|
Концепт базового корабля
|
|
| Nikita11 | Дата: Вторник, 30.09.2014, 18:25 | Сообщение # 1276 |
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 762
Награды: 4
Статус: Offline
| Цитата ;25515 В то время когда, наоборот, факты (например, путь радиолучей и сходы с траектории и потери автоматических аппаратов) показывают как раз обратное.
Цитата СлаваСтопкин2712 (  ) подтверждающего теорию относительности.
Но, поскольку читать вы не умеете, выделю наиболее яркий пример: Цитата Википедия Поправки, следующие из СТО и ОТО, используются в системах спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС). Цитата СлаваСтопкин2712 ( ) Семнадцатилетний?) Ну тогда понятно.
Цитата СлаваСтопкин2712 ( ) Жалко, что моему звездолёту в игре быть запрещено.
Сообщение отредактировал Nikita11 - Вторник, 30.09.2014, 18:28 |
|
|
| |
| СлаваСтопкин2712 | Дата: Вторник, 30.09.2014, 18:54 | Сообщение # 1277 |
Космический турист
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 29
Награды: 0
Статус: Offline
| -
Сообщение отредактировал СлаваСтопкин2712 - Суббота, 08.11.2014, 17:28 |
|
|
| |
| Nikita11 | Дата: Вторник, 30.09.2014, 19:02 | Сообщение # 1278 |
|
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 762
Награды: 4
Статус: Offline
| Цитата СлаваСтопкин2712 ( ) Смотри, не надорвись.
P.S. Это уже оффтоп. Хотите продолжать обсуждение - идите в Свободное общение. Не хотите - смотрите РЕН-ТВ дальше.
|
|
|
| |
| SHW | Дата: Среда, 15.10.2014, 21:33 | Сообщение # 1279 |
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Нидерланды
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
| Недавно в ходе обсуждения космического лифта всплыли весьма интересные для концептов наших кораблей вещи.
Во-первых, есть ещё одно перспективное топливо для шаттлов, вместо нашего металлического водорода (290 МДж/кг). Это метастабильное состояние гелия. У атома гелия два электрона на первой орбитали. Если один из электронов перевести с первой орбитали на вторую и изменить спин на противоположный, то он там и останется, из-за того, что на одной орбитали не могут находится электроны с одинаковым спином. То есть, чтобы вернуться на первую орбиталь электрону нужно сообщить небольшую энергию, чтобы он сменил спин и смог прыгнуть обратно. Энергия такого перехода 480 МДж/кг (в 1.65 раза больше, чем у металлического водорода). Раньше считали, что гелий в таком состоянии может находиться годами, но дальнейшие расчёты показали, что период полураспада всего 2.3 часа. Для игры можно считать, что учёные нашли конфигурацию ЭМ поля для стабилизации этого состояния.
Тогда получается, что метастабильный гелий - практически идеальное топливо для шаттлов: калорийное, экологичное и использовать проще, чем металлический водород (легче баки и транспортировка от бака к двигателю). Недостаток думаю, только один (по сравнению с металлическим водородом) - гелий более редкий элемент во вселенной.
Второе - аккумуляторы. Они по-любому нужны на кораблях. Особенно учитывая, что термоядерный реактор требует довольно много энергии для старта. Её нужно либо где-то хранить, либо вырабатывать. Как вариант, можно ещё обычный ядреный реактор использовать, но это как-то слишком. Из тех способов, что мне приходили в голову (топливные ячейки, химические аккумуляторы, суперконденсаторы, аккумуляторы на сверхпроводимости) по удельной энергии самыми лучшими могут быть топливные ячейки с предельным значением в 13 МДж/кг для чистой водород-кислородной смеси (остальное сильно хуже). А тут всплыл ещё один вариант, который уже активно развивает НАСА для космических аппаратов - супермаховики. Предельная энергия маховика пропорциональна удельной прочности материала на разрыв. Для современных углеродных композитов эта величина достигает 3-5 МДж/кг, что уже в разы круче любых химических аккумуляторов и вплотную приближается к плотности энергии химического топлива. Более прочные углеродные нанотрубки и графен теоретически способны поднять эту величину до 100 МДж/кг.
Такие аккумуляторы могут выглядеть как герметичные цилиндры, внутри которых на магнитных подшипниках, совмещённых с генератором/двигателем, вращается чётное количество (для компенсации момента вращения) цилиндрических (и не очень) маховиков. Для более манёвренных кораблей такие цилиндры должны быть более вытянутыми, а для больших кораблей могут быть более сплющенными (это связано с нагрузкой на подшипники при не нулевых угловых скоростях). Более того, не полностью заряженные аккумуляторы можно использовать как SAS, если расположить их под разными углами. То есть, перекачивая энергию между "правым" и "левым" маховиком в аккумуляторе, можно получить угловую скорость корабля практически на халяву (исключая потери на преобразование и регулирование).
Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Вторник, 25.11.2014, 13:45 | Сообщение # 1280 |
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Некоторые выкладки по поводу сбора реактивной массы. Приведу тут цитату из первого поста:
Цитата SpaceEngineer ( ) 12) На борту есть специальный бот с раскладываемым конусом-воздухозаборником для забора водорода из атмосфер газовых гигантов (водород - рабочее вещество для главных двигателей). Хотя можно воздухозаборник поставить сразу на основной корабль, за щитом. Щит раскрывается как бутон, вперёд выдвигается конус. Или два конуса выдвигаются по бокам корабля. Можно сделать отделяющимся весь модуль с двигателями и баками, который разворачивает впереди воздухозаборник и летит пополнять запас рабочего вещества, а жилой модуль остаётся в безопасности на орбите.
Вот здесь как раз надо быть аккуратнее: цель-то создать физически правдоподобную конструкцию (а не нечто подобное).
Зададимся вопросом: какая плотность атмосферы должна быть, чтобы собрать приемлемое количество реактивной массы и какая мощность двигателя потребуется боту, чтобы компенсировать торможение о верхние слои атмосферы?
Для начала приведу аналогию: современные реактивные самолеты при атмосферном давлении 1-0.5 атм как раз занимаются сбором кислорода из атмосферы (чтобы тут же использовать его как один из ДВУХ компонентов для топлива в реактивном двигателе). И при этом тратят свой запас топлива, а не собирают кислород и откладывают его в хранилища. И НЕ способны выйти даже на суборбитальный полет.
Но это только аналогия (возможно, с гиперзвуковым прямоточными двигателями картина будет несколько иная). Для отправной точки пока примем, что давление атмосферы, на той высоте, где бот собирает водород, должна быть << 0.5 атм.
Оценим скорость бота, которую ему необходимо будет поддерживать и создаваемую силу трения об атмосферу, на примере Юпитера (судя по ориентировочным данным об экзопланетах, в других системах не редки и гораздо более крупные газовые гиганты):
Масса юпитера: 318,3 массы земли
Экваториальный радиус Юпитера: 71 492 км
Первая космическая: 43 км/с
Но мы возьмем другую первую космическую скорость, потому что 43 км/с - это скорость для высоты на "поверхности" юпитера (за поверхность принимают высоту, где давление атмосферы достигает 1 бар):
Цитата с википедии про атмосферу юпитера:
Цитата В научной литературе уровень давления в 1 бар обычно выбирается как нулевая точка для высот «поверхности» Юпитера. Как и на Земле, у верхнего уровня атмосферы, экзосферы, нет чётко определённой границы. Плотность её постепенно уменьшается, и экзосфера плавно переходит в межпланетное пространство приблизительно в 5 000 км от «поверхности».
Если взять радиус верхней границы атмосферы Юпитера (76 492 км), то получается следующая 1я космическая скорость:
V^2 = G*M/R,
где:
G - гравитационная постоянная
М - масса космического тела
R - радиус
V = 40.7 км/с (для простоты оценки в вычислениях округлим до 40 км/с)
Рассмотрим теперь процесс сбора водорода. Т.к. у нас подразумевается конус, который собирает весь попадающийся на пути водород на скорости 40 км/с, то имеет смысл вычислять тормозящую бот силу не по формулам трения о газовую среду, а просто оценивая расходы энергии на разгон собранного водорода до 40 км/с. (опять же для простоты проигнорируем факт вращения атмосферы).
Если мы не сможем поддерживать указанную скорость, то просто упадем. Существует еще вариант с рикошетом от атмосферы, когда можно влететь в низкие слои по касательной на большой скорости, "срикошетировать" об атмосферу и вылететь обратно (попутно набрав водорода). Но, сам этот процесс будет достаточно коротким, а боту нужно еще как-то успеть металлизировать/сжижить/сжать водород, чтобы собрать приемлемое количество реактивной массы, что в условиях экстремального нырка в атмосферу с сопутствующим перегревом... Технически проще по верху летать.
Посчитаем, сколько энергии потребуется для разгона 1 кг массы (собранного водорода) за 1 с:
Е = m*v^2/2 = 1 * 40000^2 / 2 = 800 000 000 Дж = 800 МДж.
Масса собранного водорода входит сюда как скалярный множитель, так что эту величину можно использовать коэффициент для оценки затрачиваемой энергии по сбору водорода. Уменьшая кол-во собираемого водорода в секунду, мы растягиваем процесс сбора во времени, но суммарно энергию все равно придется затратить ту же самую.
Т.е. чтобы собрать, например, 1т водорода, необходимо разогнать эту тонну до 40 км/с. И на это надо будет потратить 800 ГДж (гигаджоулей). Простого вращения вокруг газового гиганта и ожидания: "когда же там соберется достаточно водорода?" недостаточно.
Еще еще проще:т.к. у нас реактивное движение, то для разгона водорода (который будет использоваться как реактивная масса) до 40 км/с необходимо потратить... реактивную же массу. И тут мы зависим от скорости истечения реактивной массы, выдаваемой нашими двигателями. Если она будет меньше 40 км/с, то мы будет тратить больше реактивной массы, чем собираем. Т.е. мы упираемся в эффективность реактивных двигателей для нашего бота.
Для сравнения, нынешние скорости истечения:
реактивные двигатели: 3-4.5 км/с
ионные: 20-50 км/с (обещают вплоть до 210 км/с)
и т.п.
Еще одно следствие: сами воронки не обязаны быть очень большими. Все зависит от того, какую массу водорода мы хотим собирать в единицу времени. Например, мы готовы ждать месяц, пока бот накопит 1т водорода (допустим, у нас много ботов). Тогда за одну секунду надо собирать:
1000 кг / 1 мес = 1 000 000 гр / 30*24*60*60 с = 0.386 гр/с
Чуть больше 1/3 грамма в секунду. При скорости 40 км/с и радиусе воронки, ну пусть 1 м, бот за одну секунду соберет водород из пространства объемом:
PI*R^2*L = 3.14 * 1^2 * 40 000 = 125 600 м^3 (или 125 600 000 литров)
К слову, при нормальном атмосферном давлении такое кол-во водорода занимало бы объем:
0.386 * 2 (молярная масса водорода) / 22.4 (молярный объем в стандартных условиях) = 4.3232 литра.
p.s. имеет смысл делать воронку равной по диаметру боту, чтобы не тратить энергию на преодоление сопротивления того водорода, который бот НЕ собирает, а просто раздвигает.
Сообщение отредактировал dubor - Вторник, 25.11.2014, 13:47 |
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Среда, 26.11.2014, 10:59 | Сообщение # 1281 |
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| У бота двигатели - термоядерные. Так что теоретически ничто не запрещает такой способ сбора водорода. Как в непрерывном режиме, так и нырками в плотные слои атмосферы с последующим разгоном для выхода на более высокую орбиту. Второй способ скорее всего будет выгоднее, потому что будут большие затраты реактивной массы для вывода набранного водорода с низкой орбиты. Заправочная станция должна висеть на высокой орбите, где-то в районе внешних лун (для экономии реактивной массы прилетающих и улетающих кораблей), а боты от неё будут нырять в гигант с почти параболической скоростью.
Но скорее всего ещё выгоднее будет всё же плавить лёд комет или маленьких ледяных лун на далёких от гиганта орбитах.
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Среда, 26.11.2014, 15:30 | Сообщение # 1282 |
|
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата SpaceEngineer ( ) Второй способ скорее всего будет выгоднее, потому что будут большие затраты реактивной массы для вывода набранного водорода с низкой орбиты.
Не соображу в чем выгода: все равно надо будет разгонять одну и ту же массу до одних и тех же скоростей. Просто в одном случае процесс сбора/разгона будет растянут по времени, а в другом - нет. Энергетические затраты одни и те же.
Меня лично нырки смущают тем, что водород, это газ. А газ в газообразном состоянии занимает очень много места. (К слову, объем знаменитого Цеппелина был 105 000 м^3. В такой объем можно закачать примерно 9.4 тонны не сжатого водорода.)
Следовательно, водород надо сжимать/сжижать. А это сам по себе процесс не быстрый и требующий громоздкого оборудования. И все это на скоростях в несколько десятков км...
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Среда, 26.11.2014, 21:01 | Сообщение # 1283 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Выгода в том, что не надо тормозить сам корабль-сборщик (для перевода на круговую орбиту), а потом разгонять его снова.
|
|
|
| |
| )Gerd( | Дата: Суббота, 29.11.2014, 16:00 | Сообщение # 1284 |
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Украина
Сообщений: 8
Награды: 0
Статус: Offline
| Возможно использовать огромный щит-отражатель, в виде половинки эллипсоида, из множества независимых зеркальных панелей с серебряным покрытием, которые регулируют угол отражения, тем самым предотвращая нагрев конструкции.
|
|
|
| |
| Krep_Kospit | Дата: Суббота, 29.11.2014, 20:52 | Сообщение # 1285 |
Космический турист
Группа: Пользователи
Соединенные Штаты
Сообщений: 39
Награды: 0
Статус: Offline
| А как насчёт забора водорода от того же Осириса и ему подобных? С него же испаряется, вроде как, атмосфера его...
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Суббота, 29.11.2014, 22:59 | Сообщение # 1286 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| )Gerd(, Krep_Kospit, посчитайте, это не сложно. Дано: плотность газа, скорость корабля, диаметр воздухозаборника. Найти: сколько водорода собирается в секунду, в час, за время пролёта. Сколько тепловой энергии выделяется за секунду, какая нужна площадь радиатора для излучения этой энергии. Какое сопротивление будет испытывать вся эта конструкция, сколько энергии и топлива нужно для поддержания скорости/орбиты, и стоит ли игра свеч.
|
|
|
| |
| IvGrad | Дата: Четверг, 04.12.2014, 06:37 | Сообщение # 1287 |
|
Космический пилот
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 126
Награды: 1
Статус: Offline
| Электромагнитная система защиты космических аппаратов от орбитальных осколков
И
Устройство для защиты космических аппаратов и станций от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды
Насколько это применимо для базового корабля/космической станции?
Сообщение отредактировал IvGrad - Четверг, 04.12.2014, 06:39 |
|
|
| |
| ШлаваШлёпкин | Дата: Среда, 24.12.2014, 13:20 | Сообщение # 1288 |
|
Космический пилот
Группа: Заблокированные
Российская Федерация
Сообщений: 108
Награды: 2
Статус: Offline
| Термоэмиссионные источники энергии низкоэнергетических ядерных реакций синтеза с самым большим удельным отношением мощности к массе из всех известных систем.
Получение (трансмутация) химических элементов из воды.
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=4921
Сообщение отредактировал ШлаваШлёпкин - Вторник, 30.12.2014, 00:35 |
|
|
| |
| ruukle | Дата: Воскресенье, 11.01.2015, 12:22 | Сообщение # 1289 |
Космический турист
Группа: Пользователи
Украина
Сообщений: 21
Награды: 2
Статус: Offline
| зацените еще один шип запилил .
кораблик с возможностью посадки или забора реактивной массы из атмосферы.
п.с.
надеюсь не засудят за использование фона 
открывайте в новой вкладке а то тут не видать нихрена
Сообщение отредактировал ruukle - Воскресенье, 11.01.2015, 12:31 |
|
|
| |
| MikailllKavkaz | Дата: Воскресенье, 11.01.2015, 15:22 | Сообщение # 1290 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 239
Награды: 1
Статус: Offline
| Цитата ruukle ( ) зацените еще один шип запилил .
Красиво сделано, и "накладной" щит на варп-двигателе оригинален. Только вот вопрос - вот эта штука если включится не сожгет все что сзади?
Сообщение отредактировал MikailllKavkaz - Воскресенье, 11.01.2015, 15:22 |
|
|
| |
ENG
Новый сайт
