Потенциальная проблема расчета системы Fusion Drive

Начну с того, что это полностью гипотетическая система привода с большим количеством маханий руками и оптимистичной физикой. Мой вопрос, я думаю, довольно прост и может быть просто чем-то, что требует разъяснения.

Это гипотетическое термоядерное топливо в далеком будущем, примерно через 500 лет, где они используют термоядерную таблетку для привода факела. Основная предпосылка заключается в том, что мощный лазер выстрелит гранулой на определенном расстоянии позади корабля, затем магнитные поля, создаваемые двигателем, будут улавливать полезную энергию и продвигать корабль вперед, в то время как остальная тепловая энергия будет потрачена впустую.

Термоядерное топливо:

  • Масса термоядерного топлива на гранулу: 100 г
  • Запас энергии топлива: 942,42 ТДж/кг
  • Масса нетто пеллет: 2399,715 г
  • Скорость истечения термоядерного топлива: 3 794 355 м / с.
  • Эффективность пеллет: 97,25% термальная, 0,125% нейтронная, 2,625% рентгеновская и т. д.

Подруливающее устройство

  • Частота пульса 14 Гц
  • 200 м дальность взрыва

Расчеты и конечные результаты

Благодаря различной эффективности конечный результат энергии, используемой подруливающим устройством (тяговая мощность), составляет 1026,49 ТВт. Но когда я делаю другие расчеты, я получаю мощность тяги 241,83 ТВт. Это при тяге 127 471,96 кН, скорости выхлопа 3 794 355 м/с и массовом расходе (mDot) 33,596 кг/с. Массовый расход получается как 14 Гц * 2,399715 кг.

Главный вопрос, который у меня есть, заключается в том, верен ли мой метод получения массового расхода , или мне нужно учитывать какие-то другие вещи в массовом расходе, поскольку двигатель использовал частицы заряда и взрыв термоядерного синтеза, а не топливо / топливо выбрасывается из задней части двигателя? Когда я делаю расчет, основанный на мощности тяги, достигаемой термоядерной пулей, я получаю гораздо более высокое значение mDot.


В качестве примечания: я открыт для любой критики двигательной установки, поскольку чем больше я узнаю, тем лучше я смогу ее сделать и, возможно, тем более реалистичной будет история.

Ответы (1)

Запас энергии топлива: 942,42 ТДж/кг

Это кажется неправдоподобно высоким. Вы уверены в своих числах здесь? Это кажется по крайней мере на 50% выше, чем оптимистичные приближения синтеза D-3He, которые, кажется, предполагают довольно оптимистичную долю выгорания.

Работа в обратном направлении от ваших значений тяги дает более правдоподобную плотность энергии (например, ~ 170 ТДж / кг, если предположить, что вся масса гранул способствует полезной тяге, и все, кроме 100 г термоядерного топлива, инертно, а выгорание топлива составляет 100% и т. д.), поэтому я не могу точно сказать, откуда эта цифра.

Эффективность пеллет: 97,25% термальная, 0,125% нейтронная, 2,625% рентгеновская и т. д.

Ваши цифры скорости истечения, кажется, подразумевают довольно низкую плотность топлива, но топливо низкой плотности (или хольраум или что-то в этом роде) и сравнительно небольшая гранула с трудом поглотят все нейтроны и рентгеновские лучи от любой реакции синтеза. повторное использование. Шансы на то, что он сделает это и хорошо термилизуется, чтобы получить цифры, которые вы здесь цитируете, по меньшей мере невелики.

Тяга 127 471,96 кН, скорость истечения 3 794 355 м/с и массовый расход (mDot) 33,596 кг/с.

Все эти цифры кажутся в основном нормальными, за исключением вашей немного высокой скорости выхлопа (хотя здесь нигде нет показателей эффективности ... предположительно, вы прячете их за скоростью выхлопа?). Это также соответствует мощности ~ 240 ТВт.

Чего не хватает, так это расчетов, которые вы использовали для расчета значения 1000 ТВт, и без них трудно сказать, где вы ошиблись. Может быть, вы могли бы включить свою работу в свой вопрос?


Я открыт для любой критики двигательной установки.

Трудно критиковать, когда вы даете нам так мало ;-)

Однако, помимо проблем, описанных выше, это кажется странным:

200 м дальность взрыва

Это немного сбивает с толку... что вы на самом деле имеете в виду?

Я вижу фигуры такого масштаба, появляющиеся в идее ракеты «Медуза» , но вы говорите « стрелять пулей на определенном расстоянии позади корабля », что вообще не совместимо с конструкцией «Медузы». Когда я смотрю на конструкции ракет ICF, такие как Hyde DD , у вас есть реакционная камера диаметром несколько метров с ядерным взрывом посередине. Что касается других вещей, таких как Орион , я вижу разговоры о дистанциях зазора, измеряемых, может быть, десятками метров, и совершенно другой конструкции двигателя с гораздо более низкими скоростями выхлопа. Очень трудно сказать, на чем основана ваша ракета или как вы ожидаете, что она будет работать!

Обмен стеками на самом деле не очень хорошо поддается критике, но вы должны включить немного больше деталей в будущие вопросы.

Спасибо за ответ. Я скорректировал накопленную энергию так, чтобы она была ниже. Моя первоначальная мысль заключалась в том, что после нескольких сотен лет использования синтеза в двигателях они нашли способы изменить состав элементов и, следовательно, увеличить мощность и уменьшить создаваемое излучение. Я также добавлю к этому еще несколько расчетов, возможно, позже сегодня. Что касается дальности детонации, я использовал конструкцию, аналогичную приводу Эпштейна, который был разбит в Project Rho. Дальность детонации находится на расстоянии, на котором тепло от взрыва может быть успешно поглощено, ничего не расплавив
Что касается большего числа мощности тяги. Это было получено путем использования накопленной энергии на детонацию и использования тепловой энергии, выделяемой всеми гранулами в секунду. Затем была добавлена ​​эффективность магнитного сопла, чтобы обеспечить достаточно высокое поглощение энергии.
@Markitect Я предлагаю вам направлять дополнительные вопросы в Worldbuilding.SE , который является лучшим местом для мягких научно-фантастических материалов; этот сайт немного более основан на реальности. Попытка создать магнитное сопло, которое может с пользой генерировать большую тягу от ядерного взрыва на расстоянии 200 м, будет где-то между сложной и неосуществимой (учитывайте, что оно будет иметь радиус аналогичного размера, и его нужно будет сделать сверхпроводников, и их нужно будет охлаждать и экранировать, и, и, и...)