Инженерные вопросы межзвездных перелетов

[Иван Моисеев]

.....
А у англо/немецко/японско-язычных, давно уже есть собственные места общения.

Например?

У англичан/амеров я слежу за этим:
http://www.centauri-dreams.org/
http://www.icarusinterstellar.org/blog/
Может быть кто-то еще что присоветует?
Немцы и японцы мне, увы, недоступны...
Надо еще поискать у австралийцев - во времена "Дедала" они были очень активны.

[zyxman]

Немцы и японцы мне, увы, недоступны...

Насчет немцев (и французов) - используйте автоматические переводчики - внутри группы английского,немецкого и французского (но не с/на другие языки), они как правило переводят очень даже неплохо, почти как между русским и украинским.
Ну а когда речь уже заходит о личной переписке, то практически во всем мире, у ученых и инженеров, обычно достаточно хорошо с английским.

По источникам - извините, я их пока не коллекционирую, а обычно, когда прорабатываю конкретный проект, ищу поисковиками по ФИО.
А пару штук особо отличившихся просто отложились где-то в памяти и я их узнаю когда захожу.

Единственно, очень рекомендую всегда начинать поиск с google groups и yahoo groups - к сожалению, там не практикуется рассылка файлов (и тем более вам скорее всего не пришлют электронную копию например книги или журнала, тк они привыкли что в их мире есть мощная инфраструктура библиотек), но более глубоких и всесторонних обсуждений чем в классических рассылках, я не видел даже на невиртуальных научных форумах (не в интернете а при личной встрече).
- Просто технология обмена информацией через новостные рассылки чрезвычайно хорошо отработана (создавали ее еще "правильные" ученые 1960-х), и никто никуда не спешит, и очень высокая концентрация умных людей.
Плюс, что еще радует - на западе каждое уважающее себя сообщество, собравшееся вокруг какой-то идеи, обычно создает собственный сайт и часто ведет там архив своих рассылок, а также еще и зацепляют часть чужих рассылок, то есть обычно можно накопать историю проектов и увидеть как они возникали и развивались.

[Wyvern]

Чем больше я читаю про парус, тем больше мне нравится пушка......

Ганс, это потому что вы "не читаете" про пушку. Стали бы читать о пушке – вам она тоже перестала бы нравится.
Пока ваша пушка – это, пардон, мысль выковырянная из носа. Простейший расчет показывает: вам нужен ствол в 4 миллиона километров (при снаряде "Краснополь") для 0.1С и мощная батарея ядерно-взрывных генераторов тока суммарной мощностью более 200 МТ (для 1 т корабля) или что-то эквивалентное. ......

А что тут такого? И ствол, чесно слово коротковат...  :lol: Это же очень просто:
-в космос, на околосолнечные орбиты, примерно от земной до юпитерианской, выводятся сотни-тысячи рентгеновкских лазеров с взрывной накачкой
-запускается зонд, имеющий абляционное зеркало-щит
-по мере его пролета лазеры прицеливаются в него и последовательно подрываются, облучая абляционный щит-толкатель

Вот вам и "пушка" вот вам и "ствол" На самом деле рентгеновский "одноразовый" лазер - весьма простая и компактная штука: много натянутых параллельно тонких (~0,01-0,1мм) проволочек из золота (иридия, меди, осмия,цинка - именно цинк использовался в первых опытах по программе, потом пришли к осмию и золоту ) вокруг ядерного заряда. Проволочки должны быть строго параллельны, поэтому лучше всего "закатать" их, например, в трубу из углерод-углеродного композита.

P.S. В принципе, эта идея - прямая компиляция из идеи взрыволета типа "Орион" Только с одним существенным изменением: источники энергии - заряды НЕ разгоняются, а передают энергию компактным и удобным путем

[gans3]

КПД у разеров маловат.
А вот скажем саморазворачивающаяся гирлянда магнитных колец.
Соединяем кольца тросом и по очереди отталкиваем кольца по одному от массива колец, разгоняя массив в противоположную сторону. Толчок производим подачей энергии через трос-кабель и так, что бы отделившееся кольцо осталось висеть на натянутом тросе.
Трос -кабель не должен выдерживать большую массу-по нему подается только энергия для питания ионных двигателей ориентации. Точность толчков , естественно должна быть такая, что бы вся эта гирлянда на 4 мегаметра не порвалась и не загнулась. И подавать стартовую энеергию придется с "дула"- толчки от колец порвут гирлянду по очереди в каждом месте, так что после подачи стартового тока кольцу лучше испарится вместе с кабелем, не епередавая импульс рывка дальше по гирлянде.

[Wyvern]

,... а сам термоядерный двигатель из разряда бредовых идей переползает (со скрипом) в разряд смелых проектов.

Ну сколько можно этот бред нести!  :twisted: Проблема УТС - УЖЕ ИНЖЕНЕРНО-ФИНАНСОВАЯ. А (кстати это мало кто знает, и мало кто вообще понимает почему) создание термоядерного ракетного двигателя ПРОЩЕ, чем создание энергетического реактора, причем по многим параметрам.

[Wyvern]

КПД у разеров маловат.-....

И что? Дейтрида лития и бросового урана 238 жалко? :lol: К.П.Д. таки маловат, по оптимистическим оценкам ~5% но это в конечном счете никакой роли не играет.

А вот скажем саморазворачивающаяся гирлянда магнитных колец.
Соединяем кольца тросом и по очереди отталкиваем кольца по одному от массива колец, разгоняя массив в противоположную сторону. ......

А зачем вообще трос-кабель? Можно просто пучком электронов.

[Вал]

,... а сам термоядерный двигатель из разряда бредовых идей переползает (со скрипом) в разряд смелых проектов.

Ну сколько можно этот бред нести!  :twisted: Проблема УТС - УЖЕ ИНЖЕНЕРНО-ФИНАНСОВАЯ. А (кстати это мало кто знает, и мало кто вообще понимает почему) создание термоядерного ракетного двигателя ПРОЩЕ, чем создание энергетического реактора, причем по многим параметрам.

Почему мало кто? Давно уже понятно, что самый главный фактор - масштаб. А почему ТЯРД проще?

[Wyvern]

,... а сам термоядерный двигатель из разряда бредовых идей переползает (со скрипом) в разряд смелых проектов.

......создание термоядерного ракетного двигателя ПРОЩЕ, чем создание энергетического реактора, причем по многим параметрам.

.....А почему ТЯРД проще?

Во-1х даровой вакуум - причем такой, о котором инженеры на Земле только мечтать могут (10^-4-5, вакуум уровня например ИТЕР-а получаеся уже на высоте ~170км, а на высоте 500км уровень вакуума такой, какой в наземных установках еще не получен) Значит вакуумная камера, система вакуумирования, система титанового геттерирования - фтопку. А высокий вакуум, т.е. отсутствие примесей в плазме для УТС - чрезвычайно важная проблема.

Во-2х - ресурсные ограничения Электростанция должна работать минимум 25-30 лет, а лучше - 50, все ее агрегаты и устройства должны быть либо рассчитаны на этот срок, либо быть ремонтопригодными. Для ТЯРД даже 100суток - отлично, а 300 - вообще блеск.

В-3х и самое важное - отсутствие ограничения по Q Q - отношение выделенной в процессе ТЯР энергии к потребляемой энергии самой установки. Что бы быть выгодной ТЯ-электростанция должна иметь Q не менее 10, а лучше -15.Что, кстати, является фундаментальной проблемой энергетического УТС Для DНе3 - минимум 4-5 (из за возможности преобразования в ЭЭ с высоким КПД). А ТЯРД не источник энергии, он источник ПЛАЗМЫ. Поэтому даже если Q=1,1 то уже отлично. Мало того, у ТЯРД Q может быть даже ниже 1! Например, 0,8-0,9 - в таком случае недостаток энергии можно восполнить от другого источника (СБ или реактора деления), а сам ТЯРД использовать как высокоэффективный ДВИЖИТЕЛЬ, наподобие современных ЭРД, только не с КПД 30-40% как у ЭРД, а с КПД 800-900%   :lol:

[Иван Моисеев]

Во-1х даровой вакуум - причем такой, о котором инженеры на Земле только мечтать могут (10^-4-5, вакуум уровня например ИТЕР-а получаеся уже на высоте ~170км, а на высоте 500км уровень вакуума такой, какой в наземных установках еще не получен) Значит вакуумная камера, система вакуумирования, система титанового геттерирования - фтопку. А высокий вакуум, т.е. отсутствие примесей в плазме для УТС - чрезвычайно важная проблема.

Во-2х - ресурсные ограничения Электростанция должна работать минимум 25-30 лет, а лучше - 50, все ее агрегаты и устройства должны быть либо рассчитаны на этот срок, либо быть ремонтопригодными. Для ТЯРД даже 100суток - отлично, а 300 - вообще блеск.

В-3х и самое важное - отсутствие ограничения по Q Q - отношение выделенной в процессе ТЯР энергии к потребляемой энергии самой установки. Что бы быть выгодной ТЯ-электростанция должна иметь Q не менее 10, а лучше -15.Что, кстати, является фундаментальной проблемой энергетического УТС Для DНе3 - минимум 4-5 (из за возможности преобразования в ЭЭ с высоким КПД). А ТЯРД не источник энергии, он источник ПЛАЗМЫ. Поэтому даже если Q=1,1 то уже отлично. Мало того, у ТЯРД Q может быть даже ниже 1! Например, 0,8-0,9 - в таком случае недостаток энергии можно восполнить от другого источника (СБ или реактора деления), а сам ТЯРД использовать как высокоэффективный ДВИЖИТЕЛЬ, наподобие современных ЭРД, только не с КПД 30-40% как у ЭРД, а с КПД 800-900%   :lol:

В 4х - существенно меньшая масса силовых элементов конструкции, отсутствие фундаментов и пр.

[Wyvern]

Во-1х даровой вакуум ....
Во-2х ....

В-3х и самое важное - отсутствие ограничения по Q ....

В 4х - существенно меньшая масса силовых элементов конструкции, отсутствие фундаментов и пр.

Ну, это уже чисто инженерная фишка, с лихвой компенсируемая необходимостью закидывать все ЭТО на орбиту  :wink:

А главное - в принципе, уже прямо сегодня можно сделать ТЯРД на DHe3 на основе простого, например, "шершавого" пробкотрона или ГДЛ. Причем он легко уместится , скажем, на Протоне.

[Иван Моисеев]

Во-1х даровой вакуум ....
Во-2х ....

В-3х и самое важное - отсутствие ограничения по Q ....

В 4х - существенно меньшая масса силовых элементов конструкции, отсутствие фундаментов и пр.

Ну, это уже чисто инженерная фишка, с лихвой компенсируемая необходимостью закидывать все ЭТО на орбиту  :wink:

Посмотрите на название темы...
Двигательная установка заведомо будет строится уже на орбите, и весьма вероятно, что не на земной орбите. И min на 90% - исходя из внеземных ресурсов.

С другой стороны - просто построить просто ЛТЯРД. Для конкретного ЛТЯРД придется, как и в случае с нынешними движками, выжимать max возможного, это-то и является основной проблемой.

[КотКот]

Во-1х даровой вакуум ....
Во-2х ....

В-3х и самое важное - отсутствие ограничения по Q ....

В 4х - существенно меньшая масса силовых элементов конструкции, отсутствие фундаментов и пр.

Ну, это уже чисто инженерная фишка, с лихвой компенсируемая необходимостью закидывать все ЭТО на орбиту  :wink:

А главное - в принципе, уже прямо сегодня можно сделать ТЯРД на DHe3 на основе простого, например, "шершавого" пробкотрона или ГДЛ. Причем он легко уместится , скажем, на Протоне.

Красиво , конечно, но какова у нас скорость истечения.....Сколько лететь будем...

[Wyvern]

......
А главное - в принципе, уже прямо сегодня можно сделать ТЯРД на DHe3 на основе простого, например, "шершавого" пробкотрона или ГДЛ. Причем он легко уместится , скажем, на Протоне.

Красиво , конечно, но какова у нас скорость истечения.....Сколько лететь будем...

Тяга и импульс удельный у ТЯРД варьирует (причем возможно и на одном и том же движке) от вариантов организации истечения плазмы. От 4000000 сек (ЧЕТЫРЕ МИЛЛИОНА СЕКУНД! 40000км/сек!! 14%С!!!) при мизерной  тяге до тяги в тонны при УИ 5000-10000сек. Всё легкл считается если не лень  :lol:

[Alex_Semenov]

Тяга и импульс удельный у ТЯРД варьирует (причем возможно и на одном и том же движке) от вариантов организации истечения плазмы. От 4000000 сек (ЧЕТЫРЕ МИЛЛИОНА СЕКУНД! 40000км/сек!! 14%С!!!) при мизерной  тяге до тяги в тонны при УИ 5000-10000сек. Всё легкл считается если не лень  :lol:

А откуда такой шикарный удельный импульс в 4000000 сек?
 :shock:
Первоисточник для оценки, хотя бы здесь:
http://go2starss.narod.ru/pub/E015_RHL.html

Скорость истечения w/c и удельный импульс I в идеале считается так:



где e - доля ядерной массы, превратившейся в энергию.
В нашем случае (см. там же мой комментарий):

[(2.01355D+ 3.016Нe3) - (4.002Нe4+ 1.0072Н) ]/(2.01355D+ 3.016Нe3) = 0.0040 =e

Подставляем. w/с = 0,089353232. То есть ~9%.
И, учтите, это идеализация!
Настолько идеальная, что тут не важен тип двигателя.
В любом ракетном двигателе будет три источника потерь (снижения удельного импульса или скорости истечения):

1) неполное выгорание топлива
2) не вся выделившаяся энергия превратилась в кинетическую энергию рабочей массы (были утечки через разного рода радиацию)
3) не вся энергия плазмы превратилась в полезную работу (эффективность любого в том числе и магнитного сопла не может быть 100%)

Если суммарная эффективность у вас будет ~ 50 - 75% (что КРАЙНЕ ХОРОШО, хотя для пробкоторна вполне ожидаема) то скорость истечения... Я получил w/c = 0,063213923 -0,07740155
То есть 6-8% от скорости света.
Вот это можно уже подставлять в формулу Циолковского.
С энергетической точки зрения при постоянной скорости истечения ваша скорость полета будет оптимальной пр 3/2 w= 0,094820884 - 0,116102326 с
(см http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html)



При этом на 1 тонну массы корабля вам нужно ~ 4 тонны топлива.
Это все односторонний разгон... что собственно для миссии перелета достаточно. Ведть только лохи (типа Камерона) в наше продвинутое время ТОРМОЗЯТ  у звезды-цели двигателями...
Верно?

[Alex_Semenov]

Кстати, возник чисто познавательный интерес.
Обычно, считая термоядерные и ядерные ракеты  я пользуюсь упрощенной, неверной формулой вычисления скорости истечения из идеального ядерного двигателя.
Пологая, что вся выделившаяся энергия ( E=e*m*c^2) превращается без потерь в кинетическую энергию отбрасываемой массы E = m*(1-e)*v^2/2 (без релятивизма),  я в итоге считаю идеальную скорость истечения так:
w/c = корень(2*e/(1-e))
Но правильная формула w/c = корень(e(2-e)) потому что кинетическая энергия массы m на самом деле E=m*c^2*(1/корень(1-v^2/c^2) -1).
Стало интересно, насколько и когда первая формула расходится со второй?
Дело не хитрое.
Получилась вот какая картинка:



То есть неверная формула дает вполне разумные результаты пока дефект массы не более 0.1. Для ядерных и термоядерных двигателей вполне приемлема. Но уже для аннигиляционных  двигателей она не годится.  После 0.1 быстро возникает сильное расхождение и наша формула, классико-релятивистский суржик, ракетой уходит на бесконечность.

[gans3]

Выложите уже Виверн-джет сюда! Авиабаза казаболду.... А тут посмотрят люди, порадуются.

[Wyvern]

Тяга и импульс удельный у ТЯРД варьирует (причем возможно и на одном и том же движке) от вариантов организации истечения плазмы. От 4000000 сек (ЧЕТЫРЕ МИЛЛИОНА СЕКУНД! 40000км/сек!! 14%С!!!) при мизерной  тяге до тяги в тонны при УИ 5000-10000сек. Всё легкл считается если не лень  :lol:

А откуда такой шикарный удельный импульс в 4000000 сек?
 :shock:
Первоисточник для оценки, хотя бы здесь:
http://go2starss.narod.ru/pub/E015_RHL.html

Скорость истечения w/c и удельный импульс I в идеале считается так:/...

Больно мудренно что то - а, как известно, "будь проще - и к тебе потянутся люди"(не забывая, при этом, что иная простота, как известно....  :wink: )

Я больше по стариковски, по менделевски-клайперовновски: sqrt(41550*Т/М) где 41550 завещанно Дмитрий Ивановичем и Бенуа Эмильевичем, Т - температура по лорду Ларгскому, что из Айршира (уиножением на 11604,5 из эВ), ну а М, она и в Африке М.(при этом на давление, ввиду его малости, забиваем)
Так вот, при организации истечения только продуктов реакции имеем:
-расход 2,854 мг смеси DHe3 на гигаджоуль насущный
-выхлоп: протоны с энергией 14,68МэВ и альфа по 3,67МэВ один к одному
Дальше можно подсчитать тягу и Иу

[gans3]

А зачем вообще трос-кабель? Можно просто пучком электронов.

 :shock: Пучок электронов в акууме на каком расстоянии сохранит направление ? Электроны друг от друга отталкиватся не будут?

[Wyvern]

Выложите уже Виверн-джет сюда! Авиабаза казаболду.... А тут посмотрят люди, порадуются.

Я с тех пор его настолько переработал...что он ужО денег наверное стоит А старое - стыдно выкладывать   :oops:  :lol:

[Wyvern]

А зачем вообще трос-кабель? Можно просто пучком электронов.

 :shock: Пучок электронов в акууме на каком расстоянии сохранит направление ? Электроны друг от друга отталкиватся не будут?

Будут естественно - но передача то от кольца к кольцу и никто не запрещает применить фокусировку по дороге. Кстати, в советское время был экономически обоснованный проект мверхмощной ЛЭП на электронных пучках с околонулевыми потерями - вначале слишком большими посчитали капвложения (вакуум труба в тысячи км)а потом не успели -вначале катастройка, а тут и ВТСП подоспели