Первые упоминания о том, что с помощью расположенного на Земле лазера можно летать в космос, причем делать это с гораздо большим кпд, нежели при сгорании топлива, появились в начале семидесятых годов прошлого века. Так, доктор Артур Канторович из американской компании "AVCO-Everett Labs" в 1972 году предложил использовать для космического полета эффект лазерной абляции, то есть испарения материала в мощном луче лазера. Спустя год В.П.Коробейников из Математического института АН СССР решил задачу о движении тела под действием внешнего источника энергии, чему, впрочем, предшествовали работы Г.А.Аскарьяна из ФИАНа — именно он определил давление, которое возникает при испарении вещества в мощном потоке излучения. Развивая эти работы, один из создателей лазера академик А.М.Прохоров вместе с В.Ф.Бункиным в 1976 году предложили теорию формирования тяги в лазерном движителе. Согласно их идеям, если облучать газ мощным лучом импульсного лазера, сфокусированным линзой, то возникают локальные взрывы, которые порождают ударные волны. Они-то и служат источником реактивного импульса. Теория Прохорова стала основой для расчета элементов конструкции двигателей, которые работают в атмосфере. А работы американца Энтони Пирри помогли рассчитать двигатель для полетов в вакууме. В 1997 году расчеты наконец- то воплотились в металл: профессор Лейк Мирабо провел первые успешные запуски аппарата с лазерным реактивным двигателем на полигоне Уайт-Сэнд в штате Нью-Мексико.
В 2002 году профессор отделения механики Токийского института технологии Такаси Хабэ и Клод Фипс, президент компании "Photonics Associates" из Санта-Фе, предложили концепцию использования стационарных лазеров для путешествий в околоземном и окололунном (!) пространствах. Согласно их плану, лазерные станции, размещенные на Земле, на Луне и на околоземных орбитах, сделают три важных дела. Во-первых, обеспечат экологически чистый запуск спутников, то есть такой, при котором сгорает немного кислорода, во-вторых, позволят легко корректировать орбиты искусственных спутников, а в-третьих, дадут возможность космическим кораблям путешествовать по маршруту Земля–Луна и обратно без значительных затрат топлива.
В общем, расстояние тут не имеет особого значения — свет в космосе распространяется без всякого поглощения, разве что увеличивается диаметр луча. В этом случае просто понадобится еще одно зеркало, перехватывающее весь луч и фокусирующее его в двигатель.
Поскольку источником энергии для лазеров, размещенных в космосе, будет служить свет Солнца, преобразуемый в электричество с помощью солнечных батарей, такая транспортная система, будучи однажды построенной, сможет устойчиво работать неограниченно долгое время, а ее содержание обойдется совсем недорого. Правда, первичные затраты довольно велики, но не чрезмерны, а вполне сопоставимы со стоимостью подготовки марсианской экспедиции на ракете с ядерным двигателем. Кстати, похожую концепцию межпланетных перелетов, только с использованием потоков плазмы и плазменных парусов, точнее, пузырей, предлагает Роберт Уингли из университета штата Вашингтон (см. "Химию и жизнь", 2004, №12) Что же касается конкретных разработок лазерных движителей, то они
начались уже в XXI веке. В нашей стране — например, в МГТУ им.
Н.Э.Баумана или в Сосновом Бору.
.............
Всего предложено три типа лазерных движителей. В первом из них за счет чрезвычайно высокой концентрации электромагнитного поля в мощном луче лазера происходит оптический пробой воздуха, своеобразная рукотворная молния. В канале образуется плазма, возникают ударные волны, которые, как сказано выше, и обеспечивают движение, отталкиваясь от стенок сопла. Этот подход дает не самый большой импульс реактивной отдачи, а вот удельный импульс тяги оказывается вполне высоким, тысячи секунд. (С помощью этих параметров сравнивают эффективность двигателей и ракетных топлив. Первый ввели специально для лазерных двигателей, он представляет собой величину тяги, отнесенную к мощности лазера, и измеряется в ньютонах на ватт. Второе же понятие соответствует тому импульсу, который дает килограмм топлива, сгорающий за одну секунду. А измеряется этот параметр в секундах. У хороших ракетных топлив величина удельного импульса тяги составляет 300–500 с.) Большой удельный импульс отдачи нужен космическому кораблю для того, чтобы оторваться от поверхности Земли, а большой удельный импульс тяги — чтобы легко маневрировать в космосе, расходуя при этом как можно меньше топлива.
Самый мощный, в десятки тысяч секунд, импульс тяги лазерного движителя получается за счет сильного испарения — абляции материала зеркала. Но отдача при этом оказывается совсем маленькой, в десять раз меньше, чем нужно для отрыва от Земли. Ее удается повысить в сто раз, если испаряется многослойный материал со специально организованной внутренней структурой, но при этом импульс тяги падает в тысячу раз.
Как оказалось, оптимальное сочетание получается, если испарившееся вещество вступает в химическую реакцию, например, с воздухом и его частицы приобретают дополнительную скорость. У такого двигателя импульс тяги измеряется сотнями секунд, а реактивная отдача достаточно велика, чтобы вывести корабль за пределы атмосферы. Поскольку кислорода там нет, гореть материал не сможет, и корабль для маневрирования на орбите будет использовать второй принцип — абляции материала. Конечно, можно загрузить на него окислитель, и тогда удастся и в космосе получить хорошую реактивную тягу, но при этом вес корабля увеличится, и он уже не будет напоминать космическую яхту. Именно идею испарения и сгорания вещества при реакции с кислородом атмосферы выбрали ученые из Соснового Бора, создавая прототип лазерного движителя.
http://www.inauka.ru/space/article63399.html
ЦитироватьЭтот подход дает не самый большой импульс реактивной отдачи, а вот удельный импульс тяги оказывается вполне высоким, тысячи секунд.
Почему-то я сомневаюсь, что испарённый материал может отлетать от корабля со скоростями хотя бы в 10 км в секунду.
А по какой формуле это рассчитывается?
Кенгуру, вы удивитесь, но удельный импульс не обязательно численно равен скорости истечения рабочего тела :)
Для вакуумных двигателей, например, УИ больше скорости истечения.
УИ - это по определению отношение тяги к расходу рабочего тела. Не более.
ЦитироватьДля вакуумных двигателей, например, УИ больше скорости истечения.
А почему, RR? Я еще могу понять для не-вакуумных.
ЦитироватьКенгуру, вы удивитесь, но удельный импульс не обязательно численно равен скорости истечения рабочего тела :)
Для вакуумных двигателей, например, УИ больше скорости истечения.
УИ - это по определению отношение тяги к расходу рабочего тела. Не более.
1) Тяга - это сила.
F = m * a (закон Ньютона)
, где ускорение - это a = dV/dt
2) Расход - это масса в секунду, то есть:
m / dt
Делим одно на другое:
m * a / ( m / dt ) = a * dt = (dV / dt) * dt = dV
Таким образом получается, что удельный импульс - это и есть скорость (изменение скорости).
Судя по дате обновления сайта
http://www.lightcrafttechnologies.com/news.html
идея уже вышла из моды
Я подумал, может быть эффективнее было бы светить лазером в небольшую солнечную батарею спутника, чтобы он полученную энергию использовал в своём ионном двигателе?
ЦитироватьЦитироватьДля вакуумных двигателей, например, УИ больше скорости истечения.
А почему, RR? Я еще могу понять для не-вакуумных.
Потому что УИ - это отношение тяги к расходу.
А тяга в общем случае записывается следующим образом:
P=m*V+Fa*(pa-pн)
Р - тяга [Н]
m - массовый расход рабочего тела [кг/с]
Fa - площадь среза сопла [м^2]
pa - давление рабочего тела на срезе сопла
pн - давление окружающей среды
Для вакуума (рн=0) тяга:
P=m*V+Fa*pa
И, соответственно, УИ:
I=V+(Fa*pa)/m
ЦитироватьЯ подумал, может быть эффективнее было бы светить лазером в небольшую солнечную батарею спутника, чтобы он полученную энергию использовал в своём ионном двигателе?
А может по этому спутнику как "засветить", чтобы он больше не летал.
ЦитироватьПотому что УИ - это отношение тяги к расходу.
А тяга в общем случае записывается следующим образом:
P=m*V+Fa*(pa-pн)
Р - тяга [Н]
m - массовый расход рабочего тела [кг/с]
Fa - площадь среза сопла [м^2]
pa - давление рабочего тела на срезе сопла
pн - давление окружающей среды
А это точно правильная формула? Второе слагаемое справа явно лишнее.
Или я чего не понимаю?
М? И почему же это оно лишнее? :|
Ну, по крайней мере так нас учили в курсе общей теории ракетных двигателей.
Не знаю - может и врали :)
ЦитироватьПервые упоминания о том, что с помощью расположенного на Земле лазера можно летать в космос, причем делать это с гораздо большим кпд, нежели при сгорании топлива, появились в начале семидесятых годов прошлого века.
Идея точно начала 70-х?
Эту идею мне рассказывал мой одноклассник не позднее 69 г., а скорее в 1968 г. Если он сам это не придумал, то прочел где-то в популярном журнале.
ЦитироватьЦитироватьПервые упоминания о том, что с помощью расположенного на Земле лазера можно летать в космос, причем делать это с гораздо большим кпд, нежели при сгорании топлива, появились в начале семидесятых годов прошлого века.
Идея точно начала 70-х?
Эту идею мне рассказывал мой одноклассник не позднее 69 г., а скорее в 1968 г. Если он сам это не придумал, то прочел где-то в популярном журнале.
Ec/\u Mo>keTe gokyMeHTa/\bHo nogTBepguTb - R u3MeHi0 Ha 60-e... :P :wink:
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьДля вакуумных двигателей, например, УИ больше скорости истечения.
А почему, RR? Я еще могу понять для не-вакуумных.
Потому что УИ - это отношение тяги к расходу.
А тяга в общем случае записывается следующим образом:
P=m*V+Fa*(pa-pн)
Р - тяга [Н]
m - массовый расход рабочего тела [кг/с]
Fa - площадь среза сопла [м^2]
pa - давление рабочего тела на срезе сопла
pн - давление окружающей среды
Для вакуума (рн=0) тяга:
P=m*V+Fa*pa
Объясните мне пожалуйста прибавку
Fa*pa с точки зрения закона сохранения импульса.
P = m*V - это импульс.
Mракеты * Vракеты = Mгаза * Vгаза - здесь всё нормально. Ракета летит в одну сторону, газ - в другую.
а
P = Fa*pa - это как бы дополнительный импульс.
А где его вторая половина? Ракета благодаря ему летит быстрее, а в другую сторону ничего быстрее не летит. Как же так?
А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса )
Этот дополнительный член получается при рассмотрении давлений, действующих на контур РД.
http://www.engineer.bmstu.ru/res/dorofeev/lec/gl_02/l02.htm
Учите матчасть (с) :)
ЦитироватьА тяга РД определяется не только законом сохранения импульса )
Если закон сохранения импульса нарушается, то я сейчас быстренько сбацаю двигатель работающий без выброса рабочего тела.
ЦитироватьУчите матчасть (с) :)
Тот, кто учил, тот может объяснить, а тот, кто не учил - тот ссылается на ссылки.
ЦитироватьЕсли закон сохранения импульса нарушается, то я сейчас быстренько сбацаю двигатель работающий без выброса рабочего тела.
А кто вам сказал, что закон сохранения импульса нарушается? ;)
Ничего подобного. Я сказал, что тяга определяется не только ЗСИ. Есть и другие факторы.
Но вы все равно дерзайте - интересно будет посмотреть :)
ЦитироватьТот, кто учил, тот может объяснить, а тот, кто не учил - тот ссылается на ссылки.
Вряд ли я лучше Дорофева объясню...
Но если вам именно меня хочется послушать - с удовольствием расскажу, попросите только :)
Не забудьте учесть, что закон сохранения импульса справедлив только для ЗАМКНУТЫХ систем ("Векторная сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему постоянна"). Так что, надо еще суметь выделить эту замкнутую систему. А она, примерно, такова: Ракета, истекающие газы, атмосфера Земли) :wink:
ЦитироватьEc/\u Mo>keTe gokyMeHTa/\bHo nogTBepguTb - R u3MeHi0 Ha 60-e... :P :wink:
Да мне самому интересно.
Я учился в восьмилетке, а потом перешел в другую школу поэтому это были еще 60-е годы. Мой товарищ по той восьмилетке Саша Ивченко на перемене в тетрадке нарисовал установленный на земле лазер и ракету с отражателем и объяснил идею. Откуда он знал об этом, я тогда спросить не удосужился. Может «Юный техник» или «Техника молодежи» что-то такое тогда напечатала. Тогда лазеры и космос были очень популярными темами.
В тему.
http://www.vniief.ru/netcat_files/Image/pl2.pdf
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/8ee5b564-372c-b4d0-b4d8-99adc22a6809/08-11_02_2006.pdf
ЦитироватьНе забудьте учесть, что закон сохранения импульса справедлив только для ЗАМКНУТЫХ систем ("Векторная сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему постоянна"). Так что, надо еще суметь выделить эту замкнутую систему. А она, примерно, такова: Ракета, истекающие газы, атмосфера Земли) :wink:
А я могу быстренько замкнуть систему. Ставим за соплом огромный бак, куда попадает всё вылетевшее из сопла. Допустим ракета работает на водороде и кислороде, мы пар и воду собираем, подвергаем электролизу и получаем опять кислород и водород, который опять посылаем в двигатель, опять получаем эту прибавку импульса Fa*pa и летим таким образом без выброса вещества, благодаря этой прибавке.
Да, а атмосфера Земли отпадает, так как мы говорили о полёте в вакууме.
Могу дать и своё объяснение этому явлению: воздух отталкиваясь от сопла получает дополнительный импульс.
Так, что утверждение RadioactiveRainbow, что "А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса" считаю не верным.
ЦитироватьА я могу быстренько замкнуть систему. Ставим за соплом огромный бак, куда попадает всё вылетевшее из сопла. Допустим ракета работает на водороде и кислороде, мы пар и воду собираем, подвергаем электролизу и получаем опять кислород и водород, который опять посылаем в двигатель, опять получаем эту прибавку импульса Fa*pa и летим таким образом без выброса вещества, благодаря этой прибавке.
Мухаха! А что, в этом баке продукты сгорания у вас не тормозятся?! :lol: :lol: :lol:
Ля!!! Меня таращит! Эта пять!
Кенгуру, вы понимаете, что изобретаете инерциоид? :lol:
ЦитироватьТак, что утверждение RadioactiveRainbow, что "А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса" считаю не верным.
Это не мое утверждение - это утверждение современной физики. Откройте любой учебник по теории РД и убедитесь! :lol:
P.S.
Как, Кенгуру!? Ну КАК можно быть НАСТОЛЬКО тупыыым?!?!?! :lol:
ЦитироватьЦитироватьА я могу быстренько замкнуть систему. Ставим за соплом огромный бак, куда попадает всё вылетевшее из сопла. Допустим ракета работает на водороде и кислороде, мы пар и воду собираем, подвергаем электролизу и получаем опять кислород и водород, который опять посылаем в двигатель, опять получаем эту прибавку импульса Fa*pa и летим таким образом без выброса вещества, благодаря этой прибавке.
Мухаха! А что, в этом баке продукты сгорания у вас не тормозятся?! :lol: :lol: :lol:
Ля!!! Меня таращит! Эта пять!
Кенгуру, вы понимаете, что изобретаете инерциоид? :lol:
Основанный на вашем ошибочном утверждении. Как обещал.
ЦитироватьP.S. Как, Кенгуру!? Ну КАК можно быть НАСТОЛЬКО тупыыым?!?!?! :lol:
То, что вы перешли от аргументов к хамству говорит о том, что вы уже поняли свою ошибку, но ещё не готовы признать её публично.
ЦитироватьОснованный на вашем ошибочном утверждении. Как обещал.
:lol: На каком именно!? ;)
ЦитироватьЦитироватьНе забудьте учесть, что закон сохранения импульса справедлив только для ЗАМКНУТЫХ систем ("Векторная сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему постоянна"). Так что, надо еще суметь выделить эту замкнутую систему. А она, примерно, такова: Ракета, истекающие газы, атмосфера Земли) :wink:
А я могу быстренько замкнуть систему. Ставим за соплом огромный бак, куда попадает всё вылетевшее из сопла. Допустим ракета работает на водороде и кислороде, мы пар и воду собираем, подвергаем электролизу и получаем опять кислород и водород, который опять посылаем в двигатель, опять получаем эту прибавку импульса Fa*pa и летим таким образом без выброса вещества, благодаря этой прибавке.
Да, а атмосфера Земли отпадает, так как мы говорили о полёте в вакууме.
Могу дать и своё объяснение этому явлению: воздух отталкиваясь от сопла получает дополнительный импульс.
Так, что утверждение RadioactiveRainbow, что "А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса" считаю не верным.
Да, и еще учтите, что УИ не тождественен скорости истечения :wink:
ЦитироватьЦитироватьОснованный на вашем ошибочном утверждении. Как обещал.
:lol: На каком именно!? ;)
На этом: "А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса"
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьНе забудьте учесть, что закон сохранения импульса справедлив только для ЗАМКНУТЫХ систем ("Векторная сумма импульсов тел, образующих замкнутую систему постоянна"). Так что, надо еще суметь выделить эту замкнутую систему. А она, примерно, такова: Ракета, истекающие газы, атмосфера Земли) :wink:
А я могу быстренько замкнуть систему. Ставим за соплом огромный бак, куда попадает всё вылетевшее из сопла. Допустим ракета работает на водороде и кислороде, мы пар и воду собираем, подвергаем электролизу и получаем опять кислород и водород, который опять посылаем в двигатель, опять получаем эту прибавку импульса Fa*pa и летим таким образом без выброса вещества, благодаря этой прибавке.
Да, а атмосфера Земли отпадает, так как мы говорили о полёте в вакууме.
Могу дать и своё объяснение этому явлению: воздух отталкиваясь от сопла получает дополнительный импульс.
Так, что утверждение RadioactiveRainbow, что "А тяга РД определяется не только законом сохранения импульса" считаю не верным.
Да, и еще учтите, что УИ не тождественен скорости истечения :wink:
При измерении скорости истечения в какой точке?
P.S. Раньше, говорили, что не равен, теперь, что не тождественен, далее наверное будут говорить, что не инвариантен, а потом вообще какое-нибудь такое слово, о котором никто даже не догадывается, что оно обозначает.
ЦитироватьОбъясните мне пожалуйста прибавку Fa*pa с точки зрения закона сохранения импульса
Вопрос не корректный, т.к. закон сохранения импульса никак не учитывает природу сил: они просто есть - и всё...
В случае с ракетным двигателем силы имеют газодинамическую природу: это давление газа на стенки камеры (как изнутри, так и снаружи), и указанная "прибавка"
Fa*pa - составляющая этой суммарной силы.
Т.е. с точки зрения закона сохранения импульса известную формулу тяги было бы правильно записать так:
m*w = -P - Fa*(pa-pн)
(здесь стоят минусы, поскольку это проекция векторного уравнения на продольную ось двигателя, а суммарная сила противоположна скорости; P -
расчетная тяга)
Корректным был бы такой вопрос: "объясните мне пожалуйста прибавку
Fa*pa с точки зрения вывода суммарной газодинамической силы".
Тогда ответ был бы таким: в вакууме (pн=0) суммарная сила определяется только внутренним давлением газа на стенки камеры. В атмосфере (pн>0) на стенку также давит атмосферное давление, в сумме давая отрицательный прирост тяги, численно равный Fa*pн. Когда Вы анализируете РД по теореме импульсов в виде w*dm/dt = P, не забывайте, что P - это сумма всех сил, т.е. тяга двигателя
в данных условиях с учетом всех "прибавок", а не расчетная тяга
на строго определенной высоте (pн=pa), которая обычно обозначена в классическом уравнении тяги тем же символом "P".
ЦитироватьПри измерении скорости истечения в какой точке?
P.S. Раньше, говорили, что не равен, теперь, что не тождественен, далее наверное будут говорить, что не инвариантен, а потом вообще какое-нибудь такое слово, о котором никто даже не догадывается, что оно обозначает.
Скорость истечения всегда замеряют на срезе сопла.
Что касается удельного импульса тяги, то это есть отношение тяги к секундному расходу, и догадываться тут не о чем. :wink:
ЦитироватьЦитироватьПри измерении скорости истечения в какой точке?
P.S. Раньше, говорили, что не равен, теперь, что не тождественен, далее наверное будут говорить, что не инвариантен, а потом вообще какое-нибудь такое слово, о котором никто даже не догадывается, что оно обозначает.
Скорость истечения всегда замеряют на срезе сопла.
А если померить на расстоянии метра за соплом, то будет другая?
То есть может ли импульс по струе газа передаться с расстояния метра, обратно к соплу, если газ движется быстрее скорости звука?
Ведь импульс у нас передаётся со скоростью звука. А газ движется быстрее.
ЦитироватьЧто касается удельного импульса тяги, то это есть отношение тяги к секундному расходу, и догадываться тут не о чем. :wink:
Да, это мы уже обсудили.
ЦитироватьЦитироватьОбъясните мне пожалуйста прибавку Fa*pa с точки зрения закона сохранения импульса
Вопрос не корректный, т.к. закон сохранения импульса никак не учитывает природу сил: они просто есть - и всё...
В случае с ракетным двигателем силы имеют газодинамическую природу: это давление газа на стенки камеры (как изнутри, так и снаружи), и указанная "прибавка" Fa*pa - составляющая этой суммарной силы.
Т.е. с точки зрения закона сохранения импульса известную формулу тяги было бы правильно записать так:
m*w = -P - Fa*(pa-pн)
(здесь стоят минусы, поскольку это проекция векторного уравнения на продольную ось двигателя, а суммарная сила противоположна скорости; P - расчетная тяга)
Корректным был бы такой вопрос: "объясните мне пожалуйста прибавку Fa*pa с точки зрения вывода суммарной газодинамической силы".
А! Нет никакой "газодинамической силы". Потому, что это ещё одна так называемая сила придуманная для удобства. Есть сила инерции, гравитации, электромагнитная, сильная и слабая.
Вот с их точки зрения и надо объяснять.
Что такое эта "газодинамическая сила"? Атомы толкают друг друга, поэтому и возникает сила.
Сила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
ЦитироватьСила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
А вместо неё что?
ЦитироватьЦитироватьСила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
А вместо неё что?
Что значит, вместо нее? :shock:
Силы можно классифицировать по различным признакам, например, по физической природе. Так, тяга двигателя - по "происхождению" сила давления. Но можно копнуть и дальше, выяснив, что давление - это результат взаимодействия молекул газа с телом, и обозвать тягу какой-нибудь "силой молекулярного взаимодействия" :D В чем смысл таких экзерсисов?
ЦитироватьА! Нет никакой "газодинамической силы". Потому, что это ещё одна так называемая сила придуманная для удобства. Что такое эта "газодинамическая сила"? Атомы толкают друг друга, поэтому и возникает сила.
И что это меняет? ;) "Прибавка" (на самом деле - "убавка")
Fa*pa, которую Вы не понимаете и просили объяснить, есть суммарный результат "толкания" молекул атмосферы в стенку сопла (обычно удельную величину суммы этих "толканий" называют давлением - тоже придуманная для удобства величина :D). Абсолютную сумму "толканий" называют (опять для удобства, разумеется :D) газодинамическими силами. Что дальше? ;)
ЦитироватьЕсть сила инерции
В самом деле? Значит, одну "придуманную для удобства" силу использовать можно, а другую - нельзя? ;)
ЦитироватьЕсть сила инерции, гравитации, электромагнитная, сильная и слабая. Вот с их точки зрения и надо объяснять.
Зачем? :shock:
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьСила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
А вместо неё что?
Что значит, вместо нее? :shock:
Ну, у нас тут как-то так сложилось, что обычно принято объяснять. Если я говорю, что нет газодинамической силы, то я объясняю, что на самом деле атомы сталкиваются и передают друг другу импульс.
Если вы отрицаете инерцию, то должны это как-то объяснить и чем то её заменить. Чем вы предлагаете заменить: F = m * a ?
ЦитироватьВ чем смысл таких экзерсисов?
В том, чтобы уметь обосновать формулу с точки закона сохранения импульса.
ЦитироватьЦитироватьА! Нет никакой "газодинамической силы". Потому, что это ещё одна так называемая сила придуманная для удобства. Что такое эта "газодинамическая сила"? Атомы толкают друг друга, поэтому и возникает сила.
И что это меняет? ;) "Прибавка" (на самом деле - "убавка") Fa*pa, которую Вы не понимаете и просили объяснить, есть суммарный результат "толкания" молекул атмосферы в стенку сопла
Если вы предлагает пойти по второму кругу, то повторяю, что если молекулы толкают сопло в одну сторону, то сами должны с такой же силой отлететь в другую сторону, и скорость истечения значит будет выше.
ЦитироватьЕсли вы предлагает пойти по второму кругу, то повторяю, что если молекулы толкают сопло в одну сторону, то сами должны с такой же силой отлететь в другую сторону, и скорость истечения значит будет выше.
Речь идет о молекулах атмосферы. О каком увеличении скорости истечения Вы говорите?
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьЦитироватьСила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
А вместо неё что?
Что значит, вместо нее? :shock:
Ну, у нас тут как-то так сложилось, что обычно принято объяснять. Если я говорю, что нет газодинамической силы, то я объясняю, что на самом деле атомы сталкиваются и передают друг другу импульс.
Если вы отрицаете инерцию, то должны это как-то объяснить и чем то её заменить. Чем вы предлагаете заменить: F = m * a ?
ЦитироватьВ чем смысл таких экзерсисов?
В том, чтобы уметь обосновать формулу с точки закона сохранения импульса.
:D Вам уже говорили, что закон сохранения импульса никак не связан с физической природой сил. Если Вам хочется в очередной раз проверить закон сохранения импульса - флаг в руки! Только учтите, что масса ракеты переменная, а в самом законе сила как таковая не фигурирует :lol:
ЦитироватьЦитироватьЕсли вы предлагает пойти по второму кругу, то повторяю, что если молекулы толкают сопло в одну сторону, то сами должны с такой же силой отлететь в другую сторону, и скорость истечения значит будет выше.
Речь идет о молекулах атмосферы.
Мы говорили о полёте в космосе.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьЦитироватьЦитироватьСила инерции тоже придумана для удобства! :lol:
А вместо неё что?
Что значит, вместо нее? :shock:
Ну, у нас тут как-то так сложилось, что обычно принято объяснять. Если я говорю, что нет газодинамической силы, то я объясняю, что на самом деле атомы сталкиваются и передают друг другу импульс.
Если вы отрицаете инерцию, то должны это как-то объяснить и чем то её заменить. Чем вы предлагаете заменить: F = m * a ?
ЦитироватьВ чем смысл таких экзерсисов?
В том, чтобы уметь обосновать формулу с точки закона сохранения импульса.
:D Вам уже говорили, что закон сохранения импульса никак не связан с физической природой сил.
Да хоть сто раз говори, если нет объяснения, то число повторений не имеет значения.
Кенгуру, представьте, что из ракеты вылетел килограмм газа. Вот он висит в какой-то момент времени за срезом сопла - а поскольку газ нагрет, то он стремится расширится.
Если бы рядом не было сопла, то в системе отсчёта, связанной с газом, он бы расширялся во все стороны - общий импульс газа 0. А поскольку сопло есть, то часть молекул газа, сталкиваясь с соплом, замедляют свою скорость в направлении "к соплу", и увеличивают скорость сопла в направлении "от газа". Закон сохранения импульса продолжает выполняться :) .
Каким образом газ давит на сопло, которое со сверхзвуковой скоростью от этого газа улетает? Всё дело в том, что газ вылетает непрерывно. То есть, конечно, молекула газа, находящаяся в метре за соплом, уже догнать сопло не может. Но непрерывный поток газа создаёт давление, которое - в том месте, где кончается сопло - может быть учтено как сила, которая действует на сопло. Эта сила замедляет движение газа на срезе сопла. При этом, конечно, часть газа, находящаяся в непосредственной близости от сопла, продолжает разгоняться в направлении от сопла - это тот же закон сохранения импульса, или "действие равно противодействию", как смотреть. Другое дело, что эту дополнительную скорость газ получает, уже находясь за срезом сопла - а в формуле P = m*v + Fa*pa скорость v газа считается не вдали от сопла, где сопло уже не влияет на газ, а на срезе сопла. Если бы скорость газа считалась на бесконечности (что как раз и соответствовало бы pa = 0), то оставалось бы простое соотношение P = m*v.
Если бы газ не вылетал непрерывно - то он бы и не влиял на ракету. Допустим, мы выбросили из сопла неработающего двигателя со сверхзвуковой скоростью газовый баллончик, который раскрылся, например, в метре от сопла. Да хоть прямо на срезе сопла. Газ из баллончика не успеет догнать сопло - оно улетает, с точки зрения газа, со сверхзвуково скоростью. Ракета и не получит дополнительного импульса, как не получит и газ, не столкнувшись с ракетой. И формула о том же говорит - pa = 0. У нас нет непрерывного потока газа, поэтому газ, выброшенный таким способом, не влияет на ракету.
Но ЗСИ, конечно, никуда не девается :) .
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьЕсли вы предлагает пойти по второму кругу, то повторяю, что если молекулы толкают сопло в одну сторону, то сами должны с такой же силой отлететь в другую сторону, и скорость истечения значит будет выше.
Речь идет о молекулах атмосферы.
Мы говорили о полёте в космосе.
Т.е. в вакууме?
Так я же Вам уже всё сказал:
Цитировать"Прибавка" (на самом деле - "убавка") Fa*pa, которую Вы не понимаете и просили объяснить, есть суммарный результат "толкания" молекул атмосферы в стенку сопла
Еще раз, по пунктам:
1. По определению, тяга РД есть сумма газодинамических сил (сумма толканий молекул газа, если Вам так больше нравится), действующих на стенки камеры и сопла как изнутри, так и снаружи (но без учета скоростного напора).
2. Из теоремы импульсов ;), примененной к контрольному объему газа внутри камеры (т.е. ограниченному стенками и выходным сечением), получаем в проекции на ось камеры, считая направление скорости положительным, следующее: m*wa = Px, где Px - проекция суммы всех сил, действующих на газ внутри контрольного объема. Учитывая то, как именно ограничен контрольный объем, Px = -P - Fa*pa, где P - равнодействующая сил давления газа на внутреннюю стенку сопла (со знаком "-", т.к. силы, действующие на объем газа, противоположны по направлению), а -Fa*pa - сила, действующая на объем газа с той стороны контрольной поверхности, где она совпадает с выходным сечением сопла (физическую природу этой силы хорошо объяснил avmich чуть выше).
Итого, для равнодействующей сил давления газа на внутреннюю стенку сопла (которая по определению есть тяга двигателя без внешнего давления, т.е. в вакууме) получаем -P = m*wa + Fa*pa
В этой формуле знак "-" перед тягой указывает только на то, что она получена как величина, обратная по направлению силам, действующим на газ в контрольном объеме, и обычно опускается, получая известную формулу P = m*wa + Fa*pa
Как видите, формула тяги РД в вакууме получена в строгом соответствии с теоремой импульсов, а Fa*pa - вовсе не прибавка к скорости (или тяге) сверх того, что полагается по теореме, а часть суммарных сил, учитываемых теоремой.
3. В атмосфере наружную стенку камеры толкают ;) молекулы атмосферы с суммарной силой Fa*pн, в сторону, противоположную "внутренней" тяге. В итоге тяга РД в атмосфере уменьшается на эту величину и равна P = m*wa + Fa*pa - Fa*pн
4. Для удобства ;) выделяют режим работы, на котором pa=pн, а тяга выражается формулой P = m*wa. Именно эту тягу (называемую расчетной) обычно обозначают символом "P", а тягу в вакууме (
пустоте) обозначают "Pп" и формально записывают как Pп = P + Fa*pa. На основании этой формулы действительно можно подумать, что Fa*pa - некая прибавка к расчетной тяге, сверх той, что определяется по теореме импульсов. Но это не так. На самом деле, это "убавка" от "внутренней" (пустотной) тяги за счет внешнего влияния атмосферы (т.е. толкания в наружную стенку сопла молекул атмосферы, сообщающих двигателю отрицательный импульс).
Так что я повторяю ;) :
ЦитироватьРечь идет о молекулах атмосферы. О каком увеличении скорости истечения Вы говорите?
ЦитироватьКенгуру, представьте, что из ракеты вылетел килограмм газа. Вот он висит в какой-то момент времени за срезом сопла - а поскольку газ нагрет, то он стремится расширится.
Если бы рядом не было сопла, то в системе отсчёта, связанной с газом, он бы расширялся во все стороны - общий импульс газа 0. А поскольку сопло есть, то часть молекул газа, сталкиваясь с соплом, замедляют свою скорость в направлении "к соплу", и увеличивают скорость сопла в направлении "от газа". Закон сохранения импульса продолжает выполняться :) .
Каким образом газ давит на сопло, которое со сверхзвуковой скоростью от этого газа улетает? Всё дело в том, что газ вылетает непрерывно. То есть, конечно, молекула газа, находящаяся в метре за соплом, уже догнать сопло не может. Но непрерывный поток газа создаёт давление, которое - в том месте, где кончается сопло - может быть учтено как сила, которая действует на сопло. Эта сила замедляет движение газа на срезе сопла. При этом, конечно, часть газа, находящаяся в непосредственной близости от сопла, продолжает разгоняться в направлении от сопла - это тот же закон сохранения импульса, или "действие равно противодействию", как смотреть. Другое дело, что эту дополнительную скорость газ получает, уже находясь за срезом сопла - а в формуле P = m*v + Fa*pa скорость v газа считается не вдали от сопла, где сопло уже не влияет на газ, а на срезе сопла. Если бы скорость газа считалась на бесконечности (что как раз и соответствовало бы pa = 0), то оставалось бы простое соотношение P = m*v.
А если мы не дожидаясь когда газ улетит на бесконечное расстояние, натянем некую невесомую оболочку, и не дадим газу расширяться дальше, то получается, что уравнение никогда не превратится в P = m*v ? И таким образом исполнение закона сохранения импульса будет отложено на вечные времена?
Ещё интересный вопрос, как с точки зрения атомов-шариков можно осмыслить принцип обращения воздействий. Почему увеличение температуры разгоняет на дозвуке, и тормозит на сверхзвуке?
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьЦитироватьНе, тут не соглашусь :)
Как раз межорбитальный космический троллейбус может быть интересен. Весьма.
И я тоже тут не соглашусь. :)
Если межорбитальный троллейбус, то характерное расстояние будет порядка радиуса "верхней" орбиты. Путь это ГСО. Дифракционная расходимость пусть будет на уровне нескольких сотых миллирадиана, это реально очень мало и я не знаю, можно ли сделать такую стационарную мощную систему. Пусть можно. Всё равно пятно на цели будет иметь диаметр масштаба километра. Ну и что в итоге? Концентратор или преобразователь в электричество километрового размера? Так и с СБ при таких габаритах неслабую мощность поиметь можно, зачем тогда лазер?
Я читал про лазерную локацию лунохода - там пятно на Луне было
диаметром 3 км. При расстоянии свыше 300000 км! По-моему,
нормально. А плотность энергии можно сделать гораздо выше солнечной. Что меня и привлекает в схеме - потенциальная возможность сделать мощный высокоимпульсный двигатель безо всякой радиоактивности! А в перспективе маячит лазерный парус. :roll: См.:http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7529&postdays=0&postorder=asc&start=0
Я ВОТ ТУТ ПОСМОТРЕЛ ВИДЕОРОЛИК
http://www.space.com/common/media/video/player.php?videoRef=SP_090729_LightCraft
Мне кажется забавно, но не более.
летать мы будем на беталётах
http://fondufo.ucoz.ru/
http://www.youtube.com/watch?v=LAdj6vpYppA&feature=fvw
Цитироватьhttp://www.youtube.com/watch?v=LAdj6vpYppA&feature=fvw
было же уже
кенгуру = korund ?
только меня такие мысли посещают?
Цитироватькенгуру = korund ?
только меня такие мысли посещают?
Это неправильные мысли. Кенгуру гораздо моложе.
Кенгуру не может быть корундом. Разница в интелекте - на порядок.
ЦитироватьКенгуру не может быть корундом. Разница в интелекте - на порядок.
в чью сторону? =)))0
Beaming Rockets Into Space
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/16304.jpg)
...Instead of explosive chemical reactions on-board a rocket, the new concept, called beamed thermal propulsion, involves propelling a rocket by shining laser light or microwaves at it from the ground. The technology would make possible a reusable single-stage rocket that has two to five times more payload space than conventional rockets, which would cut the cost of sending payloads into low-Earth orbit.
NASA is now conducting a study to examine the possibility of using beamed energy propulsion for space launches. The study is expected to conclude by March 2011.
In a traditional chemical rocket propulsion system, fuel and oxidizer are pumped into the combustion chamber under high pressure and burnt, which creates exhaust gases that are ejected down from a nozzle at high velocity, thrusting the rocket upwards.
A beamed thermal propulsion system would involve focusing microwave or laser beams on a heat exchanger aboard the rocket. The heat exchanger would transfer the radiation's energy to the liquid propellant, most likely hydrogen, converting it into a hot gas that is pushed out of the nozzle.
"The basic idea is to build rockets that leave their energy source on the ground," says Jordin Kare, president of Kare Technical Consulting, who developed the laser thermal launch system concept in 1991. "You transmit the energy from the ground to the vehicle."
...
Вот и Компьюлента отметилась! :)
ЦитироватьЗапускать ракеты в космос, возможно, будут лазеры[/size]
15 февраля 2011 года, 21:15 | Текст: Андрей Величко | Послушать эту новость
Специалисты НАСА тестируют возможность альтернативного запуска ракет — с помощью нагревания топлива лазерным или микроволновым излучением.
(http://science.compulenta.ru/upload/iblock/7b9/lasers-zoom.jpg)
Космодром будущего. Лазерный! (Иллюстрация Jordin Kare.)
Одной из основных проблем современной космонавтики является необходимость оснащать ракеты-носители огромными топливными баками, съедающими почти всю полезную нагрузку. Обычно топливо составляет 95–97% от массы снаряженного носителя.
Именно эту проблему пытаются решить специалисты американского аэрокосмического ведомства. Цель проекта Microwave Thermal Rocket, реализуемого в Исследовательском центре НАСА им. Эймса, — резко сократить расход топлива при старте — а значит, и стоимость запуска.
Стартовая площадка в этом случае станет напоминать этакую гигантскую электроплитку. Жидкое ракетное топливо будет нагреваться до 1 700
ЦитироватьПервые упоминания о том, что с помощью расположенного на Земле лазера можно летать в космос, l
Поищите в сети. Термоядерные двигатели на ДЕЙТЕРИИ.
Принцип прост дейтерий облучается мощным лазером.
А Вы NIF видели?
ЦитироватьКенгуру, Вам явно надо сюда:
http://forum.lebedev.ru/viewtopic.php?f=26&t=3008&sid=d4cf1e12d2dd51452197bc9add920972
Крайний пост Кенгуру в этой теме был 2 года 1,5 месяца назад. ;)