Супермаховик вместо ЯР на МК

[YuZeR]

http://www.i-r.ru/show_arhive.php?year=2005&month=12&id=1133
достижимая плотность энергии более чем на порядок превышает энергоемкость водород+кислород. В космосе идеальные условия для маховика: невесомость, вакуум, низкие температуры для сверхпроводящих магнитов, кроме того сама конструкция достаточно проста и дубова.
Думаю, самой удачно конструкцией корабля была бы связка: солнечные батареи-супермаховик-ЭРД. СБ могли бы месяцами раскручивать маховик, пока корабль находится на планетарной орбите. В начале полета, значительная часть энергии маховика сбрасывается на сверхмощную тягу ЭРД для быстрого покидания гравитационного колодца планеты, остальная часть полета проходит в режиме малой тяги, когда можно запитываться большей частью или полностью от СБ.

[hcube]

Дите, ты бы поучило механику, а? НЕВОЗМОЖНО перекрыть топливную пару мономатериалом, потому что энергия связи в топливной паре - ВЫШЕ. Ну, в данном случае - сопоставима. Какая, блин, замена ядерного реактора - даже вопросов нету, что у последнего энергоемкость на 2-3 порядка выше, чем может дать ЛЮБАЯ химия - в том числе супермаховичные системы.

[YuZeR]

---

[Брабонт]

Название темы неудачное. ЯР здесь ни к месту. Насчёт достижимой плотности энергии на супермаховиках, в-принципе, правильно. Но практически-то засада в КПД отбора, ещё Гулиа об этом писал.

[Chilik]

Есть простой, как гвоздь, ответ.
Довольно много денег вгрохано в разного рода маховики для транспорта. И как накопители для рекуперации энергии торможения, и для "озеленения" городского транспорта. Внимание, вопрос: каков лучший результат по дальности поездки на исключительно запасённой в маховике энергии? А как эта цифра в сравнении с поездкой на штатном движке со стандартной заправкой на ближайщей АЗС?

[Брабонт]

Есть простой, как гвоздь, ответ.
Довольно много денег вгрохано в разного рода маховики для транспорта.

При чём здесь маховики для транспорта? Речь о супермаховиках.

[Frontm]

будет выглядеть супермаховик будущего — недосягаемый cуперчемпион

А то, почему о применении суперкарбона для супермаховиков не упоминают в печати, меня только радует. Так обычно бывает, когда на подходе важный, я бы сказал, стратегический проект и знать о нем конкуренту не обязательно. А теперь благодаря нашей публикации, об этом знать будут все, кому надо!

супер-ссылка!

[Брабонт]

Понятно. Смотрим Википедию: http://ru.wikipedia.org/wiki/Супермаховик

[Frontm]

Смотрим)

Значимость предмета статьи поставлена под сомнение.
Если вы не согласны с этим, пожалуйста, покажите в статье значимость её предмета. В противном случае статья может быть удалена. Подробности могут быть на странице обсуждения

.

Как ни странно в обсуждении тоже всплыло слово супер.

[Брабонт]

Тогда выключаем комп, идём в научно-техническую библиотеку, просим труды проф. Гулиа, читаем и удивляемся :wink:.

[Frontm]

Приводите цитаты, аргументируете, пробуете удивить.

[Брабонт]

Цитаты о чём, простите? Доказывать эффективность супермаховиков (а тем более дивайсов будущего, с намоткой на основе нанотрубок) на пальцах? Это физика, а не поэзия - там одни расчёты.

Если в общих чертах: предел энегроёмкости цельного маховика определяется механической прочностью материала. Даже для десятки по Моосу предел невелик. Заменив материал на намотку, получаем принципиально иные цифры. Подвесив чудо в ваккуме на магниты, получаем аккумулятор энергии высочайшей плотности.

[hcube]

Дебилушко, ты сначала пойми что такое энергия межатомной связи, а потом уже лезь пиписьками мериться.

Какой бы не был суперкарбон, количество запасемой в нем энергии определяется прочностью межатомной связи углерод-углерод в самой нагруженной точке. Ну НЕ МОЖЕТ материал запасти больше, чем суммарная прочность связей в нем - он просто распадется на отдельные атомы и все. Более того, при предельном нагружении возрастает роль всяких туннельных эффектов и прочей стохастики - потому что есть предпосылки для развития разрыва. Поэтому все эти теоретические сотни ГПА - они никак с реальностью не связаны. Десять ГПА - да, может быть. Сейчас вроде бы достигнуто 7 на нанотрубках. Сто - НННШ.

Берем эти 10 ГПА и делаем из них колечко. Напряжение в колечке...

энергия E
масса m
сила F
ускорение a
плотность ro
напряжение s
давление P
радиус R
толщина d
площадь S
объем V=S*d
E=m*v*v/2 найдем допустимую скорость. центробежное ускорение a=v*v/R;
Центробежные силы действующие на маховик F=m*a; вызываемое ими давление P=F/S
Вызываемое им напряжение в маховике s=P*R/d -> s=P*R/d=(F/S)*(R/d)=(m*a*R)/V=ro*a*R;
центробежное ускорение a=v*v/R =s/(ro*R)-> v*v=s/ro;
Значит энергия, запасаемая в маховике Е=m*s/(ro*2). Соответственно в единице массы s/(ro*2)

Напряжение - 10 ГПа, 10^10 паскалей. Плотность - 1500 кг/м3.

Плотность энергии - 2.2 КДж/кг. В ДЕСЯТЬ РАЗ меньше, чем у бензина в расчете на топливо, в 8 раз меньше, чем у водород-кислородного топлива в расчете на общую массу.

Конечно, при росте прочности количество энергии растет линейно. Т.е. достаточно поднять прочность в 10 раз - и будет лучше водорода (правда надо еще учесть, что водород в отличии от СМ сбрасывается). Где материал с прочностью 100 ГПа? Реальный, а не придуманный, конечно.

[Frontm]

Цитаты трудов на которые Вы ссылаетесь.
Без формул, но с картинками, и поэтично.
Так чтобы удивить супермаховиком, а не обилием расчётов.
Или топик предназначен для посылания в.... библиотеку?

[Брабонт]

Топик предназначен для того, чтобы обсудить идею YuZeR'а. hcube привел возражение - тут надо подумать. Я пока не увидел, как учтена энергия межатомных связей.

[Птыц]

Приводите цитаты, аргументируете, пробуете удивить.

А чему там удивляться? Плотность энергии все равно ниже, чем в случае горения.

Давайте посчитаем. Горение водорода в кислороде с образованием  жидкой воды: 286 кДж/моль. 1 моль воды -- 18 г. Итого 16 МДж/кг.

Это явно хуже чем 1.8 МДж/кг (почти в 9 раз).

Теперь посчитаем маховик. Энергия маховика E=I

[Птыц]

О, пока писал hcube посчитал.
Так что с супермаховиком пока проблемы.

[Птыц]

Я пока не увидел, как учтена энергия межатомных связей.

Можно, например, посчитать так. Энергия образования одноатомного газообразного углерода из графита -- 717 кДж/моль = 60 МДж/кг. Это и должен быть теоретический предел запасенной в маховике из нанотрубок энергии.

[YuZeR]

Multiwalled carbon nanotubes have the highest tensile strength of any material yet measured, with labs producing them at a tensile strength of 63 GPa, still well below their theoretical limit of 300 GPa

[Agent]

63? Еще чутьчуть и уже космический лифт. В топку маховики