Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[Алексей Любопытный]

Сергей Капустин пишет:
эфир - это вполне конкретная физическая модель 19 века

Всё гораздо интереснее.

 Платон в диалоге «Тимей» сообщает, что Бог создал мир из эфира. Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» упоминает, что «эфир питает созвездия», то есть светила состоят из сгущённого эфира. Иначе представлял эфир Анаксагор — по его мнению, эфир похож на земной воздух, только более горячий, сухой и разрежённый[4].

Демокрит и другие атомисты термин эфир не использовали, их система мира включала лишь атомы и пустоту[5].

Несколько более подробная картина изложена в трудах Аристотеля. Он также считал, что планеты и другие небесные тела состоят из эфира (или квинтэссенции), который есть «пятый элемент» природы, причём, в отличие от остальных (огня, воды, воздуха и земли), вечный и неизменный. Аристотельписал: «Солнце не состоит из огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняется действием его на эфир во время обращения вокруг Земли». Эфир также заполняет весь внеземной Космос, начиная со сферы Луны; из приведенной цитаты можно сделать вывод, что эфир Аристотеля передаёт свет от Солнца и звёзд, а также тепло от Солнца. Аристотелевское понимание термина переняли средневековые схоласты; оно продержалось в науке до XVII века.

Этот вопрос глубоко метафизический и он связан с попыткой описать человеком пустоту. Есть ли пустота и что это такое?

Сущность светоносной пустоты от невозможности зафиксировать её опытом Майкельсона никуда не делась. То, что сейчас называют физический вакуум был как в античные времена, так и сейчас существует. А современные физики отрицают лишь тот вариант эфира, который представляли с 17 по 20 век.

Для чего все эти свистопляски с терминами? Ну не нашёл ты эфир Декарта, так найди свой, с картами и женщинами. Так нет, нужно такое красивое слово отправить на помойку и запретить использовать под страхом анафемы от научного общества.

Не думаю, что стоит здесь углубляться в этот вопрос. но и не против поговорить об этом в любой предложенной теме.

[Сергей Капустин]

Zveruga, не интереснее. то что вы описали к научной модели эфира отношения не имеет.

физический вакуум, конечно был и в античные времена - он появился вместе со Вселенной. Но вот люди о нем еще не знали - потому что общего у античных представлений и физики - это всего лишь схожие - для неспециалиста слова.

те же атомы древних греков - и современное представление о них сравните. Современное знание - это ведь в первую очередь мат. модель.

нет, вы конечно можете назвать автомобиль телегой на гужевой тяге, но выглядеть это будет странно.

[Алексей Любопытный]

Сергей Капустин, так почему вы считаете, что эфир это именно то, что описывал Декарт? Для чего вы себя ограничиваете?

[Дмитрий Инфан]

Как далеко, однако, ушла тема.

[Владимир Шпирько]

Zveruga пишет:
Сергей Капустин  , так почему вы считаете, что эфир это именно то, что описывал Декарт? Для чего вы себя ограничиваете?

Детство вспомнилось.....   "В ЭФИРЕ пионерская зорька....." 

[Алексей Любопытный]

А я бы ещё и про историю атома напомнил. И ведь нашли же, что атома модели Резерфорда не существует. Есть протоны, нейтроны, электроны. Теперь ещё и до кварков добрались, правда отдельно так и не могут зафиксировать, но почему-то упрямо не хотят выкидывать старый термин на помойку.

Но это всё конечно же оффтоп.

[blik]

Salo пишет:
Если сегодня скорость вылета газов из сопла двигателя составляет порядка 3000 метров в секунду, то с применением детонационной камеры она увеличится на 10%.

Для апологетов детонационных двигателей неплохо вспомнить следующие физические факты:
1.   Удельный импульс (УИ) определяется энерговыделением топлива и молярной массой продуктов сгорания (при прочих равных условиях).
2.   Неравномерное распределение энергии по продуктам сгорания ухудшает итоговый УИ.
3.   Детонация, в сущности, перераспределение суммарной энергии внутри топлива/продуктов горения. А именно, значительная часть энергии сгорания тратится на разгон НЕБОЛЬШОЙ порции смеси до скоростей, значительно превышающих тепловую скорость, при этом указанная порция постоянно меняется в составе, как в волне, но ВСЕГДА остается небольшой долей от общей массы.
4.   Детонационная волна, касаясь стенок, неизбежно ударом рассеивает на стенке энергию значительно большую, чем недетонационный теплообмен.
 
Указанные пункты автоматически приводят к тому, что УИ любого детонационного ЖРД будут ХУЖЕ, чем в двигателе на том же топливе, но без детонации.
Может быть, что то вытянут в ГПВРД, так как там важна скорость сгорания, но в ЖРД не светит ничего.

[Татарин]

blik пишет:
Указанные пункты автоматически приводят к тому, что УИ любого детонационного ЖРД будут ХУЖЕ, чем в двигателе на том же топливе, но без детонации.
Может быть, что то вытянут в ГПВРД, так как там важна скорость сгорания, но в ЖРД не светит ничего.

Нет. Как минимум, потери из-за недорасширения (в атмосфере) меньше, вплоть до нуля. Потому что давление во фронте волны много больше атмосферного (на десятичные порядки).

1. Да.

2, 3. С чего бы? 
Детонация - это просто путь протекания химической реакции. Быстрого протекания, да. Но локальное тепловое равновесие (между продуктами реакции) при характерных плотностях и температурах устанавливается почти сразу же, это куда более быстрые процессы, чем детонационная волна. Прикиньте характерные времена свободного пробега частицы. За несколько столкновений энергия полностью перераспределится по частицам и временам свободы - это и есть время установления теплового равновесия между продуктами реакции.

4. Вообще непонятно, что такое. Детонационная волна движется гораздо быстрее звука. Но она же абстракция - волна давления. Реально продукты сгорания будут выброшены из камеры после её прохода, без всяких там "потерь на удары".

[Татарин]

Zveruga пишет:
Сергей Капустин , так почему вы считаете, что эфир это именно то, что описывал Декарт? Для чего вы себя ограничиваете?

Ну да.
Я думаю, сейчас-то уж никто не будет спорить с тем, что на самом-то эфир - это блокчейн-платформа для детерминированных распределённых вычислений.

Конечно, Декарт ошибался: без базовых знаний о сетевых технологиях и криптографии, предсказать свойства эфира он просто-напросто не мог.     

[Алексей Любопытный]

blik пишет:
Детонационная волна, касаясь стенок, неизбежно ударом рассеивает на стенке энергию значительно большую, чем недетонационный теплообмен.

А не на стенке выходит лучше чем у традиционного теплообмена?

Детонация сильнее повышает давление чем обычное горение. По этому можно или повысить скорость истечения или понизить входящее давление, что уменьшает требования к компрессору. А там где меньше компрессор, там и меньше масса двигателя и его сложность.

Я не знаю насколько правдива эта картинка,

но если она правдива, то потребное давление перед камерой сгорания можно уменьшить в 20 раз!

Вот и представьте себе, вот типичный воздушно-реактивный двигатель с его огромным компрессором. 

Если потребное давление перед камерой сгорания можно понизить в 20 раз, то во сколько уменьшатся размеры этого компрессора?

ВРД должны стать намного легче и дешевле, а значит обязательно вырастет УИ. У ЖРД мы сможем кроме удешевления, повысить давление на выходе.

[Алексей Любопытный]

В распространённом двигателе АЛ-31 давление за компрессором высокого давления, непосредственно перед камерой сгорания, составляет 22,87 атм. Если поделить на 20, то получится почти 1 атмосфера. Это что же, можно компрессор, а заодно и турбину, вообще на помойку выбросить и летать с одной камерой сгорания?

[Astro Cat]

Zveruga пишет:
Это что же, можно компрессор, а заодно и турбину, вообще на помойку выбросить и летать с одной камерой сгорания?

ПВРД? http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/3179/%D0%9F%D1%80%D1%8F%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9

[Алексей Любопытный]

Astro Cat, выходит что ПВРД. Только если при обычном горении ПВРД запускается на сверхзвуке, то при детонационном и на дозвуке.

[blik]

Татарин пишет:

/ Татарин 2, 3. С чего бы? /
 
2. Неравномерное распределение энергии по продуктам сгорания ухудшает итоговый УИ.
рассмотрим два случая отбрасывания двух тел единичной массы
а) с одинаковой скоростью =2, суммарный импульс =4, энергия =4
б) одно тело со скорстью =3, второе тело со скоростью =1; суммарный импульс=4, энергия =5
то есть неравномерное распределение по 'нергии тел при одинаковом импульсе привело к увеличению затраченной энергии на 20%
если мы потратим одинаковую энергию, то импусль во втором случае будет меньше на 10.5%
 

/Татарин Детонация - это просто путь протекания химической реакции. Быстрого протекания, да. ... Детонационная волна движется гораздо быстрее звука. Но она же абстракция - волна
 давления. Реально продукты сгорания будут выброшены из камеры после её прохода, без всяких там "потерь на удары"/
 
Детонационная волна это никакая не абстракция. У нее есть конкретный физический носитель (переносчик). Это тонкий слой разогнанных до сверхзвука молекул, причем, в значительной степень, направленно разогнанных. Других предатчиков детонационной волны нет. То что это не излучение доказывает бризантное действие детонации и повреждения поршневых групп. Именно на этот разгон до сверхзвука тратится доп. энергия, что является выраженным неравновесным распределением энергии, и уменьшает итоговый УИ.

/Татарин Вообще непонятно, что такое. Детонационная волна движется гораздо быстрее звука. Но она же абстракция - волна давления. /
 

То что ударная волна передает энергию стенкам доказывает метрические измерения бризантного действия и повреждения поршневых групп.

/Татарин Реально продукты сгорания будут выброшены из камеры после её прохода, без всяких там "потерь на удары"/
 

Вас не смущает, что детонационная волна всегда идет от продуктов сгорания в сторону  несгоревшей части топлива? То есть сверхзвуковой перенос вещества и энергии идет в противопложную сторону от того, что требуется от ЖРД.
В действительности, так как сверхзвуковой слой удаляется от продуктов сгорания, сразу после прохождения детонационной волны образуется провал в давлении, провал, уменьшающий давление ниже равновесного давления без детонации (согласно законам сохранения энергии и вещества). Получить большее расширение не получится.

[dmdimon]

Татарин пишет: 
Я думаю, сейчас-то уж никто не будет спорить с тем, что на самом-то эфир - это блокчейн-платформа для детерминированных распределённых вычислений.

Конечно, Декарт ошибался: без базовых знаний о сетевых технологиях и криптографии, предсказать свойства эфира он просто-напросто не мог.    

+1 )))

[dmdimon]

blik пишет:
2. Неравномерное распределение энергии по продуктам сгорания ухудшает итоговый УИ.
рассмотрим два случая отбрасывания двух тел единичной массы
а) с одинаковой скоростью =2, суммарный импульс =4, энергия =4
б) одно тело со скорстью =3, второе тело со скоростью =1; суммарный импульс=4, энергия =5
то есть неравномерное распределение по 'нергии тел при одинаковом импульсе привело к увеличению затраченной энергии на 20%
если мы потратим одинаковую энергию, то импусль во втором случае будет меньше на 10.5%

при выполнении неявных дополнительных условий. Например, равной температуры тел. Что совсем необязательно.

[Maks]

blik пишет: 

Для апологетов детонационных двигателей неплохо вспомнить следующие физические факты:
1.   Удельный импульс (УИ) определяется энерговыделением топлива и молярной массой продуктов сгорания (при прочих равных условиях).

Это  не так. Где вы это прочитали? Он определяется по формуле: Тяга в ньютонах делить на секундный расход. 

2.   Неравномерное распределение энергии по продуктам сгорания ухудшает итоговый УИ.

Это не так.

3.   Детонация, в сущности, перераспределение суммарной энергии внутри топлива/продуктов горения. А именно, значительная часть энергии сгорания тратится на разгон НЕБОЛЬШОЙ порции смеси до скоростей, значительно превышающих тепловую скорость, при этом указанная порция постоянно меняется в составе, как в волне, но ВСЕГДА остается небольшой долей от общей массы.

Совершено не верно. Это все равно что сказать, что атомный реактор - это в сущности перераспределение энергии горения.

4.   Детонационная волна, касаясь стенок, неизбежно ударом рассеивает на стенке энергию значительно большую, чем недетонационный теплообмен.
 
Указанные пункты автоматически приводят к тому, что УИ любого детонационного ЖРД будут ХУЖЕ, чем в двигателе на том же топливе, но без детонации.
Может быть, что то вытянут в ГПВРД, так как там важна скорость сгорания, но в ЖРД не светит ничего.

Здесь из непонимания словосочетания детонационный двигатель сразу придумано 3 ложных высказывания.
Вам надо не придумывать чепуху. А почитать про детонационный двигатель.Что это такое.

[Кубик]

Maкс пишет: надо не придумывать чепуху. А почитать про детонационный двигатель.Что это
такое.

В своё время Михаил Сергеевич Ельцин (С)    написал труд о том, что такое шаровая молния..
Читать гипотетические изыскания, подтверждаемые некими экспериментами, может и интересно, но детонационному двигателю реальности, как практически существующему агрегату, не добавляет..

[Дмитрий Инфан]

Кубик пишет:
но детонационному двигателю реальности, как практически существующему агрегату, не добавляет

Но он куда реальнее, чем, например, EM Drive

[Алексей Любопытный]

Да какие проблемы? Давайте просто напросто вернёмся к вопросу, для чего поднимают давление в камерах сгорания?

1. При детонации давление сгорания выше, чем при обычном горении.
2. Сторонники пульсивности (периодичности) детонации говорят, что общее среднее давление меньше чем пиковое. Но хочу обратить внимание, топливо горит только в момент детонации, а значит всё оно сгорает в режиме детонации при более высоком давлении чем во время обычного горения.

А раз топливо сгорает при более высоком давлении значит оно сгорает более эффективно, с более высоким УИ.

Но есть другая проблема, которую тут подняли. Ещё в 2012 году, по моему, были статьи говорящие о том, что тяга за единицу времени детонационного двигателя по сравнению с обычным становится приемлемой только с ростом частоты пульсаций. Т. е. если нам необходимо обеспечить постоянную высокую тягу, как в ВРД или ЖРД работающих для преодоления силы тяготения, то необходима частая пульсация. А обеспечивается она либо с помощью вращающейся детонации, либо в фокусах резонаторов.

Фокусы резонаторов имеют недостаток связанный с тем, что в них пульсации обычно протекает с постоянной частотой, связанной с неизменностью формы резонирующей камеры. В кольцевой детонации есть возможность регулирования частоты пульсаций.

В некоторых случаях частая пульсация не обязательна, например, для двигателей коррекции в космосе.
Частота пульсаций на прототипе Энергии составила 20 кГц.