Ротоватор сегодня

[Andrey]

Kap пишет: 

Andrey пишет:
Да все давно подсчитано.
Я думаю и не один десяток раз, и разными людьми.

И где все это? Я выкладывал ссылку на "Розу и Червя" - там ротоватор крайне несуразный. Из нанотрубок но при этом с малой скоростью и большим ускорением. Я об околоземном ротоваторе эпизод с которым пока недоступен. А ведь Роберт Ибатулин и сам посчитать не дурак и на астрофоруме пасется.

Да вы бы хоть в википедию заглянули.
Идея предложена аж в 1977 году.
Все давно посчитано.
В английской вики и ссылок полно.
Ну и выше я уже привел ссылки на предыдущие обсуждение этого дела на форуме.

 
Для начала есть чему "деваться"? Ну и я брал напряжение как можно ниже (начинал вообще со 100 МПа, но масса улетала за мегатонну) как раз чтобы была возможность добавить всякий непредвиденный обвес.

Есть.
И из за низкого напряжения вы сильно не добираете скорость.

Если бы я делал ротоватор, то вместо троса переменного диаметра (тот еще геморой с производством, выводом и разматыванием) делал много коротких тросов связаных елочкой через поперечнины. Примерно так:

Динамика такой системы будет еще сложней.
И ее все равно нужно будет считать.

Если плясать только от скорости - выясниться что надо просто организовать неупругое соударение тяжелого ИСЗ и легкой суборбитальной ПН и ни каких плеч.

Ерунду не говорите.

Вообще-то от радиуса вполне зависит. Если вы о том что увеличив радиус можно сбросить ускорение и оставить скорость прежней то это очевидно.

Может причина наших разногласий в терминологии?
Я говорю о линейной скорости а вы о скорости вращения?

А мне кто-то заплатил за разработку проекта ротоватора? Почему я не в курсе?

Никто ничего и не заплатит.
Проекта нет и на горизонте.

Экспонента в формуле Циолковского. И степенная функция в эмпирической формуле теплового потока при сходе с орбиты.

Дак и затраты на сооружение подобной системы немаленькие.
Это куда круче МКС.
Экономическое обоснование тоже, кстати, нужно считать. 

Andrey пишет:
Ну и повторюсь масса троса от его радиуса не зависит, только от скорости.

Вы не рассуждайте а считайте, ага.

Это аналитически доказывается, достаточно легко.
Правда до тех пор пока диаметр троса много меньше его длины.

[Kap]

Александр Шлядинский пишет:
Чет опять вечным двигателем попахивает.

Его тут нет.

Александр Шлядинский пишет:
Сдается мне, что суммарные затраты энергии должны все равно быть такими же, как и при обычном переходе с орбиты на орбиту на обычном двигателе, да еще надо помножить на коэффициент, получающийся из затрат на строительство сего аппарата.

Да, при подъеме груза через ротоватор орбита ротоватора просядет. Но поскольку масса ротоватора много больше массы ПН - просядет незначительно и ее можно будет либо поднять на ЭРД до следующего подъема либо просто дождаться пока кто-нибудь не решит спускаться чем поднимет орбиту.

Александр Шлядинский пишет:
Забывается только, что длина у него в километрах большая и он посему тросом и является с нулевой поперечной жесткостью.

Он является натянутым тросом.

Александр Шлядинский пишет:
А тогда, на встречных курсах, трос этот узлами начнет на ядро накручиваться

На трос в "подхватывательной части" действует центробежная сила порядка земной силы тяжести.

[Старый]

Александр Шлядинский пишет:
Чет опять вечным двигателем попахивает. Сдается мне, что суммарные затраты энергии должны все равно быть такими же, как и при обычном переходе с орбиты на орбиту на обычном двигателе, 

Естественно! Только запустить на обычной РН с РБ просто, а запустить через ротаватор а потом восстанавливать его орбиту - сложно.

[Старый]

Kap пишет: 
Да, при подъеме груза через ротоватор орбита ротоватора просядет. Но поскольку масса ротоватора много больше массы ПН - просядет незначительно и ее можно будет либо поднять на ЭРД до следующего подъема либо просто дождаться пока кто-нибудь не решит спускаться чем поднимет орбиту.

Гениально, блин! Не находите что энергозатраты на восстановление орбиты абсолютно не зависят от массы ротаватора?

[Kap]

Andrey пишет:
Да вы бы хоть в википедию заглянули.

Только сейчас нашел в английской space tether.

Andrey пишет:
Идея предложена аж в 1977 году.

Где-то так.

Andrey пишет:
Ну и выше я уже привел ссылки на предыдущие обсуждение этого дела на форуме.

Где? Не заметил.

Andrey пишет:
Есть.

У 200км ротоватора массы ротоватра и ПН относятся как 40 к 1.

Andrey пишет:
И из за низкого напряжения вы сильно не добираете скорость.

При высоком напряжении ротоватор порвется и скорость недоберется еще сильнее.

Andrey пишет:
Динамика такой системы будет еще сложней.

В ней будут интегррованные в конструкцию демпферы.

Andrey пишет:
И ее все равно нужно будет считать.

Такие расчеты делаются уже на чем-то хайперформансном и забобло. Ибо потенциально могут это бабло приносить.

Andrey пишет:
Ерунду не говорите.

Вы сказали что надо нужно минимизировать массу при максимизации приращения скорости. Я вам ответил что из этого получится.

Andrey пишет:
Может причина наших разногласий в терминологии?
Я говорю о линейной скорости а вы о скорости вращения?

Хоть о какой говори:
a = (V^2)/R
a = (W^2)*R
Как видно из обеих формул скорость от радиуса очень даже зависит.

Andrey пишет:
Никто ничего и не заплатит.
Проекта нет и на горизонте.

Странно, но на расчеты и даже эксперименты по лифту НАСА в свое время раскошелилось.

Andrey пишет:
Дак и затраты на сооружение подобной системы немаленькие.
Это куда круче МКС.

Не круче ибо выводим на ту же орбиту не уникальное научное оборудование а полиэтилениевый трос и титановые поперечины.

Andrey пишет:
Это аналитически доказывается, достаточно легко.

Чтобы доказать аналитически функция зависимости толщины от расстояния до ЦТ должна быть интегрируема после умножения на r. А у меня она получилась S-образной кривой чтобы равномерность натяжения обеспечить.

[Юрий Михайлович Темников]

Плюс системы из нескольких ротоваторов на разновысоких орбитах Трассы Земля -Луна в том что они могут использовать энергию и массу лунного вещества при его "падении на Землю для самоподьема.При равном грузопотоке будут двигаться по орбите + - дельта ,при превышении оного с Луны будут постепенно подниматься .Также как и предложенные мной АТОСы.

[Andrey]

Kap пишет: 

Andrey пишет:
Ну и выше я уже привел ссылки на предыдущие обсуждение этого дела на форуме.

Где? Не заметил.

Повторю.
Эта тема уже всплывала на форуме.
Давненько правда.
Еле нашел.
spacewhip - обмен грузами между планетами без затрат энэргии
PS
Еще вот тут подымался этот вопрос.
Тросовые космические системы 
В этой теме есть любопытная ссылка.
"Создание космических транспортных систем на основе использования тросов большой длины."

В ней будут интегррованные в конструкцию демпферы.

Прогресс.

Такие расчеты делаются уже на чем-то хайперформансном и забобло. Ибо потенциально могут это бабло приносить.

Я это считал в матлабе, маткад не потянул система дифуров была сильно большая.
По идее скайлаба тоже должно хватить.
И даже не за бабло.
Какая молодежь пошла меркантильная.

Хоть о какой говори:
a = (V^2)/R
a = (W^2)*R
Как видно из обеих формул скорость от радиуса очень даже зависит.

Если не понимаете аналитически, численно посчитайте, программа у вас уже есть.
Один трос 100 км ускорение 10 м/с^2, другой 200  км ускорение 5 м/с^2.
Скорости одинаковые, сравните их массы.

Странно, но на расчеты и даже эксперименты по лифту НАСА в свое время раскошелилось.
 

Лифт был распиарен сильно в свое время.
А что такое ротоватор даже на профильном форуме большинство не знает.
Как вы уже убедились.

Andrey пишет:
Дак и затраты на сооружение подобной системы немаленькие.
Это куда круче МКС.

Не круче ибо выводим на ту же орбиту не уникальное научное оборудование а полиэтилениевый трос и титановые поперечины.

Один трос быстро упадет на землю.
После запуска 2-3 ПН.

Andrey пишет:
Это аналитически доказывается, достаточно легко.

Чтобы доказать аналитически функция зависимости толщины от расстояния до ЦТ должна быть интегрируема после умножения на r. А у меня она получилась S-образной кривой чтобы равномерность натяжения обеспечить.

Аналитически она не интегрируется.
Аналитически найти можно, а интегрировать только численно.
"Достаточно легко" в общем случае я наверно погорячился.
Хотя маткад решает это и аналитически.
Как он это делает эта сволочь не говорит.





 

[Shestoper]

Александр Шлядинский пишет:
Тогда я совсем не понимаю в чем прикол

Представьте, что по земле без проскальзывания катится колесо автомобиля. Скорость автомобиля v. Скорость нижней точки колеса относительно земли 0, верхней точки - 2v. Представьте, что на колесо налипает жвачка, лежавшая на асфальте, и отрывается от колеса в верхней точке, приобретя относительно земли скорость 2v.

[Shestoper]

Александр Шлядинский пишет:
Сдается мне, что суммарные затраты энергии должны все равно быть такими же, как и при обычном переходе с орбиты на орбиту на обычном двигателе

Верно, но для подъема орбиты ротоватора в промежутках между пусками ПН можно использовать ЭРД с высоким УИ (на порядок больше, чем у ЖРД) и высоким рабочим ресурсом (годы непрерывной работы).
За счет этого можно уменьшить стоимость выведения кг ПН.
Ротоватор массой в несколько сотен тонн, имеющий ЭРД и реактор с электрической мощностью около 100 МВт, будет стоить порядка 10-20 миллиардов долларов, плюс-минус лапоть. А вывести он за 10 лет работы может порядка 300 тысяч тонн грузов.
Стоимость ротоватора добавит к стоимости выведения каждого кг ПН порядка 30-60 долларов.

Наиболее целесообразно делать такой ротоватор, который будет придавать ПН скорость 10,5-11 км/c - тогда легко выйти на ГСО и отлетные траектории. Скорость движения ротоватора на низкой орбите - 7,5-7.7 км/c.
Таким образом, ракетная ступень должна иметь ХС порядка 6 км/c c учетом потерь (4,5-5 км/c без учета потерь).
Для такой ХС можно сделать одноступенчатый многоразовый носитель с высоким рабочим ресурсом.
Причем он будет осуществлять выведение не на НОО, а на ГСО. Сейчас доставка кг на ГСО - 10-20 тысяч $

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Shestoper пишет:

Александр Шлядинский пишет:
Тогда я совсем не понимаю в чем прикол

Представьте, что по земле без проскальзывания катится колесо автомобиля. Скорость автомобиля v. Скорость нижней точки колеса относительно земли 0, верхней точки - 2v. Представьте, что на колесо налипает жвачка, лежавшая на асфальте, и отрывается от колеса в верхней точке, приобретя относительно земли скорость 2v.

Я это себе и представлял, но мне сказали, что подхват осуществляется не при нулевой скорости, а на сильно встречных курсах...

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Shestoper пишет:

Александр Шлядинский пишет:
Сдается мне, что суммарные затраты энергии должны все равно быть такими же, как и при обычном переходе с орбиты на орбиту на обычном двигателе

Верно, но для подъема орбиты ротоватора в промежутках между пусками ПН можно использовать ЭРД с высоким УИ (на порядок больше, чем у ЖРД) и высоким рабочим ресурсом (годы непрерывной работы).
За счет этого можно уменьшить стоимость выведения кг ПН.
Ротоватор массой в несколько сотен тонн, имеющий ЭРД и реактор с электрической мощностью около 100 МВт, будет стоить порядка 10-20 миллиардов долларов, плюс-минус лапоть. А вывести он за 10 лет работы может порядка 300 тысяч тонн грузов.
Стоимость ротоватора добавит к стоимости выведения каждого кг ПН порядка 30-60 долларов.

Наиболее целесообразно делать такой ротоватор, который будет придавать ПН скорость 10,5-11 км/c - тогда легко выйти на ГСО и отлетные траектории. Скорость движения ротоватора на низкой орбите - 7,5-7.7 км/c.
Таким образом, ракетная ступень должна иметь ХС порядка 6 км/c c учетом потерь (4,5-5 км/c без учета потерь).
Для такой ХС можно сделать одноступенчатый многоразовый носитель с высоким рабочим ресурсом.
Причем он будет осуществлять выведение не на НОО, а на ГСО. Сейчас доставка кг на ГСО - 10-20 тысяч $

Ротоватор "провалится" в соотношениях пропорциональных соотношению масс и подхватываемого груза. Конечно, можно использовать ЭРД, но при массах в многие сотни тонн и не в межпланетном пространстве, а в системе Земля-Луна... Как то мне это здорово не нравится.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Kap пишет:

Александр Шлядинский пишет:
Забывается только, что длина у него в километрах большая и он посему тросом и является с нулевой поперечной жесткостью.

Он является натянутым тросом.

Александр Шлядинский пишет:
А тогда, на встречных курсах, трос этот узлами начнет на ядро накручиваться

На трос в "подхватывательной части" действует центробежная сила порядка земной силы тяжести.

А Вы когда нибудь видели как работает боло???

[Kap]

Старый пишет:
Не находите что энергозатраты на восстановление орбиты абсолютно не зависят от массы ротаватора?

Я нахожу что затраты энергии в средствах выведения ни кого не ипут в отличие от затрат топлива. Если бы у нас был компактный ТЯРД десятикратно большей веса но при УИ 10 000 сек - все бы летали на нем, тратя больше энергии, чем сейчас.

Andrey пишет:
Еле нашел.
 spacewhip - обмен грузами между планетами без затрат энэргии
PS
Еще вот тут подымался этот вопрос.
 Тросовые космические системы

У Лина не совсем то. Легкий трос высокого натяжения и постоянного диаметра. Для этого случая аналитическое решение есть, кстати:
p = rho*w*w*r*r/2
Где р - максимальное натяжение троса. В том что прочитал из темы Павла Белова то-же не особо с расчетами.

Andrey пишет:
Я это считал в матлабе, маткад не потянул система дифуров была сильно большая.
По идее скайлаба тоже должно хватить.
И даже не за бабло.
Какая молодежь пошла меркантильная.

Вы хотели капитализм - вы его получили(с) Да, там даже одной дифурой в частных производных можно обойтись. Вот только хоть матлаб хоть сцайлаб ей "подавятся" при сколько-нибудь малом шаге. А при большом (сейчас, напомню, метр) моделировать колебания троса ИМХО смысла нет - слишком грубо.

Andrey пишет:
Если не понимаете аналитически, численно посчитайте, программа у вас уже есть.
Один трос 100 км ускорение 10 м/с^2, другой 200км ускорение 5 м/с^2.
Скорости одинаковые, сравните их массы.

Я прекрасно понимаю аналитически в том числе и то что вы сейчас занимаетесь подлогом. Скорость груза - функция двух переменных: радиуса и ускорения V = sqrt(r*a). Вы увеличиваете радиус, пропорционально уменьшаете ускорение и гордо заявляете что скорость от длины не зависит.

Andrey пишет:
Один трос быстро упадет на землю.
После запуска 2-3 ПН.

Плазменные двигатели и солнечные батареи уже давно серийной производятся.

Andrey пишет:
Хотя маткад решает это и аналитически.
Как он это делает эта сволочь не говорит.

Можно Вольфрам спросить - он обычно сознается.

[Andrey]

Kap пишет:
У Лина не совсем то. Легкий трос высокого натяжения и постоянного диаметра. Для этого случая аналитическое решение есть, кстати:
p = rho*w*w*r*r/2
Где р - максимальное натяжение троса. В том что прочитал из темы Павла Белова то-же не особо с расчетами.

Чем богаты тем и рады.
Я не помню чтоб на форуме этот вопрос еще где подымался.

Да, там даже одной дифурой в частных производных можно обойтись. Вот только хоть матлаб хоть сцайлаб ей "подавятся" при сколько-нибудь малом шаге. А при большом (сейчас, напомню, метр) моделировать колебания троса ИМХО смысла нет - слишком грубо.

Да ничего не подавятся, на втором пне все считалось.
Долго правда по несколько часов.
Ну да счас компы по мощнее.
А что грубо у меня еще грубее было.
Тут главное что будет сразу видно что проблема не надумана, а она есть.
А в чем проблема шаг уменьшить?

Я прекрасно понимаю аналитически в том числе и то что вы сейчас занимаетесь подлогом. Скорость груза - функция двух переменных: радиуса и ускорения V = sqrt(r*a). Вы увеличиваете радиус, пропорционально уменьшаете ускорение и гордо заявляете что скорость от длины не зависит.

Вы скажите результат.
Отмазки я тоже могу лепить.

Плазменные двигатели и солнечные батареи уже давно серийной производятся.

Да вы еще даже не посчитали сколько их нужно.
И на сколько вес подскочет.

Чтобы доказать аналитически функция зависимости толщины от расстояния до ЦТ должна быть интегрируема после умножения на r. А у меня она получилась S-образной кривой чтобы равномерность натяжения обеспечить.

Не обязательно.
Там надо сделать замену переменой типа x=r*t.
В результате пределы интегрирования сменятся с "от 0 до r" на "от 0 до 1".
А в под интегральной функции r исчезнет.
Интеграл от этого все равно не возмется, но будет ясно что от r он не зависит.
В общем не особо сложно, притормозил я вчера.
Да и давно я этим занимался.

[Andrey]

Shestoper пишет: 
Верно, но для подъема орбиты ротоватора в промежутках между пусками ПН можно использовать ЭРД с высоким УИ (на порядок больше, чем у ЖРД) и высоким рабочим ресурсом (годы непрерывной работы).
За счет этого можно уменьшить стоимость выведения кг ПН.
Ротоватор массой в несколько сотен тонн, имеющий ЭРД и реактор с электрической мощностью около 100 МВт, будет стоить порядка 10-20 миллиардов долларов, плюс-минус лапоть. А вывести он за 10 лет работы может порядка 300 тысяч тонн грузов.
Стоимость ротоватора добавит к стоимости выведения каждого кг ПН порядка 30-60 долларов.

Наиболее целесообразно делать такой ротоватор, который будет придавать ПН скорость 10,5-11 км/c - тогда легко выйти на ГСО и отлетные траектории. Скорость движения ротоватора на низкой орбите - 7,5-7.7 км/c.
Таким образом, ракетная ступень должна иметь ХС порядка 6 км/c c учетом потерь (4,5-5 км/c без учета потерь).
Для такой ХС можно сделать одноступенчатый многоразовый носитель с высоким рабочим ресурсом.
Причем он будет осуществлять выведение не на НОО, а на ГСО. Сейчас доставка кг на ГСО - 10-20 тысяч $

Простейший расчет показывает что при мощности 100 МВт и 300 тыс тонн ПН и КПД ЭРД 70% и 10 лет.
Удельный импульс ЭРД нужен будет будет порядка 1200 сек, а потребное количество топлива для него 150 тыс тонн.
Половина от ПН!
Причем это топливо нужно выводить НОО.
Что-то не видно его в ваших цифрах.
Где-то оно потерялось.

[Настрел]

Нет никакого смысла считать топливо. Затраты энергии, а значит и топлива не изменятся. Может даже увеличатся. Но не в этом суть. Стоимость топлива в КГ на орбите составляет очень малую часть. Предложеный вариант оптимизирует совсем другое. Он драматически уменьшает требования к технической сложности средства выведения(как тут писалось "из-за экспоненты в формуле Циолковского и квадрата в тепловых нагрузках при возвращении").
Вот и вся суть. Предлагается средство выведения, позволяющее выводить грузы на орбиту, с помощью ПРОСТОГО МНОГОРАЗОВОГО челнока. Т.е Максимально приблизить Космический Челнок к самолету, по ресурсу и стоимости.
 
А то, что на один рейс с ПН, челнок будет делать хоть два рейса с топливом для ротоватора, оправдано той самой экспонентой в формуле Циолковского.

[Настрел]

Александр Шлядинский пишет:
Я это себе и представлял, но мне сказали, что подхват осуществляется не при нулевой скорости, а на сильно встречных курсах...

Никто вам такого не говорил. Это вы сами выдумали, из-за того что так и не потрудились понять суть предлагаемой системы. Подхват осуществляется с околонулевой относительной скоростью. И при этом и конец троса, и подхватываемый груз имеют совсем не нулевую скорость, однако много меньше орбитальной. А вы продолжаете гнуть свое про орбитальную скорость и встречные курсы.

[Shestoper]

Andrey пишет:
Удельный импульс ЭРД нужен будет будет порядка 1200 сек, а потребное количество топлива для него 150 тыс тонн.

УИ для ЭРД на режиме высокой тяги - в районе 3000 сек

[Andrey]

Sellin пишет:
Нет никакого смысла считать топливо. Затраты энергии, а значит и топлива не изменятся. Может даже увеличатся. Но не в этом суть. Стоимость топлива в КГ на орбите составляет очень малую часть. Предложеный вариант оптимизирует совсем другое. Он драматически уменьшает требования к технической сложности средства выведения(как тут писалось "из-за экспоненты в формуле Циолковского и квадрата в тепловых нагрузках при возвращении"    .
Вот и вся суть. Предлагается средство выведения, позволяющее выводить грузы на орбиту, с помощью ПРОСТОГО МНОГОРАЗОВОГО челнока. Т.е Максимально приблизить Космический Челнок к самолету, по ресурсу и стоимости.
 
А то, что на один рейс с ПН, челнок будет делать хоть два рейса с топливом для ротоватора, оправдано той самой экспонентой в формуле Циолковского.

Простых многоразовых челноков в природе нет.
Единственный который был, как показала практика, оказался хуже одноразовых ракет.
Хотя как я помню обещали снизить стоимость вывода килограмма ПН до 1000$.
Ничего драматического в дорогих РН нет.
Спутники значительно дороже.
И тенденции к их удешевлению я не вижу.

[Andrey]

Shestoper пишет:

Andrey пишет:
Удельный импульс ЭРД нужен будет будет порядка 1200 сек, а потребное количество топлива для него 150 тыс тонн.

УИ для ЭРД на режиме высокой тяги - в районе 3000 сек

Тогда не получится 300 тыс тонн в 10 лет.
Только 130 тыс тонн.
Но вообще это от типа ЭРД зависит.