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楼主: 常长真臻

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

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 楼主| 发表于 2009-10-23 12:40 | 显示全部楼层

巴萨德星际冲压发动机(Bussard ramjet

 

除此以外,还有一个比它们更猛的。它是阿尔法和欧米茄,它是开始和结束,它就是更加惊天地、泣鬼神的巴萨德冲压发动机(Bussard ramjet)。

茫茫星际飞行中,传统观念上,你想飞的越快,你携带的燃料必需越多,那么飞船就要越大。而飞船越大,消耗的燃料就又越多。。。如此恶性循环下去。但是想象一下,如果你不需要携带燃料就能进行星际飞行,那么,那么就来看看这个巴萨德星际冲压发动机的概念吧。

 

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

这种星际冲压发动机由美国物理学家罗伯特·巴萨德(Robert Bussard)在60年代最先提出。这个天才把核聚变跟冲压发动机两个概念结合在一起,提出在星际飞行中,直接依靠捕获太空中的氢原子来作为核聚变的原料,不断的进行核聚变反应,从而推动飞船飞行。

 

 

 

猎户座和代达罗斯这两个虽然变态,但它们都需要自己携带大量的燃料,其中的代达罗斯5.4万吨重,其中5万吨的全是燃料。它们燃料用完了,只能成为一艘幽灵船在太空中飘荡。而采用星际冲压发动机的飞船不仅灵活,而且也解决了燃料的问题。因为氢在星际中到处都是,飞船所要做的,只是在飞行途中,不断把它们收集起来,然后送进核聚变反应堆里就可以了。所以理论上,使用巴萨德星际冲压发动机的飞船,它的航程近乎无穷无限。。。

 

只不过这个巴萨德发动机从一开始就有不少问题。通过计算发现,高速航行时,星际空间中每立方厘米大概只有一个氢原子,要想得到理想中的1g加速度,一个1000吨的飞船前面需要有1万平方千米面积的漏斗型收集器才能收集到足够的氢原子。而这个1万平方千米的结构用1毫米厚的聚酯薄膜制作的话也要250000吨重,这实在是太重了。如果进入密度高的星云里,每立方厘米大概有100个氢原子,这样漏斗的面积只需要原来的十分之一。

一个解决的办法是在飞船前面用高能激光把氢原子轰击成离子,氢离子由于带电性,所以可以用磁场把它们收集起来。由于用的是电磁场收集而不是原先的机械式,所以前面的收集器不需要是固体,可以是张网。而且电磁场的影响范围远大于最初的漏斗,所以这个收集器的面积也就不需要那么大。

 

只不过这个巴萨德发动机从一开始就有不少问题。通过计算发现,高速航行时,星际空间中每立方厘米大概只有一个氢原子,要想得到理想中的1g加速度,一个1000吨的飞船前面需要有1万平方千米面积的漏斗型收集器才能收集到足够的氢原子。而这个1万平方千米的结构用1毫米厚的聚酯薄膜制作的话也要250000吨重,这实在是太重了。如果进入密度高的星云里,每立方厘米大概有100个氢原子,这样漏斗的面积只需要原来的十分之一。

一个解决的办法是在飞船前面用高能激光把氢原子轰击成离子,氢离子由于带电性,所以可以用磁场把它们收集起来。由于用的是电磁场收集而不是原先的机械式,所以前面的收集器不需要是固体,可以是张网。而且电磁场的影响范围远大于最初的漏斗,所以这个收集器的面积也就不需要那么大。

 

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

飞船前面的电磁大漏斗在星际飞行中,不断收集宇宙中的氢作为它的燃料。

 

 

即便如此,启动这个电磁收集场和激光的巨大能量来源就是个问题。而且磁场的磁力线在漏斗型进气口聚拢的时候,它反而会把收集到的氢离子弹开而不是继续吸入,就成了一个电磁颈瓶。解决办法是把电磁场关闭,等收集到的氢被吸入后,再启动电磁场继续下一个循环。而把巨大能量的电磁场脉冲式的启动、关闭、再启动,这种应用方式本身就很有难度。
 

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

倘若飞船以1g的加速连续飞行12年,它就能飞行大约10光年的距离。爱因斯坦的相对论就指出,物体的速度越快,时间就越慢。所以对上面的船员来说,他们只感觉到时间“仅仅”过了5年。倘若飞船继续加速飞行,当飞船飞越100000光年距离,也就是说地球上过了100000年,里面的船员只感觉到时间过了31年!!!也就是说,这种无限航程无限加速的飞船,是一种真正的能进行跨星际飞行的飞船!!!!所以巴萨德发动机的诱惑力是非常非常大的。

 

因为收集到的绝大多数只是普通的氢,相较于氘和氚,氢更难被诱导聚变。星际中还有不少的其他原子,它们对聚变有什么影响也不清楚。由于巴萨德发动机只有在飞船移动的足够快的时候才会开始有效工作,所以需要有个二级助推系统,先把飞船加速到光速的6%这个临界速度。

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

使用巴萨德引擎的飞船,首先自身携带氢燃料把自己加速并飞出太阳系。之后打开前面的电磁场“进气道”不断的收集宇宙里的氢,并把燃料箱储满以作备用。到达目标行星后调转头部,把喷口朝前用于减速,之后进入行星的轨道。若要离开轨道,直接点燃发动机加速,就能离开了。所以使用巴萨德引擎的飞船是种很“灵活”的飞船。

 

之后Alan Bond1974年提出了一个改进型的方案,成为冲压增强型星际火箭(Ramaugmented interstellar rocketRAIR)。他绕开了聚变反应的一系列问题,直接把收集到的氢作为同其他物质一起反应的反应料而不是唯一的燃料。氢原子被电离后失去电子而成为一个质子,在发动机内部氢离子先被减速到1百万电子伏特(1 Mev),之后让它轰击锂-6或硼-11。由于锂-氢或硼-氢反应更容易被诱导聚变,而且释放的能量比其他类型的聚变反应产生的能量更多。之后能量跟收集到的物质流一起从反应堆里流出,从而使它们被加速,从喷口高速流出产生推力。而最初让物质流减速制动形成的能量也被加入到喷口喷出的物质流里。


 

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

(图文并茂5)冲压发动机界的恐龙、哥斯拉以及宇宙哥斯拉

这时另外的一些使用催化剂的方案。

 

 

甚至还有人设想了一种更高效率的催化型RAIR,使用反物质。通过反物质湮灭产生的能量比核聚变更高,所以这种反应产生的效能更高,但缺点是要携带大量的反物质。

 

    总而言之,这个巴萨德冲压发动机的概念是天才的,但问题不少。相较于前面的猎户座和代达罗斯两个暴力计划,他们俩至少从理论上是可行的。而巴萨德却仍然有不少的路去克服。

(完)

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 楼主| 发表于 2009-10-23 12:42 | 显示全部楼层
好了,这部分终于结束了,前几天美言服务器发羊癫风,不能上传图片,今天终于补全了。
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发表于 2009-10-23 13:09 | 显示全部楼层
精彩!ding
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发表于 2009-10-23 16:06 | 显示全部楼层
 尊敬的常长真臻 ,没有征得您的同意,我将此贴转至中华网!敬请谅解!如有不适,请通知在下!
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匿名  发表于 2009-10-23 18:12

后面的啥时候发嘛

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发表于 2009-10-24 00:24 | 显示全部楼层
楼上的,你这是先斩后奏呀。转的时候,要严重,鲜明地标注是常大的作品才行呀!!
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发表于 2009-10-24 21:25 | 显示全部楼层

看来最后这个才是真正的终极宇宙哥斯拉.

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 楼主| 发表于 2009-10-25 06:57 | 显示全部楼层
转贴的话要有署名就可以了。但上次有人转我的贴,既没署名,还对我的帖子东删西删,整成一个阉割版的,那就实在是无语了。
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发表于 2009-10-25 10:08 | 显示全部楼层

科普,要顶!

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murong1210 该用户已被删除
发表于 2009-10-25 10:26 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
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发表于 2009-10-26 16:08 | 显示全部楼层

= =疯狂地进化吧.....

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发表于 2009-10-27 21:40 | 显示全部楼层
老常 多发贴啊  我给你西洋参
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发表于 2009-10-28 16:21 | 显示全部楼层
好文章,学习了。很值得我国军工研究学习呀!
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发表于 2009-10-28 19:28 | 显示全部楼层
神啊, 地球上居然还有如此怪兽存在过。

随便那个国家, 只要能造出来, 直接升级到球长。
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发表于 2009-10-30 17:11 | 显示全部楼层
邪恶是赞美...都不能形容了...
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发表于 2009-11-2 23:02 | 显示全部楼层
我顶~!我再顶。。。。。不能让这贴子沉鸟。。。。。
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发表于 2009-11-4 12:48 | 显示全部楼层
多谢楼上的,不然俺看不到!
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发表于 2009-11-7 21:18 | 显示全部楼层
刚来的,开了眼界,哈哈
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发表于 2009-11-8 10:48 | 显示全部楼层
老常啊,都11月了该有新东西了吧,我等的雪都快下了。。。。。。。。。
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发表于 2009-11-13 21:29 | 显示全部楼层
神话 传说 迷恋 哈哈 高人 加点氢就人格裂变哈哈
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