Импортная микроволновая гравицапа

[mik73]

Плейшнер пишет:
Напомню, что разговор начался именно с того что УИ фотонного двигателя равен якобы скорости света

УИ по определению равен приращению импульса, деленному на массовый расход рабочего тела.
Размерность - метры в секунду, совпадает со скоростью.
В предельном случае УИ как раз равен скорости истечения.

Если в качестве рабочего тела используется излучение, а не вещество, то с импульсом излучения все понятно, это E/c (и совершенно все равно, рассматриваем мы излучение как поток корпускул (фотонов) или как волну - тот  E/с получается из совершенно классических максвелловских уравнений).
С энергией в общем тоже все понятно, поскольку энергия и масса суть одно, связанное известным коэффициентом пропорциональности через константу m=E/c^2 (и это тоже, кстати, вполне себе универсальное соотношение, из максвелловской классики получающееся).
Отсюда легко посчитать все остальное. 
По физическому смыслу - да, "расходуемая масса рабочего тела" будет означать расход энергии. то есть мощность излучателя. Но поскольку масса и энергия это синонимы, с точностью до константы, то почему нет?

А что энергия фотона зависит от частоты (если брать квантовое представление) - то и ладно себе... Просто если светить в УФ или тем более гамме, то "штучный" расход фотонов будет сиьно меньше чем если светить, скажем, на СВЧ, но какая ж нам разница, сколько штук фотонов израсходовать ? Этот параметр нигде не участвует. Волнует исключительно затрачиваемая энергия (мощность).

P.S. А тему - в "черную дыру". (Carthago delenda est)

[Leonar]

вопрос.
КПД лазера 50% означает, что 50% излучения происходит в "нужном" и когерентном излучении с нужным диапазоном длинны волны?
а остальные 50 - в некогерентном теловом излучении во все стороны от источника?

еще вопрос.
 допустим мы отражаем  тепловое излучение с КПД 90% в нужную сторону...
какую !тягу!  нам создаст "лезерная указка" если на нее подавать мощность 100 кВт?

[Leonar]

mik73 пишет:

P.S. А тему - в "черную дыру".

а это да...

[mik73]

Leonar пишет:
КПД лазера 50% означает, что 50% излучения происходит в "нужном" и когерентном излучении с нужным диапазоном длинны волны?

Обычно под "КПД лазера" понимают отношение энергии излученной в оптическом пучке (ну да, том самом когерентном с нужной длиной волны) к полной  энергии, подведенной к активному элементу (лазерному диоду, лампе накачки, дуговому разряду в газовой трубке и т.п.). То, что не полезное, рассеивается в тепло, куда ему еще деваться. Хотя если совсем строго, то в "неполезное" надо бы считать и затраты на охлаждение (а то если мощи подкинуть - лазер расплавится), и КПД того источника, от которого лазер накачиваем (преобразователь напряжения скажем)...

Leonar пишет:
допустим мы отражаемтепловое излучение с КПД 90% в нужную сторону...
какую !тягу!нам создаст "лезерная указка" если на нее подавать мощность 100 кВт?

От 100 кВт в нужную сторону -   делим мощность (10 в пятой Вт) на скорость света (3 на десять в восьмой метра/с) получаем примерно 3 на десять в минус четвертой, то есть 300 микроньютонов или 30 миллиграмм. 
Дальше смотря по вашим КПД - чего куда сколько - пропорционально.

P.S. А тему - в "черную дыру". (Carthago delenda est)

[profan]

Leonar пишет:
вопрос.
КПД лазера 50% означает, что 50% излучения происходит в "нужном" и когерентном излучении с нужным диапазоном длинны волны?
а остальные 50 - в некогерентном теловом излучении во все стороны от источника?

еще вопрос.
 допустим мы отражаем тепловое излучение с КПД 90% в нужную сторону...
какую !тягу! нам создаст "лезерная указка" если на нее подавать мощность 100 кВт?

По определению, лазер тут не нужен, может только для маневрирования. Просто греть вольфрам или графит и инфракрасное, может и световое излучение отражать легким надувным зеркалом. Лампочка Ильича.  Но тяга не как у Феррари , конечно =). 

[Плейшнер]

Если в качестве рабочего тела используется излучение, а не вещество, то с импульсом излучения все понятно, это E/c (и совершенно все равно, рассматриваем мы излучение как поток корпускул (фотонов) или как волну - тот E/с получается из совершенно классических максвелловских уравнений). 
С энергией в общем тоже все понятно, поскольку энергия и масса суть одно, связанное известным коэффициентом пропорциональности через константу m=E/c^2 (и это тоже, кстати, вполне себе универсальное соотношение, из максвелловской классики получающееся). 
Отсюда легко посчитать все остальное.

Не так все просто.
Прежде всего надо определится что есть рабочее тело для фотонного двигателя. А это есть вещество (а не излучение) из которого получаются фотоны.
Теперь запишем формулу для УИ


m1* Ʋ / m2,  в числителе импульс, в знаменателе израсходованная масса.
Для ЖРД мы принимаем массу в числителе и в знаменателе равными, а скорость истечения различна у разных двигателей, поэтому и УИ у всех разный
Совсем другое дело фотонный двигатель
У него скорость истечения константа, но зато массы в различаются. Вверху масса м1 как эквивалент энергии, т.е. та часть массы которую наше устройство преобразовало в излучение, а в знаменателе по-прежнему масса м2 израсходованного вещества.
Равными эти массы могут быть только для процесса аннигиляции, когда вся масса преобразуется в энергию излучения, реальный же двигатель будет преобразовывать в излучение только небольшую часть массы. Вот это соотношение масс и будет удельной характеристикой фотонного двигателя и также будет разной для разных двигателей.  Для аннигиляционного да, действительно УИ будет равен скорости света, а для всех остальных намного меньше, а для лазерной указки думаю вообще мизерным.
Вот как-то так думаю

[Ded]

Иван пишет:

mik73   пишет:
Без внятного описания принципа действия и методики измерений - это все лихое бла-бла-бла.
А тяга в 30-50 мкН, которую вроде как зафиксировали - это попросту говоря соотвествует весу 0.000003 - 0.000005 грамма...

Вот здесь - поподробней.
По моим представлениям 1 Н = 100 Г силы
Соответственно 30-50 мкН = 3-5 мГ, а это уже кое-что, на минимальном уровне ионных двигателей.

Кроме того, китайцы пишут о 72 г.

Здесь ссылка на интересующее Вас:

 http://www.emdrive.com/yang-juan-paper-2012.pdf

Что Вы понимаете под "минимальным уровнем ионных двигателей"?

[Александр Ч.]

mik73, не смущает, что делите кг·м²/с³ на м/с и получаете кг·м/с² вместо кг·м/с?

И кстати, Перельман:

При идеально отражающем рефлекторе для получения тяги в 1 т необходим источник излучения мощностью около 1,66 млрд. кВт(1); это примерно мощность 2500 Днепрогэсов.
...
(1) Соответственно в случае, когда тяга создается за счет «активного» излучения электромагнитных волн с самой поверхности экрана, в котором излучение почти не поглощается, для получения тяги в 1 т необходим источник излучения мощностью около 3 Млрд. кВт.

Сами по пропорции для 100кВт в идеальном случае пересчитаете?

[mik73]

Александр Ч.,

честно, не понял?
делю мощность (производную энергии по времени) на скорость
размерность мощности - джоуль/секунду или Ньютон*метр/секунду (кг*м^2/c^3). Делю на скорость, то есть метр/секунду. Получаю Ньютон. то есть кг*м/с^2. Уж по размерности-то все сходится :-) 

[Александр Ч.]

mik73, импульс каких единицах измеряется?

[mik73]

Александр Ч. пишет:
Сами по пропорции для 100кВт в идеальном случае пересчитаете?

пересчитываю :-)
из исходных данных (Перельмана) для  тяги 1 т в идеальном случае  нужна мощность 3 млрд кВт.

3 млрд кВт = 3*10^12 Ватт
1 тонна = 10^3 кг.

 желаемые 100 кВт = 10^5 ватт

считаем тягу по пропорции
10^3*10^5/3*10^12 = 1/3*10^-4 кг = 1/3*10^-1 грамма ~33*10^-3 грамма, т.е. 33 миллиграма
ч.т.д.

а импульс, естественно, в кг*м/с (в СИ). Сила же есть производная импульса и естественно в  кг*м/с^2. В СИ это называется Ньютон.

P.S. А тему - в "черную дыру". (Carthago delenda est)

[mik73]

Плейшнер пишет:
Прежде всего надо определится что есть рабочее тело для фотонного двигателя. А это есть вещество (а не излучение) из которого получаются фотоны.

Рабочее тело - это то, двигатель выбрасывает взад с целью получения тяги. Выбрасываем э/м излучение - значит оно и есть  есть "рабочее тело". Разницы между "веществом" и "излучением" никакой нет - кроме коэффициента пропорциональности 1/с^2. Разницы того, в каком представлении рассматриваем излучение - в корпускулярном (фотоны) или волнововм - тоже нет. Импульс волны будет тот же, что импульс фотона (это два представления одного явления) и создаваемая тяга тоже.

Вещество, "из которого получаются фотоны", если уж вводить такое представление - это просто подводимая к источнику излучения энергия. От того, где она берется - УИ зависеть не должен.   Можем брать от аннигиляции. А можем от солнечной батареи. А можем уголек в топку лопатой кидать. Двигателю-то как бы без разницы.

Иначе получится, что удельный импульс любого двигателя зависит от того, как мы получаем и доставляем для него топливо. Скажем, берем ксилород-водородный двигатель, ставим на стенд,  и подаем в него  топливо, полученное электролизом, значит ли это что в расчет УИ надо включать массу нужных для этого источников электроэнергии?

[Плейшнер]

mik73 пишет:
Рабочее тело - это то, двигатель выбрасывает взад с целью получения тяги. Выбрасываем э/м излучение - значит оно и естьесть "рабочее тело". Разницы между "веществом" и "излучением" никакой нет

наберите в поиске "рабочее тело" и посмотрите что есть рабочее тело для тепловых машин и что для лазеров

[Александр Ч.]

mik73 пишет:
а импульс, естественно, в кг*м/с (в СИ). Сила же есть производная импульса и естественно вкг*м/с^2. В СИ это называется Ньютон.

Т.е. разницу между импульсом и силой знаем. Это хорошо. ИМХО, надо придерживаться физического смысла используемых величин, несмотря на то, что после пересчета, как в данном случае, мощности в энергию, результат расчета не изменится

mik73 пишет:
Рабочее тело - это...

Если аннигиляция идет за счет запасов антивещества на самом летательном аппарате, то можно вывести УИ через его расход, аналогично ВРД в авиации. Если же и вещество берется из запасов аппарата, то тут аналогия с ракетой. В том случае, когда тяга создается внешним источником, то говорить об удельном импульсе/тяге зеркала, как о соотношении импульса к расходу вещества зеркалом, бессмысленно.

[Александр Ч.]

Плейшнер пишет:
наберите в поиске "рабочее тело" и посмотрите что есть рабочее тело для тепловых машин и что для лазеров

А ведь еще есть холодильники и у них тоже есть рабочее тело. Интересно у холодильника УИ какой? 

[Плейшнер]

Александр Ч. пишет:
Интересно у холодильника УИ какой?

Не знаю, но какой-то видимо есть, мой с дачи "улетел"

[vlad7308]

Плейшнер пишет:
m1* Ʋ / m2, в числителе импульс, в знаменателе израсходованная масса.
Для ЖРД мы принимаем массу в числителе и в знаменателе равными, а скорость истечения различна у разных двигателей, поэтому и УИ у всех разный
Совсем другое дело фотонный двигатель
У него скорость истечения константа, но зато массы в различаются. Вверху масса м1 как эквивалент энергии, т.е. та часть массы которую наше устройство преобразовало в излучение, а в знаменателе по-прежнему масса м2 израсходованного вещества.
Равными эти массы могут быть только для процесса аннигиляции, когда вся масса преобразуется в энергию излучения, реальный же двигатель будет преобразовывать в излучение только небольшую часть массы. Вот это соотношение масс и будет удельной характеристикой фотонного двигателя и также будет разной для разных двигателей. Для аннигиляционного да, действительно УИ будет равен скорости света, а для всех остальных намного меньше, а для лазерной указки думаю вообще мизерным.
Вот как-то так думаю

про УИ - это вопрос терминологии
УИ реактивного двигателя - термин общепринятый. В его расчет не принято включать что-либо, кроме скорости истечения рабочего тела. Иначе начинается путаница.

Можно сказать, что УИ - менее всеобъемлющая удельная характеристика для реактивного двигателя с внешним источником энергии, в отличие от ЖРД. Но сам принцип расчета УИ двигателя от этого не меняется.

[Плейшнер]

vlad7308 пишет:
УИ реактивного двигателя - термин общепринятый. В его расчет не принято включать что-либо, кроме скорости истечения рабочего тела. Иначе начинается путаница.

А вот фотонному двигателю надо включать , иначе будет ошибка.
Пример. Представьте ЖРД у которого часть топлива просто сбрасывается в атмосферу, не создавая тяги (открытая схема) , никого не удивляет что его УИ меньше чем у двигателя закрытой схемы. Также и с фотонным двигателем, мы можем только часть массы превратить в фотоны, ( если конечно это не аннигиляционный двигатель) большую же, оставшуюся после реакции часть массы мы не сможем разогнать до световой скорости и она снизит УИ
Разница в том что для теплового двигателя неэффективная потеря массы составит максимум несколько процентов, для фотонного же она составит львиную долю

[mik73]

Плейшнер пишет:
наберите в поиске "рабочее тело" и посмотрите что есть рабочее тело для тепловых машин и что для лазеров

И что есть "рабочее тело" для реактивных двигателей, поскольку рассматриваем мы именно реактивный двигатель, для которого и вводится понятие УИ.
А какое "рабочее тело" при этом у лазера (рубиновый кристалл, гелий-неоновая смесь, полупроводниковый p-n переход, раствор органического красителя или еще что) - совершенно неважно. Равно как и его расход, которого в идеальном случае просто нет (вся закачанная в рабочее тело лазера энергия преобразуется в излучение).

Александр Ч. пишет:
ИМХО, надо придерживаться физического смысла используемых величин, несмотря на то, что после пересчета, как в данном случае, мощности в энергию, результат расчета не изменится

Извиняюсь, опять не понял?
Что значит "перерасчет мощности в энергию"?
Мощность - это расход энергии в единицу времени. Чтобы пересчитать мощность в энергию, надо знать время в течение которого подводилась мощность (и закон ее распределениея по времени естественно, если она не постоянная). Если "пересчитать мощность в энергию", то в данном случае сила тяги пересчитается в приобретенный за время действия этой силы импульс. То же самое, что пересчитать "массовый расход топлива" в "массу сожженного топлива". Физический смысл тот же.

Александр Ч. пишет:
В том случае, когда тяга создается внешним источником, то говорить об удельном импульсе/тяге зеркала, как о соотношении импульса к расходу вещества зеркалом, бессмысленно.

С одной стороны, конечно, да. 
А с другой.... Простой пример - паровая реактивная тележка. Греем бочку с водой, образовавшийся пар вылетает через отвестие, толкает всю эту байду. Есть у такой системы УИ? Вроде есть. Зависит он от источника тепла, который  греет? Не должен бы, как я понимаю.
Ровно так же работает ЭРД. Где внешний источник  (может солнечные батареи, может аккумуляторы, а может атомный реактор) ионизирует и разгоняет рабочее тело и тем создает тягу.

Вопрос принятой модели исключительно.

P.S. А тему - в "черную дыру". (Carthago delenda est)

[mik73]

Плейшнер пишет:
мы можем только часть массы превратить в фотоны

Мы можем вообще ничего в ни во что не превращать. А взять солнечную батарею или свинцовый аккумулятор и  запитать от этого  фонарик. Который будет фотонным двигателем. Часть какой массы чего мы при этом превратили в фотоны?

А аналогия с "открытой/замкнутой" схемой тут может быть в том случае, когда вы учитываете, что система неидеальна и часть подведенной к "фотонному двигателю" энергии не излучается в нужную сторону, создавая какую-то равнодействующую, тягу, а рассеивается во все стороны, при равнодействующей тяги равной нолю.

Тогда ответ на вопрос "а какой УИ фотонного двигателя" простой.  В пределе - с. А  на местности - какой процент излучения будет создавать тягу в нужном направлении - такой процент от с и будет.

P.S. А тему - в "черную дыру". (Carthago delenda est)