Форум » Альтернативная Астрономия » Мир Больших Приливов. Официальный сайт, бета-версия. » Ответить

Мир Больших Приливов. Официальный сайт, бета-версия.

Роберт: Приглашаю всех, кто интересуюется темой - http://robert-ibatullin.narod.ru/lamia/nufen.html Это только первая часть, астрономическая. Не все ссылки работают. Планируется ещё подробное описание цивилизации Ламии. К сожалению, мой соавтор быстро охладел к идее, поэтому пришлось почти всё сочинять самому. В том числе и биологию, в которой я разбираюсь крайне слабо.... Всё же надеюсь, что мои афроны, вагулы, солепанцирники и гидромы - не слишком фэнтези и не слишком боян. Но хотелось бы больше подробностей. Все замечания и дополнения более сведущих коллег будут учтены. Виды, которые вы предложите, обещаю назвать вашими именами :)

Ответов - 272, стр: 1 2 3 4 5 6 7 All

alex_semenov: Вот у вас на сайте описан замечательный бубликообразный звездолёт, нельзя ли взять его за основу? Концепция Багрова-Смирнова? Я как-то думал именно так сделать корабль поколений. То есть модернизировать "Супер-Ониона" Дайсона. Наморозить бублик топлива (дейтерия). Внутри айсберга вморозить кольцевой канал с жилыми помещениями. Снаружи - сверхпроводниковая оболочка-пузырь. Она же - двигатель внешнего сгорания. Размер корабля – размер двигателя. Идеально! Преимущества: Жилые отсеки внутри льда-топлива, который выполняет роль КРУГОВОГО радиационного щита (не от всего излучения, но все же). Тор может вращаться, а значит создавать в помещениях гравитацию. (хотя здесь есть тонкие неприятности. Вращать лед – напрягать его ненужной псевдо-гравитацией) Топливный бак – он же и двигатель. Недостатки: Помещения и оборудование внутри льда при 5 К – это источники тепла, значит нужна система радиаторов. Ну разве что полезная нагрузка вморожена? Скажем, это кабины с колонистами в гибернации. Слипер-шип. Но я как-то мало верю что людей можно действительно заморозить а потом оживить. Яйцеклетки – другое дело (и не думаю что "ужасы" воспитания людей роботами будут непреодолимы). Но самый главный, на мой взгляд, минус "бублика" - корабль принимает удар межзвездной среды максимально большой поверхностью. Хотя авторы и говорят о том что они решили проблему встречных частиц и пыли, за счет убегающих из двигателя частиц и поля бублика, они забыли тонкость - во время инерционного полета двигатель не работает. Если вопрос борьбы с встречной пылью и газом будет как-то очень эффективно решена и мидель судна не будет иметь значения, то можно будет к идее бублика Багрова-Смирнова вернутся. Хотя, если, скажем, корабль летит со скоростью 0.001с, то набегающий поток не столь уж и страшен. Гигантский бублик-айсберг разогнанный мощными термоядерными взрывами 1000 лет летящий к цели. Почему бы и нет? Но быстрые корабли, все же мне видятся похожими на удлинненый тупой снаряд или даже стрелу. Чем меньше лоб, тем меньше проблем с набегающей средой. А там проблемы очень большие.

alex_semenov: Роберт, технический вопрос. Гелий-3 хранится в жидком виде. Это ясно. А дейтерий? Жидкость или лед? Я хочу прорисовать ваш дизайн с учетом разных поправок.

alex_semenov: Вопрс снимается. Жидкий дейтерий плотность 162 кг/м3, а лед вроде как около 160 кг/м3. Нужно уточнять. Но разница в плотности будет крайне незначительной. Поэтому для приблизитеьного расчета размеров бака лед или жидкость - роли не играет.

Роберт: alex_semenov пишет: Увы! Это в 1000 раз РЕАЛЬНЕЙ чем колония О-Нейла в L-5. Да, совершенно согласен. Есть у него ещё рассказ "Ю" в сборнике "Пир" - описывается примерно тот же мир, но ещё лет через 200. Ещё более завораживающе-отвратительно.... alex_semenov пишет: Эстетически... Что значит "эстетически"? Внешний вид? Ну да, по-моему, он будет выглядеть как-то слишком "инопланетно". Но вы знаете что, набросайте схемку, как всё это представляете, а я слеплю 3Д-модель и покручу, посмортим, что выйдет. Помещения и оборудование внутри льда при 5 К – это источники тепла, значит нужна система радиаторов. Ну разве что полезная нагрузка вморожена? Радиаторов не надо, пусть тор растапливает лёд в тонком слое вокруг себя, а из этого слоя газ или жидкость будет сразу отводиться по трубам в реактор. alex_semenov пишет: А дейтерий? Жидкость или лед? Пусть будет жидкость, надеюсь, не требуется слишком уж высокое давление, чтобы он оставался жидким в смеси с гелием.

Павел Волков: Я прошу прощения, что вклиниваюсь, но есть небольшая мыслишка: вы смогли бы написать про планету и жизнь в условиях высокой гравитации? У Nemo Ramjet в книге Alltomorrows есть описание модифицированных людей, насильственно переселённых расой Qu на планету, где гравитация в 36 раз выше земной. Почему бы не описать такой мир, развивающийся естественным путём?

EvilShurik: Павел Волков пишет: Я прошу прощения, что вклиниваюсь, но есть небольшая мыслишка: вы смогли бы написать про планету и жизнь в условиях высокой гравитации? У Nemo Ramjet в книге Alltomorrows есть описание модифицированных людей, насильственно переселённых расой Qu на планету, где гравитация в 36 раз выше земной. Почему бы не описать такой мир, развивающийся естественным путём? В 36 раз?!! Очень сомнительно, что такой мир может существовать. При образовании планет, если перейдён порог массы в 10 земных получается Юпитер, у которого нет твёрдой поверхности. Сила тяжести на поверхности планеты растёт примерно пропорционально массе планеты и обратно пропорционально квадрату кубического корня из отношений массы планеты к массе Земли, естественно при сохраненении плотности добавляемого вещества, (реально из-за сжатия вещества в недрах - чуть быстрее), получим массу планеты в 50.000 земных. Юпитер отдыхает - это уже звезда!

Роберт: Планету с очень высокой гравитацией можно сделать так. Берём большой "горячий Юпитер" около какой-нибудь старой звезды. Звезда превращается в красный гигант и сбрасывает оболочку. При этом с "юпитера" сдувает всю атмосферу и остаётся только металлическое ядро диаметром в 5 Земель и плотностью железа. Тяготение на нём будет пусть не в 36, а в 7 раз больше земного, что тоже неплохо. На месте звезды теперь белый карлик с постепенно уменьшающейся яркостью. На планету мало-помалу оседают остатки сброшенной оболочки звезды (кислород, углерод, азот, гелий) и межзвёздного газа (водород), образуется атмосфера, по мере остывания карлика появляется жидкая вода и т. п.

EvilShurik: Это гораздо реальнее. Но вот сомнение - не упадет ли такой Юпитер на звезду? Бо торможение в атмосфере красного гиганта будет немаленьким, да и за счёт трения о газовую оболочку планета разрушиться может.

Роберт: Надо ещё сказать, что атмосфера такой планеты будет в основном водородной. А значит, никакого свободного кислорода. Азот, метан, водяной пар. Жизнь только анаэробная. Возможна биохимия вроде такой - http://serebryakov.livejournal.com/29696.html

Павел Волков: Про планету скажите самому Nemo Ramjet - сайт http://www.nemoramjet.com Там же можно скачать его Alltomorrows в формате PDF. Честно говоря, хочу попросить его позволения перевести книгу на русский. Звиняйте за оффтопик.

Роберт: Возвращаясь к конструкции "Феникса". Рисуя его, я совсем забыл радиаторы. Вернее, не то чтобы забыл, просто решил, что поверхность самого двигателя настолько велика, что и без них можно обойтись. Оказывается, нет. Сейчас пересчитываю всё заново и получаю многокилометровые цифры, что удручает. Пришло в голову: а нельзя ли использовать для охлаждения межзвёздную среду? Ловить ионы электромагнитным полем и пропускать через "теплообменник", сделанный тоже из ЭМ полей (не могу пока представить его конструкцию). Ясно, что это работает (если вообще работает) только на высокой скорости. Поэтому на начальном этапе разгона придётся-таки использовать огромные панели. Но в такой схеме их уже необязательно прятать под щит, их можно сделать намного шире корабля, а при наборе достаточной скорости отстрелить. И уже не нужно превращать корабль в многокилометровую иглу. Это физически возможное решение? Кто-нибудь его уже предлагал?

Роберт: Алексей, жду вашего отзыва об этой идее, а пока выкладываю, что насчитал для корабля с традиционным радиатором. Масса кабины - 1000 тонн. Включает гибернационные "саркофаги" для колонистов, систему управления и жизнеобеспечения для команды (которая размораживается раньше), небольшой реактор, радары и два посадочных шаттла. Масса неотделяемого щита впереди кабины 1027 тонн (титановый, радиус 12 м, толщина 0,5 м). Масса главного щита, отделяемого перед включением торможения 1 026 923 т (титан, радиус 120 м, толщина 5 м). Такой большой радиус нужен, чтобы уместить под него радиаторы. Радиус топливного бака 28 м, алюминий. Топливо - жидкий дейтерий. Масса заполненного бака 15 454 т. Реактор включает трубопровод, "капельницу" для расфасовки поступающего топлива на пеллеты, лазеры для поджога пеллетов, тороидальный магнит из металлического водорода радиусом 50 м и массой 2170 тонн. Общая масса реактора 2 300 тонн, по одному на каждой ступени. КПД преобразования термоядерной энергии в кинетическую 78 %. А теперь о страшном.... Первая ступень (разгонная) - 1167 баков. Длина 16,4 км. Расход топлива 3 кг/с. Мощность 304 ТВт. Скорость истечения 12,6 тыс. км/с. Тяга 37,7 МН. Ускорение от 0,002 м/с2 в начале работы до 0,034 в конце. Длина радиаторов 15 км, площадь 14,5 млн. м2, температура 3000 К (заметно светятся красным). Вторая ступень (тормозная) - 4 бака. Расход топлива 0,1 кг/с, мощность реактора 10 ТВт, скорость истечения та же, тяга 1,26 МН, ускорение увеличивается от 0,019 до 0,29 м/с2, длина радиаторов 300 м. Полная начальная масса корабля 19,1 млн. тонн. Масса на момент отключения первой ступени 1,1 млн. тонн. Масса на момент включения второй ступени 66,2 тыс. тонн. Конечная масса 4,3 тыс. тонн. Время разгона - 184 года, время торможения - 19 лет, общее время в пути - 551 год. Крейсерская скорость 0,12 световой. Всё можно проверить по электронной таблице - http://robert-ibatullin.narod.ru/lamia/fenix.xls Красным выделены неизменяемые величины, синим - независимые, произвольно устанавливаемые.

EvilShurik: Роберт пишет: температура 3000 К (заметно светятся красным) Будет светиться как лампочка.

alex_semenov: Роберт пишет: Алексей, жду вашего отзыва об этой идее, а пока выкладываю, что насчитал для корабля с традиционным радиатором. Роберт, это вы ко мне обращаетесь? (озираюсь по сторонам). Я, Alex в смысле Александр. Вы своим новым расчетом меня буквально "сбили с пантылыку". 1 Вы быстренько поменяли топливо на дейтерий (и сразу куча вопросов). 2 Уменьшили полезную нагрузку до 1000 т (а впишемся ли?). 3 Вытянули корабль в длину (прицепив чересчур длинный радиатор). Я хоть и планировал два последних действия (смену топлива и удлинение всей конструкции), но несколько позже. Прежде всего, я хотел пойти вам на встречу. Мне было интересно поработать в рамках первоначальной концепции. То есть максимально приблизится к вашему первоначальному проекту. 1. Поэтому остался с дейтерий-гелиевым топливом. 2. Попытался вписаться в ваш мидель ~ 150-300 м и вашу массу ~ 1,5 миллионов тонн. 3. Придать кораблю более-менее "земной" вид. Но при этом я допустил ряд просчетов, которые заметил позже. А потом прочел и ваш пост с встречными предложениями. Давайте сделаем так. 1. Я опишу то, что у меня получилось придумать в рамках "доработки" первоначальной концепции. 2. Потом я покажу, в чем я просчитался в своих расчетах, а где явно нафантазировал так как не обладаю необходимой информацией. 3. Потом мы обсудим ваш вариант. Она вызвала у меня массу встречных вопросов и есть о чем поспорить. 4. Потом будем подводить баланс что у нас получается в итоге. Какие узкие места нуждаются в более детальном обсуждении. Программа получается обширная... Но прежде - один организационный вопрос. Могу ли я расширить аудиторию обсуждения? Скажем, прорекламировав эту тему на НК и предложить заинтересованным к ней подключиться? Фактически, я уже сделал шаг в этом направлении, задав вопрос о дейтерие-гелиевой смеси здесь: http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7529&start=1125 И там появились мнения. Включение в обсуждение людей там, может расширить аудиторию, но так же сделать обсуждение неудобным, так как "размажет" его по двум форумам.

alex_semenov: По поводу гелиево-дейтериевого "Феникса" Я взял за основу свой предыдущий расчет и попытался для него просчитать объемы баков на первой и второй ступени. Еще в четверг вечером. При этом я посчитал, что хранить топливо будем по отдельности из простого соображения, что технология смеси неясна да и плотность смеси мне не известна (а судя по ответу Андрея Суворова на НК плотность смеси получается меньше). И так. Исходя из массового соотношения 2/5 дейтерия на 3/5 гелия и первоначально рассчитанной мною массы топлива: 2-я ступень 172343609 кг 1-я ступень 1141297677 кг Я рассчитал каждый компонент отдельно. Плотность жидкой фазы (~ 5 К) для каждого компонента я нашел на "вики": Дейтерий - 162,4 кг/м3 Гелий-3 – 56 кг/м3 Обратите внимание гелий-3 обладает крайне малой плотностью. Гелий-4 имеет в жидкой фазе 124 кг/м3 – в два раза плотней ( хотя и он – менее плотен чем жидкий дейтерий. Сюрприз!). Тогда получается, что по объему топлива мы имеем соотношение на 1 м3 баков для дейтерия, надо иметь 4,35 м3 баков для жидкого гелия. Поэтому первое от чего я отказался – от вашего соотношения количества баков на ступенях 24 и 12. Я решил, что на первой ступени будет 4-ре связки баков, на второй 2, как у вас. Но каждая связка будет содержать центральный большой бак с дейтерием и вокруг иметь по 6 баков поменьше с гелием. То есть 28 и 14 баков на каждой ступени. Объем баков я считал, не мудрствуя лукаво как объем цилиндров, хотя это неверно. Поэтому реальная длинна скругленных баков будет чуть длиннее. Подбирая диаметры баков, вот что мне удалось в итоге нарисовать в первом приближении: 1 – точка взрыва пелеты в двигателе 1-й ступени. 2 - фокусирующий соленоид. 3 – основной соленоид магнитного зеркала. 4 –радиатор двигателя первой ступени. 5 – топливные баки первой ступени. 6 – жидки (или твердый) дейтерий. 7 – жидкий гелий-3. 8 – кабина. 9 - один из 4-х посадочных модулей. 10 – топливные баки второй ступени. 11 – радиаторы двигателя второй ступени. 12 соленоиды двигателя второй ступени. 13 Главный реактор. 14 – радиаторы реактора и щита. 15 – "Роза" – вспомогательный щит (отстреливается вместе с I-й ступенью) 16 – Маршевый пыле-радиационный щит активной защиты. 17 – электрод "иглы" 18 – "игла" - ионизированное противоэрозионное облако. Как видите, вполне "земной" вид и я почти вписался в ваши габариты: диаметр по бакам первой ступени 2*75 м (два гелиевых бака) + 85 м (диаметр центрального дейтериевого бака) получил 235 м. Мидель второй ступени: 2*50+60 =160 м. Тогда общая длинна конструкции (без носовой иглы) получилась примерно 1150 м. Чуть длинней, чем в варианте представленном у вас на сайте. Теперь всякие конструкционные особенности. Двигатели я нарисовал "от балды". На самом деле они нуждаются в более тщательном расчете и проработке. Но пока вот какие детали. Магнитное зеркало состоит из двух соленоидов. Основного, более мощного и меньшего по диметру, расположенного дальше от точки взрыва (65% отражения) и фокусирующего, ближнего (добавляет 10 %). Пои идее фокусирующий соленоид должен быть тоньше. Но это я потом сообразил. Фактически, соленоиды расположены по поверхности той "минимальной сфере", которую я считал выше. Верней располагаются не соленоиды, а теневые экраны, которые защищают эти соленоиды от потока паразитной энергии из точки подрыва (и именно они в первую очередь охлаждаются через радиаторы). Зная нагрузку (с учетом радиаторов) и расстояние до точки взрыва можно рассчитать мощность двигателя, а из него – тягу и следовательно время разгона. Время разгона – эластичный параметр. Диаметр же фокусирующего соленоида не может быть больше миделя баков и щита. Я хотел было все это посчитать, но не стал пока. На глаз мы можем получить от 1/4 до 1/2 от первоначально запланированной тяги. А это изменит время разгона от 20 до 40 лет. Вполне допустимо. Точно так же вписан "под баки" и двигатель второй ступени. Не считал. Если посчитать диаметр двигателя из расчета того же самого периода торможения что и разгона – то диаметры баков второй ступени могут поменяться (стать больше и короче). Площадь двигательных радиаторов взята на глазок. Скорей всего нужно будет сделать их длиннее. Но я во всю старался вписаться в вашу длину (примерно 1 км). Учитывая, что мы можем менять мощность двигателя в широком диапазоне, я считал это не столь важным. Вообще разговор о радиаторах – отдельная тема. Кабину корабля {8} я сделал "заподлицо" с дейтериевыми баками. Реально плотность и объем ПН (как это делаете вы) я не оценивал. По периметру кабины – спускаемые аппараты ("шаттлы") {9}. Я как и вы запланировал их 4 но для высадки 2000 колонистов с оборудованием этого будет наверное мало. Так что можно взять и 8 модулей и больше, облепив ими кабину, что создаст ей дополнительный боковой экран от галактической радиации. Как я говорил ранее в носу, за двигателем я разместил главный реактор {13}. Идеальное для него место. Радиаторы реактора {14} и двигателя {11} в инерциальном полете объединены в одну систему и переключается в случае необходимости на охлаждение щита {16}. Кстати, щит я разделил на две секции. Внешне тонкое кольцо - "роза" (названную так, потому что это не диск, а сложной формы фигура, повторяющая форму баков) - защищает мидель по бакам 1-й ступени и по окончании разгона (десятки лет только часть из которых проходит на опасной скорости) изъеденный отстреливается. А вот основной активный экран {16} по миделю двигателя и баков 2-й ступени является основной тяжелой защитой на протяжении всех сотен лет инерциального полета. То есть таким образом основной щит - 160 м. Игла-электрод 17 – это гипотетическая часть конструкции. Предполагается что она каким-то образом вместе с электродами щита (какими? Черт его знает!) формирует " газовую иглу", атмосферу в которой и сгорает пыль и метеориты, долетая до щита в виде газа. Особо крупные частицы убираются с пути сами. Так как сгорают в облаке не равномерно и получают сильный импульс наружу. Это все очень умозрительная фантастика. Ну предположим... Кроме того, штырь впереди корабля придает ему просто вид классического звездолета! Обратите внимание. Связки баков повернуты друг относительно друга так, что бы обеспечивать более-мение равномерное экранирование кабины и баками с гелией. Кстати, озаботила меня и такая тонкость. По мере опустошения баки будут отстреливаться. Начинать надо с баков от кабины. Иначе (если от двигателя) получится сложности с центровкой. Сначала отстреливаются шестерка гелиевых баков, потом разрушается центральный, дейтериевый. Остается центральная рама. Как версия: процедура отстрела связки может выглядеть и так: 1Двигатель выключается. Корабль на время в инерционном полете. 2 Происходит расстыковка задней части корабля и передней (по отношению к отстреливаемой связке). Сначала отстреливаются боковые барки. Потом разрушается центральный бак-секция. То есть фрагмент судна полностью исчезает. Задняя и передние части стыкуются. Корабль как бы укорачивается по длине. И такая процедура в процессе разгона производится два раза. Возможно, это улучшит центровку системы, но придвинет кабину к зоне реакции. Так что выбор схемы остается открытым. По отсечке двигателя 1-й ступени та (двигатель и последняя связка баков) отделяется. Отделяется внешний щит. Начинается многовековой полет по инерции. Кстати вопрос корректировки траектории остается открытым. Корабль все сотни лет должен соблюдать ориентацию по потоку. Значит нужно иметь и специальный слабый корректирующий двигатель в центре тяжести системы вторя ступень - щит. Об этом надо подумать. Здесь возможны очень неожиданные решения. Например использовать для создания боковой тяги... магнитное поле галактики или набегающий поток. По окончанию инерционного полета отстреливается основной щит с реактором и его радиаторами. Тут же включается тормозной двигатель. Теперь его струя будет защищать корабль от набегающего потока пыли ближайшие 10-30 лет. Далее – все ясно. Выходим на орбиту и будим колонистов. Вот такая красивая почти научная сказка. О моих просчетах – далее. ЗЫ Как автору сюжета (а не инженер) хочу добавить. Я видел все ваши 3-D модели "Феникса" и они мне не понравились. Знаете почеу? Ну на первой у вас был ляп - герб феникса на весь бак. Это делало корабль просто игрушечным. Но не в этом суть. Суть - в отсутствии мелких деталей. Детали в модели так же важны как и в фоне видеоряда и правдоподобного сюжета. То самое "ружье на стере", которое... в конце не стреляет. Как в жизни существует масса мелочей которые к главному сюжету - никаким боком. Обманки, заставляющие читателя, зрителя напрягаться и выделять сюжет. Но вопрос не только в обилии выступов и деталект на корпусе модели (или несущественных мелочей в сюжете). Что толку что звездолеты в "звездных войнах" испещрены деталями?! "Лего" он и есть "лего". Важо чтобы эти несущественные для сюжета мелочи были действительно живыми. Они действительно были уместны, функционально оправданы, а не бутофорными украшениями брасающимися в глаза своей глупой "ненавязчивостью". Конечно это оценят не все. Такая глубокая проработка фактически фона, декорации, туфты - обойдется демиургу очень дорого. Но кто оценит - тот оценит. Именно для одной единственной такой сволочи, которая воскликнет "верю!" и надо стараться. Начнете работать "на народ", на того кто глупее тебя -конец вам как тврцу! Тогда вы креатор, рекламщих, гомнодел. Не более!

Роберт: Потрясающе! alex_semenov пишет: Могу ли я расширить аудиторию обсуждения? Конечно, но я бы предпочёл остаться здесь, у меня от форума НК глаза болят. alex_semenov пишет: Сначала отстреливаются шестерка гелиевых баков, потом разрушается центральный, дейтериевый. Остается центральная рама. Не проще ли сделать не один центральный бак, а венчик из них вокруг центральной фермы. На этом мы немного проиграем в массе, но отстрел будет проще. Далее, для улучшения центровки предлагаю не разрушать центр. ферму, а телескопически складывать. alex_semenov пишет: Здесь возможны очень неожиданные решения. Например использовать для создания боковой тяги... магнитное поле галактики или набегающий поток. Хорошая идея. Можно выставить не один, а несколько штырей-электродов, и для корекции курса подавать на них неравномерное напряжение. Набегающий поток станет асимметричным и отклонит корабль. alex_semenov пишет: Зная нагрузку (с учетом радиаторов) и расстояние до точки взрыва можно рассчитать мощность двигателя, а из него – тягу и следовательно время разгона. Время разгона – эластичный параметр. Нет, не стоит делать тягу слишком маленькой, я не хочу, чтобы полёт длился более 600-650 лет. Пусть лучше время будет заданным параметром, а размер корабля эластичным. Я свою новую модель рассчитывал, исходя именно из этого, и поэтому получил такие громадные размеры. Насчёт мелких деталей согласен.

alex_semenov: Теперь о недочетах, упущениях которые я попытался подправить уже задним числом, после того как нарисовал картинку выше. Первое: если помните, выгорает 80% при этом 18.5% выделившейся энергии - тепловые потери. Из расчета этого и сделана оценка массы топлива. Но! Мы не учли, что не вся плазма работает на тягу. 100% тяги нет даже у ЖРД, у которых сопла близкие к идеальному соплу Лаваля. В нашем случае я сказал, что с двумя соленоидами мы можем рассчитывать на 75% тяги. И если (это фантастка уже пошла) предположить фигурный взрыв пилеты (мишени, заряда) то можно было бы в двигатели внешнего сгорания рассчитывать и на 85% и на 90% реакции. Но не 100! Что означает, скажем 90% рекуперации импульса плазмы в импульс двигателя? Импульс это mv m – масса топлива, v – скорость топлива. Оба параметра входят здесь линейно. Значит недобор 10% импульса это либо потеря 10% массы плазмы (которая улетела не толкая корабль) либо предположение (и для расчета так удобней) что вся плазма прореагировала но ее скорость на 10% была меньше. То есть неэффективность движетеля (магнитного зеркала) можно учесть, снизив расчетную скорость истечения на те самые 10% или (если считать "по взрослому" на 25%). Оцените теперь, на сколько мы промазали с запасом топлива если истечение у нас не 22 000 км/с а 20 000. Много. Чтобы спасти мой рисунок остается предположить, что крейсерская скорость упала на эти самые 10%. То есть не 0.11, а 0.1с. Не 33000, а 30 000 км/с. Приблизительно, при 500 годах полета это удлинит срок полета на 50 лет. Далее. Я оставил сухую массу ступеней такой, какой вы себе ее заложили. Вы, как я понял, ее считали из расчета s =0.2 (отношение массы конструкции к массе топлива. То есть на 1 тонну топлива приходится 200 кг конструкции) но для явно заниженных расчетов топлива особенно для 1-й ступени. Поэтому, оставив эту вашу расчетную массу ступени я получил: Для второй ступени s2 = 0,188 Для первой ступени s1 = 0,063 Масса первой ступени оказалась в 3 раза меньше чем заложенная вами. Увеличивать массу до "проектной" – продолжать гнать массу топлива. И чувствую двумя миллионами тонн на старте мы здесь не обойдемся. В качестве справки (для тех кто забыл как делаются тождественные преобразования) Формула массы топлива для одноступенчатой ракеты: ... Mт= m0*(exp(v/u) -1)/[1-s*(exp(v/c)-1)] ... Мт – масса топлива v –конечная скорость u – скорость истечения m0 – масса полезной нагрузки ПН (без массы конструкции) s – конструктивное отношение (Mт*s = масса сухой ракеты без ПН) Поэтому я заинтересовался выбранной вами величиной s=0.2 Роберт из каких соображений вы взяли именно такое значение? Я взял книгу М. Фертрегта "Основы космонавтики" 1969 г выпуска. И нашел вот какие интересные данные по конструктивному отношению для разных одноступенчатых ракет. ... 1945 "Фау-2" s= 0,25641 1949 "Викинг-1" s=0.2127 1955 "Викинг-12" s=0.1515 1958 "Атлас", "Блю стрик" и др. s =0.067 ... Там же есть данные по ступеням фон-Брауновской лунной "Сатурну-5" – самой крупной химической ракеты, построенной людьми. И одной из наиболее совершенных. Для всех ступеней (считаем "по-нашему" по-русски: 1-я нижняя ступень, 3-я самая верхняя) ... 3-я s3=0.1 2-я s2 = 0.08 1-z s1 = 0,064 .... То есть, Роберт, ваше конструктивное отношение на уровне первой фон-брауновской ракеты. И обратите внимание на ступени "Сатурна". Если все ступени считать тремя разными по массе но одинаковыми по конструкции ракетами, то чем больше масса ракета, тем лучше у нее конструктивное отношение, что не удивительно ибо объем баков растет как куб размера, а масса, в общем-то, как квадрат. НО! Термоядерный звездолет – это несколько другая система. Вообще говоря, измерять качество конструкции исходя из массы топлива – это оправдано только для химических ракет. Посмотрите. Масса ЖРД-двигателя и всей подсистемы их питания составляет незначительную часть массы такой ракеты. А вот баки – совсем другое дело. Баки являются за одно и силовой рамой, несущей конструкцией в условиях перегрузки 2-5g. Поэтому в химической ракете ее конструкционное совершенство практически всецело зависит от совершенства стенок баков. Звездолет стартует из космоса. Стартовое ускорение – сотые доли силы тяжести (а значит нагрузка на всю конструкцию – много меньше) Баки могут быть куда легче. Фактически даже жидкий гелий можно было бы хранить в пленочных баках. Не говоря уже о дейтериевом льде, которому вообще не нужны баки. А вот двигатель... Это гигантская конструкция, достаточно массивная с массой подсистем, радиаторов. Плюс всякого рода защитные экраны. Фактически, именно масса двигателя должна определять s звездолета. Поэтому я не поленился и разыскал данные по "Дедалу". В сети есть подробная распальцовка по массам всех узлов. Получил: ... 2-я ступень s=0,162576 1-я ступень s=0,075011 ... То есть случайно получившиеся у меня: ... 2-я ступень s= 0,18857676 1-я ступень s= 0,06326132 ... Не столь уж и грешат перед истиной, которая все еще где-то там... Ведь "Дедал" в нашем случае должен выгладить по отношению к "Фениксу" так же как "Фау-2" по отношению к "Сатурн-5". То есть в целом, я не вижу ПОКА такой уж большой фантастики в приведенной мною схеме. Хотя вот эти показатели скорей всего очень завышены: ... 90% - рекуперация импульса плазмы. 80% - выгорание топлива. 18,5% - потерянная энергия.

alex_semenov: Роберт пишет: Конечно, но я бы предпочёл остаться здесь, у меня от форума НК глаза болят. Да ради бога, но там водятся спецы (не обязательно ракетчики), обладающие ценными и редкими специальными знаниями, которых нет у нас. Они могут много что интересного подсказать. Я бросил кличь. А то они там от скуки опять начинают о политике спорить.. Не проще ли сделать не один центральный бак, а венчик из них вокруг центральной фермы.На этом мы немного проиграем в массе, но отстрел будет проще. Мне тоже центральный бак не понравился. Ведь его придется все равно пронизывать силовой фермой. Хош не хош, а баки ведь как груши висят на этой ферме. И хотя у нас не бог весть какое ускорение (тяжесть) но все же есть. А значит вся это конструкция поставлена вертикально. А раз у нас импульсная система, то пиковые ускорения (толчки) могут быть очень значительными несмотря на амортизаторы. Но в чем горе с баком дейтерия? Если топливо хранить отдельно (гелий- свои баки, дейтерий - свои) то получается вроде как по объему 5 одинаковых баков: 4 с гелием а 1 с дейтерием но разной массой. И как их расположить, вокруг центральной фермы, чтобы осевую центровку не нарушить? В связке надо тогда минимум три дейтериевых и ...12 гелиевых баков? итого 15. Но это слишком мелкие баки получаются. В центре много пустого места остается. А мы хотим же баками как экранами воспользоваться. Улавливаете? Идеально было бы воспользоваться смесью. Говорят она даже получается более плотной. Тогда как хочешь баки лепи. Но мне не известна плотность дейтериево-гениевой смеси. Далее, для улучшения центровки предлагаю не разрушать центр. ферму, а телескопически складывать. Вообще маневр с перестыковкой (как у лунного "Аппалона") для улучшение продольной центровки очень рискованное мероприятие. Такая махина... Поэтому возможно лучше действительно складывающуюся ферму. Но телескопическая схема в чистом виде мне не нравится. Зачем тащить лишнюю массу? Можно подтянуться на телескопе и демонтировав лишние фермы их выкинуть все равно. Хорошая идея. Можно выставить не один, а несколько штырей-электродов, и для коррекции курса подавать на них неравномерное напряжение. Набегающий поток станет асимметричным и отклонит корабль. Да, но эту подсистему нужно обсуждать отдельно. Вообще же говоря, идея тупо тормозить на термоядерных двигателях у наших евро-азийцев несколько странно выглядит. И это при том, что умненькие индусы собираются во всю использовать на "Аррениусе" магнитный парашют? Я думаю, что как раз магнитный парашют мог бы выбрасываться на "Фениксе" как корректирующий двигатель а потом разворачиваться во всю силу как притормаживающий. Допустим, парашют на подлете тормозил бы за 30 лет до половины скорости полета, а потом включался бы основной двигатель. Это сэкономило бы половину топлива на 2-й ступени. А это ... эм ... 86 тысяч тонн. Скажем, если парашют имеет массу 10 тысяч тонн (а может быть и куда легче) то в итоге экономия очень значительная получится! Начальная масса (кстати, нашел ошибку в предыдущем расчете. Начальная масса заниженная получилась опять, я брал вашу оценку топлива для второй ступени а нужно было считать мою и теперь стартовая масса составляет уже: 1 515 454 517 кг) до 1 250 247 977 кг. Разница – 265 тысяч тон топлива!!! Почему евроазийци не полагаются на такую технологию? Нет, не стоит делать тягу слишком маленькой, я не хочу, чтобы полёт длился более 600-650 лет. Пусть лучше время будет заданным параметром, а размер корабля эластичным. Я свою новую модель рассчитывал, исходя именно из этого, и поэтому получил такие громадные размеры. Насчёт мелких деталей согласен. Слишком маленькой не будем. Но при 10 летнем разгоне и 10 торможении активный участок в вашем первоначальном варианте составляет всего 2 % от всего пути (я выше это считал). То есть растянув его в 2 или даже в 3 мы не сильно повлияем на время полета (6% пути). Это не полет к Барнарде или Альфе Центавра. Там трехкратное снижение тяги значительно повлияло бы на сроки экспедиции. Дистанция маленькая. Но на расстоянии в 50 св. лет это скажется незначительно. Просто уменьшая тягу в 3 раза мы можем уменьшить диаметр двигателя в 10 раз (примерно), а значит его размерами (2-х, 5-и кратное увеличение, уменьшение) мы можем играться достаточно свободно в нашем случае подгоняя его под иные параметры корабля. Скажем диаметры баков или щита. Хотя конечно же лучше бы иметь тягу (и мощность) побольше. Хотя мы еще за радиаторы не брались двумя руками...

alex_semenov: Роберт пишет: Пришло в голову: а нельзя ли использовать для охлаждения межзвёздную среду? Ловить ионы электромагнитным полем и пропускать через "теплообменник", сделанный тоже из ЭМ полей (не могу пока представить его конструкцию). Ясно, что это работает (если вообще работает) только на высокой скорости. Поэтому на начальном этапе разгона придётся-таки использовать огромные панели. Но в такой схеме их уже необязательно прятать под щит, их можно сделать намного шире корабля, а при наборе достаточной скорости отстрелить. И уже не нужно превращать корабль в многокилометровую иглу. Это физически возможное решение? Кто-нибудь его уже предлагал? Вообще то ионы сами по себе имеют очень большую температуру. То есть энергию. Ловить их - огромная проблема. У меня есть вот такая писулька. http://go2starss.narod.ru/sem/S012_buassard.html Это так, цветочки. Обеими руками я за концепцию Бассард не брался. Там целая драмам идей по которой опера в трех частях у меня плачет... с зарезанием в конце и долгим долгим состраданием, но луч надежды на новую жизнь идеи в конце брезжит таки... в виде парашюта. Так вот организовывать неупругое соударение налетающих частиц (в системе отсчета корабля) - это фактически их раскалять до температуры термоядерного синтеза. То есть получать тот же термоядерный двигатель только наоборот. С той разницей что законам термодинамики все пфиг. Что наступать – рассеивать, что отступать –рассеивать тепло. Вообще-то есть идея капельного радиатора. Совсем фантастика, но если, скажем, вокруг корабля распылять капли некого нагретого статически заряженного метала, а потом они оседают обратно но уже холодные. Этакую корону из расплавленного металла создавать вокруг корабля. То может быть и получится сделать радиатор за пределами щита. Но опять же. Масса короны - это и есть масса радиатора. Большая корона - большой радиатор. Обычно капельные радиаторы проектируют скромней. Просто капельки летят от одного сборника к другому. По капельным радиаторам вроде как заикался Иван Моисеев (на НК) это вроде как изюминка его идеи захованной как котовэ сало. Он по ним может больше рассказать. Но я думаю что с размером радиатороров вы перебрали. И даже могу показать где.

alex_semenov: Роберт пишет: А теперь о страшном.... Первая ступень (разгонная) - 1167 баков. Длина 16,4 км. Расход топлива 3 кг/с. Мощность 304 ТВт. Скорость истечения 12,6 тыс. км/с. Тяга 37,7 МН. Ускорение от 0,002 м/с2 в начале работы до 0,034 в конце. Длина радиаторов 15 км, площадь 14,5 млн. м2, температура 3000 К (заметно светятся красным). Роберт, некогда сегодня спрашивать по всем деталям вашей новой идеи. Я вашу табличку посмотрел. Спасибо! Хотя смотрел бегло не все понял. Три самых главных вопроса (как джину желания): 1 Не понял почему вы так резко снизили массу кабины с 17 тысяч тонн до 1 ? 2 Почему % преобразования энергии синтеза дейтерия в кинетическою у вас 78% Из каких соображений? Возможно вы и правы. Мне просто интересна логика. Я ведь беру со "стели". 3. Почему вы охлаждаете ВСЕ тепловые потери на радиаторе? Последний вопрос – риторический. Это подсказка. Смотрите. Я в вашей табличке это сразу увидел. Вы берете всю мощность Р, берете от нее потери Р*(1-0,78) а потом считаете площадь радиатра по Стефану-Больцману для 3000 гр чтобы эту энергию рассеять (кстати через абсолютно-черное тело). А потом исходя из диаметра корабля по щиту (120 м) считаете длину радиаторов. Получаетя мать чесаная. Я не усек посчитали вы возможность хотя бы 4-х лепестков и как следствие почни 8-и кратное увеличение площади радиаторов (и такое же сокращение их длинны). Но самое главное. Не надо рассеивать ВСЕ тепловые потери. Зачем мы делаем двигатель ВНЕШНЕГО сгорания? Посмотрите на мой рисунок. Если взрыв делается в 50-100 метрах от корабля, то БОЛЬШАЯ часть паразитной энергии разлетается черт знает куда не задевая конструкции корабля. Достается только катушкам (их надо экранировать и охлаждать но это достаточно тонкие сегменты в сферы разлета) и щитам-экранам в центре корабля, в конусе градусов 30-45 да и те расположены еще дальше от зоны взрыва. А значит нагрузка на радиаторы во много раз сокращается. Поэтому, конечно же если весь двигатель удалить от баков еще дальше, то этот угол удара будет еще меньше (и значит энергии им достанется тоже меньше потому что угол уменьшается а плотность падает с квадратом расстояния). В общем оптимальную конструкцию двигателя надо считать детальней. Я пока не брался. И скорей всего то, что я нарисовал выше – не годится. Слишком близко двигатель к топливу и радиаторы слишком короткие. Но все равно они не будут как у вас в киллометры. И еще. Даже если мы построим такой многокилометровый радиатор который охлаждает некую компактрую камеру сгорания он не справится. Вы прикинули поток охлаждающей жидкости в секунду? Выше я рассказывал о 40-ка километровом радиаторе на буржуйском анигиляционном звездолете. Но там нет движения жидкости. Там мощное гамм из зоны аннигиляции (та же схема внешнего сгорания, но аннигиляция в 1000 раз мощнее по всем видам излучения) пронизывает тонки переборки щита-радиатора. Сверхжесткие лучи частично в них задерживаются и нагревают. Они –светятся. Если вест щит-радиатор сделать как толстый короткий щит то он просто напросто испарится. А так, растянутый в пространстве на много километров он светится, но держит. У нас ситуация попроще. Как говорится все познается в сравнении...

Роберт: alex_semenov пишет: Идеально было бы воспользоваться смесью. Говорят она даже получается более плотной. Тогда как хочешь баки лепи. Но мне не известна плотность дейтериево-гениевой смеси. А если заполнить баки заранее приготовленными пеллетами? Ещё о магнитном щите. А нужен ли нам носовой реактор для электродов? Допустим, кормовой реактор у нас поджигает пеллеты электронными лучами, тогда на нём накапливается положительный заряд, который надо куда-то сбрасывать. Соединим эмиттеры кормового реактора с носовыми электродами, получим на них положительный заряд, который будет отталкивать протоны межзвёздной среды и собирать из неё же электроны, восполняя их убыль. Жаль, не могу подсчитать это количественно. alex_semenov пишет: 1 Не понял почему вы так резко снизили массу кабины с 17 тысяч тонн до 1 ? Решил, что для замороженной команды много не надо. alex_semenov пишет: 2 Почему % преобразования энергии синтеза дейтерия в кинетическою у вас 78% Из каких соображений? Возможно вы и правы. Мне просто интересна логика. Я ведь беру со "стели". Вы меня уже запутали :) Вы сами раскритиковали мои старые 30-40% и предложили 70-80%, я это предложение принял. alex_semenov пишет: Я не усек посчитали вы возможность хотя бы 4-х лепестков и как следствие почни 8-и кратное увеличение площади радиаторов (и такое же сокращение их длинны). Да, у меня 4 лепестка, там в формуле длина = площадь / (радиус щита * 8). Ошибку понял, ага. Но вот в вашей схеме 6 лепестков - это же неправильно, они будут греть друг друга.

alex_semenov: Роберт пишет: А если заполнить баки заранее приготовленными пеллетами? Я считаю это непрактичным. Пеллеты должны быть очень точно изготовлены. Ведь их структура наверняка будет сложной (для оптимизации горения). Всякие слои... А в процессе хранения все это быстро испортится. Поверхность шариков – точно потеряет и форму и свойства. С другой стороны процесс приготовления замороженной пеллеты не бог весть какой технологически сложный (даже если она будет иметь массу хитрых слоев). "Капельница" или "морженица" ( ) их изготавливающая не думаю что будет тяжелой. Хотя производительность должна быть высокой. Если будет по 10 взрывов в секунду или 100 то возможно потребуется организовать несколько производственных линий. Вообще-то эти тонкости – уже действительно тонкости. Я например не уверен что классический лазерный термояд здесь годится. Я тут уже прикинул схему "Ориона". То есть бомбы. Сверхчистые. Но, увы... Очень фантастично. Даже если участья добиться соотношения энергия запала к энергии термояда 1:1000 (сейчас говорят можно 1:100), все равно нужно еще два баластных компанента. Триггер запала (обычно это имплозивная хим. взрывчатка) и инерциоид-толкатель (в схеме Тейлора это урановый стакан). А это масса которая не горит но весит. На бомбах мы такого истечения как надо 22000 км/с не получим никак. У меня появилась такая фантазия: заменить триггер запала Z-пинчем, а инерционный стакан, скажем, теми же сжимающими лазерами. Но в этом случае их мощность будет куда меньше. Их задача не поджечь а удержать мишень для полноты выгорания. Но если уж такие фантазии развивать, то сразу возникает мысль: а не жахнуть по чуть сжатой и разогретой мишени пучком мюонов? Слышали о мюоном катализе? Ещё о магнитном щите. А нужен ли нам носовой реактор для электродов? Допустим, кормовой реактор у нас поджигает пеллеты электронными лучами, тогда на нём накапливается положительный заряд, который надо куда-то сбрасывать. Соединим эмиттеры кормового реактора с носовыми электродами, получим на них положительный заряд, который будет отталкивать протоны межзвёздной среды и собирать из неё же электроны, восполняя их убыль. Жаль, не могу подсчитать это количественно. Вообще то идея поджигать электронными пучками сейчас уже не котируется (хотя в проекте "Дедал" сделали ставку именно на нее). Насколько я понял, релятивистский поток легких частиц крайне плохо фокусируется. Поэтому перешли к тяжелым ионам. По поводу схемы щита. Я не знаю, как эта штука работает. Это фантазия на тему. Не более. То как должно быть. Поэтому я бы так широко не фантазировал как вы. Дай бог чтобы такую защитную корону (из тяжелых ионов) удалось бы сделать и удержать над щитом (не то что бы вокруг корабля северное сияние устраивать). Штырь, кстати – это тоже фантазия. Интуитивно кажется что такой штырь придаст облаку газа над щитом более вытянутую форму кинжала (как и надо) и кроме того сформирует градиент плотности облака от центра, где он выше на периферию – где он меньше. Тогда (как мне видится в выковырянной из носа идее) крупная частица будет влетев в облако сгорать неравномерно и как следствие выталкиваться от штыря наружу, то есть убираясь с пути корабля. Но подозреваю, что простейший расчет может поставить крест на всех этих фантазиях. Поэтому я не спешу его делать... . По поводу массы кабины: Решил, что для замороженной команды много не надо. У Форварда в "Мир Роша" кабина для 20 человек бодрствующих в течении 40 лет полета и до конча жизни как раз имеет массу 1000 тонн. Хватит ли? Не уверен. Но у них еще 3 000 тонн было десантного оборудования (4 модуля для высадки на планеты). В вашем случае, насколько я понял полет происходит в автоматическом режиме а люди просыпаются на подлете. Сначала экипаж 50 человек, потом уже на орбите цели – колонисты. То есть возможно и не понадобится скажем полностью замкнутая биосфера. Хотя как утверждается большую проблему составляет как раз радиационная защита. НО! Это же ведь колония! То есть у них должен быть очень мощный грузовой отсек битком набитый оборудованием (надувные орбитальные станции-модули, например), которое необходимо для разворачивания деятельности этих 2050 человек в новом мире. Верно? Кстати, странно было бы, если бы колонисты не везли с собой запас эмбрионов. По вашему сценарию оживить удалось далеко не всех. Тогда груз эмбрионов стал бы бесценным. Это могло бы дать некую сюжетную линию для создания истории колонизации.

alex_semenov: Роберт пишет: Вы меня уже запутали :) Вы сами раскритиковали мои старые 30-40% и предложили 70-80%, я это предложение принял. Хорошо. Не мудрено запутаться. Мы тут постоянно жонглируем массой цифр. И половина взята на глазок.... Представляю, как умно мы выглядим со стороны для тех, кто в цифры не вникал, но сюда смотрит "со стороны". Жуть! Хотел бы я быть таким умным, как умею выглядеть!!! Давайте разберемся. С самого начала я взял за базу от которой отталкивался ваш параметр истечения 22 000 км/с – это ключевой параметр для расчета массы топлива. Будет этот параметр меньше мы в ожидаемую массу (полтора миллиона) не вложимся. Поэтому я взял эту цифру как непререкаемый базис и дальше делал оценку от нее. Сначала я усомнился в том, что такую скорость можно получить на 34% выхода реакции. И действительно. Я показал, что нужная скорость (22 000) при дефекте массы 0.0040 (а он именно таков для данной реакции! Это надежная цифра) будет составлять 0,82 от идеала. Потом я обрадовал вас, что в энергетическом смысле это будет квадрат 0.82-х то есть 0,67. То есть не так уж и страшно как 0.82. Добавив от балды 20 на несгоревшее топливо, я получил процент выгорания топлива: 1-0,2= 0.8. Вычтя из него необходимые на разгон продуктов я получил процент тепловых потерь 0.8-067 = 0.13. Это по начальной массе мишени. По выделившейся энергии (0.8 от возможного) я получил процент тепловых потерь реакции 0,13/0,80 = 16 % (там чуть другие цифры, но потому что я здесь округляю). То есть из всей выделившейся энергии не превратились в энергию ЗАРЯЖЕННЫХ частиц 16%. Но это же не значит, что так и будет. Так должно быть, если мы хотим добиться скорости истечения 22 000 (при 80% выгорании топлива!). Кстати, в своем расчете дейтерия у вас получается 100% выгорание. При этом все, что не пошло на разгон (кпд реактора у вас заложен на самом деле: 78%): 1-0.78= 22% посчитали тепловыми потерями. Но зачем же? Все топливо не выгорит. И это надо тоже как-то учитывать. Возвращаясь к моему расчету. Я считал от необходимой нам скорости истечения и оценивал какие цифры нам нужны. Но повторюсь. Это не значит, что мы их получим на самом деле. Можно на них посмотреть, прищурив глаз так... и сказать ... эм... покатит... Не сильно врем! Действительно. Какой процент выгорания можно получить на самом деле в гипотетическом двигателе? Я где-то читал, что в лазерно-инерционном термояде 30% уже неплохо. Но нас такой процент устроить не может! Давайте вспомним "кузькину мать". Там инерционный стакан-толкатель из более легкого свинца (вместо урана) давал 50Мт вместо 100. То есть там выгорало не более 50% топлива. Можно ли в 0.3-3 кг топлива получить вожделенные 80%? Не знаю. Те кто рвут бомбы могут наверное сказать очень точно. Они как правило никогда не ошибаются в оценках мощности взрыва вверх более чем на 10%. Далее 16% энергетических потерь я получил как верхний предел для гелиево-дейтериевого "Феникса". Но каков может быть реальный результат? Думаю даже спецы тут будут иметь широкий разброс вариантов ответа. Но точную оценку не даст никто. А вдруг наши еврозицйы действительно мюонный катализ применют? Но здесь возможны граничные оценки процента потерь. "То есть потери не могут быть ниже стольикх то процентов" И это будет приговор. То есть если и считать потери с расчетом на будущие успехи, то все равно надо считать от возможного, физики реакции, а не от желаемого, как это делал я. Такой более детальный расчет следовало бы сделать как для чистенькой гелий-дейтериевой реакции. Чего я не сделал, понадеявшись на "авось" (авось вложимся? Реакция ведь "чистая"!). Для "грязной" D+D нужно потери считать тщательно. Именно от самой физики реакции. Я вот думаю для начала надо подсчитать утечку энергии с нейтронами. Она даст первую границу потерь (не меньше ее). Но это уже более углубленный анализ. Большая степень реализма.

alex_semenov: Роберт пишет: Да, у меня 4 лепестка, там в формуле длина = площадь / (радиус щита * 8). Ошибку понял, ага. Да, я это прозевал. Действительно "есть такая буква!" (с) Но вот в вашей схеме 6 лепестков - это же неправильно, они будут греть друг друга. Прежде чем когда-то так нарисовать, я тоже мучался данным вопросом. Можно ли сделать 6 лепестков радиатра? 8? 16? Как не странно но 6 можно и НУЖНО! И вот вам аргумент "за". Кликните по рисунку что бы увеличить: Это схема "Пионера-10". Видите "Радиоизотопик термоэлектрик генератор"? Две таких хреновины вынесеных подальше от приборов на штангах. Это термоэлектрические батареи. Это простейшая космическая ядерно-тепловая машина. Видите у этой штуки радиаторы? Сколько их если считать по кругу? 6! Как же так? Дело вот в чем. Каждая плоскость излучает ведь не перпендикулярно себе. А светит куда не попадя. Так что даже две перпендикулярные плоскости будут друг друга (особенно ближе к линии пересечения) взаимно нагревать. Там угол между ними 90 град. Поэтому радиаторы впритык друг к другу лепить и не стоит. Но если плоскости начинаются не от центра то даже у 6-и лопостного радиатора взаимное нагревание плоскостей получается меньше чем у 4-х лопостного сплошного. 8 лопостей, по всей видимости уже будет перебор. И еще нюанс. Радиаторы обычно делают хорошо отражающими инфракрасный свет. Хотя это снижает их излучающую способность но не позволяет им работать вблизи солнца в обратную строну (нагреваться). А значит и дург друга они нагревать будут меньше. Но в нашем случае (глубокого космоса) их можно делать близкими к АЧТ (абсолютно черному телу). Это повысит их эффективность. Только что пришла идея. А нельзя ли построить хитрый радиатор скажем с 8-ю черными лопостями-излучателями но экранированными друг от друга друга зеркалами-отражателями? Гм...

alex_semenov: Давайте оценим дейтериево-дейтериевое топливо в первом приближении. Есть две новости. Плохая и очень плохая С какой начнем? Начнем с очень плохой. Давайте подсчитаем дефект массы для этой реакции. Так как реакция идет двумя путями (вероятность протекания 50% на 50%) то надо считать дефект массы для каждой ветки отдельно, а потом искать среднее арифметическое. . 50% D+D -> T + p : (2,01355+ 2,01355) –( 3,016 + 1,0086) = 4,0271 - 4,0246 = 0,0025 . Вторая ветка повторяет этот расчет с точностью до 4-го знака после запятой: . 50% D+D -> Нe3 + n : (2,01355+ 2,01355) –( 3,016 + 1,0086) = 4,0271 - 4,0246 = 0,0025 . Поэтому мы не будем вычислять среднее, а возьмем общий для обеих реакций дефект массы: То есть дефект массы: 0,0025/4,0271 = 0,000620794. Это 0.062% ОЧЕНЬ МАЛО! Хуже чем распад U235 или Pu239! . У Глия-3 + Дейтерий дефект массы 0,4% в 6,44 раза больше. Это значит, что даже при идеальном превращении энергии мы получим скорость истечения меньше чем у идеальной дейтериево-гелиевой реакции в 2.5 раза (корень из 6.44). Это очень резко увеличит необходимую массу топлива. Но здесь есть еще ода неприятность. Вторая. Две ветки реакции, раз они равновероятны, можно записать как одну: . D+D+D+D - > T + p + Нe3 + n . И распределение энергий в результате синтеза в МэВ происходит между продуктами соответственно записи выше так: ... 1.01 + 3,02+ 0,82 + 2,45 = 7.3 МэВ. ... Последний продукт реакции – нейтрон. Крайне противная незаряженная частица. Ее энергию можно считать потерянной (рад бы был если кто-то мене возразил). Это 2,45/7,3 = 0,3356. То есть более 33% и без того хилого выделения энергии уходит с нейтронами. Конечно, не обязательно, что их энергия совсем потеряна для двигателя. Во-первых они улетая из зоны реакции могут столкнуться с заряженной частицей в плазме и передать ей часть своей энергии. Насколько велика вероятность таких столкновений? Не думаю что велика. Но есть. Во-вторых. Нейтроны летящие в сторону корабля будут пойманы экранами (и в толще дейтериевого топлива) и их импульс все же будет небесполезен. Но вряд ли стоит сильно рассчитывать на все это. То есть 30% потерь энергии в виде бесполезного излучения нейтроном можно закладывать в потери двигателя смело и сразу. Гамма+ простой свет - это все тоже добавит потерь. Сколько? Не знаю. Кто знает – подскажите. То есть дейтерий у нас получается куда более худшим топливом. Увы. У дейтерия только одно достоинство – он в тысячи (или даже миллионы) раз дешевле, доступней, чем гелий-3. Например им можно было бы подзаправиться у какой-нибудь кометы. И из дейтерия можно намораживать гигантские топливные айсберги без баков (хотя там мороки тоже хватит). Но сжигать эту гору льда все равно придется в двигателе "по капле". . ЗЫ. Помните анекдот? Председатель колхоза: Товарищи у меня две новости. Хорошая и плохая. Начну с плохой. Случился неурожай и есть будем дерьмо. Но есть и хорошая. Я знаю где этого дерьма много! ... Вот этот анекдот про дейтериевое топливо в отношении МП... Но все познается в сравнении. Для нашей энергетики дейтериевое топливо (без наработки трития) может оказаться манной небесной в котлах вспышечного типа. Но это совсем другая история.

EvilShurik: А пытались ли в опытах с термоядерными взрывами поджигать смеси типа Li7 + H, B11 + H? В этих реакциях образуются лишь заряженные частицы.

Роберт: Начал моделировать корабль в 3Д с чистого листа. Нужны кое-какие цифры. Количество баков 1 и 2 ступеней, их размеры. Сделать их сферическими или цистернообразными? Общая длина ступеней. Длина радиаторов. Радиусы магнитных торов, их расстояние друг от друга и от точки подрыва. Материал щита - титан? А может, монокристаллический алмаз? Электроды графитовые? Используется ли кормовой реактор для получения электричества? Если да, то где разместить генератор и как он будет выглядеть?

alex_semenov: Роберт пишет: Начал моделировать корабль в 3Д с чистого листа. Нужны кое-какие цифры. Вы в качестве топлива оставили Дейтерий –Гелий-3? Я лично все еще в замешательстве: что использовать? Есть пара вариантов. . 1. Попробовать разгон делать на дейтерии (как дешевом топливе), а торможение гелий+ дейтерий. Это облегчит тормозную ступень. Как вариант. Тормозная ступень тоже двухступенчатая. Тормозной парашют плюс облегченный He3D двигатель. В этом случае разгонная ступень – айсберг с двигателем (без баков) на котором сидит тормозная ступень. . 2. Разгонную ступень сделать двухступенчатой. Так называемый бустер-ускоритель сделать на дешевом дейтерии (с импульсом меньше миллиона секунд). Разгон производится до 2/3 истечения дейтерия (это энергетический оптимум) или до 1, потом переходим на более эффективный гелий3+дейтерий. Кстати это действительно имеет смысл. Энергетический идеал: скорость истечения равна скорости корабля. Поэтому энергетически даже лучше чтобы в начале топливо истекало медленно (хотя за это пройдется заплатить дополнительной стартовой массой). В итоге мы получаем более тяжелую разгонную ступень, но за счет экономии гелия делаем ее дешевле и по топливу и по общему расходу энергии на разгон. При этом можно попытаться использовать для обоих видов топлива один и тот же двигатель. Это не потны. Это ракетная динамика! Тогда топливная сборка будет выглядеть так: за двигателем дейтериевый айсберг: ступень 1/1. Потом топливные баки ступени 2/1. Потом все как выше. То есть тут есть над чем еще подумать. Что посчитать и пересчитать. Количество баков 1 и 2 ступеней, их размеры. Сделать их сферическими или цистернообразными? Не знаю. Нужно попробовать и так и так и посчитать как будет лучше? Здесь мы ограничены не только площадью стенок но и максимальным диаметром (миделем) судна. То есть, тут вырисовывается объем расчетов на студенческий курсовой... Общая длина ступеней. Длина радиаторов. Радиусы магнитных торов, их расстояние друг от друга и от точки подрыва. Общая длина судна – какая получится после компоновки всех узлов и элементов, такая и получится. Это свободный размер ничем (во всяком случае, в нашем эскизном проектировании) не ограниченный. Теперь о двигателе. Если вы хотите воспользоваться той схемой, что отстаиваю я (а, например, Иван Моисеев на НК против) то сначала перечитайте вот эту работу японцев у меня на сайте: http://go2starss.narod.ru/pub/E005_RFLR.html Если вы согласны то вот вам схема для начала расчета: Здесь параметр от которого мы стартуем R. Тот самый радиус камеры сгорания который мы можем себе позволить. По этому радиусу мы считаем максимально допустимую нагрузку по потерям. Помните? Я брал 10 Мвт/ м2. Если так, то вам нужно два соленоида: C1 – основной и С2 – фокусирующий. Все что касается магнитного зеркала показано синим. Диаметры магнитов и расположения на схеме даны. Это оптимальное зеркало по модели японцев и дает 75%-ную эффективность (плюс я предположил несферический взрыв, что должно повысить эффективность движителя до фантастических 90%) . Диаметры (малый диаметр тора) самих соленоидов. Надо считать из расчета протекающего по нему тока (в роботе японцев есть соотношения по токам для их метровой модели. Как не странно, для большего соленоида можно взять ТЕЖЕ токи) Думаю, что само сверхпроводниковое кольцо будет не таким уж и толстым. Но его нужно окружить экраном подсистемой охлаждения. Диаметр этого тора - уже на глаз... Далее. Оба кольца прекрыты теневыми коническими экранами. Зная внешний диаметр магнитов можно выщитать и углы A1, A2 а из них – площадь этих сегментов конуса. Теперь зная их толщину можно посчитать и массу экранов Н1 и Н2. (все экраны показаны зеленым цветом). Стурктура экрана мне не ясна. Его задача отбить как можно больше тепла, гаммы и конечно же нейтронов. Скорей всего их пройдется охлаждать. Последний экран H3 – теневой, защищающий собственно корабль. Тоже скорей всего нужно охлаждать. Зная углы A1, A2, A3 и исходя из того что мы имеем дело со сферой можно посчитать процент части энергии, которая обрушивается на конструкцию. Отсюда считать необходимую площадь радиаторов S. Я бы их взял 6 штук то есть 12 площадей таких вот трапеций. При этом учитывать, что сами экраны тоже рассеивают тепло (Н3 – в обе стороны). Последний экран Н4 - это фактически тепловая защита тонких подсистем двигателя и баков. В основном от излучения уже самих радиаторов. . Силовая конструкция. Прежде всего. Между соленоидами С1 и С2, так как они имеют одно направление тока, будет возникать сила притяжения (можно оценить по школьной формуле силы Ампера) пропорциональная произведению токов, длине проводников и обратно пропорциональное расстоянию между ними D. Я как-то считал, что это тонны для японских метровых колец. Значит нужна рама, которая бы во-первых меньше попадала под тепловой удар из центра реакции, а с другой держала сжимающую нагрузку двух соленоидов. . На схеме намечены но не показаны амортизаторы. Если это импульсная система не важно с какой частотой происходят взрыва. Нужна система амортизаторов типа тех что на "Орионе". Скорей всего это должна быт двухступенчатая система (каждая со своей резонансной частотой такой чтобы не входила в резонанс с третьей системой самим кораблем). Это тема для чьей то диссертации так как масса системы будет меняться. Ну и изюминка диссертанту: сами амортизаторы можно попытаться сделать... магнитными. То есть исползовать поле для амортизации и демпфирования. Это позволит из них качать... энергию. По-моему красивая идея. Кстати система драйверов (инициализации реакции) не показана. Я даже не знаю, что она из себя представляет. Но отмечу что в такой схеме дабы сделать равномерное обжатие мишени нужно выносить, скажем, зеркала до точки взрыва. А это отдельная морока и проблемы. Ну и фабрика мишеней показана кубиком за последним экраном. Главное в этой схеме. Радиус R определяет мощность двигателя (как – мы выяснили выше) но он же ограничен миделем баков. Значит нужно подбирать. Длинна системы определяется здесь в основном длинной шестилепесткового радиатора, которая опять же должна считаться из расчета рассеиваемой со щитов мощности. В принципе для расчета размеров системы все есть. И даже можно оценить и массы элементов, если продумать материалы. Материал щита - титан? А может, монокристаллический алмаз? Электроды графитовые? Я бы считал исходя из плотности титана. Но так как щит – сложная машина, то я включил бы и оценку массы подсистем где сам щит – только часть. Щит нужно продумывать тщательней. Я же так, нарисовал фигуру из трех пальцев. Прежде всего я предложил двухступенчатый шит. Основной и самый мощный по миделю второй ступени. Он будет работать столетиями. Мне он видится чашкой на дне которой возможно кипит легкоплавкий металл (нагреваемый ударяющейся пылью или реактором если энергии пыли и газа не хватае). Сам щит допустим титан. Какая толщина? Если мы не собираемся бороться с эрозией лбом (дурное занятие!) то толщина должна останавливать поток быстрых частиц водорода в себе не более. На "Дедале" для этого служил бериллиевый щит толщиной всего 7 мм. Допустим, мы возьмет 1 метр. Много? Уменьшайте до 10 см. Для протонов на 0.1с (пересчитайте в КэВ и найти их длину свободного пробега если не в титане, то в чем-нибудь типа вольфрама умножить на 2 все!) этого более чем достаточно чтобы затормозить. То, что будет вышибаться радиационной эмиссией – это не страшно. Во первых ее надо считать. Это мизер. Ну и к тому же над щитом атмосфера, корона (для борьбы с пылью). Улетевшие части щита мы будем ловить и возвращать (но возможность этого опять же надо считать. Энергия улетевших со щита частиц может быть очень большой, а значит и поле их возвращающее – тоже. Это, кстати, зацепка для начала оценки идеи активного щита). Напомню, что я предлагал делать щит составным. Внешнее кольцо менее основательное по миделю первой (и более широкой) ступени и внутренний щит по миделю второй ступени – он будет работать столетиями. Это будет наиболее тяжелая часть. Что касается материала "иглы", то я не в куре. Возможно это тоже не просто электрод, а устройство (кстати которое со временем будет разрушаться, наверное). Так что оцените его массу по приблизительному диаметру, длине (а какая должна быть? Вопросы! Вопросы!) и умножьте на плотность того же титана. Тут тонкости растут уже лавиной и вдвоем мы с просчетом всего не справимся. Используется ли кормовой реактор для получения электричества? Если да, то где разместить генератор и как он будет выглядеть? Сам двигатель несомненно будет рекуперировать часть энергии в нем выделяющейся для своих нужд. Вообще энергосистема должна быть многоуровневой. Составлять своего рода пирамиду. Чем менее мощный источник, тем большее число их можно иметь. Я бы поместил главный реактор там где поместил. Большую часть пути он будет работать (кроме стадии торможения) На двигателях обеих ступеней будет своя система генераторов (отбор мощности из взрыва, тепловые машины на радиаторах, ну и система магнитных демпферов). Они работают, когда двигатели включены. Кроме того, вторая ступень как корабль на орбите чужой планеты должен иметь батарею вспомогательных генераторов. Скажем, 4 термоэмиссионных вспомогательных реактора. Их можно разместить в центре тяжести второй ступени. Снаружи баков отгородив теневыми щитами от топлива. Но опять же в все заподлицо щита. Ну и всевозможных автономных источников (которых на модели естественно не будет видны) будет иметься у всяких подсистем командного (жилого) модуля. То есть это все меры по обеспечению живучести экспедиции. Вплоть до того, что, скажем, аварийное освещение должно быть вечными лампами: люминесцентные трубки наполненные бетта-радиоактивным газом.

alex_semenov: Забыл! У магнитного зеркала заряженные частицы по центру прорываются вперед. Поэтому там перед Н3 нужно еще что-то типа рассекателя-поглотителя ставить. В общем концепцию нужно дорабатывать. Угол A3 легко найти из рассуждений о равнобедренном трехугольнике. То есть он 30 градусов а весь центральный конус 60. Но если радиаторы удлиняться до возможно будет ниже.

Роберт: alex_semenov пишет: Кстати система драйверов (инициализации реакции) не показана. Я даже не знаю, что она из себя представляет. Но отмечу что в такой схеме дабы сделать равномерное обжатие мишени нужно выносить, скажем, зеркала до точки взрыва. Пусть у нас будут пеллеты "замедленного действия". Приняли удар лазерных или ионных пушек, после этого пролетели 100-1000 метров и взорвались. Зажигание ведь и в самом деле длится конечное время. Так мы избавимся от необходимости помещать зеркала или сами пушки вокруг точки взрыва.

alex_semenov: EvilShurik пишет: А пытались ли в опытах с термоядерными взрывами поджигать смеси типа Li7 + H, B11 + H? В этих реакциях образуются лишь заряженные частицы. Литий -7? Или Литй-6? Я не нешел схемы Li7+p. Какие продукты у нее? Что же касается B11+Н это самая чистая из "первой четрерки" реакций и она же самая тугоплавкая из них. Насколько я понимаю оптимальная температура при которой она протекает (лучшее условие Лоусона) настолько велика, что нужы специальные условия поджига ибо потеря плазмой энергии при такой температуре огромны. Я пытался выяснить можно ли хотя бы с ядерным триггером сжечть бороводород. Но мне пока никто не ответил (впрочим как и по гелий-3 дейтерию). Наверное тайна. Найти в сети что-либо об этом я тоже не смог. Бораны - лучшее для хранения топливо. В комнатных условиях тяжелые бороводороды как парафин. В условиях космического холода вообще как камень. Но. Давайте как обычно посчитаем дефект массы для этой реакции. B11+p -> 3Нe4 то есть (11,009+ 1,0072) - 3*4,002 = 12,0162 - 12,006 = 0,0102 Тогда 0,0102/12,0162 = 0,000848854 То есть дефект массы 0.08 % чуть лучше чем у дейтерия 0,06% И как говорила та курица: "ради чего рвать жопу?!" Ради радиационной суперчистоты? Кстати у самой дрянной как по радиации так и по компонентам реакции (тритий сильно радиактивеный и крайне редкий материал) D+T дефект массы 0.37%. Очень неплохо. Поджигается она лучше всех, но и у нее этот показатель чуть хуже чем у He3+D напомню 0,40%. В общем гелиево-дейтериевая реакция для звездолетов оставляет всех конкурентов далеко позади. Так что нырять в атмосферу гигантов прийдется хош не хош - прийдется. И там минить, минить, минить..

EvilShurik: Реакция Li7+p = Be8 = 2He4 + энергия. Поджечь вроде проще чем бороводород. He3 можно получить в реакции мюонного катализа (так кстати мюон и открыли) D+H = He3+гамма. Реакция идет с выделением энергии. Продукт синтеза - гелий-3. Можно перерабатывать (теоретически) дейтерий в гелий-3. Другой способ получения гелия-3 - использовать в реакторах деления на БН литий как теплоноситель первого контура. Получаем тритий по схеме Li6+n = T+He4, Li7+n(быстрый, энергия > 3Мэв) = T+He4+2n. Далее образующийся тритид лития выстаивается в течении десяти лет и получаем He3 как продукт распаде трития, который будет выделяться из массы тритида. По нейтринному двигателю нашёл статью, что обыкновенный ядерный реактор на 1 Гвт мощностью при помещении в условиях открытого космоса в мощное магнитное поле может разогнаться за счёт отдачи нейтрино до нескольких км/с за год!



полная версия страницы