[原创]GUNDAM世界中的能源探讨

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最初由 mcv 发布

后面是错的，Gundam在本质上不需要可以燃烧的推进剂。

嗯……所以说燃料殉爆不可能产生核爆的效果啊……

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最初由 solidsnake 发布

从这两份资料可以看出，M氏核融合炉的工作原理就是以M为介子的触媒核聚变，并受到M的约束，由于M的存在使得核聚变在低温甚至常温下的反应成为可能，而且反应的原料是被分成很小的份慢慢送入核融合炉的。被直击后，由于作为触媒和进行约束的M的流失，外加反应物质少，聚变反应会停止，而即使是MEGA粒子炮也不可能提供引发核聚变所须的高温……
可以看出，核融合炉是非常安全的。另外从ホーガン的话中也能看出早期核融合炉也是很安全的（看那段话总觉得是在指08……）。即使MS小型化后，大规模应用的近战兵器会有这样的问题存在也是很不合理的，这无异于一群核弹，如果有谁“失手”击中核融合炉的话就都玩完了……
当年美国人开发核动力轰炸机，计划进行的相当顺利，但最终还是被放弃了，原因就在于这东西无意于飞在自己头上的核弹……
PS：光头自己也对V很不满……

这个……没有看太明白……因为热核聚变产生的能量在Q>>1的时候是可以引起连锁反应的，所以理论上来讲，如果反应炉被破坏，本来用于分隔核燃料的机制被破坏掉，那应该可以造成连锁反应而使所有核燃料进行失控的连锁反应而产生核爆……关键问题在于反应炉被摧毁的瞬间会不会造成一个可以引发失控连锁反应的条件。

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最初由 iliiad 发布

这个……没有看太明白……因为热核聚变产生的能量在Q>>1的时候是可以引起连锁反应的，所以理论上来讲，如果反应炉被破坏，本来用于分隔核燃料的机制被破坏掉，那应该可以造成连锁反应而使所有核燃料进行失控的连锁反应而产生核爆……关键问题在于反应炉被摧毁的瞬间会不会造成一个可以引发失控连锁反应的条件。

被击毁的瞬间，因为反应炉内部的燃料很少，达不到链式反应的要求，而且提供反应环境的M会大量流失，反应环境不符存在，也使得反应不会继续，而也没有任何常规武器能够提供氢弹链式反应所须的高温高压……
核燃料应该会有妥善的防护……

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最初由 slash[sal] 发布

很可惜，小生学空气动力学出身，专业中也涉及了一些热力学，但还没听说过“热”这个衡量温度的名词可以直接转换成“推力”这个机械能范畴的名词。核技术发展到现在，哪怕是核潜和核航母，都是以核反应堆为核心，由产生的高温加热液态水产生蒸汽来推动轮机组和发电机以及螺旋桨系统的，还没有见过直接把“热”应用到机械力上的实例。鄙人所学的知识中，除了在大气层中飞行的空气动力学，还有火箭弹道学，但无一例外地对推力的描述都是由可燃烧膨胀的工质在燃烧后以燃气流方式向后排出，因牛顿力的作用与反作用定理，向后排出的燃气对飞行器本身产生向前的推力，使飞行器能向前方飞行。此外，GUNDAM的相关作品中都可以找到诸如为MS加注推进剂/燃料之类的描写，也有燃料被引燃发生爆炸事故的描写（《0083》中巴宁上尉的79N型事故）。
如果兄台想用DOM的气垫装置来反驳的话，别忘了，DOM的气垫装置设计时是以使用高效低消耗型的热核引擎为标准的，以下摘自MS-09R的描述“机体脚部和背部的喷射引擎也进行了调整，换成了热核动力的喷射引擎。这种设置的优点是燃料消耗量比化学燃料式引擎要小得多。采用了这种设计是机体的最大推动力和CMP（战斗最大出力）比MS-06F要大得多，同时使用了这种引擎的MS成为了只能用在宇宙的MS。”可见实际上MS的推进系统还是传统的火箭推进器加常规推进剂的组合，而使用热核引擎仅仅是在热-机械功转换的效率上提高了，达到了减少燃料消耗的目的，并非装备了核反应堆或者热核推进器，MS只要靠产生的“热”就能飞行。只要牛顿定理不能推翻，推力就一定来自于产生它的工质，而不是温度概念的“热”。
科幻虽然带有浪漫色彩，但科幻也因为有着科学性这个条件，不可能完全的天马行空，至少向热直接产生推力这种想法，恐怕是没法站在科学的基石上的吧。

当然不是用“热”本身来产生推力，而是用“热”来加热本身并不燃烧的推进剂并喷射出去来产生推力。在大气层内可以用空气和水来当作推进剂。

官网上对UC中推进系统的详细说明
http://www.gundamofficial.com/worlds/uc/background/glossary_technology.html#propulsionsystems

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propulsion systems

The mobile suits and vehicles of the Universal Century use a variety of propulsion mechanisms. The most basic is a chemical rocket engine similar to those used in modern spacecraft, which uses a chemical reaction to ignite its propellant and generate thrust. A more efficient alternative is the thermonuclear rocket engine, which uses the thermal energy of a fusion reactor to heat the propellant to a far higher temperature than in a chemical rocket. The greater temperature means higher exhaust velocity, so the thermonuclear rocket requires less propellant to obtain a given amount of thrust. This is the standard propulsion system used in mobile suits and space warships.

The basic principle of the thermonuclear rocket engine can be used in other types of propulsion system. The thermonuclear jet engine draws in air from the atmosphere, and heats it to create thrust. Similarly, amphibious mobile suits use a thermonuclear hydrojet engine which runs on water. Some mobile suits and vehicles are even equipped with hybrid engines which can function as either rockets or jets, consuming propellant or air as circumstances permit.

至于科幻不科幻什么的，俺个人认为严格意义上来讲Gundam本就不能算作科幻……而且如果想要在现实科学中站住脚，首先那些什么M粒子，N-Jammer，Mirage Colloids之类的就说不通了……

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最初由 iliiad 发布


当然不是用“热”本身来产生推力，而是用“热”来加热本身并不燃烧的推进剂并喷射出去来产生推力。在大气层内可以用空气和水来当作推进剂。

官网上对UC中推进系统的详细说明
http://www.gundamofficial.com/worlds/uc/background/glossary_technology.html#propulsionsystems



至于科幻不科幻什么的，俺个人认为严格意义上来讲Gundam不能算作科幻……而且如果想要在现实科学中站住脚，首先那些什么M粒子，N-Jammer，Mirage Colloids之类的就说不通了……

显然你把那段关于热核引擎的描述错误得当作是用“热”加热推进剂并喷射出去产生推力了。
对一段的描述，翻译过来应该是
UC时代的MS和车辆（也可能指飞行器、舰船之类），使用的推进系统是多样的。最常见最基本的就是和现代相似的化学火箭引擎，通过化学反应燃烧推进剂从而产生推力。还有一种可选的更有效的就是热核火箭引擎。通过熔合核反应堆产生的热量加热推进剂，使之达到比常规化学火箭引擎更高的温度。更高的（推进剂）温度意味着更快的排气速度，同时热核引擎却只需要更少量的推进剂。这是宇宙舰船和MS标准的推进系统。
热核引擎的原理也可以应用到其他推进系统中，热核喷气引擎将空气吸入然后加热，继而产生推力。同样的，两栖型MS在水下运作时采用热核流体喷射引擎，有些MS或设备采用火箭和喷气式混合型引擎，根据使用环境消耗推进剂或是空气。
按照这段描述，反应堆的“热”，实际作用是预热推进剂，使推进剂在进入燃烧室燃烧前有个相对高的温度更易点燃燃烧。或者是对燃烧室燃烧推进剂后排出的燃气流进行加温。根据目前航空发动机的原理，涡轮出口温度越高，出口的气流速度就越大（当然在材料的耐热范围内），所以就有了对推进剂加热的说法。DOM的喷射器原理也是这样，不知道你做过DOM的模型没有，除了背部的主推进器和脚底的是火箭引擎外，裙子和小腿里的热核推进器都是喷气型热核发动机。所以有了我上面引的那段RICK DOM描述里全换装热核火箭发动机的介绍。
另外关于热的描述，坏脑的月刊里也有一篇是专门介绍MS工作时产生的热及如何应用，还有MS本身的散热系统的。有一段就是关于用热来预热推进剂的。其实这项技术并不复杂，现在的航空发动机就有燃油/滑油热交换系统。滑油从系统中吸收机件工作时产生的热量，为机件散热和润滑，然后流向滑油回油管路的高温滑油会经过燃/滑交换系统，将大部分的热量用来加热从燃油箱过来的燃油，目的我上面说了，为了燃油更容易点火燃烧。之后降温的滑油通过滑油箱再次进入滑油系统去冷却机件。我本身就是学这个的，所以了解多些。
关于聚变反应的M炉，其实真破了，也就没那个环境让它去维持什么失控聚变了。虽然常温M炉应该更容易起聚变反应，但别忘了作为中介的M粒子。M炉一破，M粒子都没了。没有这个中介，聚变也就没办法存在了。
至于GUNDAM体系究竟有多少科幻成本，我从不认为那是严谨的科幻作品，但只从技术角度来讨论之中出现的技术的话，那应该还是秉承严谨的态度比较好。

嗯，一般来说维持聚变反应持续进行只有一个条件，就是产出的能量不小于用来维持参与聚变物质形态的能量（比如保持等离子态定域的强磁场）。正常情况下如果打中聚变炉，那些维持性质的条件消失，聚变就马上不能进行的，于是也没有那么大的能量释放，产生不了核爆，最多是等离子体重新结合成电中性物质，放出点辐射。

至于裂变反应堆。可控的裂变反应堆都是个负反馈系统，也就是说一旦有“走火入魔”征兆，系统结构会自动把这个压制下去的，所以说裂变堆爆炸一般也不会造成核爆，除非有人将石墨棒一次过全部抽了出来……

总之就是：一般情况下我们用的核发动机（不论聚变裂变）都不会发生核殉爆。加了M粒后的核聚变炉，也终究还是个聚变炉……

其实很多人的印象都是核电站爆炸会产生核爆，这一直是个误解，恐怕来源于人们对核武器的长久恐惧吧……

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最初由 iliiad 发布
至于核爆问题，我已经说了，既然初代Gundam和V Gundam还算在UC内，那M粒子聚变反应炉被击中可以产生核爆就是事实，而我们要分析也是分析为何会产生核爆，而不是去否定核爆的存在，除非你有权力把初代和V剔除出UC……

简单，BUG……

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最初由 iliiad 发布


这个……应该是你有些理解错误了吧？哪里说是预热或是对燃气流进行加温了？



“一个效率更高的替代方法是热核火箭引擎，使用核聚变反应炉的热能来将推进剂加热到比化学火箭高得多的温度”，这里明确直接说了是用热核反应炉的热能来“加热推进剂到比化学火箭中高得多的温度”，没有说推进剂本身燃烧，也不是说用热核反应炉来预热。



“热核喷气引擎吸入大气中的空气，并将其加热产生推力。同样的，两栖MS使用热核喷水引擎，利用水来工作”。

至于核爆问题，我已经说了，既然初代Gundam和V Gundam还算在UC内，那M粒子聚变反应炉被击中可以产生核爆就是事实，而我们要分析也是分析为何会产生核爆，而不是去否定核爆的存在，除非你有权力把初代和V剔除出UC……

那也很简单，这里也没有说是用热核堆产生的热直接加温推进剂然后喷出产生推力。从我学的理论来说，唯一可能的这个HIGHER THAN，指的就是燃气出口温度，技术上可以实现对出口燃气加温，也就是利用热核堆产生的热来提高燃气温度。这都是可行的技术。
还有一点，除了我后面说的散热外，热交换里我忘了说一下，热交换的效率是相当低的，特别是要让足够产生推力的推进剂靠反应堆产生的热量达到极高温，效率远远比直接点燃推进剂产生燃气流要低得多。以技术角度看，如果这样的热交换效率真有那么高，那现在的火箭或者飞船直接用个核反应堆，然后装点燃料让反应堆加热喷出就可以了。

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最初由 slash[sal] 发布

那也很简单，这里也没有说是用热核堆产生的热直接加温推进剂然后喷出产生推力。从我学的理论来说，唯一可能的这个HIGHER THAN，指的就是燃气出口温度，技术上可以实现对出口燃气加温，也就是利用热核堆产生的热来提高燃气温度。这都是可行的技术。
还有一点，除了我后面说的散热外，热交换里我忘了说一下，热交换的效率是相当低的，特别是要让足够产生推力的推进剂靠反应堆产生的热量达到极高温，效率远远比直接点燃推进剂产生燃气流要低得多。以技术角度看，如果这样的热交换效率真有那么高，那现在的火箭或者飞船直接用个核反应堆，然后装点燃料让反应堆加热喷出就可以了。

带若干吨水，等聚变生成锂，再把锂扔进水里……好象不行，当我没说过……

PS：似乎前面有人提到用连串小型核爆推进，个人认为在真空中效率也是低得可以……