поиск по блогу
мерки


Rambler's Top100

Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет



Индекс цитирования


Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2009-2099 www.oznob.com All Rights Reserved.

Физика и метафизика неопознанных летающих объектов

Законы физики, которые я имею в виду, изучаются в любом учебном заведении и лежат в основе автомобильной, космической и атомной ЭнЭлошечкатехники. В их число входят элементарные законы небесной механики и физики, а также частной теории относительности. Перечислю некоторые из этих законов:
1. Каждое действие должно вызывать равное и противоположно направленное противодействие;
2. Каждая частица во Вселенной притягивает другую частицу с силой, пропорциональной квадрату расстояния частиц и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними;
3. Справедливы законы сохранения энергии, массы и количества движения;
4. Никакое материальное тело не может иметь скорость больше скорости света;
5. Максимальная энергия, которой может обладать тело с массой покоя т, равна Е = тс2, где с — скорость света.

Если кто-нибудь вздумает отбросить эти законы, я не буду спорить. Посмотрим, однако, к каким следствиям можно прийти, если принять их.
ПРИНЦИПЫ ПОЛЕТА — СКОРОСТЬ, ЭНЕРГИЯ,
ТЯГА
Законы небесной механики, которые управляют полетом тел под действием силы тяжести, были провозглашены И. Ньютоном в 1687 г. Они до сих пор незыблемы
для скоростей движения. При больших скоростях мы должны использовать нововведения А. Эйнштейна, т. е. уравнения теории относительности.
Динамика полета ракет интенсивно изучалась за прошедшие 40 лет. В таблице приводятся численные значения скоростей, относительной энергии и продолжительности полета различных гипотетических экспедиций.
Необходимой скорости можно достичь постепенно, при ускорении а, которое в поле тяготения равно:
а = (тяга — вес)/масса.
Вес корабля не играет роли, когда он в космосе, но важен при запуске и посадке. Вся генерируемая энергия тратится напрасно до тех пор, пока тяга не будет больше веса корабля.
Космический корабль может развивать тягу только теряя массу. Растрачиваемая масса состоит из частиц вещества, скорость которых меньше скорости света, или фотонов, которые движутся со скоростью света. Тяга равна:
F ~ m-vu,
где т — секундный расход массы, vu — скорость истечения вещества относительно ракеты.
Пусть v — скорость ракеты в неподвижной системе координат, S = v/vu и R — отношение начальной массы к конечной. Если отсутствует тяготение, a vu Л = es.
Скорость v может превысить vu, но R станет практически слишком большим, если S достигнет 2. В многоступенчатых ракетах S может достичь 5.
Возьмем для примера космический корабль «Аполлон». Он предназначен для доставки трех человек на орбиту вокруг Луны, прилунения двух из них и .возвращения всех на Землю за время около одной недели. Характеристики корабля: высота 110 м, масса на стартовой площадке 3000 71, начальная тяга около 3,3 т (3,ЗХЮ7 ньютонов), начальное ускорение 0,15 g, ускорение после сбрасывания первой ступени 4 g, расход топлива первой ступени 14 т/сек в течение 150 секунд, скорость истечения вещества
относительно ракеты 2,5 км/сек, масса возвращающегося на Землю отсека 5,4 т.
Итак, требуется 550 кг стартовой массы на каждый килограмм, запущенный к Луне и возвращенный обратно. Это отношение масс значительно возрастет для любой подобной экспедиции даже к* таким близким планетам, как Марс или Венера. Одной единственной ракеты «Сатурн-5», несмотря на ее большие размеры, для осуществления такого путешествия недостаточно.
Пилотируемые межпланетные полеты будет очень трудно осуществить с помощью ракет, работающих только на химическом топливе. Поэтому сейчас исследуются .возможности использования ионных двигателей и атомных энергетических установок, когда космический корабль будет выведен химическими ракетами на межпланетную орбиту.
Значение vu при химических реакциях мало (около 8хЮ-6с). Теоретически можно использовать ядерные реакции для достижения более высоких скоростей. Продукты деления U235 имеют скорости порядка 0,03с. Если удастся осуществить термоядерную реакцию синтеза водорода в гелий, то скорость гелия составит 0,12с. Останется чисто практическая проблема — проблема разлетающихся во всех направлениях продуктов синтеза.
В случае фотонных ракет при реакции аннигиляции фотоны гамма-излучения со скоростью света разлетаются во всех направлениях. Если это излучение сфокусировать, а эффективность процесса будет 100-процентной, то выполнимо следующее уравнение:
R = У1 — г;2/с2.
Путешествие к другой звезде и возвращение обратно потребует двух ускорений и двух замедлений. Общее отношение масс должно быть Q = R4. Для v = 0,5с, Q = 9, для v = 0,9с, Q = 361. Если же экспедиция посетит три звезды и вернется обратно, то отношение масс достигнет R8.
Тяга при использовании
аннигиляции равна F = тс, где т — скорость аннигиляции. Мощность равна Р = = т • с2. Отношение мощности к тяге составляет P/F = = с, и 3 X Ю8 вт должно генерироваться на каждый ньютон тяги.
Для взлета с Земли космического корабля массой 5000 кг (вес 49 000 ньютонов) с ускорением 1 g потребуется мощность около 3 X 1013 вт. (Это почти в 30 раз больше мощности электрической энергии, вырабатываемой сейчас во всем мире.) Если бы 3 X 1013 вт излучились с площади 10 м2, то температура поверхности, согласно закону Стефана — Больцмана, достигла 85 000° С. Необходимы рефлекторы, чтобы отбросить излучение назад, но они испарились бы, поглотив всего лишь 1% излучения. На эту фундаментальную трудность межзвездных полетов указал в 1952 г. JI. Шеферд.
Возможность использования межзвездного вещества в качестве топлива была исследована Дж. Пирсом и оказалась неосуществимой.
Мы предположили выше, что сможем управлять превращением массы в энергию (в том числе делением и синтезом ядер и аннигиляцией) с помощью оборудования, вес которого ничтожен. Даже если это удастся сделать, все равно останется основная проблема фокусировки движений частиц или излучения. При требуемых скоростях частицы или излучения взаимодействовали бы с атомами корпуса ракеты; от них нельзя так легко избавиться, как от продуктов сгорания в двигателях, работающих на химическом топливе.

Оставить комментарий