太空征文附件——太空常速动力系统

periscope

本文讨论的是在牛顿力学的范围内（v<=(1/2)c），太空所用的常规动力系统。由于本人没有对亚光速、光速、空间扭曲等相对论学习过，缺乏其理论基础，所以这些方面就无从下手了，见谅。

一、化学能动力系统（火箭引擎）
    化学能动力系统，是一项很古老的技术了。通过氢＋氧组成燃料，实现了人类的太空梦想。时过境迁，这项技术虽然已经过时，但由于其引擎简单、廉价、体积和质量都可以做的很小，因此被广泛应以于个人飞行器（太空服）动力、常规探测（导航）卫星、太空广告牌、短程运输等等民用技术上，同时其引擎也是常规裂变动力系统的“点火器”（下面说明）。在军事上用于常规导弹或者制导炮弹的动力系统，此外还可以作为一种应急能源，用于应急发电，或者在飞船上提供应急动力。

二、电磁隧道系统（星际高速公路）
   在太空大开发的前百年中，由于不断的需要化学能动力用于运输，其资源消耗很大；加之越来越的的太空垃圾出现，严重影响了运输的安全性，运输成本开始成倍的彪升。为此科学家们一直在探索新的运输方式，参考了地球上高速公路系统，研究出一套“星际高速公路”。本系统是通过建造大规模的电磁隧道，实现在太空高效、安全、节能的运输环境。隧道是由电磁感应线圈组成（参考电磁感应现象），整个系统由一段段分离的隧道连接，通过激光矫正、自身动力，实现整体的贯通。之所以没有将隧道连接成整体，是因为其一整个隧道由于行星公转和自身的公转，需要不断改变自身状态，以实现运输方向的准确；其二方便将不同尺寸的隧道连接成整体，实现干线和支线的方式，节省资源；其三方便各种运输工具（包括战舰）进出隧道道，不需要单独在隧道壁上开口子，影响其稳定性。隧道外壁由可拆卸的高强度复合材料组成，很方便更换；每条隧道有一组太阳能发电系统，实现自给自足；中间的夹层是电磁感应线圈，提供动力；内壁使用的是常规材料，可以挂灯箱、指示牌、动画广告等等交通、商业元素；同时每个隧道还有处避难所，以供不时之需。凡是要进入隧道的飞行器，都需要安装电磁系统（其实就是电磁铁），当然这系统已经被政府强制执行了，几乎所有的民用或者军用飞行器都有安装。

三、裂变动力系统（压燃式）
    这套系统通过裂变元素（比如钚）通过可控裂变反应，实现动力输出。裂变物质通过粉碎手段，制造成颗粒，装入容器的各个隔栏，以保证其安全性（防止进入临界质量）。引擎主要是由存罐、电磁引导器、点火器、反应室（压然室）、增压室、喷口组成。工作原理是，存灌中的裂变颗粒，通过电磁力引导，进入反应室；当反应室的裂变物质的总量到达临界质量时（由于分散在空间，不会发生裂变反应），点火器通过燃烧液氢＋液氧（也可以是其他氧化剂＋还原剂）产生的大量高压气体，由反应室四周的气孔喷射而出，将分散在其中的裂变物质紧密的聚集在一起，发生裂变反应；反应物质通过增压室到达一定压力后，由喷口排出。这种引擎技术已经非常成熟，体积、质量小，广泛运用于各种民用飞行器，在军事用过各种小型或者中型飞行器，某些远距离高速导弹（炮弹）也用该引擎。

四、聚变动力系统
1、 裂燃式
    裂燃式聚变引擎其原理是通过裂变形成的高温，使得聚变物质（使用的是氕、氘、氚）发生聚变反应，产生巨大的动力。引擎主要是由存灌、压力引导器、裂变系统、裂燃室、增压室、喷口组成。工作原理是聚变物质由压力引导器进入裂燃室，裂燃室的工作原理其实和裂变引擎的压燃室类似，只是其中多了聚变物质；裂变系统将裂燃室的裂变材料反应，形成高温环境，从而引发聚变反应；反应物质通过增压室到达一定压力后，由喷口排出。此引擎动力强大且持久，但由于体积、质量较大，通常用于远程运输、空间站、军用大型战舰等等大型飞船。

2、 引燃式
    引燃式聚变引擎是项新科技应用，其核心是利用中子态物质产生的超高引力，将氕、氘、氚的原子拉进原子核，产生聚变反应。原裂燃式引擎的裂变系统被取消，裂燃室该成，由一小块中子态物质为核心的引燃室，其他地方不变。引燃室的工作原理类似于地球上古代使用的汽油机，将聚变物质压入室内，被中子态物质引燃（相当于打火器），其他部件的工作方式不变。此引擎结构紧凑，体积小、聚变效率高，但质量非常大，加之中子态物质制造工艺复杂，引燃室品质要求苛刻（否则由于超引力而发生崩塌，造成事故），只有少数新型战舰在使用。

五、反物质动力系统
    反物质动力系统是一项尚在试验中的引擎系统，其原理是通过正反物质的湮灭反应产生动力，根据能量方程E=mc^2，其能量是不可思议的。由于此技术尚处保密中，只有些非常零碎材料，通过这些材料分析，由于湮灭反应的最终产物是光子，而如果让产生的光子直接释放出去，那整个舰船就跟超新星一般，亮的惊人，不但会干扰其他船只，而且在军事上也无隐蔽可言，因此在引擎中使用了光子加热系统，相当于太阳能加热系统，将其他介质加热后高速喷出。该引擎主要是由反物质存灌、正物质存灌、电磁力场控制器、反应室、喷射系统组成。试验生产出来的反物质都是带有极性的，可以通过电磁力场悬浮在容器内部；同时也利用电磁力场进入反应室，与正物质发生反应，产生能量。资料只有这些，但可以想象由于反物质的生产、储存、使用都是非常危险的，加之反物质难以获得，估计需要相当长的一段时间才能公布这些信息。据称有少数原型机（舰）正在使用该引擎，由于属于军事机密，外界不得而知，相信不久以后会有这些原型机（舰）的信息。

[ 本帖最后由 periscope 于 2008-7-9 19:17 编辑 ]

猪样年华

关键是星际旅行的实现

bzaku

出去一天，刚刚回来，很好的作品，若能画几张简易图相配可以直接作游戏设定或卡通设定了。

periscope

其实这些动力引擎在现实世界中已经有理论基础了（参考原子弹和氢弹的引爆原理），只是受到现有条件的制约（比如反应室的外壳强度、耐高温性），而没有出现，但是研究早已开始，已经出现了利用可控（微强度）裂变反应产生的粒子，来推动飞船飞行的原型引擎。其引擎加速度虽然比不上化学能引擎，但是很持久，可以达到很高的速度。所以这些引擎的出现也是必然的。

这里再补充下Si族的核动力引擎特点
Si族的说明http://bbs.deeptimes.org/forum.p ... &extra=page%3D1

裂变动力系统——融燃式
由于Si族的生存环境温度很高，所以绝大多数金属都是液态，同样用于裂变反应的重要原料“钚”（熔点640℃，沸点 3234℃）也是液态的。这样无论是提炼还是使用都非常高效（液体的提炼要比固体或者气体都更容易控制和提纯）。该引擎没有“打火器”，采用的是压力引导器来控制反应强度。引擎结构是由，分格式液体存灌、压力引导器、反应室、增压室、喷口组成。反应室的特点是由3个或者多个喷孔将液态钚喷射到反应室中央，互相融合产生裂变反应，其效率很高。由于没有压燃式的点火系统，因此体积更小，加之钚提炼技术高超，以至于化学能引擎几乎绝迹，包括导弹和炮弹的引擎也如此。虽说Si族的激光武器先进，但不代表没有实弹武器，而且核材料获取比人类容易的多，因此其族的核武器已经非常普及。只是由于激光技术更加出色，而且可以解决绝大多数作战，以至于人类在经历某次核打击之前，一直以为Si族没实弹类武器。

聚变动力系统——激光反应
用激光来控制聚变反应，这个其实在现实世界中，已经出现原型反应堆，目的当然是可控聚变反应，彻底解决人类的能源危机（氕、氘、氚在水中含量很高）。当然这里的Si族激光技术了得，使用激光聚焦产生的高温来诱导聚变反应就不是登天之举了。该引擎和引燃式聚变引擎类似，只是引燃室换成了由经过特殊处理的金刚石阵列，组成的激光反应室。启动方式是很特别，他是利用飞船自身的激光发生器来运行。过程如下：

首先由自身电力系统（主要是太阳能硅电系统）控制外壳阵列，再由激光发生器产生高强度恒星激光，通过内部光学系统传导到激光反应室，最后由反应室内的金刚石阵列聚焦。产生极高的温度，从而引发聚变反应。

这种引擎于引燃式裂变引擎的体积差不多，但质量却小的多。理论上可以用于各种民用和军用飞行器，但是由于聚变材料的存储要求苛刻（想象他们的环境温度），需要很完备的冷却系统，民用飞船上面装不起；加之需要恒星激光启动，所以只用于军用飞船。通常飞船上还有一套裂变引擎，防止在恒星光能不足，或者外壳、发生器故障而不能启动聚变引擎的危机情况下使用。

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不用加分了，这个只是上文的补充，加分影响不好。

[ 本帖最后由 periscope 于 2008-7-15 18:08 编辑 ]