SHW, на счёт "икринок" - а как они возвращаются на корабль? Я тут вчера подумал, и придумал вполне чужую систему вывода на орбиту, состоящую из двух стадий.
1) Сначала "икринка" выпрыгивает из атмосферы на высоту 200-300 км - разгоняясь воздушно-реактивными двигателями, или выстреливаясь из паровой пушки с термоядерным запалом (космическая пушка). Существа, появившиеся в глубине океана на суперземле, запросто выдержат 500 g ускорения, находясь в водной среде (см. ниже). Можно представить это так. В океане планеты строится вертикальная шахта с ледяными стенами, из неё откачивается вода, только на дне немного остаётся. На дно кладётся заряд, а сверху на воде плавает "икринка". Заряд подрывается, вода превращается в перегретый пар, который относительно мягко выталкивает"икринку" вверх по стволу. При взрыве шахта разрушается, она одноразовая. Баллистический подъём с планеты с гравитацией 2 g на высоту 200 км имеет такие параметры (в пренебрежении влиянием атмосферы): время - 140 секунд, начальная скорость - 2.8 км/с, ускорение при запуске - 500 g, длина ствола - 800 м, время разгона - 0.56 секунды.
2) В верхней точке баллистической траектории "икринку" ловит "паутина" - эластичная сеть, выпущенная из базового корабля. Допустим корабль летит по орбите со скоростью 10 км/с. "Икринка" врезается в "паутину" с такой скоростью, мгновенно растягивая её. Эластичность нитей подобрана так, чтобы "икринка" испытывала ускорение 30 g, тогда она наберёт 10 км/с за 33 секунды, растянув сеть на 166 км. Сам базовый корабль почти не потеряет в скорости из-за своей массы. Деформация нитей "паутины" неупругая, чтобы не получился эффект рогатки - груз так и остаётся на конце растянутой нити, она сама не сжимается упруго обратно. Растянутая "паутина" затем просто сматывается, и "икринка" стыкуется с кораблём.
При ускорении жилого отсека, заполненного водой, ускорение превращается в давление воды по формуле p = rho * a * h. Можно заметить, что давление зависит от глубины h, поэтому имеет градиент (на "дне" давление выше). Для уменьшения градиента можно увеличить глубину h. Сделать это можно читерским способом, вспомнив про гидростатический парадокс из школьного курса физики. Надо приделать к потолку длинную тонкую трубку и заполнить её водой. Если трубка имеет длину l, то давление на дне жилого отсека будет как на глубине h+l, независимо от толщины и формы трубки. Градиент давления в жилом отсеке будет заметно сглажен, хоть общее давление и повысится. Поэтому "икринка" имеет длинные "усы", направленные вперёд при разгоне, или назад при аэродинамическом торможении (во втором случае они заодно будут стабилизировать ориентацию "икринки", как оперение стрелы).
Допустим существа родом со дна океана глубиной 10 км на планете с гравитацией 2 g. Тогда они живут при давлении до 1000 * 20 * 10000 = 200 МПа. При ускорении корабля 50 g это соответствует глубине 400 метров. Т.е. для них реально выдержать ускорения даже в 500 g, имея трубки-усы длиной всего 40 метров. А на материнском корабле эти трубки могут идти вдоль всего километрового корпуса и подключаться к "икринкам" в хвосте. Трубки делаются секционными, и поключая нужное количество секций, можно поддерживать одинаковое давление в жилых модулях для широкого диапазона ускорений.
Представляю органический звездолёт, разработанный расой с планеты-океаниды.
1. Щит не функционален абсолютно: слишком маленький, слишком тонкий, слишком близко к бакам, слишком сложный в ремонте. Чешуйчатый "роговой" зонтик был бы гораздо лучше. 2. Органика - это ещё и углерод. То есть как минимум оно как-то должно его для себя получать и использовать. 3. Хотелось бы знать основные характеристики "синей оболочки": материал, прочность на растяжение, температура, при которой теряются свойства оболочки. И "взлетит ли это? Тут с "железяками" проблема, а вы предлагаете делать "живность" для которой нужно считать не только "машинную" схему функционирования, но и биологическую.
. Эластичность нитей подобрана так, чтобы "икринка" испытывала ускорение 30 g, тогда она наберёт 10 км/с за 33 секунды, растянув сеть на 166 км.
Сколько энергии "протечёт" за это время через нити и не испарятся ли они от этого? http://spaceengine.org/forum/11-87-5483-16-1328898829 "На этой луне жили эльфы, но прилетела звезда смерти и съела их планету, в результате луна осталась на вытянутой орбите вокруг солнца, а эльфы превратились в снежных людей"
Сколько энергии "протечёт" за это время через нити и не испарятся ли они от этого?
Не испарятся, они будут из сверхпрочного материала, вроде наших углеродных нанотрубок. Может быть даже из материала биологического происхождения. Я тут подумал... а как бы выглядел корабль нетехногенной цивилизации, т.е. цивилизации которая выбрала для себя не экстенсивный а интенсивный путь развития (в гармонии с природой). Если бы они, по какой то причине, на определенном этапе развития решили бы выйти в космос... Наверное он действительно был бы живым существом... А ведь еще могут существовать древнейшие протоцивилизации которые не нуждаются в кораблях вообще
Добавлено (23.08.2013, 15:56) --------------------------------------------- Да, чую у проекта большое будущее
Для уменьшения градиента можно увеличить глубину h.
А есть ли смысл уменьшать относительный градиент? Ведь в абсолютном выражении он не поменяется. Ну а так, трубки-тентакли для выравнивания давления можно разместить внутри хвоста. Все равно икринки соединены с основным кораблем через шлюзы.
Цитата (Космокрот)
1. Щит не функционален абсолютно: слишком маленький, слишком тонкий, слишком близко к бакам, слишком сложный в ремонте.
Мы же вроде решили, что не летаем на релятивистских скоростях. А на 50-100 км/с такого щита вполне хватит для защиты от пыли и микрометеоритов. И он не тонкий, там под чешуйками десятки метров рыхлой соединительной ткани для рассеивания облака осколков. Ну а про сложность в ремонте вообще не в тему, у нас же "живой корабль" мелкие повреждения он будет "залечивать" сам.
Цитата (Космокрот)
Органика - это ещё и углерод. То есть как минимум оно как-то должно его для себя получать и использовать.
Для функционирования углерод практически не нужен, только для регенерации. Ну и в астероидах он вроде как тоже встречается.
Цитата (Космокрот)
Тут с "железяками" проблема, а вы предлагаете делать "живность" для которой нужно считать не только "машинную" схему функционирования, но и биологическую.
Я ничего не предлагаю считать, я предлагаю дизайн. И никаких принципиальных ограничений, почему нельзя использовать биотехнологии совместно с железками, я не вижу. У нас вроде даже железячные корабли на самом деле основывались на нанотехнологиях и композитных углеродных материалах, так как у них все удельные характеристики гораздо выше, чем у стали. Биокорабль - просто слегка другой подход, но фактически те же углеродные нанотехнологии и сложно структурированные фрактальные композиты.
Кстати, первый вариант эскиза был именно таким, но он мне не понравился. Может, если получится нарисовать по-лучше, сделаю и вариант с зонтиком, как у плащеносных ящериц. Win7 Pro x64 Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM NVidia GForce 9800 1 GiB
Представляю органический звездолёт, разработанный расой с планеты-океаниды.
SHW
Честно говоря, эта модель мне напомнила тоже вполне себе органический человеческий орган. Так что товарищам с англоязычного форума, которые обвиняли вас в том, "что русским больше нравится функциональный железный дизайн" - можно смело продемонстрировать сей девайс.
Если конечно же они будут в состоянии оценить столь "тонкий" посыл.
Сообщение отредактировал IvGrad - Суббота, 31.08.2013, 22:05
А вообще - "Теория Оптимального Управления небезосновательно утверждает, что параболическая форма носовой части оптимальна с точки зрения лобового сопротивления".
Сообщение отредактировал IvGrad - Воскресенье, 01.09.2013, 00:30
SHW Честно говоря, эта модель мне напомнила тоже вполне себе органический человеческий орган. Так что товарищам с англоязычного форума, которые обвиняли вас в том, "что русским больше нравится функциональный железный дизайн" - можно смело продемонстрировать сей девайс. Если конечно же они будут в состоянии оценить столь "тонкий" посыл.
Корабль построен по обратной схеме, то есть двигатели расположены в носу и тянут за собой всю остальную конструкцию. Это снижает требования к жесткости и устойчивости корабля при разгоне.
Обратная схема - классное конструктивное решение. Надо только учитывать вот какую штуку:
Как работает ТЯРД высокой тяги? В основном соленоиде в результате термоядерной реакции получаем высокотемпературную плазму. Через конус потерь поток плазмы вылетает в магнитное сопло, где натыкается на холодный водород. Что бы водород эффективно взаимодействовал с магнитным соплом, его надо ионизировать. Для полной ионизации его надо разогреть до 15-20эВ (энергия ионизации водорода = 13,6 эВ; 1эВ = 11605К), более холодный водород будет разлетаться во все стороны, проходя сквозь сопло и нагревая корабль. Это, кстати, ограничивает максимальную получаемую тягу.
Если взять небольшой, 100 метровый ТЯРД, его выхлопом будет 2г/с 65кэВ-ной плазмы. Она способна разогреть 7кг/с водорода до 18эВ, создающего тягу 65т*с при импульсе 92км/с (масса при этом около 30т, для 1000м версии масса выходит 200т при тяге 650т*с). А чем светит высокотемпературная плазма? Рентгеном. Осталось узнать, какова мощность этого излучения и не зацепит ли выхлоп сам корабль.
Смотрим сюда и убеждаемся что не надо считать мощность рентгена, магнитное сопло в любом случае надо располагать на краю корабля, так, что бы плоскость сопла ни чего не пересекало. Такой вот нюанс.
Вывод: двигатели должны быть длинной с корабль. Закрепляться на носу, но сопло за хвостом. Тоесть или ТЯРД в центре и является "хребтом", на который внатяжку крепятся модули, или ТЯРДов должно быть несколько параллельно остальной конструкции. AMD Athlon II X3 3GHz + 8GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit
Сообщение отредактировал Cirnas - Понедельник, 02.09.2013, 00:02
Смотрим сюда и убеждаемся что не надо считать мощность рентгена, магнитное сопло в любом случае надо располагать на краю корабля, так, что бы плоскость сопла ни чего не пересекало. Такой вот нюанс.
Да, это хреново. Хотя, будем считать, что у нас более сложная структура поля, которая позволяет лучше сфокусировать плазменный поток и направить его мимо жилой секции, или вообще электрореактивный двигатель.
Добавлено (02.09.2013, 11:46) --------------------------------------------- Кстати, SpaceEngineer, вам модельку дать, или она слишком пошлая для релиза?
будем считать, что у нас более сложная структура поля
Ну всё, пошло "очень сильное колдунство". Когда ждать пепелацы и плюкан? http://spaceengine.org/forum/11-87-5483-16-1328898829 "На этой луне жили эльфы, но прилетела звезда смерти и съела их планету, в результате луна осталась на вытянутой орбите вокруг солнца, а эльфы превратились в снежных людей"
Сообщение отредактировал Космокрот - Понедельник, 02.09.2013, 12:47
Почему же очень сильное? В статье, на которую была ссылка, рассматривается самое простое магнитное сопло с двумя кольцевыми магнитами. А магниты стеллараторов вы видели? Там же довольно сложные поля формируются. Так что, не думаю, что что-то может помешать сформировать магнитное поле так, чтобы его силовые линии практически не пересекали жилую секцию, но КПД при этом сильно не падал.
Добавлено (02.09.2013, 13:26) --------------------------------------------- А еще есть ЭЛТ дисплеи, в которых благодаря "сложным" магнитным полям поток электронов со скоростью в 0.3С умудряются сфокусировать в точку размеров считанные микроны на поверхности люминофора. И не только сфокусировать, но и еще отклонять с частотами в сотни кГц.
Так что тут с сильным колдунством вы явно преувеличиваете. Win7 Pro x64 Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM NVidia GForce 9800 1 GiB
Сообщение отредактировал SHW - Понедельник, 02.09.2013, 13:43
будем считать, что у нас более сложная структура поля, которая позволяет лучше сфокусировать плазменный поток и направить его мимо жилой секции
Указанная статья - первое что попалось удовлетворительного качества. В реальности магнитное поле будет создавать более острый конус выхлопа. Описание идеальной конфигурации магнитного сопла мне до сих пор не попадалось, только "достаточно хорошие". При проектировании кораблей надо выбирать меньшее из зол. Использовать эффективные сопла или удобные. Идеальная конфигурация магнитного поля потребует недопустимо массивную конструкцию магнитов. Так же как современные сопла для ЖРД имеют КПД 80-90% (идеальное сопло будет бесконечной длинны и соответственно массы), так и магнитные сопла будут "достаточно" эффективными. На этом фоне потеря КПД от вынужденного "подрезания" сопла для защиты корабля может оказаться не такой уж и страшной. Чем дальше сопло будет от остальных конструкций - тем ниже потери КПД.
Кстати, мне тут подумалось: нам же не надо поглощать разнокалиберный рентген. Наш рентген - продукт излучения водорода, разогретого до известной температуры, а значит его параметры заранее известны. Следовательно мы можем покрыть облучаемые конструкции отражающей микросеткой, аналогичной той, что стоит в ТЯРДе для изоляции потерь.
Итог: Если наше сопло находится не в хвосте и выхлоп задевает конструкции корабля, следует предусмотреть магнитное прикрытие от частиц (ближе к соплу - снижаем КПД, дальше - растут затраты на поддержание поля) и сетку-отражатель для рентгена непосредственно на конструкциях, если уровень излучения создает проблемы.
Цитата (Космокрот)
Ну всё, пошло "очень сильное колдунство".
Идеальное сопло - вот где колдунство. Стеллаторы - реальные монстры. А у нас - компромиссы, надо просто не забыть учесть детали.
З.Ы.
Цитата (SHW)
или вообще электрореактивный двигатель.
У него же тяга мизерная. Или есть варианты? AMD Athlon II X3 3GHz + 8GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit
ENG
Новый сайт
Российская Федерация 
Казахстан 
Нидерланды 
