Лингвофорум

Цитата: Andrey Lukyanov от мая  1, 2021, 15:42
Нужно просто перемножить два числа: силу тяги и удельный импульс.

До какой скорости и какое рабтело мы собираемся разгонять? На какой энергии?
Если запилить туда реактор это одна история, если слоничные батареи, то совсем другое.

Цитата: Awwal12 от мая  1, 2021, 18:41
От вас в этой теме пока не видели даже намека на уравнения

Вы так и не ответили о массогабаритах и ТТХ ионника. Да это и не к чему, разговор в любом случае будет беспредметным, тк ни у кого из нас нет достаточный инфы.

Цитата: BormoGlott от мая  1, 2021, 13:53
Валя, вы патент на своё изобретение возьмите, а то опять америкосы вашу идею украдут, а вы с носом останетесь

Всмысле "опять"???

Цитата: Валентин Н от мая  1, 2021, 20:38Вы так и не ответили о массогабаритах и ТТХ ионника.

Они уже стоят на спутниках, да по нескольку штук.
Вот и прикиньте габариты.

Цитата: Bhudh от мая  1, 2021, 21:04
Вот и прикиньте габариты.

Но на этих к Марсу летать никто не собирается.

А кто собирается лететь на них к Марсу?

Цитата: Bhudh от мая  1, 2021, 21:06
А кто собирается лететь на них к Марсу?

Дык как бы многие. А для чего тогда СФТ нужно было придумывать, не для спутников же.

Цитата: Валентин Н от мая  1, 2021, 20:38
До какой скорости и какое рабтело мы собираемся разгонять? На какой энергии?
Если запилить туда реактор это одна история, если слоничные батареи, то совсем другое.

Ладно, если у Вас с математикой плохо, я сам перемножу 2 числа.

Возьмём 1-ю ступень ракеты «Сатурн-5». Тяга 33400000 Н, удельный импульс 2600 м/с (на уровне моря).

Перемножаем: 33400000*2600=86840000000 Вт ≈ 87 ГВт.

Это примерно 1/3 от суммарной мощности всех электростанций России в 2021 году.

Для сравнения возьмём что-нибудь поменьше. Например, маршевый двигатель служебного модуля корабля «Аполлон». Тяга 91000 Н, удельный импульс 2750 м/с.

Перемножаем: 91000*2750=250250000 Вт ≈ 250 МВт.

Вполне тянет на целую электростанцию.

Ну и к чему это всё? Мы не знаем какую скорость выброса рабтела делать на СФТ, но можно увеличить и в десятки раз по сравнению с ионным. Там до субсветовых скоростей можно раскрутить, но целесообразно ли это?

Цитата: Валентин Н от мая  2, 2021, 00:12
Ну и к чему это всё? Мы не знаем какую скорость выброса рабтела делать на СФТ, но можно увеличить и в десятки раз по сравнению с ионным. Там до субсветовых скоростей можно раскрутить, но целесообразно ли это?

Ещё раз. При постоянной подводимой энергии вы с увеличением скорости рабочего тела увеличиваете удельный импульс за счёт падения тяги.
Впрочем, умолкаю, ибо явно бесполезно.

Цитата: Awwal12 от мая  2, 2021, 00:17
При постоянной подводимой энергии

Такого условия не было.

Цитата: Валентин Н от мая  2, 2021, 00:26

Цитата: Awwal12 от мая  2, 2021, 00:17
При постоянной подводимой энергии

Такого условия не было.

Предложите другое условие.

При постоянной тяге требуемая мощность растёт пропорционально удельному импульсу.

При постоянном удельном импульсе мощность растёт пропорционально силе тяги.

Давайте рассмотрим случай, как при постоянной массе корабля получить наибольшую конечную скорость, пусть даже и ценой медленного ускорения.

При постоянной массе корабля? Тогда к чему тут вообще ионники, тут магнитный движок придумывать надо. Или гравитационный...
Или ионником массу выбрасывать, а взамен межпланетную/межзвёздную/межгалактическую пыль ловить.

за вычетом топлива

Цитата: Валентин Н от мая  1, 2021, 13:16
кроме того в коцмоце не будет проблем с поддержанием вакууума

Можно подумать для поддержания вакуума требуется очень тяжёлое оборудование, основная масса агрегата синхрофазотрона это охлаждающее оборудование обмоток электромагнитов, по которым протекают огромные токи. Токи огромные, потому что с ростом скорости релятивистская масса частиц увеличивается пропорционально квадрату скорости. А как вы собираетесь охлаждать в условиях вакуума? За счет излучения охлаждение будет малоэффективно. Следует принять во внимание, что энергия электрических токов в синхрофазотроне тратится не столько на линейное ускорение частиц, сколько на отклонение их от прямолинейной траектории, потому что если разгонять по прямой, а не по кругу, то ускоритель растянется на сотни километров. Как вы, Валентин, представляете строительство корабля с двигателем в сотню километров.

Цитата: Валентин Н от мая  2, 2021, 00:37
Давайте рассмотрим случай, как при постоянной массе корабля получить наибольшую конечную скорость, пусть даже и ценой медленного ускорения.

Если исправить "постоянную" массу на "фиксированную стартовую", то да, тут нужны максимальные скорости рабочего тела. Но я вам с самого начала написал, что это приведет уже к совершенно непрактично малой тяге, обессмысливающей всю затею (ионные двигатели уже обладают настолько малой тягой на единицу массы, что при сколь-нибудь интенсивных орбитальных маневрах их не хватает и приходится использовать старые добрые химические). Можно было бы похожим образом (разумеется, не на синхрофазотронах, у которых даже минимальная масса оценивается в сотни тонн, а просто на неком подобии линейных ускорителей) отправлять зонды в межзвездное пространство - но поток лучистой энергии за орбитами планет-гигантов уже ничтожно мал, а компактные радиоизотопные генераторы имеют характерный срок службы в годы, десятки лет максимум, т.е. мы снова упираемся в то, что наши волшебные двигатели с прекрасным удельным импульсом, не испытывающие нехватки в топливе, просто нечем будет питать, даже если мы готовы терпеть время разгона в столетия.

Поскольку математику вы забанили вместе с Википедией, чувствую, всё-таки придётся мне. Линейный ускоритель весом в 100 кг, выпустив пучок в 10¹³ протонов с энергиями по 50 МэВ и получив таким образом импульс в 1,636*10^-6 кг*м/с, ускорится.... *барабанная дробь* ...на 16 нанометров в секунду, затратив при этом порядка 80,1 Дж энергии (поскольку КПД высоковольтных линейных ускорителей достаточно высок, им можно предварительно пренебречь). Допустим, что наш 100-килограммовый ускоритель способен к разгону протонов в неограниченных количествах (что, конечно, не так, - плотность пучка ограничена, а электросхема ускорителя работает в импульсном режиме и частота ее работы не может быть повышена неограниченным образом, - но что позволит нам оценить хотя бы самый верхний порог развиваемой тяги). Энергетическая установка "Вояджеров" (на РИТЭГ) общим весом порядка 110 кг выдает суммарную электрическую мощность порядка 450 Ватт (при запуске; уменьшается примерно вдвое за каждые 87 лет). Мощность в 450 Ватт тождественна выдаче энергии в 450 Джоулей за секунду. Двигательная установка суммарным весом 210 кг, составленная из нашего линейного ускорителя и упомянутого блока РИТЭГов, смогла бы разгонять себя (без учета массы топлива, естественно, - мы ищем верхний порог) каждую секунду на 43,7 нанометра в секунду. Попутно сразу обратите внимание, что даже если массу самого двигателя мы смогли бы каким-то образом снизить на порядок, это не сильно повысит разгонные характеристики нашей установки: нас будет отчаянно "тянуть" масса источника энергии, которую мы радикально не снизим никак (а вам ведь уже упорно пытались объяснить, что разгон рабочего тела до субсветовых скоростей крайне энергоёмок...). Соответственно, простой выход нашей двигательной установки на переходную орбиту между Землей и Марсом (что равнозначно приращению скорости не менее чем на 3,6 км/с; поскольку аппарат будет разгоняться не импульсом в перигелии, а очень медленно, эта величина по факту будет больше, но мы этим сознательно пренебрегаем) займёт у нас 82254278729 секунд, или 2608 лет. Естественно, РИТЭГи выйдут из строя гораздо раньше. Для полетов между Землей и Марсом, конечно, можно было бы использовать просто солнечные батареи, и они дали бы нам существенно лучший выход энергии на единицу массы, но, думаю, вы уже понимаете, что от характерного времени полёта в столетия вам не уйти никак, даже если вы в десять раз повысите отдачу энергии и снизите практически до нуля массу самого двигателя. Естественно, дальнейший рост скорости рабочего тела ("синхрофазотроны" и тому подобное) только усугубит ситуацию.

Мораль: когда вас будут посещать очередные гениальные технические идеи, доверяйте прикидкам инженеров, пожалуйста, это радикально сэкономит всем силы и время.

Цитата: Валентин Н от мая  2, 2021, 00:37
Давайте рассмотрим случай, как при постоянной массе корабля получить наибольшую конечную скорость, пусть даже и ценой медленного ускорения.

Пусть у нас «топливом» служит уран-235, а рабочим телом — осколки деления. Энергия деления составляет 8,1⋅10¹³Дж/кг, что соответствует скорости (и удельному импульсу) 12700000 м/с, или 4% от скорости света. То есть на такой урановой ракете в идеальном случае можно достичь скорости в несколько процентов скорости света. В реальности, конечно, намного меньше из-за всевозможных потерь.

Цитата: Bhudh от мая  2, 2021, 02:37
При постоянной массе корабля? Тогда к чему тут вообще ионники, тут магнитный движок придумывать надо. Или гравитационный...

Солнечный парус сгодится

Цитата: Andrey Lukyanov от мая  2, 2021, 09:31
а рабочим телом — осколки деления

Валентин хочет разгонять частицы рабочего тела до существенно  больших энергий, чем имеют осколки деления урана. К чему это по факту приводит, я написал.

И вообще, нечего тут огород городить. Если б Валя сначала почитал Википедию, то знал бы о стационарных плазменных двигателях (СПД) производства ОКБ "Факел"

Магнетрон это же микроволновка

Цитата: BormoGlott от мая  2, 2021, 09:46
И вообще, нечего тут огород городить. Если б Валя сначала почитал Википедию, то знал бы о стационарных плазменных двигателях (СПД) производства ОКБ "Факел"

Так это обычные ионные двигатели на ксеноне по сути. Об чём спич-то?...

Цитата: Awwal12 от мая  2, 2021, 09:54
Так это обычные ионные двигатели

Обычные ионные двигатели для ускорения плазмы используют электрическое поле.

Цитата: Awwal12 от мая  2, 2021, 09:54
Об чём спич-то?

в этом двигателе плазма разгоняется магнитным полем

Цитата: BormoGlott от мая  2, 2021, 10:09
Обычные ионные двигатели для ускорения плазмы используют электрическое поле.

Чаще - да. Но двигатели аппаратов серии "Хаябуса", скажем, используют схожий принцип.