[image]

ЭРД и другие

Теги:космос
 
1 2 3 4 5 6 7 8

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
А в эту тумбочку у тебя снаружи чё-то прилетает - импульс и энергия/масса.

А с кольцевым - ну попробуй попредставляй, как прикольно будет получаться :)
Ну ведь никто ж не мешает разгонять электрон в кольцевом ускорителе, правда? И то, что когда мы его, наконец выпустим на волю в пампасы, корабль получит "противоимпульс" той же величины - тоже вроде бы сомнений вызывать не должно, так?
   
RU Андрей Суворов #03.10.2007 08:31
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

В кольцевом не получится - электрон теряет энергию из-за синхротронного излучения быстрее, чем мы её успеваем подводить.
Да и в линейном не получится - из-за неидеальности вакуума начнётся черенковское. Меньше, чем на 100 ТэВ, между прочим. А это вовсе ещё даже не макроэнергия.
   
MD Wyvern-2 #03.10.2007 10:21  @Татарин#02.10.2007 18:23
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Fakir>> Тот же вольфрамовый раскалённый реахтор в фокусе параболы - говно, простите, а не фотонный двигатель.
Татарин> Ясен пень.

Не пойму - а кто спорит то? Кака жутковатая - но ведь теоритически возможен? ;) Умные (вроде) люди из уважаемого института, за казенный кошт, между прочим, пишут такие вот статейки в сборники конференций (sik!), а потом Татарин и Ник отдувайся?! НИ ПОЗВОЛЯМ! (с) Польский сейм :lol:

Ник
   
TR Fakir #03.10.2007 12:36  @Андрей Суворов#03.10.2007 08:31
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
А.С.> В кольцевом не получится - электрон теряет энергию из-за синхротронного излучения быстрее, чем мы её успеваем подводить.
А.С.> Да и в линейном не получится - из-за неидеальности вакуума начнётся черенковское. Меньше, чем на 100 ТэВ, между прочим. А это вовсе ещё даже не макроэнергия.

Зачем воспринимать всё так буквально? :) Тут же совершенно гипотетические сныигры разума :)
Ну нехай не электрон, а протон. Нехай даже нечто нейтральное, ускоряемое в кольце неведомым образом (а чё стесняться, раз уж мы договорились верить в волшебную тумбочку - сгорела хата, нехай горит сарай). И плевать на все потери - у нас тумбочка есть. "По условию данной задачи" :)

И попробуем представить, как будет выглядеть такое ускорения корабля до полусветовой скорости на честном слове* и на одном ядре :)
Будет выглядеть довольно-таки нетривиально, ИМХО :)
Я вот в деталях пока его эволюции представить не могу...

* Верим на слово человеку, который обещался предоставить нам тумбочку
   
Это сообщение редактировалось 03.10.2007 в 12:47
RU Андрей Суворов #03.10.2007 15:56
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Не, ну сны - снами, а разум - разумом.

Взять хотя бы проект "Дедал". Аппарат, конечно, сомнительный, что и говорить.

а вот интересно, можно ли взять бета-радиоактивный изотоп, с высокой энергией бета-частиц, да и передать положительным ионам энергию бета-распада? Вот у криптона-85 2 МэВ, вроде, если мне мой склероз не изменяет. Представьте себе ионы рубидия, ускоренные до 2 МэВ. Если ещё и сделать это без преобразования энергии, вот был бы кайф... Скорость истечения 6 000 км/с, или 600 000 секунд.

У криптона-85 период полураспада порядка 10 лет, так что можно заметную тягу получить. Отношение тяги к массе получается где-то 0,02, ну, пусть 0,005 - три четверти установка, одна четверть - криптон этот самый. Условно примем, что ускорение все эти десять лет не падает. Получаем 1500 км/с за 10 лет. Полпроцента скорости света. Для автоматического зонда к альфе Центавра не то, чтобы достаточно, но интересно.

Не. Неинтересно. девятьсот лет почти лететь. Правда, если облегчить установку втрое, чтоб её масса равнялась массе криптона-85, то пропорционально быстрее. Но всё равно слишком долго.

Я нигде в расчётах не ошибся?
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
По уму, конечно, надо бы нормальный ликбезный топик по ЭРД, но лениво... ограничимся пока этим :)

AGRESSOR>> Почему рабочее тело для ЭРД - ксенон? Водород был бы легче.

А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца? :lol:


Dem_anywhere> Для разгона аппарата нужно отбросить определённую массу с определённой скоростью. Если скорость обеспечивается нагревом - то тут лучше лёгкие вещества (их атомы быстрей летают при равной температуре). Если иным способом - пофиг.

С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.

Wyvern-2>> Возьми табличку "энергия ионизации" и выбери наиболее выгодное и удобное раб.тело для ионников. Спорим я угадаю, что ты выберешь?
Dem_anywhere> Даже не такую, а табличку с этой энергией на единицу массы.

Как ни странно, но это в общем-то дело практически десятое.
Расходы непосредственно на ионизацию малы в общем раскладе, больше зависят от совершенства источника ионов, а потерь куда больше из-за расходимости струи.

Wyvern-2> С ксеноном всё совсем не так :) Играет роль отношение энергии ионизации к молекулярной/атомарной массе рабочего тела.

Мелочь, по сути.

>Дело в том, что если ионизировать водород (или другой *легкий газ*) то его легкие ионы начнут расталкивать друг друга, мешая работе ЭРД.

Это примерно верно, хотя и не связано с предыдущим тезисом :)
А связано - с отношением заряда к массе.
Но!
Расталкивание важно только для ионного движка, поскольку только там оно и может быть, у них в разгонном промежутку пространственный заряд некомпенсирован, а СПД-то пофих.
Для ионных да - есть принципиальное ограничение по плотности тока, значит, плотность тяги можно повышать только за счёт роста массы иона. Чем тяжелее, тем лучше. Можно даже в принципе не то что ионы - капельки заряженные использовать.
Для СПД принципиальных ограничений на плотность тока нет. В принципе, может использоваться совершенно любое рабочее тело при одном и том же УИ, только разрядный ток будет меняться.
Но масса иона влияет на "тепловой шум" или "потери на тепловую скорость" (терминология самопальная, придумана на ходу). Поскольку рабочее тело не при абсолютном нуле находится, а довольно-таки тёплое - у молекул есть тепловые скорости, которые обуславливают "непараллельность" реактивной струи, да и еще куча влияний даёт тот же эффект расхождения струи. И чем легче ион - тем менее параллелен будет струя. А это не есть гут - и не только по причинам потери в тяге и УИ.
Переходим с ксенона на криптон - полуугол расхождения растёт с 15 градусов до 30. И это у лучших лабораторных моделей. А у лётных он и так 45 градусов даже на ксеноне.

Wyvern-2> Поэтому используют ксенон, литий или, даже, как это ни странно , ртуть.

По факту, что литий, что ртуть, что цезий использовали разве что в лабораторных моделях движков, гоняли на стендах.
Литий годится только для МПД - другим типам ЭРД совершенно не вкусен. Такие вообще не летали.
Ртуть (как и цезий) - она больше для ионников, именно ионных двигателей. Но и то я не припомню ни одного лётного на ртути... А, ну разве в совсем шестьдесят лохматых годах - у американцев там что-то было, со SNAP-11, что ли, или какой там у него номер... А ионники и на ДипСпейсе, и на Доне - тоже на ксеноне.
Так что лётные движки практически сплошь на ксеноне.


> При этом есть потеря Иу - но опять же, как ни странно - конструкторы этому РАДЫ :)

Кхм... ну это, собссно, нельзя называть потерями.

> а чем легче ионы - тем более электронапряженным и тяжелым получается двигло.

Тоже правда, но не вся и не главная :)

Wyvern-2> А ксенон в сверхкритическом состоянии - самое удобное рабочее тело. Компактное, не криогенное, с собственным давлением наддува, химически инетное.

Во-о!
И это один из ключевых моментов, почему имеено ксенон, а не криптон, и, тем более, не водород.

Fakir>> Я-таки напомню, что по классическому стародавнему определению, УИ - это время, в течение которого движок будет развивать тягу в 1 кг, расходуя 1 кг массы.
Wyvern-2> Оппоп! Это не Импульс Удельный, это - УДЕЛЬНАЯ ТЯГА :) Импульс удельный - другое, скорость истечения - третье. Они могут быть численно, или даже реально равны - но не тождественны

Да одно и то же :) За исключением скорости истечения.


Резюмируя: ксенон выбран отнюдь не из-за одной характеристики, а из-за их совокупности. И тем более не из-за потенциала ионизации.
Это - небольшой потенциал первой ионизации. Не какой-то исключительно маленький, дело совсем не в этом - например, у воды или молекулы кислорода вполне сравнимый - а просто удобный. Куда важнее - то, что он ТЯЖЁЛЫЙ и при этом одноатомный (т.е. диссоциация не произойдёт раньше ионизации, со всеми неприятными вытекающими). Ну и достаточная простота хранения - при нормальных температурах может быть жидким при умеренных давлениях, что весьма важно. Ну и не металл, не будет осаждаться на керамических стенках СПД.
Так что был бы радон доступен - его бы юзали с удовольствием :)
   
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Wyvern-2>> Оппоп! Это не Импульс Удельный, это - УДЕЛЬНАЯ ТЯГА :) Импульс удельный - другое, скорость истечения - третье. Они могут быть численно, или даже реально равны - но не тождественны
Fakir> Да одно и то же :) За исключением скорости истечения.

Нет. И с ЭРД как раз самая наглядная иллюстрация :)
Такой то ЭРД развивает тягу в килограмм на килограмме РТ в течении 1000сек Т.е. УТ = 1000сек
Ставим этот ЭРД на первую ступень КА - вместе с всей байдой - источником питания, батареями и проч. Каково будет отношение количества движения приданное первой ступенью второй к массе первой ступени ? Чувствуешь разницу? ;)

Ник
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Ты забыл, что такое характеристическая скорость и гравитационные потери? ;)
   

au

   
★★
Сегодня дошло: если 384000 км проходить за год, то это 44 км/ч.
Скорость велосипеда. :)
   
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Fakir> Ты забыл, что такое характеристическая скорость и гравитационные потери? ;)
Не,не :) ЭТО нас не интересует ;)
Удельная тяга = время при котором данный двигатель на единице массы (1 кг) данного топлива/РТ развивает тягу в одну единицу (1 кгс)
Импульс удельный = отношение кол-ва движения/импульса к массе затраченного топлива/РТ

Вроде бы умножением/делением на g легко перевести тудЫ-сюдЫ -ан нет -ЭТО РАЗНЫЕ ВЭСЧИ

Ник
   

Wyvern-2

координатор
★★★★★
au> Сегодня дошло: если 384000 км проходить за год, то это 44 км/ч.
au> Скорость велосипеда. :)
Неправильно :) Путь там вовсе не 384000, а многие миллионы ;)

Ник
   

au

   
★★
Правильно. Не надо свои накладные расходы списывать на заказчика, которому из А в Б. Как таксисты...
   

Wyvern-2

координатор
★★★★★
au> Правильно. Не надо свои накладные расходы списывать на заказчика, которому из А в Б. Как таксисты...
По-таксистки: есть прямой путь - двое суток. Только он намного дороже :F

Ник
   
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★

Fakir> А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца? :lol:

А причем тут это? Удельная плотность у водорода меньше.
   
RU Dem_anywhere #09.10.2007 00:46  @Fakir#08.10.2007 01:26
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал
★☆
Dem_anywhere>> Для разгона аппарата нужно отбросить определённую массу с определённой скоростью. Если скорость обеспечивается нагревом - то тут лучше лёгкие вещества (их атомы быстрей летают при равной температуре). Если иным способом - пофиг.
Fakir> С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.
Не понял...
Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?
   
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★

Dem_anywhere> Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?

Конечно. От материала зависит трение о стенки ствола. От материала зависит, не деформируется ли пуля. Прорыв пороховых газов или смещение ЦТ могут сказаться.
   
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Fakir>> А что легче - килограмм пуха или килограмм свинца? :lol:
AGRESSOR> А причем тут это? Удельная плотность у водорода меньше.

Бесспорно :) Только кто тебе сказал, что это хорошо? ;) Если он скажет тебе это еще раз - "плюнь ему в глаза и назови лжецом" (с) Ходжа Насреддин :lol:

Fakir>> С нагревом - верно, с остальным - совершенно нет.
Dem_anywhere> Не понял...
Dem_anywhere> Вот если мы например будем стрелять из ружья пулями равной массы - то разве их материал будет иметь хоть какое-то влияние на получаемое ускорение?

В первом приближении (если игнорировать те детали, о к-х Агрессор сказал) - материал пули влиять на получаемый импульс не будет, будет влиять только порох, его количество и размер хре длина ствола.
Только причём тут Курский вокзал? Какое отношение имеют ружья к ЭРД?
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Кстати, джентльмены, так никто не пробовал себе представлять разгон звездолёта до околосветовых скоростей на честном слове и на одном крыле единственном электроне?

Я вот представил - прикольная такая картинка вышла :)
   

au

   
★★
Чем этот электрон разгонять? Ладно, пусть даже протон, пусть даже атом железа. Такие и из космоса прилетают штучно, и то неизвестно как там разогнаны.
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Ну нельзя же всё воспринимать так буквально! :)
Смотри на это, как на абстрактную задачку-головоломку из книжки Гарднера :)
   

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Короче, при разгоне на единственном электроне, ускоряемом в кольце до ультрарелятивистских - 0,9(9)с - скоростей, картинка получается примерно нижеследующая.
Сперва наше колечко просто висит спокойнёхонько в пространстве, и гоняет внутри себя электрон, совершенно нечувствительно раскручиваясь в противоположную сторону. Но по мере того, как скорость (импульс, а значит, и релятивистская масса) растут и растут, кольцо начинает раскручиваться уже всерьёз - причём не вокруг своего геометрического центра, а уже вокруг некоей смещённой точки, которая смещается тем сильнее, чем больше становится масса электрона. В конечном итоге, когда электрон разгоняется уже совсем до чудовищных скоростей - можно считать, что весь ускоритель начинает раскручиваться вокруг него с невшизеннейшей скоростью. Ну а когда "выпускает" электрон наружу, как выхлоп- срывается с этой оси и летит по своим чемоданным делам.
   

au

   
★★
Если электрон улетит по касательной, то кольцо закрутится вокруг своей оси и никуда не улетит. А скорее всего разрушится.
Линейный ускоритель давай, и ион немелкий, а не электрон, и не один, и пипетку. :)
   

pokos

аксакал

Только линейный ускоритель! Он будет такой длины, что нах не надо никуда лететь - конец уже там.
   

au

   
★★
Ну, драматизировать не надо. Два кольца, две частицы, вращение компенсируется.
   
RU Андрей Суворов #12.10.2007 13:41
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

вы опять забыли про синхротронное излучение. При тех энергиях, когда масса частицы будет уже сопоставима с массой ускорителя, никакие кольцевые ускорители невозможны в принципе. Мощность синхротронного излучения превысит любую подводимую.

Не забывайте, после LHC следующий ускоритель пришлось делать линейным!
   
1 2 3 4 5 6 7 8

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru