Новый тип двигателя?

[Nixer]

Недавно прочитал интересную статью про проект нового двигателя.
Что вы об этом думаете?

==============================================================

Идея заключается в том, что в этом двигателе импульс запасается
при разгоне и потом используется при торможении, таким образом, нет
никакого расхода топлива.

Двигатель основан на необычных гравитационных свойствах сверхтекучего
гелия. Уже давно было замечено, что в устройствах, использующих
сверхтекучий гелий, гравитация и инерция ведут себя не совсем
обычно. Упрощенно двигатель можно представить в виде трубки, заполненной
жидким гелием при температуре ниже 4К. При этом между концами трубки
создается небольшая разность температур.

При этом сверхтекучая компонента жидкости без трения протекает
по трубке в теплый конец, в то время как "нормальная" компонента
течет в холодный конец, воздействуя на стенки и придавая кораблю ускорение.

Величина запасенного импульса (и скорость движения аппарата)
зависит от скорости движения жидкости в трубке,
а значит, от разности температур на ее концах. По окончании космического путешествия
этот запасенный импульс можно использовать для торможения, просто
медленно переведя гелий из сверхтекучего в обычное состояние.

Такой двигатель обладает рядом очень существенных преимуществ:
низкий расход энергии, полное отсутствие расхода топлива, быстрый
разгон и торможение.

==============================================================

[Shin]

Пользуетесь случаем, что Старого нет на форуме?
Ссылочку на этот бред дайте.

[X]

http://termech.mpei.ac.ru/departm_old/news/nms28.html

[В А Д И М]

http://termech.mpei.ac.ru/departm_old/news/nms28.html

И сказано было:
"... всё, что должно быть открыто - уже открыто,
всё, что должно быть придумано - уже придумано!
Не можут человецы летати аки птицы. Земля плоская, твердь небесная незыблема. Спите спокойно.
И да бысть посему!... "

Ничего не изменилось за сотни лет

ИХ СОЖГУТ? :shock:

[X]

ИХ СОЖГУТ? :shock:

HET  npocTo  3a6ygyT...

[Бродяга]

Это всё Очень Здорово, только вот...

 Сверхтекучий гелий-то... Утечёт, однако... - Пока мы мотор греть будем.
  :mrgreen:

[Nixer]

http://www.dana.os.kz/library/spirit-1.htm

[Kot]

Вы бы хоть академии различали. Существует всего ОДНА академия наук - РАН (Российская Академия Наук). А РАЕН - это одна из ... (дальше добавляйте по вкусу).  :wink:

[X]

Сидел я сегодня, и подумал – дай-ка обессмертю свой ник изобретением гравицапы  (без которой, как известно, пепелацы до мирового пространства не долетают). Дело серьезное, писать поэтому буду высоким штилем пионера космонавтики.

Суть заключается в следующем. Ракетные двигатели некоторым не нравятся, потому что они принципиально требуют расхода массы. Поэтому эти некоторые сильно хочут изобрести какой-нибудь неракетный способ перемещения в безопорном пространстве. Если рассматриваются механические системы, то этим некоторым требуется поотменять законы сохранения импульса, энергии и вообще всю ньютонову и релятивистскую механику. Мы с вами люди серьезные, и на это пойтить не могем.

Поэтому поступим иначе. Для начала отделим мух от котлет. Любой двигатель состоит из источника энергии и устройства преобразования энергии. Оставим в стороне вопрос об источнике энергии и займемся преобразователем. В конце концов, любая уважающая себя гравицапа требует источника энергии.

Для нас главное – не принцип «неракетности», а принципиальная возможность получить достаточно большую тягу при достаточно малом расходе топлива. Более того, похоже, что сколь угодно большую тягу можно получить при сколь угодно малых расходах рабочего тела. Я не знаю, была ли эта идея озвучена кем-либо ранее. Я, по крайней мере, припомнить этого не могу.

Возможно, вы уже догадались о чем идет речь. Я бы это назвал чем-нибудь вроде «релятивистского ракетного двигателя» (РРД). Поясню.
Для простоты будем считать, что КА движется с нерелятивистской скоростью. Пусть на его борту есть некоторый ускоритель, который разгоняет рабочее тело, состоящее из частиц с конечной массой покоя (напр., электроны или ионы) до некоторой скорости w, близкой к скорости света c. Тяга такого РД будет, понятное дело, равна P=dm/dt*w, где dm/dt – массовый расход. Только вот массовый расход увеличивается с ростом w при фиксированном расходе массы покоя рабочего тела dm0/dt: dm/dt=dm0/dt/[1-w^2/c^2]^(1/2). Поэтому тяга в РРД будет равна P=dm0/dt*w/[1-w^2/c^2]^(1/2). Обращаю ваше внимание, что эффективная скорость истечения (она же – удельный импульс, только выраженный в м/с) равна тяге, деленной на расход массы покоя рабочего тела: wэфф=P/(dm0/dt)=w/[1-w^2/c^2]^(1/2). Нетрудно видеть, что при w->c и тяга, и эффективная скорость истечения стремятся к бесконечности (при этом, правда, требуется бесконечно большая энергия для разгона рабочего тела в ускорителе).

ТАКИМ ОБРАЗОМ, ПРИ РАЗГОНЕ В РД ЧАСТИЦ С КОНЕЧНОЙ МАССОЙ ДО РЕЛЯТИВИСТСКИХ СКОРОСТЕЙ УДЕЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС НЕОГРАНИЧЕН, НЕСМОТРЯ НА ОГРАНИЧЕННОСТЬ СКОРОСТИ ИСТЕЧЕНИЯ СКОРОСТЬЮ СВЕТА.

Интересна «энергетическая» цена тяги РРД – то есть, сколько ватт надо тратить на создание 1 ньютона тяги. Опуская элементарные выкладки, приведу конечный результат: N/P=w/(2*k)=c*wэфф/[2*k*(c^2+wэфф^2)^(1/2)], где N – энергия, подводимая к РРД, k – к.п.д. преобразования. Здесь w может изменяться от 0 до c, weff – от 0 до бесконечности. В предельном случае, при w->c и k->1, N/P->150 МВт/Н, то есть на создание 1 Н тяги требуется около 150 МВт мощности. Таким образом, дело за малым: например, если бы существовал источник энергии в 150 МВт, который можно было бы использовать на борту КА массой в 1 тонну, можно было бы иметь почти постоянное ускорение 1 мм/с^2 (86.4 (м/с)/сут, 31.5 (км/с)/год), тратя сколь угодно мало рабочего тела за единицу времени.
Аналогичные рассуждения справедливы и для релятивистского КА. В этом случае, конечно 1-w^2/c^2 должно быть существенно меньше 1-v^2/c^2 (v –скорость КА).

Отличие РРД от фотонной ракеты: наличие массы покоя у истекающей струи рабочего тела позволяет неограниченно увеличивать ее импульс вбухиванием в нее энергии из внешнего источника. Из-за сумасшедшей величины энергетической цены тяги, механизм ускорения должен быть каким-то хитрым. Во всяком случае, электромагнитное ускорение вряд ли интересно.

Главное, повторюсь: РРД позволяет ускоряться со сколь угодно малым (до квантовых пределов, конечно) расходом рабочего тела.

Если что не так сказал – укажите, я раскаюсь.
Тем не менее, копирайт и право на занесение ника в анналы истории оставляю за собой .

[Fakir]

Во-первых, аналогичный принцип был несколько лет назад озвучен на Авиабазе TheFreak'ом.
Во-вторых, расход тела, увы, вовсе не будет неограниченно малым - при большом импульсе частицы и энергия будет немаленькая, а если мы верим в эм-цэ квадрат - то соответствующей массой всё равно придётся пожертвовать. Если источник энергии у нас на борту, конечно.

[X]

Во-первых, аналогичный принцип был несколько лет назад озвучен на Авиабазе TheFreak'ом.
Во-вторых, расход тела, увы, вовсе не будет неограниченно малым - при большом импульсе частицы и энергия будет немаленькая, а если мы верим в эм-цэ квадрат - то соответствующей массой всё равно придётся пожертвовать. Если источник энергии у нас на борту, конечно.

Речь идет о разделении источника энергии и движителя. Расход массы в движителе - "неограниченно" мал, расход массы в источнике энергии - это другая статья. Каждой гравицапе нужна батарейка.

Интересен сам принцип преобразования энергии, получаемой каким-нибудь источником в кинетическую энергию поступательного движения с минимальным расходом массы. Фотонная ракета сделать этого не позволяет, так как в ней (а) источник энергии совмещен с рабочим телом (что, впрочем, необязательно) и (б) удельный импульс ограничен.

А что писАл TheFreak? У Вас ссылка есть?

[Fakir]

Ballistician

Речь идет о разделении источника энергии и движителя. Расход массы в движителе - "неограниченно" мал, расход массы в источнике энергии - это другая статья.

Ну а если батарейка там же на борту, и требует своего топлива, т.е. массы - какая нам разница, выкинем ли мы массу с помощью гравицаппы или спалим в батарейке? Один хрен с собой везти придётся.

Интересен сам принцип преобразования энергии, получаемой каким-нибудь источником в кинетическую энергию поступательного движения с минимальным расходом массы.

Ну, в принципе интересен. Только нужна какая-то оптимизация.

Фотонная ракета сделать этого не позволяет, так как в ней (а) источник энергии совмещен с рабочим телом (что, впрочем, необязательно)

Однако весьма рационально - исключает всякие промежуточные потери.

и (б) удельный импульс ограничен.

Ну тут уж ничего не попишешь...

А что писАл TheFreak? У Вас ссылка есть?

Да тоже самое практически писал (как говорит у нас один начальник отделения - "Стоит только придумать что-нибудь стоящее, как сразу же набегают предшественники" ).  Зайдите на Форумы Авиабазы - forums.airbase.ru - и воспользуйтесь поиском, ищите в Космическом или Научно-техническом. Поищите что-нибудь вроде "разгоняя один электрон", я уж точнее ничего не вспомню.

[hcube]

Она может быть и не на борту. Например может быть передана на антенное поле с помощью лазера сантиметрового диапазона с апертурой в Луну ;-).

[ratman]

Во-вторых, расход тела, увы, вовсе не будет неограниченно малым - при большом импульсе частицы и энергия будет немаленькая, а если мы верим в эм-цэ квадрат - то соответствующей массой всё равно придётся пожертвовать. Если источник энергии у нас на борту, конечно.

Причем, что забавно, в релятивистком случае сохраняется соотношение:
-dp/dm=u
где:
p - импульс
u - скорость истечения
m - полный расход массы, включая потерю массы при выработке энергии.

Любопытно, не правда ли ?

В частности, это означает, что наиболее эффективное (с точки зрения расхода массы) использование массы - это все-таки фотонный двигатель...

[Nixer]

Кто сказал, что у фотонной ракеты ограниченный удельный импульс? Она позволяет напрямую преобразовывать энергию источкика в кинетическую энергию движения. Без потерь.

[X]

Забыли про фифект массы.

Если электростанция вырабатывает 150МВт, то ее масса уменьшается со скоростью ~ 1,8 нг/сек, понятно что такой процесс не бесконечен.

[ptroyev]

как насчет паруса из солнечной батареи.
мне кажется, то что они выдумали, в любом случае, не эффективнее чем ионник

[VovaKur]

А если просто взять зеркало, и отражать им излучение от внешнего источника энергии, то удельный импульс будет бесконечным, да и проще будет такой двигатель.

[X]

У автомобиля есть колеса, которыми он от земли отталкивается, и мотор, которые эти колеса крутит. Релятивистский РД - это "колеса", которые позволяют "зацепиться" в безопорном пространстве с теоретически сколь угодно малым расходом рабочего тела. Вопрос "мотора" (энергоустановки) не обсуждался.

Конечно, если энергоустановка основана на получении энергии из деффекта массы (аннигиляция там всякая и т.д.), то фотонная ракета эффективнее. Релятивистский РД начинает выигрывать в случае использования внешних ресурсов для энергоустановки или использования каких-то неизвестных пока физических явлений. А что это за ресурсы и явления, "квантовые флюктуации вакуума"  или "управляемая цепная реакция распада кварков"   - увольте меня отвечать на этот вопрос, не знаю.

Для меня, во всяком случае, стало ясно, что (а) есть движитель, который может работать с малыми расходами массы и (б) требуемая при этом для полета с ускорением a плотность энергии должна составлять порядка 150*a МВт на 1 кг массы покоя КА, где a в м/с^2.

А это уже любопытно, т.к. стало понятно что по крайней мере "колеса" для междузвездных сообщений вообразить себе можно. Понятны также ну о-очень фантастические требования к "мотору". Таким образом, появляется выбор, что изобретать: или КА с относительной массой ПН 0.000...001, или энергоустановку с плотностью энергии в сотни МВт/кг.

[Agent]

А что может предложить современная наука в плане разгона (ну или преобразования энергии в уже разогнанную массу)?