Я уже описывал свои идеи на этот счет в этой теме:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=8229&start=0
но там они погрязли во флуде, поэтому завожу новую тему. Сразу попрошу участников форума обсуждать возможную форму купола ПН в той же теме.
Смысл идеи состоит в том, что ПН можно ускорять таким способом:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/60032.jpg)
по катушке протекает импульс тока, который индуцирует вихревой ток в противоположном направлении в платформе из нферромагнитного проводника, вследствие чего катушка и платформа взаимно отталкиваются.
в случае с разгоном ПН этот принцип можно было бы применить следующим образом:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/5863.jpg)
зеленое - контур, создающий поле, красное - активная зона ускоряющей платформы, голубые стрелки - направление действия силы.
Я не верю в возможность человечных запусков с помощью катамульты, поэтому ограничусь примерным расчетом бесчеловечных. Как известно, печатные платы в чипах наведения баллистических снарядов выдерживают перегрузку до 70000g, я же ограничусь 1000g. Для разгона до 8км/с потребуется активный участок длиной 3км. Допустим, разгоняем капсулу общим весом в 10т, тогда нам потребуется 10000*8000*8000/2=320000000000 дж, или 320 гигаджоулей энергии. Допустим, что КПД ускорителя 20%, тогда необходимо "закачать" в него 1,6 Тдж энергии. Где их взять? Имеем электростанцию мощностью 1ГВт, сооружаем компульсаторы/униполярные генераторы/маховики на 3,2 Тдж (предполагаем, что их КПД при отдаче энергии 50%), и тогда мы сможем запускать ПН на орбиту каждый час. При стоимости электроэнергии 0,29р/квт*ч электроэнергия на запуск будет стоить 290000р.
Несколько слов о конструкции тоннеля. Допустим, что ускоряющие катушки стоят в среднем через каждые полметра, тогда на каждую из них будет приходиться по 270 МДж энергии. В простейшем варианте число накопителей энергии может быть равно числу ускоряющих катушек. Коммутация - с помощью разрядников.
Рассчитаем характеристики средней катушки. Допустим, ускоряемая ПН летит через нее со скоростью 5км/с, а усредненная активная зона катушки -25 см. Тогда ускоряющая платформа пролетит через катушку за 0,00005 с. Рассчитаем средний ток в катушке:
Е=I^2*t
I^2=E/t=270000000/0,00005=5400000000000
I=2323790 A
Рассчитаем нагрев катушки при следующих параметрах: n=1(виток), сечение 0,04м2, диаметр 3м:
R=pl/S
S=0,04
L=3,14*3=9,42
p= 0,000000017 (медь)
R=0,0000040035
Q=I^2*R*t=5400000000000*0,0000040035*0,00005=1080,945 дж - это смешная цифра означает, что катушку можно делать хоть из стали и мотать хоть 1000 витков - всё равно она не расплавится. К тому же p взято для температуры 20 градусов цельсия, а катушки для уменьшения сопротивления можно будет охлаждать вплоть до низкотемпературного предела хрупкости.
Теперь рассчитаем прочностные характеристики катушки. По данным моделирования в FEMM поле катушки имеет такую форму:
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/5881.jpg)
Усилие растяжения будет равно 1,07*10^6Н, т.е. где-то 100 тонн. Предел прочности меди на растяжение 30000Н/кв.см (для неотожженной), т.е. в 0,04м2 сечения катушки можно уместить примерно 12 витков. Но выше я указал, что вместо меди можно использовать даже сталь, предел прочности которой в десятки раз выше. К тому же катушку можно поместить в жесткий каркас с неэлектропроводным материалом, предел прочности на сжатие которого очень высок, что позволит выйти за предел прочности катушки. Таким образом, можно использовать катушки из 100 и более витков.
Теперь несколько слов об ускоряющей платформе. В ее активной зоне должен использоваться наиболее электропроводный металл для создания наибольшего тока и, как следствие, наибольшей "тяги". Форма и размеры активной зоны - предмет большого количества расчетов по механике и электродинамике, поскольку необходимо найти компромисс между "тягой" и сжимающим усилием. Поясню: при прохождении катушки активной зоной ускоряющей платформы отталкивающий импульс, в зависимости от конфигурации активной зоны, может выдаваться под разным углом. Например, 90% импульса уйдет на отталкивание от катушки, а 10% на сжатие активной зоны ускоряющей платформы. Чем выше соотношение импульсов отталкивание/сжатие, тем ниже общий КПД системы. Но при этом импульс сжатия не должен превысить предела прочности активной зоны ускоряющей платформы.
Поскольку ускорение по ходу разгона в тоннеле происходит "толчками", то необходимо установить на ускоряющей платформе систему амортизации, которая бы "размазывала" эти "толчки" для ПН, чтобы не превысить предельную перегрузку для нее.
Поскольку разгон происходит постепенно, целесообразно было бы установить в начала тоннеля катушки с меньшим сечением(поскольку время действия катушки на ускоряющую платформу при низких скоростях больше, то и ток нужен меньший) и с меньшим промежутком, а в конце соответственно с бОльшим.
Таким образом, все параметры катушек зависят более всего от источника тока. При источнике тока, способном отдать указанные выше величины тока, я не вижу никаких препятствий с точки зрения законов физики для реализации этой системы.
Хотите стать миллион-первым изобретателем рейлгана? :?
ЦитироватьХотите стать миллион-первым изобретателем рейлгана? Confused
Вы бы хоть для начала узнали что это такое и почему оно не имеет никакого отношения к теме
ЦитироватьЯ не верю в возможность человечных запусков с помощью катамульты, поэтому ограничусь примерным расчетом бесчеловечных. Как известно, печатные платы в чипах наведения баллистических снарядов выдерживают перегрузку до 70000g, я же ограничусь 1000g. Для разгона до 8км/с потребуется активный участок длиной 3км. Допустим, разгоняем капсулу общим весом в 10т, тогда нам потребуется 10000*8000*8000/2=320000000000 дж, или 320 гигаджоулей энергии.
Я объяснял в той теме, что если выводить 10 тонн, то в 10 раз вырастут перегрузки в атмосфере, и скорость значит будет падать быстрее в 10 раз. А если вы увеличите скорость на выходе из трубы, то сила сопротивления вырастет ещё больше, а значит, чтоб её преодолеть и скорость на выходе опять нужно будет увеличивать. Замкнутый круг. А разрывается он легко, увеличением массы.
И энергии у вас уже будут не 320 ГДж (кстати, из каких источников?), а вырастут чтото-то типа до десятков терраватт. Чуть ли не в 1000 раз больше чем в проекте поезда в космос. Откуда столько взять то? Вся планета Земля столько не производит.
Это было во-первых.
А во-вторых. Скажите мне характеристики материалов из которых должны быть наиболее нагруженные элементы вашей конструкции, а я вам посчитаю каких они должны быть размеров, чтоб выдежрать перегрузку в 1000g при весе в 10 тонн. Хотя тут по-моему и без сопромата всё ясно.
В общем, короче, нельзя выводить малые массы. Можно только большие и с медленными разгонами. А раз так, то без разницы людей в такой аппарат класть, или грузы.
Цитировать...... тогда необходимо "закачать" в него 1,6 Тдж энергии. Где их взять? Имеем электростанцию мощностью 1ГВт, сооружаем компульсаторы/униполярные генераторы/маховики на 3,2 Тдж (предполагаем, что их КПД при отдаче энергии 50%), и тогда мы сможем запускать ПН на орбиту каждый час. При стоимости электроэнергии 0,29р/квт*ч электроэнергия на запуск будет стоить 290000р.
3.2 TДж ~ 700т тротилового эквивалента. ВЫ МАССУ ротора униполярного генератора попробуйте оценить.
ЦитироватьЯ уже описывал свои идеи ...
но там они погрязли во флуде, поэтому завожу новую тему.
Я Вам там уже советовал сделать простую вещь. Взять и посчитать индуктивность этой катушки. Даже без полезной нагрузки в створе (там ещё коэффициенты взаимоиндукции появятся, ну их пока для ясности). Потом взять и посчитать требуемые величины тока в цепи. Потом по длительности и току оценить необходимую величину
dI/dt. А уже потом из этой цифры и индуктивности катушки определить необходимое питающее напряжение. Сколько получится? Сразу увидите, что никаких 1000 витков там не может быть в принципе. И маховиков никаких - тоже.
Что касается приведённой картинки с распределением полей, то вся красивость САПРовских картинок в данном случае перешибается одной простой вещью. 0.5 Тл = 5 кЭ = примерно полторы атмосферы давления магнитного поля на идеальный проводник. Какие 1000 g ускорения, о чём Вы?
Искал Линовскую тему про РН на веревочке. С электродвигателями, питаемыми по кабелю. Пришло в голову следующее развитие:
(http://img26.picoodle.com/img/img26/4/7/20/f_electromissm_d1f88a1.jpg)
Ступень выводит на высоту 200 км разгонник, после чего приземляется на противоположную площадку. :D
Один недостаток - каждый второй пуск с востока на запад...
Проложить железную дорогу. За одно и реализуется проблема электромагнитного "космического поезда". Правда он будет колёсным, и половину своего времени работы будет ходить порожняком.
:lol:
К стати, а что за вещество будет греть сия ракета? Т.е. что в баке-то? Или это нечто типа турбины, разогревающей забираемый воздух внутри себя?
ЦитироватьИскал Линовскую тему про РН на веревочке. С электродвигателями, питаемыми по кабелю. Пришло в голову следующее развитие:
(http://img26.picoodle.com/img/img26/4/7/20/f_electromissm_d1f88a1.jpg)
Ступень выводит на высоту 200 км разгонник, после чего приземляется на противоположную площадку. :D
Один недостаток - каждый второй пуск с востока на запад...
А если веревочку заменить на шланг и подавать по нему не только электроэнергию, но и рабочее тело ... :roll: , то можно избавиться от крупногабаритных баков и резко снизить стартовую массу системы. :D
ЦитироватьЯ уже описывал свои идеи на этот счет в этой теме:
...
Для разгона до 8км/с потребуется активный участок длиной 3км.
...
а где расчеты по сопротивлению воздуха?
там главная проблема в большом аэродинамическом сопротивлении на космических скоростях и как следствие большая потеря скорости и нагрев
Цитироватьесли веревочку заменить на шланг
Извращенцы вы страшные...
Лучче вот чего скажите - то, что лазером можно задать канал разряда - идея старая и бородатая. Но с земли два канала в одну точку не сделаешь. На какой высоте должен висеть второй, орбитальный электрод, шоб ему вещества на второй "проводок" хватило, и какое на ентой высоте будет торможение?
Или всё-таки можно с земли, из двух сильно разнесённых точек? (Мне страшно представить то, что в этой гнутой молнии лететь будет...)
:lol:
А представьте себе, что мы создаем "стоячую" волну, энергия для которой подводится с Земли по пробою и это волна имеет форму шара как шаровая молния ионизировав воздух вокруг снаряда.
То есть зона разрежения ионизацией не движется, раздвигая воздух, а создается в каждой точке по траектории полета.
Этот взбрык мысли гораздо реалистичнее "выдвигаемого носа" :lol:
ЦитироватьЯ объяснял в той теме, что если выводить 10 тонн, то в 10 раз вырастут перегрузки в атмосфере, и скорость значит будет падать быстрее в 10 раз. А если вы увеличите скорость на выходе из трубы, то сила сопротивления вырастет ещё больше, а значит, чтоб её преодолеть и скорость на выходе опять нужно будет увеличивать. Замкнутый круг. А разрывается он легко, увеличением массы.
удосужьтесь подсчитать хотя бы порядки вещей. вы утверждаете, что чем больше будет скорость выхода из трубы, тем меньше будет скорость на орбите?
ЦитироватьИ энергии у вас уже будут не 320 ГДж (кстати, из каких источников?)
из Е=mv^2/2
Цитироватьа вырастут чтото-то типа до десятков терраватт
какие ватты? читайте внимательнее! вы похоже весь абзац про накопители энергии пропустили
ЦитироватьСкажите мне характеристики материалов из которых должны быть наиболее нагруженные элементы вашей конструкции, а я вам посчитаю каких они должны быть размеров, чтоб выдежрать перегрузку в 1000g при весе в 10 тонн. Хотя тут по-моему и без сопромата всё ясно.
что ясно? микрочипы в баллистических снарядах 70000g выдерживают. может вспомните, какие были перегрузки при приземлении наших АМС на Луну и Венеру? Немного масштабировать силовые элементы конструкции и ничего не сломается. Тем более, можно залить какие-то хрупкие элементы какой-нибудь плотной жидкостью (или сжиженным газом), которые впоследствии можно использовать как рабочее тело для довывода на орбиту.
Да, у меня кстати есть возможность испытывать модели весом до 100г с ускорением до 10000g, могу в принципе проверить ваш сопромат на практике :)
ЦитироватьВ общем, короче, нельзя выводить малые массы.
Американцы уже выводят :) . поищите по клочевым словам american navy railgun
ЦитироватьВЫ МАССУ ротора униполярного генератора попробуйте оценить.
А попробуйте лучше вы, мне кажется вы в этом лучше разбираетесь :)
ЦитироватьЯ Вам там уже советовал сделать простую вещь. Взять и посчитать индуктивность этой катушки.
Посчитал. При 1 витке получается 6мкГн. но это я считал по формуле для длинной идеальной катушки, так что в реальности будет в разы меньше. Но и это еще не все - поскольку в момент активации катушки через нее будет пролетать ускоряющая платформа, то бОльшая часть поля катушки потратится на ее ускорение и не будет препятствовать нарастанию в катушке тока - т.е. индуктивность еще уменьшится.
Теперь грубо подсчитаем требуемую для разгона ускоряющей платформы индуктивность катушки по формуле Е=LI^2/2. Допустим, мы хотим, для достижения КПД в 20%, закачать в поле половину всей энергии, поступающей в катушку. Тогда нам потребуется всего 4 витка!
ЦитироватьПотом взять и посчитать требуемые величины тока в цепи. Потом по длительности и току оценить необходимую величину dI/dt. А уже потом из этой цифры и индуктивности катушки определить необходимое питающее напряжение.
Допустим, имеем с учетом всех вышеперечисленных факторов катушку с индуктивностью в 10 мкГн. Чтобы ток с пиком в 2МА прошел через нее за 0,00005с, источник питания должен быть с напряжением в 2,5МВ - много, но вполне достижимо, если соединить несколько источников питания последовательно. Тут конечно маховик не подойдет, но подойдет что-нибудь еще.
ЦитироватьСразу увидите, что никаких 1000 витков там не может быть в принципе
1000 витков конечно не может быть, тут я погорячился, но 100 витков вполне может быть на начальном этапе разгона. Но дело тут не в витках
Цитировать0.5 Тл = 5 кЭ = примерно полторы атмосферы давления магнитного поля на идеальный проводник. Какие 1000 g ускорения, о чём Вы?
А вы о чем? У меня при 1 Тл алюминиевая платформа весом 20г с грузом весом 80г ускоряется до 10000g в домашних условиях. Могу видео показать :D .
ЦитироватьА представьте себе, что мы создаем "стоячую" волну, энергия для которой подводится с Земли по пробою и это волна имеет форму шара как шаровая молния ионизировав воздух вокруг снаряда.
Не понял... Поподробне...
А плазму перед корабликом можно банально двумя наземными лазерами получить, там не столько в мощность всё упрётся, сколько в наведение...
(http://img102.imageshack.us/img102/1246/img4937yd8.jpg)
ЦитироватьЦитироватьЯ объяснял в той теме, что если выводить 10 тонн, то в 10 раз вырастут перегрузки в атмосфере, и скорость значит будет падать быстрее в 10 раз. А если вы увеличите скорость на выходе из трубы, то сила сопротивления вырастет ещё больше, а значит, чтоб её преодолеть и скорость на выходе опять нужно будет увеличивать. Замкнутый круг. А разрывается он легко, увеличением массы.
удосужьтесь подсчитать хотя бы порядки вещей.
Уже всё давно посчитал в теме про поезд в космос.
Цитироватьвы утверждаете, что чем больше будет скорость выхода из трубы, тем меньше будет скорость на орбите?
Не скорость на орбите, а сила сопротивления воздуха и как следствие сила торможения поезда в атмосфере. А до орбиты, просто заменив в проекте позда в космос вес со 100 тонн на 10, вы не доберётесь.
Почему я уже объяснил выше, спорит на эту тему не хочу, потому, что это тоже самое, что спорить о законах Ньютона.
ЦитироватьЦитироватьИ энергии у вас уже будут не 320 ГДж (кстати, из каких источников?)
из Е=mv^2/2
Цитироватьа вырастут чтото-то типа до десятков терраватт
какие ватты? читайте внимательнее! вы похоже весь абзац про накопители энергии пропустили
Имеется в виду фраза: "сооружаем компульсаторы/униполярные генераторы/маховики на 3,2 Тдж" ?
Какие аналоги таких сооружений вы знаете?
ЦитироватьЦитироватьСкажите мне характеристики материалов из которых должны быть наиболее нагруженные элементы вашей конструкции, а я вам посчитаю каких они должны быть размеров, чтоб выдежрать перегрузку в 1000g при весе в 10 тонн. Хотя тут по-моему и без сопромата всё ясно.
что ясно? микрочипы в баллистических снарядах 70000g выдерживают.
Ваш снаряд будет состоять из 10 тонн микрочипов? Я просил назвать характеристики материалов, для рассчёта на прочность, а не сколько выдерживают микрочипы.
Цитироватьожет вспомните, какие были перегрузки при приземлении наших АМС на Луну и Венеру? Немного масштабировать силовые элементы конструкции и ничего не сломается. Тем более, можно залить какие-то хрупкие элементы какой-нибудь плотной жидкостью (или сжиженным газом), которые впоследствии можно использовать как рабочее тело для довывода на орбиту.
Да, у меня кстати есть возможность испытывать модели весом до 100г с ускорением до 10000g, могу в принципе проверить ваш сопромат на практике Smile
Это назывется ударные перегрузки. Вы не знаете чем они отличаются?
И вы, что, вместо 10 тонн собрались уже 100 грамм в космос оптравить?
Скажу честно, мне чего-то лень продолжать.
Когда существо заметит, что масса не входит ни в формулу аэродинамического нагрева, ни в формулу ветрового напора?
ЦитироватьКакие аналоги таких сооружений вы знаете?
в университете Сандии, на Z-machine, получают 290ТВт в пересчете на ватты http://zpinch.sandia.gov/
ЦитироватьВаш снаряд будет состоять из 10 тонн микрочипов? Я просил назвать характеристики материалов, для рассчёта на прочность, а не сколько выдерживают микрочипы.
какие вам нужны характеристики материалов? про микрочипы я писал, поскольку этот элемент труднее всего масштабировать/усиливать
ЦитироватьЭто назывется ударные перегрузки. Вы не знаете чем они отличаются?
фразу "при приземлении" понимать как "при спуске"
ЦитироватьИ вы, что, вместо 10 тонн собрались уже 100 грамм в космос оптравить?
извините, для симуляции модели весом в 10 тонн мне пока не хватает финансов
ЦитироватьЦитироватьКакие аналоги таких сооружений вы знаете?
в университете Сандии, на Z-machine, получают 290ТВт в пересчете на ватты http://zpinch.sandia.gov/
Фраза "The most recent advance resulted in an output X-ray power of about 290 trillion watts -- for billionths of a second", оначает, что 290 триллионов Ватт, в течении
биллионной доли секунды.
То есть при делении на миллиард получается энергии всего лишь 290 килоДжоулей.
Цитироватьоначает, что 290 триллионов Ватт, в течении биллионной доли секунды.
я в курсе. просто таким образом я хотел продемонстрировать, что такие высокие токи возможно создавать в такие короткие времена.
да, и кстати
ЦитироватьНе скорость на орбите, а сила сопротивления воздуха и как следствие сила торможения поезда в атмосфере. А до орбиты, просто заменив в проекте позда в космос вес со 100 тонн на 10, вы не доберётесь.
Где, по-вашему, лежит предел между "доберетесь" и "не доберетесь"? 100 тонн доберется, а 99 - нет? А если уменьшить площадь сечения? плотность воздуха? увеличить угол, под которым вылетает ПН?
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьКакие аналоги таких сооружений вы знаете?
в университете Сандии, на Z-machine, получают 290ТВт в пересчете на ватты http://zpinch.sandia.gov/
Фраза "The most recent advance resulted in an output X-ray power of about 290 trillion watts -- for billionths of a second", оначает, что 290 триллионов Ватт, в течении биллионной доли секунды.
То есть при делении на миллиард получается энергии всего лишь 290 килоДжоулей.
В английской версии слова "миллиардной" ("слово "биллионной" в русском языке отсутствует) последнее "-s" заметили? К чему оно там стоит, догадываетесь? Правильный ответ известен и равен 1.7 МДж в рентгеновском излучении за импульс.
Да, раз уж начал реплику писать - Сандия никогда не была университетом, это Национальная Лаборатория. Что, впрочем, без труда вычисляется из её веб-адреса.
И уж, раз растащило на нравоучения, то :)
названия единиц измерения, образованные от фамилий великих учёных, пишутся с маленькой буквы в том случае, когда употребляется полное написание, и с большой буквы, когда употребляется сокращённое написание.
Еще одно применение для системы электродинамического запуска - запуск метеозондов на высоту до 100км. Такая система уже разрабатывается
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML144.pdf
Разработка чипов для телеметрии и прочего софта, выдерживающих перегрузки до 100000g:
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML254.pdf
Тут предлагают запускать микроспутники с самолета с высоты в 16км для снижения сопротивления в атмосфере:
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML004.pdf
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML003.pdf
Тут предлагают юзать 180-метровый рейлган с энергией 3,4 ГДж для запуска одноступенчатых мини-ракет:
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML077.pdf
http://www.emlsymposium.org/13th_papers/docs/EML150.pdf
Российские ученые создали генератор, мощность которого сопоставима с мощностью ядерного реактора.
Директор института физики имени Лебедева, академик Геннадий Vесяц говорит: "Прибор генерирует энергию огромной мощности – до нескольких миллиардов ватт. Сам импульс очень короткий, что делает возможным сооружение приборов малого размера – таких, которые могут поместиться на письменном столе".
Один из создателей этого технического чуда, Михаил Яландин говорит, что в Екатеринбурге уже построены два образца – один побольше, и второй поменьше. Российский прибор в десять раз мощнее, чем любой зарубежный аналог.
Прибор может стать причиной новой научно-технической революции с применением в самых разных отраслях, однако первыми потребителями станут, скорее всего военные.
Новый прибор невозможно сфотографировать или заснять на видео в действии – он немедленно выводит все окружающие его электроприборы из строя.
Яландин говорит: "Никто еще даже не пытался изучить последствия воздействия электромагнитного излучения такой силы на живые организмы. Мы вынуждены экранизировать от воздействия прибора всю электротехнику – включая компьютеры и сотовые телефоны".
.......................................................................................
что-то похоже на очередную утку
Цитироватьчто-то похоже на очередную утку
Да нет, всё нормально, я в другой ветке уже ответил. Просто не вижу особого повода для PR-акций, эти вещи достаточно известны среди тех, кому они интересны. :)
ЦитироватьЦитироватьчто-то похоже на очередную утку
Да нет, всё нормально, я в другой ветке уже ответил. Просто не вижу особого повода для PR-акций, эти вещи достаточно известны среди тех, кому они интересны. :)
Взрывомагнитный генератор?
ЦитироватьВзрывомагнитный генератор?
Да нет вроде бы. Незачем при таких параметрах. А они реально невелики. К тому же ВМГ одноразовые. Тут главное достижение в том, что устройство сделано грамотно и получилось компактным.
По поводу больших цифр, на которые все прореагировали - гигаватт это немного. Это всего лишь 30 кА тока при 30 кВ напряжения. При желании такая хрень делается за день из чего-нибудь типа пары конденсаторов ИК50-3 и игнитронного коммутатора типа ИРТ-2 со схемой запуска. До уровня 100 кВ - 100 кА (т.е. 10 ГВт в коротком импульсе) особо даже мозг напрягать не надо. А вот выше - да, начинается квалификация и мастерство. Но, не зная конкретно техзадания в обсуждаемом случае, более определённо что-то сказать трудно. Уральская команда когда-то образовалась почкованием томского ИСЭ, когда Месяц поехал из Томска руководить Уральским отделением АН СССР. Люди весьма квалифицированные в электротехнике больших мощностей.
К космонавтике это никоим боком не относится, речь про генераторы коротких импульсов (десятки наносекунд обычно). Так что средняя мощность обычно невелика и берётся из розетки.
Рекордная энергия выстрела рейлгана 33 МДж.
http://www.youtube.com/watch?v=6BfU-wMwL2U
ЦитироватьРекордная энергия выстрела рейлгана 33 МДж.
http://www.youtube.com/watch?v=6BfU-wMwL2U
Может быть, кто знает откуда дым и пламя? Возможно:
1. Предварительный заброс в зону разгона.
2. Нагрев от поля.
3. Специальное покрытие для скольжения.
Ну и для таких как я:
1. Давно не пользовались. Пыль.
2. Сработали тормозные двигатели.
ЦитироватьЦитироватьРекордная энергия выстрела рейлгана 33 МДж.
http://www.youtube.com/watch?v=6BfU-wMwL2U
Может быть, кто знает откуда дым и пламя? Возможно:
1. Предварительный заброс в зону разгона.
2. Нагрев от поля.
3. Специальное покрытие для скольжения.
Ну и для таких как я:
1. Давно не пользовались. Пыль.
2. Сработали тормозные двигатели.
http://www.technologyreview.com/Infotech/20164/?nlid=857&a=f
ЦитироватьAerodynamic drag along with a million amps of current heats the bullet to 1,000 °C, igniting aluminum particles and leaving a trail of flame in its wake.
Алюминий горит!
http://lenta.ru/news/2010/12/13/railgun/
То же , но на русском
Цитироватьhttp://lenta.ru/news/2010/12/13/railgun/
То же , но на русском
Планируется достичь энергии 64 МДж. По видео не такая уж и большая пушка получается.
При желании можно установить 10 пушек и один генератор который будет по очереди их заряжать. Точность поражения можно повысить используя активное наведение.
ЦитироватьТочность поражения можно повысить используя активное наведение.
А электроника в состоянии будет выдержать такие электромагнитные поля?
Да и перегрузочка там будет не из лёгких...
ЦитироватьЦитироватьТочность поражения можно повысить используя активное наведение.
А электроника в состоянии будет выдержать такие электромагнитные поля?
Легко. Хотя, конечно, сочетание мощных магнитных полей и больших ускорений - не подарочек.
Кстати, если иметь ввиду интеллигентное ускорение в шесть единиц, то, если не ошибаюсь, требуется порядка 160 секунд времени на ускорение, 289 КВт/кг и порядка 810 км туннеля с вакуумом...
Перспективы магнитофугальной электропушки :shock:
http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/2010/9/perspektivy.pdf
ЦитироватьКстати, если иметь ввиду интеллигентное ускорение в шесть единиц, то, если не ошибаюсь, требуется порядка 160 секунд времени на ускорение, 289 КВт/кг и порядка 810 км туннеля с вакуумом...
При таком "интеллигентном" ускорении можно, видимо, и без вакуумирования тоннеля обойтись, вывести бы только его верхушку выше 100 км... Хотя, для начала можно и 5-7 км.
Ясно, что так делать никто не будет - слишком дорого.
Так что пока видятся прежде всего неинтеллигентные перегрузки, но более короткие девайсы, длиной не больше "Колумбиады" ;)
Ну и, само собой, пока на космическое его применение заметной суммы не выбить, так что мараем бумагу и ждём, что там сростется у корабельных электромагнитных артиллеристов.
ЦитироватьКстати, если иметь ввиду интеллигентное ускорение в шесть единиц, то, если не ошибаюсь, требуется порядка 160 секунд времени на ускорение, 289 КВт/кг и порядка 810 км туннеля с вакуумом...
Это химеры, стоимость таких проектов стремится к бесконечности.
ИМХО к разряду относительно разумных решений относятся только водородные пушки. С параметрами порядка:
Длина ствола 5 -20 км.
Скорость на выходе - 3-4 км/с.
Перегрузки 40-150 g
Довыведение на РДТТ.
Никаких людей, конечно. Только грузы.
Строим на экваторе, где-нибудь на склоне Килиманджаро, оставляя 6 км атмосферы внизу.
В общем - типичнейшая колумбиада :roll:
С длиной ствола 20 км? :D
ЦитироватьС длиной ствола 20 км? :D
А что такого?
Туннель БАКа - 30 км.
Нашли с чем сравнить! :lol:
Инфу по стоимости БАКа и поставленным для него задачам сами найдёте? ;)
БАК вообще приплетать нельзя, он был построен в уже готовом туннеле, доставшемся от демонтированного электрон-позитронного коллаайдера на гораздо меньшие энергии. Т.е. построен был туннель в такие времена, когда и доллары, и франки, и рубли были совсем-совсем другими.
ЦитироватьБАК вообще приплетать нельзя, он был построен в уже готовом туннеле, доставшемся от демонтированного электрон-позитронного коллаайдера на гораздо меньшие энергии.
Несущественно. Имеем реальный туннель в 30 км, построенный с высокой точностью и стабильностью, чтобы геометрия не нарушалась годами. Требования к стволу "колумбиады" аналогичны. При этом финансовые затраты на "колумбиаду", возможно, были бы ниже (в приведенных ценах). Скажем, диаметр собственно ствола для пуска 5-10 т снарядов можно оценить в 0,8-1,2 м, что значительно меньше чем у БАК.
Разумеется, необходим "технический" туннель параллельно основному стволу, но к нему требования по геометрии скромнее.
Все это верно для технологии "водородной пушки". Проекты же с ЭМ ускорением представляюются мне невозможными (или безумно дорогими) на сегодняшний день.
Кроме того, 20 км - это верхняя цифра. Можно и короче. Но тогда выше ускорение, все это безобразие будет сильнее греться и т.п.
Какая длина оптимальна - судить не берусь.
ЦитироватьЦитироватьБАК вообще приплетать нельзя, он был построен в уже готовом туннеле, доставшемся от демонтированного электрон-позитронного коллаайдера на гораздо меньшие энергии.
Несущественно.
Существенно. Попытайтесь построить копию пирамиды Хеопса в наше время, и сосчитайте затраты!
ЦитироватьИмеем реальный туннель в 30 км, построенный с высокой точностью и стабильностью, чтобы геометрия не нарушалась годами. Требования к стволу "колумбиады" аналогичны. При этом финансовые затраты на "колумбиаду", возможно, были бы ниже (в приведенных ценах). Скажем, диаметр собственно ствола для пуска 5-10 т снарядов можно оценить в 0,8-1,2 м, что значительно меньше чем у БАК.
Вообще-то, размеры туннеля у БАК очень небольшие - а собственно вакуумная трубка, по которой "гоняют" протоны, толщиной в палец. Если пропорционально увеличить её до 1 метра, то тоннель станет в разы шире и выше. И "ствол" не должен касаться стенок туннеля, больше того, необходимо оставить зазор на свободные колебания.
ЦитироватьРазумеется, необходим "технический" туннель параллельно основному стволу, но к нему требования по геометрии скромнее.
вот к нему требования примерно такие, как к туннелю БАКа.
Да что тут обсуждать, это же уровень Кенгуру...
А может даже и он сам.
ЦитироватьИ "ствол" не должен касаться стенок туннеля, больше того, необходимо оставить зазор на свободные колебания.
Да, верно. Поэтому никаких параллельных шахт, в итоге получаем БАКОподобную систему - "ствол" в туннеле. Вероятно нужна магнитная подвеска снаряда при разгоне, иначе сотрет стенки нафиг.
Технически по прежнему выглядит реальным, однако не вполне непонятно для каких задач сгодится такая хренотень (это верно для всех подобных систем).
1) вывод только на орбиты с одним наклонением.
2) 100 g. Никаких хрупких грузов.
3) Никаких вольностей по размерам.
В общем сделать вроде как можно, только непонятно зачем.
Кстати, по моему тут эту вещь еще не обсуждали:
http://autogeny.org/tower/tower.html
Структура из надувных конструкция
высота 100 километров и длина 300 километров.
Используется для запуска с ускорением в 10g.
Вот тут http://www.space.com/6867-inflatable-space-tower-proposed.html
говорится что другая группа выполнила расчеты для строительства
надувной башни высотой в 15 километров из надувных конструкций
наполненных гелием. Утверждают что если заменить наполнитель
на водород то и 100 километров возможны.
Решается одна из проблем электродинамического запуска - нужда
в вакуумном тоннеле отпадает.
Что касается водородной пушки - вот на перепонке статья была про подводную:
http://www.membrana.ru/particle/3360
В плюсах - возможность рулить азимутом и возможно в каких-то пределах углом места, из минусов - то что придется противостоять течениям и качественно стабилизировать эту пушку.
ЦитироватьЧто касается водородной пушки - вот на перепонке статья была про подводную:
http://www.membrana.ru/particle/3360
В плюсах - возможность рулить азимутом и возможно в каких-то пределах углом места, из минусов - то что придется противостоять течениям и качественно стабилизировать эту пушку.
Да, я помню сей опус.
Но это именно прожект, который неясно как реализовать, поскольку никто не делал подводных сооружений подобного масштаба.
Надземная, по крайней мере, выглядит технически возможной. Огромные туннели рыть давно научились.
ЦитироватьКстати, по моему тут эту вещь еще не обсуждали:
http://autogeny.org/tower/tower.html
Структура из надувных конструкция
высота 100 километров и длина 300 километров.
Используется для запуска с ускорением в 10g.
Вот тут http://www.space.com/6867-inflatable-space-tower-proposed.html
говорится что другая группа выполнила расчеты для строительства
надувной башни высотой в 15 километров из надувных конструкций
наполненных гелием. Утверждают что если заменить наполнитель
на водород то и 100 километров возможны.
Решается одна из проблем электродинамического запуска - нужда
в вакуумном тоннеле отпадает.
Обсуждали, много чего подобного. Первый же вывод - непрактичная и чересчур дорогая хрень. У человечества не настолько велика потребность запускать грузы в космос, чтобы оправдать сверхзатраты на подобные сооружения. И ещё большой вопрос, насколько оно окажется долговечным.
Надувные башни, в т.ч. водородные, вспоминали пару раз год-полтора назад. Они ещё менее практичны для вывода грузов на орбиту. И под натиском атмосферных явлений проживут недолго - или же затраты придётся увеличить ещё на порядок.
Существует целая когорта разнообразных альтернатив, но и по ним обычно дело дальше теоретических изысканий не продвигается - просто нет настолько серьёзной потребности.
И пока не будет начата (существующими средствами!) постройка развивающейся инфраструктуры на внеземных телах - она и не появится.
9-я Международная конференция «АВИАЦИЯ И КОСМОНАВТИКА – 2010» Тезисы докладов (http://www.mai.ru/conf/aerospace/tes_doc_2010.pdf) Москва, МАИ, 16—18 ноября 2010 г.
ЦитироватьЭлектромагнитный космический рельсовый ускоритель масс[/size]
Лобов А.Г., Куницкий М., Сергеев Д.
МАИ, СОШ № 224 г. Москвы
За последнее время значительный интерес исследователей был направлен на изучение возможности использования электромагнитных полей в качестве различного рода двигательных систем прикладного назначения. В работе анализируется возможность использования электромагнитного ускорителя в качестве катапульты при доставке полезных ископаемых с поверхности Луны на Землю для их последующей промышленной переработки.
Выполнены расчеты, связанные с определением проектного облика электромагнитной космической катапульты и основных технических характеристик системы. В настоящее время в рамках проекта созданы безмасштабный макет единичной базовой секции ускорителя, из которых в соответствии с модульным принципом формируется транспортная система в целом, действующая динамическая модель разгона транспортной капсулы с полезной нагрузкой, два варианта исполнения имитаторов разгонной части ускорителя.
Создан стенд для проведения натурных испытаний модели электромагнитной космической катапульты.
Хайнлайна в соавторы не взяли, неблагодарные :D
ЦитироватьХайнлайна в соавторы не взяли, неблагодарные
Так Хайнлайн и сам сплаги... позаимствовал эту идею из научно-инженерных проработок и популяризаторских презент... обзоров своего времени. ;)
Идее в описанном виде реально уже лет 60... а мож и больше. Тогда люди умели мечтать (в части техники будущего) даже лучше чем сейчас.
Новое оружие России: Рельсотрон Арцимовича
Испытания электромагнитной пушки ошеломили военных – трехграммовый снаряд, поразивший стальную пластину, превратил её в плазму
Несмотря на губительные реформы в наших Вооруженных силах, армейский научно-технический интеллект не стоит на месте, продолжаются разработки новых видов оружия, способных коренным образом изменить не только характер современного боя, но и соотношение сил в системе военного противостояния на мировой арене. О некоторых из них мы расскажем в материалах под рубрикой «Новое оружие России».
Шатурское чудо
Недавно в лаборатории Шатурского филиала Объединенного института высоких температур Российской академии наук были проведены испытания уникального устройства – рельсотрона Арцимовича, который представляет собой электромагнитную пушку, стреляющую пока очень маленькими снарядами – массой до трех граммов. Однако разрушительные способности такой «горошины» поразительны. Достаточно сказать, что поставленная на её пути стальная пластина просто-напросто испарилась, превратившись в плазму. Все дело в гигантской скорости, придаваемой снаряду электромагнитным ускорителем, используемым вместо традиционного пороха.
После испытаний директор Шатурского филиала Объединенного института высоких температур РАН Алексей Шурупов сообщил присутствовавшим журналистам:
- В наших лабораторных испытаниях максимальная скорость достигла 6,25 километра в секунду при массе снаряда в несколько грамм (примерно три грамма). Это очень близко к первой космической скорости.
Что же это за пушка, и какие возможности она сулит?
Принцип Гаусса
Для начала нужно отметить, что поиски альтернативы использованию пороха в качестве рабочего вещества для разгона снаряда в стволе орудия начались еще в начале прошлого века. Как известно, пороховые газы обладают достаточно большим молекулярным весом и, как следствие, относительно малой скоростью расширения. Предельная скорость, достигаемая снарядом в традиционных артиллерийских системах, ограничена величиной порядка 2-2,5 км/с. Это не так уж много, если стоит задача одним выстрелом прошивать броню вражеского танка или корабля.
Считается, что первыми выдвинули идею электромагнитной пушки французские инженеры Фашон и Виллепле еще в 1916 году. Основываясь на принципе индукции Карла Гаусса, они использовали в качестве ствола цепочку катушек-соленоидов, на которые последовательно подавался ток. Их действующая модель индукционной пушки разогнала снаряд массой 50 грамм до скорости 200 метров в секунду. По сравнению с пороховыми артиллерийскими установками результат, конечно, получился достаточно скромный, однако показавший принципиальную возможность создания оружия, в котором снаряд разгоняется без помощи пороховых газов. На самом деле, еще за год до Фашона и Виллепле русские инженеры Подольский и Ямпольский разработали проект 50-метровой «магнитно-фугальной» пушки, действующей по аналогичному принципу. Однако финансирования для воплощения своей идеи в жизнь им получить не удалось. Впрочем, и у французов дальше модели «пушки Гаусса» дело не пошло, поскольку для того времени разработки казались слишком фантастическими. К тому же эта новинка, как уже отмечалось, не давала преимуществ относительно пороха.
- Систематические научные работы по созданию принципиально новых электродинамических ускорителей массы (ЭДУМ) начались в мире в 50-х годах XX века, - рассказал корреспонденту «СП» эксперт инфоцентра «Оружие России» полковник запаса Александр Ковлер. - Одним из родоначальников отечественных разработок в этой области был выдающийся советский ученый, исследователь плазмы Л.А. Арцимович, который ввел в отечественную терминологию понятие «рельсотрон» (в англоязычной литературе принят термин «railgun») для обозначения одной из разновидностей ЭДУМ. Идея рельсотрона была прорывной в области развития электромагнитных ускорителей. Он представляют собой систему, состоящую из источника электроэнергии, коммутационной аппаратуры и электродов в виде параллельных электропроводящих рельсов длиной от 1 до 5 метров, находящихся в стволе на небольшом расстоянии друг от друга (порядка 1 см). Электрический ток от источника энергии подводится к одному рельсу и возвращается через плавкую вставку, находящуюся за ускоряемым телом и замыкающую электрическую цепь на второй рельс. В момент подачи высокого напряжения на рельсы вставка моментально сгорает, превращаясь в облако плазмы (его называют «плазменным поршнем» или «плазменной арматурой»). Ток, протекающий в рельсах и поршне, образует между рельсами сильное магнитное поле. Взаимодействие магнитного потока с током, протекающим через плазму, генерирует электромагнитную силу Лоренца, толкающую ускоряемое тело вдоль рельсов.
Рельсотроны позволяют ускорять небольшие тела (до 100 г) до скоростей 6-10 км/сек. Собственно, можно обойтись вообще без снаряда и разгонять плазменный поршень сам по себе. В этом случае плазма вырывается из ускорителя с поистине фантастической скоростью - до 50 км/сек.
Что это даст?
В годы холодной войны работы по созданию электромагнитных пушек активно велись и в СССР и в США. Они до сих пор строго засекречены. Известно только, что к середине 80-х годов прошлого века обе стороны вплотную приблизились к возможности размещения рельсотронной пушки с автономным источником питания на мобильном носителе – гусеничном или колесном шасси. Есть информация и о том, что разрабатывалось индивидуальное стрелковое оружие на этом принципе.
«Общая длина винтовок была небольшой, однако того, кто видел такое оружие впервые, поражала массивность приклада. Но именно там и помещались основные механизмы; туда же, позади рукоятки управления огнем, пристыковывался очень толстый магазин. Он имел такие параметры не за счет бесчисленности патронов. Просто в нем же находился добавочный, причем достаточно мощный, аккумулятор. Винтовка была плазменная, без электричества она стрелять не могла. Из-за безгильзовой механики она имела недоступную другим видам автоматов скорострельность. А за счет разгона пуль плазмой они получали солидное ускорение, однозначно недостижимое пороховыми устройствами... И только после третьего-четвертого бесшумного и невидимого залпа дошло понимание случившегося... кто-то вскрикнул, пораженный пулей, прошившей вначале впередиидущего товарища, а то и двух. Страшная штука – плазменный разгон!» - так описывает применение в недалеком будущем электромагнитного оружия писатель-фантаст, «певец высоких оружейных технологий» Федор Березин в своем романе «Красный рассвет».
К этому можно добавить, что такое оружие способно легко сбивать военные спутники и ракеты, а поставленное на танк, оно делает боевую машину неуязвимой. К тому же от неё практически не будет защиты. Снаряд с космической скоростью пробьет все, что угодно. Военный эксперт Павел Фельгенгауэр добавляет: «Можно будет резко сократить калибр, по меньшей мере, в два раза. А значит, больше боезапас, меньше вес. Не будет артиллерийского пороха на борту, а это защита самого танка, он будет менее уязвим. Взрываться будет нечему».
Недавно в прессу просочилась информация о том, что 10 декабря 2010 года ВМС США провели испытание рельсотрона, которые были признаны успешными. Проверка оружия проводилась на мощности в 33 мегаджоуля. Согласно расчетам ВМС США, такая мощность позволяет выстреливать металлическим снарядом на расстояние до 203,7 километра, причем в конечной точке скорость болванки составляет около 5,6 тысячи километра в час. Предполагается, что к 2020 году будут созданы орудия с дульной энергией в 64 МДж. Эти орудия должны поступить на вооружение строящихся в США эсминцев серии DDG1000 Zumwalt, чья модульная конструкция и электрическая трансмиссия рассчитывались с прицелом на перспективные ЭМ-пушки.
С выходом США из договора по ПРО возобновились и работы по размещению электромагнитных пушек на орбите. В этой области известны разработки компаний General Electric, General Research, Aerojet, Alliant Techsystems и других по контрактам с управлением DARPA ВВС США.
Мы отстали, но не безнадежно
Рыночные реформы в России резко затормозили работы по созданию рельсотрона. Но, несмотря на сокращение финансирования военных разработок электромагнитного оружия, отечественная наука также не стоит на месте. Свидетельством тому – систематическое появление русских фамилий в материалах ежегодной международной конференции по электромагнитному разгону EML Technology Symposium.
Испытания в Шатуре также свидетельствуют о нашем движении вперед в этом направлении. О сравнительном соотношении возможностей России и США в этой области можно судить по конкретным показателям испытаний. Трехкилограммовый снаряд американцы разогнали до 2,5 километра в секунду (что близко к пороховому ускорителю). Наш снаряд в тысячу раз меньше (3 грамма), но его скорость в два с половиной раза выше (6,25 км,/сек.)
По-разному звучат и оценки перспектив. «На современных кораблях и американских, и российских использовать такое оружие нельзя. Для него просто не хватит энергии. Потребуется создание нового поколения кораблей с энергетической системой, которая обеспечит как двигатели судов, так и их оружие», — говориться в опубликованном в печати заявлении управления вооружения и эксплуатации ВМФ РФ. В то же время американские военные журналы уже публикуют макеты первого корабля, который может получить новое оружие. Эсминец XXI века DDX должен появиться к 2020 году.
ЦитироватьИ пока не будет начата (существующими средствами!) постройка развивающейся инфраструктуры на внеземных телах - она и не появится.
Угу. В принципе, возможен такой вариант - использовать космические пушки для развёртывания СКЭС. Но сначала надо решиться на эти самые СКЭС. Но и в этом случае не факт, что предложенная система запуска выдержит конкуренцию с более простой и в меру дубовой сверхтяжёлой ракетой. Каким-нибудь "морским драконом".
Цитироватьпро "Новое оружие России: Рельсотрон Арцимовича"
Угу. Сейчас единственные, кого может всерьёз заинтересовать эта штука - военные моряки. На кораблях, особенно с ядерной силовой установкой, будет очень кстати. И такие работы ведутся. И у нас, и в США. Возможно, что ещё в Китае. А потом... как знать, не одна военная технология прошла конверсию и нашла себе применение на гражданке.