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没有爱泼斯坦引擎的我们要怎样搞星际货运

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标题是the expanse的梗,那在剧中意味着一款黑盒式的小型化大推力还能维持高比冲,拥有魔幻功率密度的聚变引擎。当然在我们真实世界这不太可能出现。
那么如果没有黑盒式的推进引擎,我们真实世界中到底能做出那些可靠的飞船推进系统设计呢?
为了防止一些不必要的未来性争论,这里给出一些大体上的设定参考;不过设定也只是设定,欢迎指出谬误:
考虑到散热系统/发电系统/第一壁的庞大质量,先进聚变堆功率密度也不超过50W/g;采用超导磁体后的聚变堆要实现经济化运行存在的小型化下限大概在kt的级别,意味着采用聚变推进的话整船会是wt级起步的超大型船只;聚变的反应的大部分技术路线已经可行化,但是所需输入能量越高的反应或许需要更大的重量去建堆维持约束;存在聚变直喷技术,但是如何约束聚变加热后的等离子体需要的磁场会是大问题
结构材料最高承受温度约4000K,意味着即使以氢为燃料热火箭排气速度也不会超过10km/s
利用超导磁场能够造出一些可变比冲/推力且功率非常诱人的电推系统


IP属地:广东来自iPhone客户端1楼2019-02-06 18:12回复
    而既然是说货运了,总得举些例子吧,不仿考虑以下情景下该用怎样的飞行器完成任务:
    1.原材料/大宗商品货运(要求飞船有较大运量)
    2.工业产品货运(要求足够快的到达速度以追赶市场预期,以及尽可能大的运量)
    3.载人客运(尽可能快!同时需要有足够大的生活舱保证乘客旅途愉快)
    4.大气层内往返运载(需要高推力和考虑船体散热)
    5.近星球轨道快递/近地空间站补给(需要快速反应,快速到达,可能需要进出大气层)


    IP属地:广东来自iPhone客户端2楼2019-02-06 18:30
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      2025-12-10 17:09:47
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      大的参考数据:可变比冲磁等离子体火箭,即VASIMR。在都用超导和直接用核聚变作为加热源的前提下。
      如果要达到3万至5万秒比冲,由于散热的限制,以及膨胀尺寸的限制,喷管长度不会小于二百至五百米,直径不会小于20米。如果要增大推力,长度和直径都要增加。
      如果是10万秒比冲,喷管长度更大,千百米是免不了的。
      更精确的尺寸我还没有估算,要放在很以后的做帖子计划了。





      IP属地:贵州3楼2019-02-07 00:42
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        其他方法不考虑一下吗?光帆加超大功率激光器组合?
        大宗原材料运输既然不太在乎时间,而且一般航道固定,那光帆应该是可以用的吧?


        IP属地:广东来自iPhone客户端4楼2019-02-07 10:30
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          霍尔电推就是5000秒比冲封顶。。。比冲有点伤,而且还得用氙这种比较稀少的资源。
          当然,如果能加大霍尔电推的单位面积推力,热负荷就会增大,就可以引入再生冷却设计,这样就能拓宽推进剂的使用范围,不止用氙(为什么要用氙就是因为氙第一电离能低,这样能降低电离工质的浪费,而总再生冷却可以把废热利用起来,也就减小能量浪费。)


          IP属地:贵州来自Android客户端6楼2019-02-07 15:38
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            用激光帆可以吗


            IP属地:江苏来自Android客户端7楼2019-05-07 17:38
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              第四季里有一小段反应堆内景,是惯性约束式反应堆


              来自手机贴吧8楼2020-06-17 05:40
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