Но он не бесплатный. Потеря массы всё же достаточно быстрая, хотя и медленнее, чем по формуле Циолковского, так что применять этот способ следует в оправданных случаях, когда уже нельзя воспользоваться существенно более эффективными "упругими" методами разгона, (при которых масса ракеты вообще не расходуется, и стало быть, удельный импульс, по отношению к этой массе, бесконечен).
У этого способа есть, однако, один плюс: он может работать и в том случае, если "снаряды" вообще неподвижны. То есть пушки вообще может не быть, а есть просто какие-то неподвижные тела, кусочки кометы например. И если мы всё же каким-то образом сумели разогнать ракету до значительной скорости (например, в гравитационном поле Солнца или хотя бы Юпитера), то дальше мы сможем увеличить эту скорость в 2–3 раза.
Скорость ракеты в системе отсчёта снарядов в любом случае будет удваиваться при уменьшении её массы в 10 раз. Это в принципе похоже на воздушно-реактивный двигатель, только скорости здесь могут быть порядка тысяч км/с, и удельный импульс топлива тоже будет того же порядка.
***
…на этом, пожалуй, пока закончим эту главу.
В главе 4 мы продолжим рассмотрение кинетических двигателей с внешней подачей топлива и энергии, а затем покажем, а где же эту энергию брать, без термоядерных реакторов и электромагнитных пушек; причём, оказывается, что энергии можно получить очень много (прочитав главы 4 и 5, вы навсегда измените своё понимание значения слова "много"…).
Ядерные и луце-ядерные двигатели рассмотрим, возможно, в главе 5; а до фотонной пушки и межзвёздных перелётов со скоростью 0,5с доберёмся, наверно, ещё не скоро, в части 6-й или 7-й…
(с) Алексей Полюх, 16 июля 2022 г.
Глава IV.
Гравитационные электростанции в Солнечной системе. Получение энергии для двигателей с внешним топливом. Технология получения и использования Луца. Удельный импульс топлива 50-100 км/с.
1. Некоторые дополнительные вопросы
В главе 3 мы уже рассмотрели, что такое "упругие" и "неупругие" кинетические двигатели — твердотельные, газовые и магнитно-плазменные.
На всякий случай напомню, что все они работают на "искусственных внешних ресурсах" — проще говоря, используют специально подготовленные тела, которые прилетают в точку встречи с ракетой извне; в частности, это могут быть микро снаряды, выпущенные из пушки, хотя не обязательно. Эти тела могут быть неподвижны в какой-то системе отсчёта, важна только относительная скорость встречи ракеты и снаряда.
"Упругие" варианты лучше, поскольку ракета вообще не тратит собственное топливо на разгон. Но, они могут разгонять ракету только до тех пор, пока скорость снаряда больше скорости ракеты не менее чем на 2–3%.
"Неупругие" (то есть с затратой собственного топлива для получения импульса, за счёт энергии, полученной извне) — могут работать при любых скоростях, но ракета при этом теряет массу, хотя и медленнее, чем по формуле Циолковского. Удельный импульс таких двигателей непостоянен, и всегда равен 30–35 % от разности скоростей снаряда и ракеты. В частности, если ракета летит достаточно быстро, то внешние тела могут иметь небольшую скорость, важна только разность скоростей. Если скорость ракеты относительно (летящего ей навстречу или неподвижного) снаряда равна 1000 км/с, то удельный импульс такого двигателя будет 300 км/с.
Дальше мы посмотрим, где можно бесплатно получить такую начальную скорость, но сначала надо обсудить пару технических вопросов.
1.1 Регулировка
тяги газового упруго-кинетического двигателя.
Как попасть микро снарядом в сопло двигателя, мы рассмотрели. Но, помимо этого, необходимо иметь возможность регулировать вектор тяги двигателя в некоторых пределах (хотя бы на 2–3% по величине и 1–2 градуса по направлению), для корректировки положения и скорости самой ракеты.
Наиболее быстрый способ это делать — за счёт изменения геометрии внешней части сопла. Если сопло будет иметь подвижные "лепестки", составляющие 10–20 % от общей площади сопла, то этого будет достаточно для мгновенной регулировки вектора тяги в небольших пределах. В случае магнитного сопла для этого придётся менять конфигурацию поля, или смещать и поворачивать всё сопло целиком или его части.
Для регулировки тяги в более значительных пределах, или полного выключения двигателя, также есть несколько разных способов.