2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение02.04.2024, 19:32 
Аватара пользователя


29/11/16
227
Анализируя правдивость информации Роскосмоса про ядерный буксир "Зевс", возник следующий вопрос.

Известно, что уран-235 выделяет тепло \tfrac{E}{M_{U235}} = 80\cdot 10^{12} \text{ J/kg}.
Если всё это излучение направить в одну сторону , то можно получить скорость ракеты:
V_1 = \tfrac{\Delta p}{M_{U235}-E/c^2} \approx \tfrac {E}{cM_{U235}}
, где M_{U235} - масса топлива;
\Delta p = E/c - импульс излучения.

С другой стороны энергия деления ядра - это по сути потенциальная энергия кулоновского отталкиваня. Если ядро U-235 делится на 2 одинаковых осколка, то они получают скорость :
\tfrac{(0,5M_{U235})V^2}{2} + \tfrac{(0,5M_{U235})V^2}{2} = E
V_2= \sqrt\tfrac{2E}{M_{U235}}.
Если учесть случайное направление разлета осколков:
V_2=\tfrac{1}{\sqrt{2}}\sqrt\tfrac{E}{M_{U235}}.

Подставляя численные значения, оказывается , что скорость у ионного двигателя на порядок больше , чем у фотонного. Неясно , откуда эта разница возникла, если в обоих случаях КПД 100%.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение02.04.2024, 19:43 
Аватара пользователя


11/12/16
14705
уездный город Н
Вы вроде бы "анализируете правдивость информации Роскосмоса про ядерный буксир "Зевс". Однако, Ваши дальнейшие выкладки к этой конструкции не имеют никакого отношения.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение02.04.2024, 20:31 


05/09/16
12387
Uchitel'_istorii в сообщении #1635126 писал(а):
Неясно , откуда эта разница возникла, если в обоих случаях КПД 100%.

Я не вчитывался в то что вы написали, но факты такие что 100% энергии тратится на разгон ракеты И рабочего тела (а не только ракеты). Но вот пропорция между приобретаемым ракетой и рабочим телом импульсом разная в зависимости от массы (расхода)/скорости рабочего тела. Так что КПД совсем не 100%

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение02.04.2024, 20:43 
Аватара пользователя


29/11/16
227
Цитата:
100% энергии тратится на разгон ракеты И рабочего тела (а не только ракеты)

В данном случае ракеты нет. Есть только сам уран-235. Реакция деления практически не влияет на массу. Во 2-м случае (ионный двигатель) половина массы улетает по закону сохранения импульса. Но это коэффициент 2 , а не 10.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 08:33 
Заслуженный участник


28/12/12
7990
Uchitel'_istorii
Вы только что открыли для себя факт, что при одинаковой кинетической энергии импульс частицы тем больше, чем больше ее масса.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 09:54 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7293
Uchitel'_istorii в сообщении #1635131 писал(а):
В данном случае ракеты нет.

Uchitel'_istorii в сообщении #1635126 писал(а):
оказывается , что скорость у ионного двигателя на порядок больше , чем у фотонного.

А можно по подробнее, что же всё-таки есть? Пока мне только ясно, что ракеты нет, но есть двигатели, которые таки двигаются, но с разной скоростью.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 09:59 
Аватара пользователя


11/12/16
14705
уездный город Н
DimaM в сообщении #1635144 писал(а):
Вы только что открыли для себя факт, что при одинаковой кинетической энергии импульс частицы тем больше, чем больше ее масса.

Кстати, из этого факта следует, что при взрыве патрона, например, в костре :wink:, бОльшую опасность представляет гильза, а не пуля.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 11:35 
Аватара пользователя


22/07/11
932

(Оффтоп)

EUgeneUS в сообщении #1635149 писал(а):
при взрыве патрона, например, в костре :wink:, бОльшую опасность представляет гильза, а не пуля.
Был забавный случай, когда товарищ убегал от костра с патроном... зигзагами!!! :D

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 12:06 


30/01/18
686
EUgeneUS в сообщении #1635149 писал(а):
DimaM в сообщении #1635144 писал(а):
Вы только что открыли для себя факт, что при одинаковой кинетической энергии импульс частицы тем больше, чем больше ее масса.

Кстати, из этого факта следует, что при взрыве патрона, например, в костре :wink:, бОльшую опасность представляет гильза, а не пуля.
Дело тут не в соотношении масс пули и гильзы.
Гильза это ёмкость с порохом - это работает как реактивный двигатель, как ракета. А пуля это просто компактный кусочек металла.
Предполагаем, что усилие для извлечения пули из гильзы пренебрежимо мало.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 13:36 
Аватара пользователя


11/12/16
14705
уездный город Н
rascas в сообщении #1635162 писал(а):
Гильза это ёмкость с порохом - это работает как реактивный двигатель, как ракета.


Этот эффект, конечно, имеет место быть. Но его вклад меньше, чем расталкивание между пулей и гильзой.
Подходящая аналогия - водяная ракета. Накачайте в пластиковую бутылку атмосфер 5-7 и сорвите пробку. Бутылка улетит за счет реактивной тяги. Но добавьте туда воды где-то четверть объема, и бутылка улетит гораздо, гораздо дальше/выше.

На всякий случай: ВСЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ СЛЕДУЕТ ПРОВОДИТЬ С СОБЛЮДЕНИЕМ НОРМ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ!

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 14:55 
Аватара пользователя


29/11/16
227
мат-ламер в сообщении #1635148 писал(а):
А можно по подробнее, что же всё-таки есть? Пока мне только ясно, что ракеты нет, но есть двигатели, которые таки двигаются, но с разной скоростью.

Нужно было проверить, за какое время буксир Роскосмоса долетит до ближайших звезд. На этом буксире (якобы) стоит ядерный реактор и ионный двигатель. Чтобы найти верхний предел, конструкция была мной упрощена до невесомого реактора и урана в реакторе. Понятно, что если добавить полезную нагрузку, то во столько же раз уменьшится скорость.

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 15:08 
Аватара пользователя


11/12/16
14705
уездный город Н
Uchitel'_istorii в сообщении #1635176 писал(а):
Понятно, что если добавить полезную нагрузку, то во столько же раз уменьшится скорость.


Чего? :shock:
Вы с формулой Циолковского знакомы?

Uchitel'_istorii в сообщении #1635176 писал(а):
Нужно было проверить, за какое время буксир Роскосмоса долетит до ближайших звезд.

Вы в первом сообщении сказали:
Uchitel'_istorii в сообщении #1635126 писал(а):
Анализируя правдивость информации Роскосмоса про ядерный буксир "Зевс"

А теперь у Вас буксир до звезд полетел.
В связи с чем вопрос: Вы можете привести ссылку на информацию Роскосмоса, что данный буксир планируется использовать для межзвездных полетов?

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 16:47 
Аватара пользователя


29/11/16
227
Цитата:
В связи с чем вопрос: Вы можете привести ссылку на информацию Роскосмоса, что данный буксир планируется использовать для межзвездных полетов?

А кто утверждал, что Роскосмос давал такую формулировку?
Вопрос возник из следующего сообщения на другом сайте:
XAnthrax в сообщении писал(а):

7) Инопланетяне к нам что, на конной тяге летят, что 4 световых года будут преодолевать за 400 лет? Ядерный буксир из Роскосмоса обещает долететь до Альфа-Центавры за 12 лет. А тут высокоразвитые инопланетяне, сумевшие обуздать и пустить на дело другие измерения, и создающие немыслимые девайсы и космический флот вторжения, вот так взяли и прямо на старте слили нашему Роскосмосу? Позор!

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 16:49 
Аватара пользователя


11/12/16
14705
уездный город Н
А правдивость информации Роскосмоса тут причем?

 Профиль  
                  
 
 Re: Фотонный двигатель vs ионный двигатель
Сообщение03.04.2024, 16:51 


05/09/16
12387
Надо же как Лю Ци Синя сюда вплели, внезапно...
Uchitel'_istorii
Ждём обсуждение софонов? :mrgreen:

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 20 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Cos(x-pi/2)


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group