстрее человечество шагнет в большой космос.
Вы разве не этого хотите ?
А так "и сам не ам, и другим не дам"

Sergeef>> Придумал новую схему термоядерного реактора, правда есть определенные проблемы, но учитывая, что кое-что из прошлого в наглую сперли, буду держать язык за зубами,
I.C.> Этот мелко-буржуазный подход тормозит ход мировой революции.
I.C.> Чем быстрее воры с ресурсами реализуют Ваши идеи , тем быстрее человечество шагнет в большой космос.
I.C.> Вы разве не этого хотите ?
I.C.> А так "и сам не ам, и другим не дам"
Нифига не шагнет, те у кого есть бабки, им дальний космос абс пофиг, а ближний исключительно утилитарно, и тут большой вопрос в том, что стоит ли давать людям абсолютно без моральных тормозов реальную силу, сверхтехнологии????
Есть другая альтернатива безостановочному восхождению темных сил - объединение разумных и прогрессивных представителей человечестваю Те кто надеется на то, что богатые олигархи решат все проблемы человечества и выведут его в космос, их рано или поздно ожидает жестокое разочарование, потом сами во всем виноваты будут.

PSS> Да. Об этой. Очень интересное представление! Без шуток Хотя, если не против, попробую сам сделать подобную оценку. В частности это действительно похоже на полет с постоянным ускорением. А нужно с постоянной тягой. Надо попробовать оценить обе схемы и понять какая будет разница.

Две первые кривые и есть полет ракеты с постоянной тягой (ускорение, разумеется переменное).
Нижний (последний) график - просто АБСТРАКТНЫЙ простейший пример.
Разница в коэффициенте k в

w = k* L²/T³

Для абстрактного примера k=2, для реальной ракеты (второй график сверху) k=13,5
Это просто вывести из формулы на графике (попробуйте сами выразить w =f(L,T)). То есть реальная ракета с постоянной оптимальной тягой и оптимальным массовым числом (у остальных вариантов ракеты все будет хуже) будет в 6.75 раз хуже абстрактного примера с постоянным ускорением. Хотя в примере с постоянным ускорением та же w - пик. Усредненное для него k =1. То есть ракета хуже в 13.5 от усредненной мощности. Вообще ценность абстрактного примера - понять ФУНДАМЕНТАЛЬНОСТЬ принципа. Хотя опыт общения с людьми показывает что они просто входят в ступор от такого "упрощения".
Ракета очевидней и "проще". У нее постоянная тяга при оптимальном истечении u для данного перелета. Но там пока все выведешь (переменная масса, при этом 2/3 топлива тратится на разгон и 1/3 на торможение "в середине", что нужно еще доказать) - не понятно что откуда растет. 5 страниц матвыкладок и графиков. Хотя результат в итоге (w = k* L²/T³) тот же, не смотря на то что в принципе w в обеих примерах в общем то разные (у ракеты это удельная полезная мощность ракетной струи как движителя, а в равноускоренном абстрактном примере волшебного корабля - пиковая мощность прямого преобразования в кинетику корабля).

Sergeef>> И постоянная тяга для звездолета далеко не оптимальный вариант
Да, но это совсем уже сложный случай и попытка выкрутить "мизер".

Дем> Она конструктивно оптимальный вариант.
Совершенно верно. Поэтому с переменным удельным импульсом (и тягой) не морочатся (я видел один проект Пелегрино "Валькирия", прообраз "Лаки Стар" у Камерона в "Аватаре", там ради экономии антиматерии игрались с переменной тягой и импульсом. Но это - псевдореализм). Хотя на многоступенчатых ракетах у первых ступеней удельный импульс специально занижают (и поэтому выгодно использовать на них твердое топливо). Это дает некоторый выигрыш. Но опять таки "на мизерах".

Дем> Но просто не постянно весь полёт движку работать.
Надо понять вот что.
Да. Конечно. Вы можете выключить двигатель и лететь по инерции. Но если вы хотите при этом на дистанции L вложиться во время перелета T, то вам нужна будет БО'ЛЬШАЯ удельная мощность ваших двигателей (верней звездолета) w, чем в случае постоянно включенного двигателя.
Случай постоянно включенного двигателя рассматривается ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО как случай МИНИМАЛЬНОЙ необходимой удельной мощности. Но если у вас есть запас мощности - ради бога. Разгоняйтесь быстро, отключайте двигатель и летите по инерции пока не подлетите к цели. Но в любом случае вам нужна w НЕ МЕНЬШЕ (явно больше) чем у ракеты, которая все время летит не выключая двигатель ту же дистанцию за то же время.
В этом - коллизия. Люди интуитивно (я во всяком случае по началу так и думал) не ощущают что межзведное расстояние на самом деле слишком короткое для разгона на нем до нужных скоростей с ПРИВЫЧНЫМИ НАМ удельными мощностями "моторов" в 10-100 (максимум 1000) вт/кг.
Оказывается этого слишком мало.
Еще очень сильно сбивают глаз характеристики ЖРД ракет. У них удельная мощность (мощность двигателей к массе пустой ракеты) примерно 500 кВт/кг. И кажется, что до 1 мВт/кг и 10 мВт/кг от них "рукой подать". Но это - иллюзия. ЖРД - это ПИК теплового двигателя. И тупик.
У твердотельного ЯРД уже удельная мощность ниже чем у ЖРД. Не зря первый из них назвали "Киви", как нелетающую птицу. Ибо собственная масса двигателя была ниже его тяги. То есть он бы не мог поднять даже сам себя с поверхности Земли, не говоря уже о всей остальной ракете.
Если мы перейдем к гипотетическим газофазным ЯРД (типа тех над которыми бился Иевлев), с истечение 15-20 км/с, то там удельная мощность падает еще сильней. Это проклятье тепловых двигателей. В ЖРД "все звезды" сошлись на оптимуме поэтом 0.5 мВт/кг - это пик и рекорд. Выше не прыгнешь.
В случае электроракет (где истечение можно поднять до 10 000 км/с) в удельной мощности нас ограничивает цикл производства электроэнергии. Сейчас на лучших проектах ядерных орбитальных буксирах удельная мощность получается в жалкие 70 Вт/кг. Мы крутили на "Астрофоруме" тему и я мечтал о том что бы поднять удельную мощность электроракеты с реактором до 1000-2000 вт/кг. Это - максимум реалистичных фантазий. Да, был один предельный проект на 4000 вт/кг. Но это был генератор Мозли и переделать его под реактор - отдельная задача (возможно не решаемая). То есть и тут - ТУПИК.
Какие выходы?
Два.
Во-первых взрыволет. Дайсона. На водородных бомбах. Тут действительно можно иметь и 10 мв/кг и 100 мв/кг... Но тут проблема с истечением. Можно получить 1000 км/с надежно. Но этого - мало. Можно ли получить 5000-7000? Вопрос открытый. Если да, то в принципе у нас есть супертяга для перелета к звездам на средних скоростях ~0.05с. Играясь с этой идеей (ступени, магнитный парашют и еще кое-что) можно выкручивать чуть больше (есть фантазия о 0.3с).
Но это если взрыволет Дайсона возможен.
Если нет?
Остается радикальное решение. Не ракета а пушка. Внешняя тяга. Лазерный парус (проект Лублина-Мильнера-Хокинга) или (что куда лучше) "луч материи". То есть почти вся двигательная установка остается дома. А значит и проблемы с удельной мощностью снимаются, так как энергоустановка на килограммы транспортного средства никак не накладывается.
Но ничто не дается даром.
Во-первых разгон должен быть быстрым и тут действительно нужны уже Гвт/кг... И опять таки (скажем на тех же парусах) термическая нагрузка не детская.
Ну и главное- а как тормозить?
Одна надежна - парашют. Магнитный. Но он один не спасает. Тут проблема как с посадкой на Марсе. Парашют притормаживает. Но что бы выйти на орбиту звезды нужны ракетные двигатели. Опять таки с недетской удельной мощностью, поэтому остаются взрыволетно-бомбовые. Иных просто нет. НЕТ!
Хотя если у вас очень хороший парашют (для этого нужны чудо-сверхпроводники магнитостойкие которых пока нет) то возникает надежна-возможность дотормозить парашютом до выхода на орбиту в солнечном ветре самой звезды (плюс маневр Оберта у ее поверхности, для чего взрыволет - опять идеален и альтернативы ему нет).
В общем универсального решения перелета к звездам НЕТ.
Что, собственно и делает задачу чудовищно сложной и ... красивой.

A.s.> Хотя на многоступенчатых ракетах у первых ступеней удельный импульс специально занижают (и поэтому выгодно использовать на них твердое топливо). Это дает некоторый выигрыш. Но опять таки "на мизерах".
У многоступенчатых ракет на первой ступени увеличивают ТЯГУ. ДАЖЕ ценой сокращения удельного импульса - это позволяет сократить гравитационные потери, обеспечивая выигрыш по массе.
Но никто и никогда не идет СПЕЦИАЛЬНО на снижение удельного импульса.

A.s.> Да. Конечно. Вы можете выключить двигатель и лететь по инерции. Но если вы хотите при этом на дистанции L вложиться во время перелета T, то вам нужна будет БО'ЛЬШАЯ удельная мощность ваших двигателей (верней звездолета) w, чем в случае постоянно включенного двигателя.
Про какие дистанции и время идет разговор, про какие потребные запасы ХС?

A.s.> В этом - коллизия. Люди интуитивно (я во всяком случае по началу так и думал) не ощущают что межзведное расстояние на самом деле слишком короткое для разгона на нем до нужных скоростей с ПРИВЫЧНЫМИ НАМ удельными мощностями "моторов" в 10-100 (максимум 1000) вт/кг.
А теперь скажи мне, как из Вт/кг получить удельный импульс, позволяющий подсчитать стартовую массу при заданной ПН и потребной ХС?

A.s.> Да. Конечно. Вы можете выключить двигатель и лететь по инерции. Но если вы хотите при этом на дистанции L вложиться во время перелета T, то вам нужна будет БО'ЛЬШАЯ удельная мощность ваших двигателей (верней звездолета) w, чем в случае постоянно включенного двигателя.
Тут немножко в другом вопрос. Слетать на соседнюю звезду в отпуск ну никак не получается
Время полёта в любом случае века. И тут нас начинает интересовать баланс расхода рабочего тела и расхода ресурсов СЖО. И последнее меньше даже если мы на эти 10000 лет тупо консервов загрузили.

A.s.> ЖРД - это ПИК теплового двигателя. И тупик.
В теории есть ещё термояд, у которого плазма прямо из зоны реакции летит.

A.s.> Ну и главное- а как тормозить?
Если у нас есть щит способный выдержать ядерный взрыв - то можно тормозиться аэродинамически, прямо об атмосферу звезды.

https://astronomy.ru/forum/index.php?action=dlattach;topic=112517.0;attach=574945;image

Алекс.. Надеюсь Вы это читаете. Дело в том, что я все таки решил задачу полета звездолета с постоянной тягой и удельным импульсом. Именно тягой, не ускорением. Сначала занялся от скуки в поезде, а теперь и карантин подоспел.

Результат получился настолько парадоксальным, что я его несколько раз проверил на численных моделях и они подтвердили верность аналитической формулы. В целом даже понял геометрический смысл, но не могу понять физический..

В общем, дальность полета такого звездолета, можно считать, зависит только от времени полета и удельного импульса. Даже от числа Циолковского практически не зависит. При той разнице между начальной и конечной массой, что будет у межзвездного корабля Другими словами, можно достичь того же времени перелета при двигателях того же импульса при меньшей стартовой массе. Что, кроме всего прочего, означает что подобная схема для звездалета не очень выгодна. В подобных перелетах обязательно нужен режим полета по инерции, при выключенных двигателях.

Ну а график что выше выглядит в реальности так. Для дальности в 4.2 световых года. По оси х - удельный импульс в м/с (надеюсь, что на графике выше тоже он) и по у - время перелета в годах.

PSS> ..

PSS>> ..

Черт. Там опечатка во второй формуле скорости. Конечно Vp, а не Mp

PSS> https://astronomy.ru/forum/index.php?action=dlattach;topic=112517.0;attach=574945;image
PSS> Алекс.. Надеюсь Вы это читаете.
Бутылка доплыла...

Гм... Я не понял ваших переживаний. Судя по графику ниже, он у вас более-менее правильный. Но вот выкладки... Не нахожу знакомые буквы. Давайте я вам дам исходную модель как ее мне дал в свое время AlexAV (я его сподвиг ее сделать своими незрелыми потугами, поэтому первая форула в ней - моя)?
А вы - сравните со своей. У меня никаких парадоксов нет. Боле того, я получил (как своего рода проверку) точно такие же кривые, как получил в свое время AlexAV (именно их он сначала нам и показал)
Ловите.
Это - УСЛОВИЕ задачи. Его теперь надо как-то решить. AlexAV (подозреваю) его решил маткадовским пакетом. Я же выкручивал "руками" по-старинке.

A.s.> Это - УСЛОВИЕ задачи. Его теперь надо как-то решить. AlexAV (подозреваю) его решил маткадовским пакетом. Я же выкручивал "руками" по-старинке.

Я не вижу здесь ответа. В частности вычисление L. Что главное. Можете его привести? Итоговую формулу для Х₁ и Х₂?

Пока ошибок не вижу, хотя подход усложнен. В частности, секундный расчет сразу считается из тяги и удельного импульса по простой формуле. См выше


Кстати. Я просто вычислил нужные интегралы. Потом проверил численным методом. Все сошлось

A.s.> Это - УСЛОВИЕ задачи. Его теперь надо как-то решить. AlexAV (подозреваю) его решил маткадовским пакетом. Я же выкручивал "руками" по-старинке.

Кстати у меня условие задачи совпадает с вашим совпадает. Только я не стал его переусложнять.

PSS> Я не вижу здесь ответа.
Я не вижу как послать тут личное сообщение? Вы же мне шлете. А как вам? Что-то теряюсь.

PSS>> Я не вижу здесь ответа.
A.s.> Я не вижу как послать тут личное сообщение? Вы же мне шлете. А как вам? Что-то теряюсь.

Личное сообщение приходит на почту. А у Вас она уже есть. Так что просто пишите письмо.

PSS>>> Я не вижу здесь ответа.
A.s.>> Я не вижу как послать тут личное сообщение? Вы же мне шлете. А как вам? Что-то теряюсь.
PSS> Личное сообщение приходит на почту. А у Вас она уже есть. Так что просто пишите письмо.

Я не помню через какой ящик я с вами переписывался. Если это маил-ру, я его уже 100 лет не посещал. После того как наши придурки все позакрывали и надо ходить через впн. Я зашел в свои последние ящики (которые тоже год наверное не проверял) у меня сейчас во всех ящиках тонны нечищенного спама... бардак...Но своих писем (я же помню мы переписывались) я не нахожу... Счас попробую на майл зайти

A.s.> Я не помню через какой ящик я с вами переписывался. Если это маил-ру, я его уже 100 лет не посещал. После того как наши придурки все позакрывали и надо ходить через впн. Я зашел в свои последние ящики (которые тоже год наверное не проверял) у меня сейчас во всех ящиках тонны нечищенного спама... бардак...Но своих писем (я же помню мы переписывались) я не нахожу... Счас попробую на майл зайти

Загляните на последнею страницу этого файла

Там мой электронный адрес.

A.s.> Я не помню через какой ящик я с вами переписывался.

Если писали письмо, я его не получил. Ну и вне темы

PSS> Ну и вне темы
PSS> Важный пост: pilot_pirks — ЖЖ
Такой пост точно нужно не в "Черной Дыре" писать.
Продублируй объявление где-нибудь в нормальной теме.

A.s.> Нашел среди старых жулналов.
Сразу вспомнился рассказ "Донырнуть до звёзд" Лукьяныча

A.s.> Предполагается что калорийность дейтерида лития не 64 а 50 кт/кг (обычно встречается такая несколько заниженная цифра 64 - это высчитываемая чисто теоретически по E=mc2)
Здравствуйте!
Вы можете объяснить как по этой формуле E=mc² высчитали кпд дейтерида лития-6? Я немного не понимаю что куда подставлять, m — это атомная масса? Или? И у меня вопрос: если сложить общий энерговыход всех термоядерных реакций, которые происходят в дейтериде лития-6 то должно получиться 22,4 МэВ или в переводе на кт/кг получится 85 кт/кг в таком случае если взять 64 кт/кг куда делись остальные 21 кт/кг?

A.s.>> Предполагается что калорийность дейтерида лития не 64 а 50 кт/кг (обычно встречается такая несколько заниженная цифра 64 - это высчитываемая чисто теоретически по E=mc2)
Vanguard1802> Здравствуйте!
Vanguard1802> Вы можете объяснить как по этой формуле E=mc² высчитали кпд дейтерида лития-6? Я немного не понимаю что куда подставлять, m — это атомная масса? Или?
m — это дефект массы. Т.е. насколько больше Li6+D чем 2*He4
Это действительно 22,37 МэВ.

Vanguard1802> или в переводе на кт/кг получится 85 кт/кг
нет, тут неправильно. 22,37 МэВ = 8.56 x 10^-25 килотонны - но не на килограмм, а на одну реакцию. Нужно ещё на количество атомов в килограмме умножить.
Для данной реакции это 7.5*10²⁵ - итого 64.2 кт/кг

Дем> m — это дефект массы. Т.е. насколько больше Li6+D чем 2*He4
Дем> Это действительно 22,37 МэВ.
Дем> нет, тут неправильно. 22,37 МэВ = 8.56 x 10^-25 килотонны - но не на килограмм, а на одну реакцию. Нужно ещё на количество атомов в килограмме умножить.
Дем> Для данной реакции это 7.5*10²⁵ - итого 64.2 кт/кг

Спасибо большое!