Можно ли создать электричку на орбиту?

Wyvern>> и волокно и светодиоды работают до сотен⁰С .... КПД такой системы в целом будет очень высоким, явно выше 50%
Bredonosec> Ник, а как там требовательность к выдерживанию режима?

Потери в фазерах имеют два источника:
-светодиоды
-само волокно
ИТОГО: КПД 30-35% Теоритически есть возможность достигнуть 50% и более.
Светодиоды более чувствительны к нагреву, а волокно можно спокойно греть почти до точки плавления. Поэтому вода вначале охлаждает светодиоды, нагреваясь до 60-70⁰С, а потом идет на волокно, где может грется и до 300⁰C

Wyvern> Светодиоды более чувствительны к нагреву, а волокно можно спокойно греть почти до точки плавления.
то есть, прозрачность не нарушается с нагревом?
я про реактивный разгон думаю

Bredonosec> И про подачу воздуха - помнишь, что на пврд были качающиеся заслонки, чтоб не пропускать обратно импульс?
Не было никогда на ПВРД. Были на ПуВРД. ИМХО можно сыграть скачками уплотнения как в ПВРД и обойтись без.
Ну впрочем чего спорить - летает.
Bredonosec> Кстати, те же потери - тоже квадратично от дальности нарастают.
Не, чисто линейно.

S.I.> Это не так. Разгон лазером производится в атмосфере на высоте несколько десятков км - там и будет перигей.
При разгоне строго по касательной к поверхности Земли - да. Теперь объясни мне, как это реализовать. Включая длительный полет в атмосфере на космических скоростях. В работах по баллистике вывода, которые я читал, рассматриваются баллистические траектории, у которых перегей ниже поверхности Земли, и сразу за ними - эллиптические орбиты. Выход на эллиптическую орбиту с перигеем в атмосфере - не рассматривался.

S.I.> Элементарно, Ватсон!© 326*9,81=3200м/с, 286*9,81=2805м/с я принял 3000м/с
Тут я засклерозил, извиняюсь.

S.I.> e^(20/3000)=1,007 отношение масс. Выше ты говорил о 1 т получается 7кг.
Не получается. То есть если считать по твоим исходным данным - то получается, но практического смысла такая траектория не имеет.

S.I.> что есть SSE не знаю. Ссылку кинь.
SSME - движки Шаттла.

З.Ы. Мои попытки посчитать вывод в космос на атмосферных движках дают запредельные перегрузки - порядка 40 g. И совершенно фантастические нагрузки на корабль при прохождении атмосферы.
С учетом того, что при разгоне на запасенном рабочем теле перегрузки, а значит и потребную мощность лазера, можно снизить на порядок, при этом исчезнут проблемы с нагревом и аэродинамическими нагрузками - то ради чего прыгать с исключительно воздушным движком?
Напомню, что запас рабочего тела при этом - половина от стартовой массы.
Гибридный лазерный ракетный движитель имеет смысл, по моим прикидкам он позволит сократить запас рабочего тела вполовину, до примерно трети стартовой массы.

Wyvern> Потери в фазерах имеют два источника:
Ох уж эти любители кизяка... Ник, ты ссылку про реактор-лазер не читал и читать не будешь по политическим убеждениям или из-за догматов своей веры?

Wyvern>> Потери в фазерах имеют два источника:
Полл> Ох уж эти любители кизяка... Ник, ты ссылку про реактор-лазер не читал и читать не будешь по политическим убеждениям или из-за догматов своей веры?
Полл>

Читал. Лет 15-20 назад. Прочел про КПД в 2% при максимальном теоритическом в 5%, про проблемы с радиационной защитой выводов лазерного излучения, про проблемы с охлаждением, ввмду того, что значительная часть объема реактора занята активной зоной - и забыл как страшный сон
Если уж наплевать на всех "зеленых" в мире и заодно на всю политику и принципиально на зло всем хочется строить именно реактор и огрести все "атомные проблемы", то схема обычная АЭС + фазеры - получается эффективней в несколько раз
Схема ПГТУ+фазеры+вторичное использование тепла безопасна, безпроблемна, компактна и эффективна.
А среди мощных лазеров не требовательных к удельной массе конкурентов у волоконных лазеров просто нет

Wyvern> Читал. Лет 15-20 назад. Прочел про КПД в 2%
Прочти еще раз. На этой экспериментальной установке уже 2.5%.

Wyvern> ...то схема обычная АЭС + фазеры - получается эффективней в несколько раз
За счет чего?

Wyvern> Схема ПГТУ+фазеры+вторичное использование тепла безопасна, безпроблемна, компактна и эффективна.
Тебе выше уже перечислили несколько проблем волоконных лазеров, от которых ты просто отмахнулся.

Wyvern> А среди мощных лазеров не требовательных к удельной массе конкурентов у волоконных лазеров просто нет
Почему же тогда в ABL используют газодинамический лазер? И не только там, к слову сказать. А в лазерных пистолетах боевых космонавтов СССР использовали волоконные лазеры.

Wyvern>> Читал. Лет 15-20 назад. Прочел про КПД в 2%
Полл> Прочти еще раз. На этой экспериментальной установке уже 2.5%.
А сколько вообще нейтронов в реакции деления (по энергии), ты в курсе? Выше головы не прыгнешь

Wyvern>> ...то схема обычная АЭС + фазеры - получается эффективней в несколько раз
Полл> За счет чего?
За счет КПД, использования уже существующего оборудования и инженерной простоты.

Wyvern>> Схема ПГТУ+фазеры+вторичное использование тепла безопасна, безпроблемна, компактна и эффективна.
Полл> Тебе выше уже перечислили несколько проблем волоконных лазеров, от которых ты просто отмахнулся.
В контексте рассматриваемой проблемы у волоконных лазеров вообще нет проблем

Wyvern>> А среди мощных лазеров не требовательных к удельной массе конкурентов у волоконных лазеров просто нет
Полл> Почему же тогда в ABL используют газодинамический лазер? И не только там, к слову сказать. А в лазерных пистолетах боевых космонавтов СССР использовали волоконные лазеры.
Во-1х ты невнимательно читаешь.
Во-2х разница в источнике энергии. В "космическом пистолете" источник был сразу в виде света (сгорание металлов), а в ABL на борту самолета нет электростанции (и тем не менее, существуют проекты бортовых фазеров сверхбольшой мощности, с использованием твердотопливных МГД-генераторов, как источника ЭЭ Получается компактней и безопасней, чем ABL, не надо возить "вонючую химию" на борту)

P.S. Так мы будем обсуждать реализацию проекта в свете Фокусимы-2 или нет? Полл, космос и ядерный реактор на Земле - это нереализуемая в принципе концепция. И нефиг ее обсуждать, мастурбацией заниматся.

Полл> При разгоне строго по касательной к поверхности Земли - да. Теперь объясни мне, как это реализовать. Включая длительный полет в атмосфере на космических скоростях. В работах по баллистике вывода, которые я читал, рассматриваются баллистические траектории, у которых перегей ниже поверхности Земли, и сразу за ними - эллиптические орбиты. Выход на эллиптическую орбиту с перигеем в атмосфере - не рассматривался.
Честно говоря ничего не понял из этого спича. Баллистическая траектория это и есть эллиптическая орбита пересекающая поверхность земли. И как она сразу вдруг перигеем уходит за атмосферу - мне непонятно. И причем здесь касательная? Траектория обратная траектории управляемого спуска СА чем невозможна? Смысл - тащить меньше топлива ибо мощность лазера(ов) прямо пропорциональна массе. А с мощностью пока напряг.

Wyvern> А сколько вообще нейтронов в реакции деления (по энергии), ты в курсе? Выше головы не прыгнешь
Нет, не в курсе. А сколько?

Wyvern> За счет КПД, использования уже существующего оборудования и инженерной простоты.
С одной стороны смотрится КПД всей системы, с другой - КПД только лазера. Насчет "инженерной простоты" - мы пока не говорим об адаптивной оптике, которая тут потребуется, я тебя спрошу, как ты собираешся решать проблему передачи нужного количества электроэнергии к лазеру и резкое изменение уровня потребления ее - напомню, АЭС имеет огромную инерциональность.

Wyvern> В контексте рассматриваемой проблемы у волоконных лазеров вообще нет проблем
Главное - закрыть глаза покрепче и повторять это снова и снова.

Wyvern> ...Получается компактней и безопасней...
Почему тогда реализовали "вонючую химию"?

Wyvern> P.S. Так мы будем обсуждать реализацию проекта в свете Фокусимы-2 или нет?
Свет Фукусимы нам не светит. У нас в России как делали плавучие и обычные АЭС, так и продолжают делать.

Wyvern> Полл, космос и ядерный реактор на Земле - это нереализуемая в принципе концепция. И нефиг ее обсуждать, мастурбацией заниматся.
Доводы какие-нибудь будут? Если "нет" - давай лучше перейдем к обсуждению самого двигателя.

S.I.> .... А с мощностью пока напряг.

Да никакого напряга нет. В эксперименте полученна тяга 25 грамм/кВт. Обычной ПГТУ на 165МВт достаточно для выведения ~1000кг. На весь вывод - пару тонн жидкого газу.

S.I.> Честно говоря ничего не понял из этого спича.
Плохо.

S.I.> Баллистическая траектория это и есть эллиптическая орбита пересекающая поверхность земли.
Чтобы не путаться ввели такое условное разделение.

S.I.> И как она сразу вдруг перигеем уходит за атмосферу - мне непонятно.
Во время разгона РН происходит изменение угла атаки. То есть "классическая" двухимпульсная схема выведения на орбиту такова: сперва выходим на баллистическую траекторию, а затем возле апогея даем второй импульс, который вытаскивает перегей из-под поверхности сразу за атмосферу.

S.I.> И причем здесь касательная? Траектория обратная траектории управляемого спуска СА чем невозможна?
Потому что при управляемом спуске СА тормозной импульс выдается по касательной относительно вектора скорости. При близкой к круговой орбите КА можно сказать, что тормозной импульс выдается по касательной к поверхности Земли.
Все хорошо - когда ты уже в космосе, а вот разгон подобным образом в атмосфере до космических скоростей...

S.I.> Смысл - тащить меньше топлива ибо мощность лазера(ов) прямо пропорциональна массе. А с мощностью пока напряг.
Мощность лазеров, конечно, прямо пропорциональна массе, но обратно пропорциональна времени выведения. Использование запасенного на борту рабочего тела позволяет на порядок увеличить время работы двигателя.
И избавляет корабль от необходимости нести теплозащиту, позволяющую летать в атмосфере на космической скорости. Это к вопросу об массе.
А потребное количество рабочего тела для выхода на орбиту составляет половину стартовой массы. Для современных РН этот показатель (весовое совершенство) - в районе 0.9.
Соответственно использование запасенного рабочего тела позволяет на порядок понизить необходимую мощность лазера.

Ну и заодно перегрузку на ПН, включая людей, понижает также на порядок.

Wyvern> Да никакого напряга нет. В эксперименте полученна тяга 25 грамм/кВт.
Что-то я пропустил. Где эти данные приведены?

Wyvern> Обычной ПГТУ на 165МВт достаточно для выведения ~1000кг.
Пусть КПД всей системы с лазером в целом будет ~20% = 30 Мвт на луче у движка. Итого тяга - 750 кгс.
Масса ПН при выводе с запасом РТ на борту по моим прикидкам - 25% стартовой, то есть ускоряемая масса = ~4000 кг. При этом я расчитывал на ускорение в 4 g, то есть потребная тяга = ~16 000 кгс.
Разница - порядок. Если начать считать по модели вывода Сергея, то разница будет в два порядка.
В любом случае, даже для моей модели вывода потребуется 20 подобных ПГТУ для обеспечения вывода.

Wyvern> На весь вывод - пару тонн жидкого газу.
Это ты про рабочее тело сейчас говоришь?

Полл> Во время разгона РН происходит изменение угла атаки. То есть "классическая"
Союз по классической выходит? Баллистическая пауза в работе двигателей применяется довольно редко.
Полл> Мощность лазеров, конечно, прямо пропорциональна массе, но обратно пропорциональна времени выведения. Использование запасенного на борту рабочего тела позволяет на порядок увеличить время работы двигателя.
Это как? Несколько лазеров по трассе кто мешает разместить? Причём запас топлива к времени работы ЛРД?

Полл> И избавляет корабль нести теплозащиту, позволяющую летать в атмосфере на космической скорости. Это к вопросу об массе.
С теплозащитой тут не так, как при посадке. Чем выше скорость - тем больше высота и меньше плотность воздуха.
....
Wyvern>> Да никакого напряга нет. В эксперименте полученна тяга 25 грамм/кВт.
Полл> Что-то я пропустил. Где эти данные приведены?
В ссылке приведенной мной на второй странице топика. Точно - 25 дин/Вт. На воздухе и не совсем подходящем для этого СО2-лазере.

Wyvern>> Обычной ПГТУ на 165МВт достаточно для выведения ~1000кг.
Полл> Пусть КПД всей системы с лазером в целом...
УЖЕ мной посчитанно Тяга на 165МВт - 1275 кг.

Wyvern>> На весь вывод - пару тонн жидкого газу.
Полл> Это ты про рабочее тело сейчас говоришь?
Про топливо. Не удивляйся - в обычной ракете топливо тратится на разгон...топлива же

S.I.> Союз по классической выходит? Баллистическая пауза в работе двигателей применяется довольно редко.
РН "Союз" выходит по классической одноимпульсной схеме вывода. В случае ЛРД без размещения лазеров на орбите она не применима - там завершение разгона идет на участке траектории, называемом "нисходящий", когда ракета ориентирована по касательной к поверхности Земли, и попасть ей в сопло лазером с поверхности планеты трудно, скажем так.

S.I.> Это как? Несколько лазеров по трассе кто мешает разместить? Причём запас топлива к времени работы ЛРД?
Если у тебя рабочее тело - только атмосферный воздух, то разгоняться можно лишь пока ракета проходит атмосферу, приблизительно до высоты километров в 40-60. Естественно, под углом проходит - но все равно разгонный участок получается коротким.
При полете на космических скоростях в плотных слоях атмосферы возникают следующие проблемы:
Во-первых теплозащита потребуется титаническая, причем покрывать ей придется весь аппарат целиком.
Во-вторых аэродинамические нагрузки будут огромные, и чтобы их выдерживать аппарат придется очень серьезно утяжелять.
В-третьих аэродинамическое сопротивление будет в разы больше веса аппарата.
Последний пункт лишает затею какого-либо практического смысла вообще, ведь для вывода на орбиту с запасом рабочего тела на борту требуется масса РТ не более половины стартовой массы корабля.

Wyvern> С теплозащитой тут не так, как при посадке. Чем выше скорость - тем больше высота и меньше плотность воздуха.
Ник, ну куда нафиг "не так"? А при возвращении СА как, по твоему - чем выше скорость, тем меньше высота и больше плотность воздуха, что ли?
Именно, что ситуация абсолютно симметричная входу СА в атмосферу. Вот теперь ищи весовую долю теплозащиты Шаттлов или Бурана - и вычитай ее из массы ПН "чисто атмосферной РН на ЛРД".

Wyvern> В ссылке приведенной мной на второй странице топика. Точно - 25 дин/Вт. На воздухе и не совсем подходящем для этого СО2-лазере.
Чем СО2-лазер-то стал неподходящим?
И как ты собираешся избавится от воздуха на трассе лазерного луча и у самого движителя существенную часть пути при выводе на орбиту с поверхности Земли?

Полл>> Пусть КПД всей системы с лазером в целом...
Wyvern> УЖЕ мной посчитанно Тяга на 165МВт - 1275 кг.
КПД подстанций и ЛЭП взял в 100%. Адаптивной оптики - тоже.

Wyvern> Про топливо. Не удивляйся - в обычной ракете топливо тратится на разгон...топлива же
Топливо в ЛРД сгорает на наземной электростанции. В лазерном ракетном движителе расходуется рабочее тело. Давай не плутать в терминологии.
Если ты именно про топливо - ты пропустил мои расчеты потребной тяги. Она требуется на порядок больше. Хотя для вывода 1000 кг ПН на орбиту мне 40 тонн горючки не жалко.

З.Ы. Повтори, плиз, ссылку свою на статью с характеристиками тяги ЛРД. Мне не по глазам.

Полл> когда ракета ориентирована по касательной к поверхности Земли, и попасть ей в сопло лазером с поверхности планеты трудно, скажем так.
А вон оно что, ты просто думаешь что светить надо точно в жо.. корму.
Нет, не нужно. И более того вредно - через выхлоп. Зеркальная система позволяет в широком кормовом угле попадать в фокус.

Более подробно, но кратко, о явлении оптического пробоя: Оптические разряды - Физическая энциклопедия

P.S. немного мёду на спину земляка:

Нагрев и ионизация газа перед плазменным фронтом сильной ударной волной, вызванной интенсивным энерговыделением, - т. н. световая детонация. Она обычно наблюдается сразу после пробоя газа гигантским лазерным импульсом и до его окончания. Фронт световой детонации распространяется навстречу лучу со скоростями ~100 км/с, и газ за ним нагревается до темп-ры 10⁵ - 10⁶К. Зарегистрированная по измерению интенсивности рентг. излучения наиб. темп-pa в такой лазерной искре составила 3 х 10⁶ К (при пиковой мощности лазерного импульса в неск. ГВт). После окончания гигантского лазерного импульса от места энерговыделения распространяется квазисферич. светящаяся взрывная волна. Эффект является миниатюрной копией ядерного взрыва в атмосфере.

 

Wyvern> P.S. немного мёду на спину земляка:
Дык, оно понятно, что это пульсирующий двигатель. Осталось понять пользу внешнего действия, а не в камере. К стати, можешь посчитать его мощность в Хиросимах в секунду.

Wyvern>> ... не совсем подходящем для этого СО2-лазере.
Полл> Чем СО2-лазер-то стал неподходящим?
Длинно волны, продолжительностью и формой импульса.

Полл> И как ты собираешся избавится от воздуха на трассе лазерного луча....
Зачем от него ИЗБАВЛЯТСЯ? Он же и есть рабочее тело. И не обязательно светить точно в попу по оси.

Полл>>> Пусть КПД всей системы с лазером в целом...
Wyvern>> УЖЕ мной посчитанно Тяга на 165МВт - 1275 кг.
Полл> КПД подстанций и ЛЭП взял в 100%. Адаптивной оптики - тоже.
Мля! Прикинь же (оптику действительно не учитывал, бо неизвестно, а ЛЭП там нет - ПГТУ рядом с стартовой)

Wyvern>> Про топливо. Не удивляйся - в обычной ракете топливо тратится на разгон...топлива же
Полл> Топливо в ЛРД сгорает на наземной электростанции. В лазерном ракетном движителе расходуется рабочее тело. Давай не плутать в терминологии.
Оно - воздух. До 4-5км/сек
И никаких расчетов ты толком сделать не можешь - ты импульса удельного не знаешь.

Полл> З.Ы. Повтори, плиз, ссылку свою на статью с характеристиками тяги ЛРД. Мне не по глазам.
Я ошибся - на первой странице: http://www.niiki.ru/pages/n-r-pr-lhrd.html

P.S. ВОт еще впопулярное про оптический пробой: http://window.edu.ru/window_catalog/files/r20380/9801_089.pdf

S.I.> А вон оно что, ты просто думаешь что светить надо точно в жо.. корму.
Ну не совсем "точно", работоспособности при отклонении лазера от оси движителя градусов на 15 можно достичь, ИМХО

S.I.> Нет, не нужно. И более того вредно - через выхлоп.
Сережа, этот "выхлоп" разогрет до таких температур, то есть имеет очень большую скорость расширения, и имеет настолько малую массу, что его можно не учитывать в данном случае.

S.I.> Зеркальная система позволяет в широком кормовом угле попадать в фокус.

Я нигде пока что ничего подобного не видел. Как ты себе эту зеркальную систему представляешь?

Wiwern> И никаких расчетов ты толком сделать не можешь - ты импульса удельного не знаешь.
Скорость истечения водорода для ЛРД из моей фотки со второй страницы - 10 000 м/с.

Давайте разберемся с допустимым отклонением лазера от оси двигателя.
На тех рисунках и видео, что я пока что видел, соосность была в пределах 10 градусов, на глаз.

Wiwern>> И никаких расчетов ты толком сделать не можешь - ты импульса удельного не знаешь.
Полл> Скорость истечения водорода для ЛРД из моей фотки со второй страницы - 10 000 м/с.
С какого беса? Именно от лукавого - с ошибкой этак на пару порядков. Это во-1х. Во-2х водород - не лучшее рабочее тело. Явно. Скорее всего наилудшим окажется какой нить тяжеленный фреон с бромом в молекуле.

Полл> Давайте разберемся с допустимым отклонением лазера от оси двигателя.

Угол - "на глаз" равен углу расширения¹ центрального тела. А центральное тело имеет такой угол не из оптических соображений - это и есть сопло - сопло внешнего расширения с центральным телом

.¹ - мысленно проведи линию параллельную поверхности центрального теа-конуса. Это и будет максимальный угол несоосности.

Полл> Я нигде пока что ничего подобного не видел. Как ты себе эту зеркальную систему представляешь?
УСТАНОВКА ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ СО ВСЕХ НАПРАВЛЕНИЙ - Патент РФ 2195085
Технология основана на том, что установка формирования изображения со всех направлений имеет усеченный, по существу, параболоидный отражатель, установленный для ортографического отражения изображения (полусферической сцены), при этом фокальная точка рефлектора совпадает с единственной точкой наблюдения.
Другая возможность новой системы заключается в всенаправленном проецировании изображения. То есть, по существу, можно видеть полусферическую сцену из единственной точки наблюдения. Эта установка всенаправленного проецирования состоит из источника коллимированного света позади прозрачного носителя с изображением полусферической сцены. Это позволяет спроецировать коллимированный пучок света, модулированный (пространственно и, возможно, во времени) изображением. Благодаря усеченному выпуклому параболоидному отражателю, установленному для ортографического отражения коллимированного пучка света, модулированного изображением, удается спроецировать, по существу, полусферическую сцену.
Таким образом, удалось создать установку формирования изображения со всех направлений, предназначенная для восприятия изображения уровня полусферической сцены из единственной точки наблюдения, которая не имеет каких-либо движущихся деталей.
(с) - вещь настолько очевидная, что мне даже не пришло бы в голову её патентовать. И описана в ТМ 60-х годов. Телекамера на мачте смотрит в зенит на выпуклое зеркало и видит всю полусферу снизу.
А теперь замени единственную точку наблюдения фокусом.
пс. больше всего похоже на Гиперболоид инженера Гарина.

Wyvern> Во-2х водород - не лучшее рабочее тело. Явно. Скорее всего наилудшим окажется какой нить тяжеленный фреон с бромом в молекуле.
Ишо хуже - графит. Это из той книжки что я пдф дал выше. 600 сек УИ

S.I.> http://ufn.ru/ufn76/ufn76_7/Russian/r767b.pdf серьёзная книжка в тему. Правда старая.
О! ВОт тут кое что кое как - можно уже считать. Максимум экспериментальный у них 45дин/Вт, а не 25.