Электродинамический запуск ПН в космос

[SpaceR]

Нашли с чем сравнить!  :lol:

Инфу по стоимости БАКа и поставленным для него задачам сами найдёте?

[Андрей Суворов]

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.

[Kvakosavrus]

БАК 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.

[Андрей Суворов]

БАК 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!

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.

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.

Разумеется, необходим "технический" туннель параллельно основному стволу, но к нему требования по геометрии скромнее.

вот к нему требования примерно такие, как к туннелю БАКа.

[SpaceR]

Да что тут обсуждать, это же уровень Кенгуру...
А может даже и он сам.

[Kvakosavrus]

И "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.

[Dulevo]

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.

[boez]

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.

[Kvakosavrus]

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.

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.

[SpaceR]

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.

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.

[ZOOR]

9-я Международная конференция «АВИАЦИЯ И КОСМОНАВТИКА – 2010» Тезисы докладов Москва, МАИ, 16—18 ноября 2010 г.

Электромагнитный 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  

[SpaceR]

Хайнлайна 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.

[ronatu]

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.

[pkl]

И 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".

[pkl]

про "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.