Просьба о помощи. ТЯРД.

[X]

Точно, гауссы с теслами перепутал
Насчет живой лягушки в поле 20 тесла все-таки имею некоторые сомнения... у меня близкий родственник как раз магнитами занимается, по крайней маре 5 лет назад 20 тесла было получено только один раз и очень ненадолго - магнитное поле разорвало катушки... очень быстро.
Вдобавок тело пилота - какой-никакой, а проводник, лекго подсчитать, какой ток через него пойдет, двинься бедолага хоть на пару миллиметров в секунду Вы все еще верите в невареную лягушку в таком поле?
а насчет "отсутствия магнитного поля за пределами соленоида" это вы, батенька, точно погорячились... линии поля-то должны как бы замыкаться... в школе, помнится, опыт был... с железными опилками для наглядности

Поле в 20Тл действительно было получено где-то с год назад... И действительно, мужики ради рекламы своих достижений подвесили в нем _живую_ лягушку. Чем неслабо отметились.
Могучи, конечно, нечего сказать. Достаточно один раз увидеть магнит на пару Тл, чтобы представить, ЧТО ТАКОЕ эти 20.  

Не. Факир не погорячился. Представьте себе, как изменяются линии поля при постепенном удлиннении соленоида...

Ну и насчет 100Тл - это Вы неподумавши. Ведь подумавши - надо было б сказать, для какой плотности и температуры. А потом еще и доказать, что такие плотность и температура необходимы для. Что вовсе не факт.

В общем, не все так просто.

[Fakir]

Ghost

Насчет живой лягушки в поле 20 тесла все-таки имею некоторые сомнения...

Здря.

у меня близкий родственник как раз магнитами занимается, по крайней маре 5 лет назад 20 тесла было получено только один раз и очень ненадолго - магнитное поле разорвало катушки... очень быстро.

Ну дык это и неудивительно. Сейчас постоянные магнитные поля напряжённостью порядка 20 Тл получают в т.н. биттеровских магнитах - сверхпроводящая катушка создаёт поле, которое сверхпроводник еще терпит, а внутри - обычная омическая катушка, интенсивно охлаждаемая водой. Ну то есть не совсем обычная, конечно - она даже не совсем катушка, скорее, напоминает по конфигурации архимедов винт. В результате поле в 20 Тл образуется в очень небольшом объеме - этаком "стержне" диаметром в несколько см.
А то, что катушку у вашего родственника порвало - вообще-то, не удивительно. Потому что он, надо полагать, работает в России (с вытекающими последствиями финансового свойства), а сильный магнит - устройство недешевое и непростое (со всякими бессиловыми обмотками, лентами-вкладками для прочности и т.д.).

Вдобавок тело пилота - какой-никакой, а проводник, лекго подсчитать, какой ток через него пойдет, двинься бедолага хоть на пару миллиметров в секунду

Индукционный ток зависит не столько от напряжённости поля, сколько от его неоднородности. Это раз. Ну и скорости движения, разумеется - при скорости, которую в состоянии развить пилот, ничего ему не грозит.
Ну и не забываем про то, что пилот сидит довольно далеко от катушки - нейтроеы для него куда неприятнее.

Вы все еще верите в невареную лягушку в таком поле?

Я не верю, я знаю  Эксперименты по "магнитной левитации" делались пару лет назад во французском центре, в Триесте, кажется, расположен. У них там несколько мощных биттеровских магнитов, принимают заказы со всего мира на исследования в мощных магнитных полях. Очередь на несколько лет вперёд  

а насчет "отсутствия магнитного поля за пределами соленоида" это вы, батенька, точно погорячились... линии поля-то должны как бы замыкаться... в школе, помнится, опыт был... с железными опилками для наглядности

Батенька, то, что вы помните школьную физику - это замечательно, но надо бы и попродвинутей чего поизучать :wink:
Чем длиннее соленоид, тем слабее поле вне него. Поля вне бесконечно длинного соленоида не будет вообще.

[Fakir]

Татарин

Это чистый гелий-3: все продукты реакции (гелий-4 и два протона) - заряжены,

Реакция, конечно, хорошая, но тяжёлая... Куда сложнее даже, чем p-B. И вообще не факт, что её в принципе можно зажечь в установке с магнитным удержанием.

а значит никакой завязки на термодинамику и потенциально 100% КПД

Даже потенциально не 100%. Там же помимо заряженных продуктов и СВЧ еще тормозной рентген - и при температурах, нужных для He3-He3 не такой уж и мягкий.

Лучше всего СВЧ-конвертеры, наверное.

В идеале, конечно, хотелось бы всю энергетику процесса замкнуть через СВЧ (преобразование в электричество на полупроводниковых ректеннах), а энергию частиц полностью сбрасывать в реактивную струю (т.е. с одной стороны полностью запирать конус потерь).  Нейтроны игнорировать. Распределение энергии по компонентам для D-He3 - примерно 60% на заряженные частицы, 35% на излучение, 5% на нейтроны.

Ну и насчет 100Тл - это Вы неподумавши. Ведь подумавши - надо было б сказать, для какой плотности и температуры. А потом еще и доказать, что такие плотность и температура необходимы для. Что вовсе не факт.

Не, ну 100 Тл лишними бы не были, конечно. Особенно с учётом того, что плотность энерговыделения в плазме пропорциональна B^4. Для  He3-He3 напряженность такого порядка так и просто необходима. Но для D-T и D-He3 можно обойтись и вполне технически приемлимыми полями эдак в 10-12 Тл. На худой конец, можно и 5 Тл обойтись.
[/img]

[falanger]

Как я понял с ТОКАМАКА в котором горит D+He3 цикл снимают энергию в основном СВЧ конвертерами (их ещё называют "ректены"?),
и как с обычного ядерного реактора через систему охлаждения паротрубинной установкой. Ещё как вариант мощными терморэлектрическими преобразователями.
Аналогично можно снимать с ТЯРД в котором тоже горит D+He3 цикл как я понял.
 
Так же теоретический для нормального поджига и удержания плазмы D+He3 хватит напряжённости магнитного поля в 10 - 12 Тл, что даже сейчас уже не особо фантастично. Соотвественно давление плазмы в ТЯРД на "открытой ловушке" с такой напряжённостью будет выше 1/100 атм.
Соотвественно такой ТЯРД можно запускать на меньших высотах. Тоесть АКС с таким ТЯРД должен "запрыгнуть" на горке не на 80-90 км а пониже. Ну допутсим на 60-70 (не помню точную плотность атмосферы на разных высотах, но вроде растёт нелинейно с уменьшением высоты).

Спасибо за иллюстрацию системы с цыклом He3 + He3. И спасибо за иллюстрацию с ТЯРД "от NASA".    Но более содержательных иллюстраций к теме ТЯРД нету?
Если кинете ссылочку то буду очень благодарен.

Спасибо всем кто участвовал и участвует в дискуссии.  

[hcube]

Беда вот в чем : чтобы снимать сколько-то энергии термоэлектрическими преобразователями, надо иметь холожильник хотя бы на половину этой мощности. А греется оно независимо от нашего желания ;-) Поэтому надо сразу думать, как в сам самолет интегрировать систему охлаждения, использующую как высокотемпературный радиатор весь корпус. Возможно, есть смысл сделать ТЯРД вообще ВНЕШНЕГО горения - т.е. чтобы камера была полностью или частично снаружи корпуса и часть излучения просто 'светила' наружу. Того что попадет на корпус и так с избытком хватит ;-)).

[falanger]

Беда вот в чем : чтобы снимать сколько-то энергии термоэлектрическими преобразователями, надо иметь холожильник хотя бы на половину этой мощности. А греется оно независимо от нашего желания ;-) Поэтому надо сразу думать, как в сам самолет интегрировать систему охлаждения, использующую как высокотемпературный радиатор весь корпус. Возможно, есть смысл сделать ТЯРД вообще ВНЕШНЕГО горения - т.е. чтобы камера была полностью или частично снаружи корпуса и часть излучения просто 'светила' наружу. Того что попадет на корпус и так с избытком хватит ;-)).

Во факел в ИК будет....  :shock:  С внешним то горением.
Тперь мне понятна одна фраза про АКИ - "водородный факел"..... :wink:

[walt]

интересно насколько возможно уменьшать габариты ТЯР?

[Татарин]

Во факел в ИК будет....  :shock:  С внешним то горением.
Тперь мне понятна одна фраза про АКИ - "водородный факел"..... :wink:

С внешним ТЯ-горением особого факела в ИК не будет.
То есть, светить будет сильно, конечно, но рентген переплюнет ИК на многие порядки.

[falanger]

В общем идеальная мишень. Виден всем и отовсюду.

[X]

Ну будет светить не в гамме, а в ИК, лягушке же от этого не легче (с). Не, если корабль ускоряется - он светит по любому ;-).

[falanger]

Ну будет светить не в гамме, а в ИК, лягушке же от этого не легче (с). Не, если корабль ускоряется - он светит по любому ;-).

Ну естественно! Без "гравицап" это обычное явление.
Теоретический можно сделать двигательно на холодном выхлопе, абанальный газовый, но на нём много не налетаеш.
Так что ускоряющийся кораль по любому светит выхлопом.

[falanger]

Такс... Попытаюсь на иллюстрации к описанию работы амбиполярной газодинамической ловушке сделать иллюстрацию к описанию работы ТЯРД на ней же...
Пожелайте мне удачи.

[Alex_Semenov]

Вроде хорошая тема была и разговор по существу.
Спасибо! Получил удовольствие читая.
Но!
Почему никто изобретателю  не сказал самого главного?
Вернее сказали, но не ткнули носом?
Пробкотрон не даст ему не то что 12G но и 0.1G!
Никогда и ни при каких обстоятельствах!
Парню не нравится импульсная схема с инерционным удержанием. Это понятно. Диковатая конструкция. Взрывать ядерные бомбы у себя под ногами... Жуть!...
Другое дело "пробкотрон". Все как у людей. Сопло, ровное пламя из него... Даю ручку от себя... Ш-ш-ш-и-ш-ш... плавно заработал движок... красота! "Тачка", но космическая...
Как не понять?!
)
Но коль парен захотел не просто фантазий, но и вписать их в физическую реальность (кстати редкое и похвальное желание!), то  надо бы  указать на кое-что под названием "законы термодинамики" их непробиваемый строптивый характер.
Очень простые рассуждения в три шага:

1. Импульс ракеты получаемый при  отбрасывании ею массы - это mv. Он будет больше, если увеличить, либо отбрасываемую массу (что нежелательно), либо ее скорость (что желательно). Конечно все усилия на увеличение скорости.

2. Скорость отбрасываемой массы – это энергия E=mv^2/2.  То есть если вы хотите увеличить скорость отбрасываемой массы в N раз, то количество энергии выделяемой в двигателе на массу рабочего тела – возрастает в N^2.  При этом кинетическая энергия отбрасываемой массы это не просто энергия. Это высококачественная (низкоэнтропийная) энергия.

3. Так как, никакая машина не может преобразовывать энергию (пускай даже электрическую)  со 100% КПД, в энергию отбрасываемой массы, то часть выделяемой в двигателе энергии НЕИЗБЕЖНО будет обрушиваться на стенки камеры сгорания.  Значит ГАБАРИТЫ двигателя очень сильно зависят от тяги и скорости истечения.
И  ... очень мало зависит от типа двигателя.
Яркий пример  - проблема фотонной ракеты. Это двигатель с идеальной скоростью истечения. То есть с максимально мыслимым выделением энергии на кг. реактивной массы.  Но даже при невиданном для камер сгорания  КПД 99% (то есть проценте отражения хорошего зеркала), чтобы "камера сгорания" не испарилась от 1% потерь, парус нужно сделать огромного размера. Так "Starwisp" Форварда –  это всего лишь 10 г микроволновый зеркала-сетки. Но дабы разогнать тот с ускорением 114G и не расплавить при этом, астрофизики пришлось 10 г. раскатать в паутину ("дымку") диаметр 1.8 км!

Есть приблизительная но показательная формула:

Rc = 0.12 * sqrt[H]

Где Rc  - радиус камеры сгорания в метрах.
Н  - мощность двигателя в мегаваттах.
(подробности см. здесь. http://www.projectrho.com/rocket/rocket3c2.html)
То есть  желая иметь И хорошую скорость истечения И тягу (что бы перегрузка вдавила классных пацанов в кресла.) вы неизбежно должны строить на своих кораблях камеры сгорания чуть ли не километрового диаметра!
Термоядерные, ядерные, пионные, фотонные, бульбатронные... Не важно какие двигатели.
Это – главный закон двигателестроения на все будущие века.
И как не странно – километрового диаметра двигатели - реально!
Почему британцы в  "Дедале" избрали для межзвездного полета как единственно технически возможную схему импульсный инерционный термояд?
Потому что только импульсная схема может дать необходимо большую тягу при огромной скорости истечения (большом удельном импульсе).
Почему?
Потому что импульсная схем  осуществляется в двигателе "внешнего сгорания". По схеме "Орион". То есть габариты "камеры сгорания", могут быть много больше самого корабля, а значит и мощность двигателя (как следствие -тяга) очень большой при хорошей скорости истечения.
VISTA например так и сделана. Кольцевой магнит создает камеру сгорания много большую по размеру, чем сам корабль. В идеале (русская идея, между прочим!) корпус корабля (в виде бублика) и есть магнит-двигатель, далеко позади которого  взрываются очень мощные бомбы. Поле бублика может очень эффективно собирать тот импульс, что можно собрать (от заряженные частицы), а плата второму началу  термодинамики разлетается куда попала, лишь частично поджаривая "стенки камеры сгорания" – то есть сам корабль (10-5%).

А вот пробкотрон – это всегда будет физически существующая труба-магнит. Вся энергия будет выделяться внутри нее. А значит по мощности мы ограничены тепловым потоком на стенки камеры внутреннего сгорания ~10МВ/м2. И как следствие -  у нас всегда будет очень низкое отношение тяги к весу установки (и всего корабля). Так что, тот кто не хочет летать на бомбах будет разгоняться о-о-о-о-о-чень медленно.
И через 100 и через 1000 000 000 лет.
Время над законами физики невластно...
Обозримое время, во всяком случае...
(

[hcube]

Ну, на самом деле не все так плохо. Если ТЯ топливо составляет 20% от массы корабля и выделяемую энергию 0.001 mc2 , его энерговыделение составляет примерно 9000 ГДж/кг. Если принять рассеиваемую мощность в 50% от тяговой, и задаться величиной рассеиваемой мощности 1 КВт/кг, то время за которое двигатель выработает бортовой запас топлива - 4500 ГДж / 1000 = 4.5 гигасекунды, или же 144 года ;-D. Если КПД движителя 95% - то 14.5 лет.

Т.е. действительно, надо или кардинально повышать КПД привода, либо увеличивать рассеиваемую мощность.

[Alex_Semenov]

144 года это при 20% топлива?  
А если надо разогнаться до 0.1 света, то масса топлива будет в разы больше массы корабля. То есть, ни о каких "пробкотронах" ТОГДА и речи не может быть!!!
Хотя клиент далеко летать не собирался, но насколько я понял, у него не только на "авианосцах" но и на "истребителях" тоже пробкотроны стояли. И именно на них они 12G и должны давать?!!!
Но это – утопия. Зря товарищ отказывался от атомарного водорода.
Очень зря...

Т.е. действительно, надо или кардинально повышать КПД привода, либо увеличивать рассеиваемую мощность.

Высокий КПД – вещь фантастическая. 70%, думаю максимум возможен даже для столь гипотетической реакции как  He3+He3.  Энергия термоядерная. То есть ТЕРМО. 95%  – это просто за гранью фантастики! Да и при таком КПД -  у вас 14 лет...
Единственный выход – увеличивать диаметр "камеры сгорания". Не обязательно это сверхмощное поле. Например, есть еще проект "Медуза". Достаточно оригинальная конструкция. Вообще в невесомости можно разворачивать огромные и очень легкие структуры, а подпирать их  можно статическим или магнитным полем.
Но в любом случае, для получения хорошей тяги потребуется очень хорошее пламя в фокусе двигателя. Настолько хорошее, что видно бедует из далека!

Нет, есть еще решение. "Троллейбус". Сам реактор очень массивный и большой в размере висит где-то в удобном месте, вырабатывает энергию (с приемлемым КПД 30-60%) и питает мазеры (еще 50-70%) . Микроволновый луч фокусируется на антенну-ретину корабля. Та с высоким КПД (80-95%)  превращает микроволны в электричество и оно идет на работу ионников, у которых тоже хороший КПД.
Кстати, последний вариант – чуть ли ни единственно разумное решение для  планетарных "истребителей" нашего заказчика.  Имея небольшой запас рабочего тела на борту, небольшие корабли-истребители (фактически обтекаемые антенны) могут нырять в атмосферу используя как рабочую массу ее газ. Им ведь нужна только масса (энергию они получают по лучу с корабля-матки). Выскочив из нее, они могут подразгонятся до орбитальной скорости на бортовом запасе рабочего тела.  Кстати, будучи электроходами, они и светиться у врага на терморадарах будут куда меньше!
Но, честно говоря,  все эти детский сад и убожество гуманоиднй мысли... Если на какую-нибудь планету когда-нибудь и пойдет открытый десант вторжения – он пойдет в один конец. То есть проблема тяги для флота вторжения – дутая.
А как назад?
Все что может и должно назад возвращать – это информация.

[khach]

А вот пробкотрон – это всегда будет физически существующая труба-магнит. Вся энергия будет выделяться внутри нее. А значит по мощности мы ограничены тепловым потоком на стенки камеры внутреннего сгорания ~10МВ/м2. (

Труба и стенки космическому пробкотрону нужны как телеге пятая нога. Кольца магнитов-да, будут. А в остальном- это совершенно дырявая конструкция. Ажурная такая. И то, что при работе оно будет немного светить вбок (процентов 5 от тяги) никого особо напрягать недолжно. Другое дело пробкотроны атмосферных кораблей. Там труба нужна. Но тягу можно создавать за счет атмосферы. И ей же обеспечивать теплосьем. Или прийдется возить с собой запас рабочего тела, но основная задача расхода рабочего тела- не создание тяги, а охлаждение конструкции движка. В общем термодинамическая задача сложная, но не катастрофически неразрешимая. Главное- пробкотрон-демонстратор технологии  запустить.

[Fakir]

Почему британцы в "Дедале" избрали для межзвездного полета как единственно технически возможную схему импульсный инерционный термояд?
Потому что только импульсная схема может дать необходимо большую тягу при огромной скорости истечения (большом удельном импульсе).

Ерунда. Отношения тяга/масса у импульсников а-ля "Дедал" неизбежно будет весьма тусклым. Даже хуже, нежели у пробкотронных.

[f101]

Fakir пишет:
 

Ерунда. Отношения тяга/масса у импульсников а-ля "Дедал" неизбежно будет весьма тусклым. Даже хуже, нежели у пробкотронных.

Почему?

[Fakir]

Драйверы тяжелы, магнитная система один хрен необходима, самоподдерживающееся горение невозможно в принципе.
И т.д.

[f101]

Драйверы тяжелы, магнитная система один хрен необходима, самоподдерживающееся горение невозможно в принципе.
И т.д.

Странный ответ.
Комбинация "драйвер+магнитная система" инерционника легче чисто магнитной системы. Как возможность самоподдерживающегося горения связана с удельной тягой?