Увеличение грузопотока на орбиту. Чем?

[gans3]

Представим, что есть тендер на строительство "Отеля на орбите".  Ограничение средств (финансовых) отсутствует.
Конструкция собирается на орбите из надувных жилых блоков, басейна-оранжереи и служебных модулей из сборных конструкций.
Сразу встет вопрос о разделении запусков на "ценные" и "массовые".
Для первых развиваем "такси". Для вторых надо строить "колумбиады". То что переносит большие перегрузки (баки с водой и воздухом,топливо и сборные конструкции) надо "выстреливать".
Какие ограничения на постройку тоннеля на склоне Килиманджаро или Анд, где на дистанции в 50 км в сниженном давлениии на магнитном подвесе разгоняются 10 тонные цистерны до 2 км/сек до высоты 6 км где давление воздуха падает в разы, и доразгоняется до орбитальной скорости гиперзвуковыми бустерами с минимальными требованиями приборного обеспечения?
Идея заменить первые ступени ракет, с их огромными мощностями, гигаваттами электростанции.

[ronatu]

Представим, что есть тендер на строительство "Отеля на орбите".  Ограничение средств (финансовых) отсутствует.
Конструкция собирается на орбите из надувных жилых блоков, басейна-оранжереи и служебных модулей из сборных конструкций.
Сразу встет вопрос о разделении запусков на "ценные" и "массовые".
Для первых развиваем "такси". Для вторых надо строить "колумбиады". То что переносит большие перегрузки (баки с водой и воздухом,топливо и сборные конструкции) надо "выстреливать".
Какие ограничения [/size]на постройку тоннеля на склоне Килиманджаро или Анд, где на дистанции в 50 км в сниженном давлениии на магнитном подвесе разгоняются 10 тонные цистерны до 2 км/сек до высоты 6 км где давление воздуха падает в разы, и доразгоняется до орбитальной скорости гиперзвуковыми бустерами с минимальными требованиями приборного обеспечения?
Идея заменить первые ступени ракет, с их огромными мощностями, гигаваттами электростанции.

Какие - лень перечислять, а вот сколько скажу - 2136.

[RadioactiveRainbow]

- Петька - приборы!?
- 26!
- Что "26"?
- А что "приборы?" ?
[типа анекдот]

2136 чего? Ограничений?

[ronatu]

Вот оно - хоть завтра...


придумал (с) Зомби Тихий

А вообще два серьезных вопроса -

1. чего можно добиться максимально модернизирую сегодняшние вчерашние советские ракеты?

2. что можно построить используя их элементы как компоненты? (не знаю насколько легко они подходят друг другу да и вообще возможно ли это)

[ronatu]

- Петька - приборы!?
- 26!
- Что "26"?
- А что "приборы?" ?
[типа анекдот]
2136 чего? Ограничений?

Ответ носит утвердительный характер. (Только не понимайте это буквально (носит))  

[поверхностный]

Предлагаю автору маленькую фичу к проекту: способ при нормальном давлении снизить сопротивление в трубе больше, в 14 раз. Блин, короче водород внутри.

[Феликс]

Если попытатся серьезно ответить на вопрос то:
Одна штатовская контора уже осваивает грант на эту тему
(в смысле выстреливания на орбиту). Не думаю правда, что чтото
выйдет.
Здесь в НК-форуме уже обсуждалось, даже с картинками.

Болл также вспоминается на эту тему (у него, помнится вполне
могло дойти до технической реализаций, вроде как гдето в конце
60-х он даже чтото на суборбитальную траекторию выше 130км
выстреливал). Но при даже самых (супер)оптимистических
раскладах, как мне кажется далее одиночных наноспутников
дело вывода чего-либо на орбиту таким способом
пойти не может.

[gans3]

Предлагаю автору маленькую фичу к проекту: способ при нормальном давлении снизить сопротивление в трубе больше, в 14 раз. Блин, короче водород внутри.

Вакуум дешевле.

[gans3]

А вообще два серьезных вопроса -

1. чего можно добиться максимально модернизирую сегодняшние вчерашние советские ракеты?

2. что можно построить используя их элементы как компоненты? (не знаю насколько легко они подходят друг другу да и вообще возможно ли это)

Основной посыл поста ЗАЧЕМ ВЫВОДИТЬ ВМЕСТЕ МАТЕРИАЛЫ И ЧЕЛОВЕКА С СЖО?

[gans3]

Представим, что есть тендер на строительство "Отеля на орбите".  Ограничение средств (финансовых) отсутствует.
Конструкция собирается на орбите из надувных жилых блоков, басейна-оранжереи и служебных модулей из сборных конструкций.
Сразу встет вопрос о разделении запусков на "ценные" и "массовые".
Для первых развиваем "такси". Для вторых надо строить "колумбиады". То что переносит большие перегрузки (баки с водой и воздухом,топливо и сборные конструкции) надо "выстреливать".
Какие ограничения [/size]на постройку тоннеля на склоне Килиманджаро или Анд, где на дистанции в 50 км в сниженном давлениии на магнитном подвесе разгоняются 10 тонные цистерны до 2 км/сек до высоты 6 км где давление воздуха падает в разы, и доразгоняется до орбитальной скорости гиперзвуковыми бустерами с минимальными требованиями приборного обеспечения?
Идея заменить первые ступени ракет, с их огромными мощностями, гигаваттами электростанции.

Какие - лень перечислять, а вот сколько скажу - 2136.

Китайцам расскажите. Я чесс слово не знал!

http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml?2007/02/26/237498

[поверхностный]

Предлагаю автору маленькую фичу к проекту: способ при нормальном давлении снизить сопротивление в трубе больше, в 14 раз. Блин, короче водород внутри.

Вакуум дешевле.

Ой ли? Мою трубу можно сделать из хоть из пленки.

[gans3]

Жаль, что не услышали начальника транспортного цеха.  
Итак, колумбиада - туннель-труба 3 м в диаметре. Длина -50 км выход на высоте 5000 метров (плотность воздуха падает вдвое). Перепад-10 %. Вкладыш - отрезок трубы метров десять, вложенный в тоннель - тележка на магнитном подвесе. Отбрасывается после выхода из тоннеля.  Разгон - линейный двигатель.  Во вкладыш вставляют полезный груз и разгонную ступень ПЕРЕД ним. Разгонник гиперзвуковой - использует кислород воздуха для разгона ПН до H=10-12 км V=5-6 км/сек. Затем включается финишный разгонщик-обычная керосин/кислород до орбиталки. Циклограмма условная, т.к на гиперзвуковом режиме надо набрать как можно большую высоту, не увеличивая угол наклона траектории. Потому, что стабилизировать будем вращением! Удешевляем старт. Груз ПН у нас , напомню, все, что выдержит перегрузки 10-12 единиц. И вращение. То есть, вода, расходка, конструкциии. При разгоне третьей ступенью вращение можно гасить несимметричностью тяги - ветровые\плотностные перепады уже не такие.
В тоннеле перед стартом откачивают воздух. Перед подходом к срезу крышка отстреливается - скачок плотности запускает гиперзвуковик.
Какие тут подводные камни? И по каким словам искать обсуждение по такому предложению?

[gans3]

При  ускорении 15g имеем скорость на срезе 3.8 км/сек Больше 10 махов. Что бы разогонять 300 000 кг за 25 секунд с ускорением 15 g нужна мощность 10 ГВт (1,044*10^11 ватт). Смогем? Осталось придумать цель. Всяко реальнее космолифта. Вроде нигде не ошибся в оценке?

[RLAN]

Если уж говорить о дешевизне, то никаких линейных двигателей.
Только природный газ с кислородом. Воздух не очень подходит, скорость газа мала.
Несколько камер по длине трубы.
Вакуумирование перед пуском и утилизация горячих газов.
А для этого скоростная крышка-мембрана.
Бюлль это все уже делал, только на пироксилине (что дороже).

Гора Кения больше подходит,  ближе к экватору и нет национального парка (вроде бы).

[DasseN]

.....
Вакуумирование перед пуском и утилизация горячих газов.
А для этого скоростная крышка-мембрана
......

Просто для справки: стандартный вакуумный агрегат типа АВЗ-180 производительностью 180 л/мин (это достаточно приличная скорость откачки, для его остаточного давления) при остаточном давлении 3 мм.рт.ст. (не вакуум, но если брать ниже то стоимость будет расти по экспоненте, например вакуумный агрегат 11Ю74М имеет остаточное давление 0,1 мм.рт.ст и стоит 3200000,0 руб. "три миллиона двести тысяч") стоит около 7000 у.е. Объем трубы

Итак, колумбиада - туннель-труба 3 м в диаметре. Длина -50 км

353430 м3, для откачки такого объема в течении суток потребуется 1364 таких насосов т.е. почти 9,5 млн. у.е. Это только стоимость насосного оборудования, не говоря уже о требуемом его размещении, подключении, наличии в запасе небольшого озера жидкого азота для запитки криогенных ловушек и море электроэнергии, чтобы обеспечить всё это хозяйство.

Строительство специальной вакуумной системы вряд ли исправит ситуацию, экономию за счет специализации съедят проектно-конструкторские работы.

[hcube]

На самом деле никто не заставляет откачивать весь тоннель. Достаточно сделать выходной шлюз метров в 500 скажем. С быстродействующим ирисовым затвором - да хотя бы на той же пневматике. Двумя затворами, бишь - входным и выходным. А основной тоннель вакуумировать.

Вопрос в том, будет ли выигрыш. По идее, прочность конструкции (т.е. ее вес) при ускорении в 15G вместо 1.5 возрастет в 10 раз. Допустим, двигатели не считаем, и сухая масса водородного бака порядка 5%. Для ускорения в 15G она будет 50%. Т.е. развиваемая скорость упадет, а не вырастет. Надо или набирать почти всю скорость в катапульте (а перед выстрелом пробивать в атмосфере лазерным импульсом ионизированный канал, который должен продержаться первые десятки секунд), или строить ее длиннее, или использовать некий ложемент, воспринимающий нагрузку на бак (рост давления, продольную нагрузку и т.д.) и сбрасываемый сразу после выхода из катапульты. Кроме того, надо учесть нагрузку от сопротивления воздуха. При выходе на уровне 10 км со скоростью 4 км/с, скоростной напор составит порядка 5 тонн на квадратный метр. Учитывая низкую плотность водородного топлива, это может дать отрицательную перегрузку при выходе из ствола порядка 0.5-1G. Что в общем несколько осложнит запуск двигателя.

В общем, большой вопрос, будет ли такая пушечно-ракетная система дешевле того же двухступенчатого АКС.

[DasseN]

На мой взгляд даже АКС с гиперзвуковым самолетом разгонщиком будет дешевле.

[gans3]

.....
Вакуумирование перед пуском и утилизация горячих газов.
А для этого скоростная крышка-мембрана
......

Просто для справки: стандартный вакуумный агрегат типа АВЗ-180 производительностью 180 л/мин (это достаточно приличная скорость откачки, для его остаточного давления) при остаточном давлении 3 мм.рт.ст. (не вакуум, но если брать ниже то стоимость будет расти по экспоненте, например вакуумный агрегат 11Ю74М имеет остаточное давление 0,1 мм.рт.ст и стоит 3200000,0 руб. "три миллиона двести тысяч") стоит около 7000 у.е. Объем трубы

Итак, колумбиада - туннель-труба 3 м в диаметре. Длина -50 км

353430 м3, для откачки такого объема в течении суток потребуется 1364 таких насосов т.е. почти 9,5 млн. у.е. Это только стоимость насосного оборудования, не говоря уже о требуемом его размещении, подключении, наличии в запасе небольшого озера жидкого азота для запитки криогенных ловушек и море электроэнергии, чтобы обеспечить всё это хозяйство.

Строительство специальной вакуумной системы вряд ли исправит ситуацию, экономию за счет специализации съедят проектно-конструкторские работы.

А мы никуда не торопимся.Создаем рядом с колумбиадой полость диаметром 88 метров - объем тоннеля. Откачивам из нее воздух. Не спеша. 100 насосов хватит. Перед стартом соединяем. И перед пуском уменьшаем давление в тонееле в 2 раза 1 полостью. В 10 раз - 5 полостями. Сколько надо разрежения, столько полостей и построим. Может вакуум и невыгоден будет из-за скачка на срезе. Может выгодно давление снижать до верхнего среза.

[gans3]

Вопрос в том, будет ли выигрыш. По идее, прочность конструкции (т.е. ее вес) при ускорении в 15G вместо 1.5 возрастет в 10 раз. Допустим, двигатели не считаем, и сухая масса водородного бака порядка 5%. Для ускорения в 15G она будет 50%. Т.е. развиваемая скорость упадет, а не вырастет. Надо или набирать почти всю скорость в катапульте (а перед выстрелом пробивать в атмосфере лазерным импульсом ионизированный канал, который должен продержаться первые десятки секунд), или строить ее длиннее, или использовать некий ложемент, воспринимающий нагрузку на бак (рост давления, продольную нагрузку и т.д.) и сбрасываемый сразу после выхода из катапульты. Кроме того, надо учесть нагрузку от сопротивления воздуха. При выходе на уровне 10 км со скоростью 4 км/с, скоростной напор составит порядка 5 тонн на квадратный метр. Учитывая низкую плотность водородного топлива, это может дать отрицательную перегрузку при выходе из ствола порядка 0.5-1G. Что в общем несколько осложнит запуск двигателя.
В общем, большой вопрос, будет ли такая пушечно-ракетная система дешевле того же двухступенчатого АКС.

Посмотрите в начало треда. Мы запускаем только расходку и конструкции. Облочка выводимой ступени - уже должна быть конструкцией дальнейшего использования.

Вкладыш - отрезок трубы метров десять, вложенный в тоннель - тележка на магнитном подвесе. Отбрасывается после выхода из тоннеля

Это и есть ваш ложемент. Учтено. Как иначе.
Колумбиада заменяет не весь комплекс вывода, а только первую ступень. При старте тяжелая ракета имеет всякие траблы с аэросопротивлением. Первая ступень работает неэкономично. Большое ускорение сразу давать нельзя.
А колумбиада от погоды независима. И сразу дает ускорение, и не ускоряет топливо для разгона первой ступени. К тому же она второй ступен с большую скорость может придать, чем обычно.
Сравнивать надо с АКС доставляющей на 160 км круговую 100 тонн. Есть такие, хоть в проектах?
С Энергией/Чатлом сравнить?
 Проходка километра метро стоит 2 мегабакса. Максимум. Когда загоняют щит - дешевле. Верхняя часть, которая на 3-5 км, конечно раз в 10 подороже будет. Зато у нас первая ступень почти многоразовая.

[mihalchuk]

На самом деле никто не заставляет откачивать весь тоннель. Достаточно сделать выходной шлюз метров в 500 скажем. С быстродействующим ирисовым затвором - да хотя бы на той же пневматике. Двумя затворами, бишь - входным и выходным. А основной тоннель вакуумировать.

Вопрос в том, будет ли выигрыш. По идее, прочность конструкции (т.е. ее вес) при ускорении в 15G вместо 1.5 возрастет в 10 раз. Допустим, двигатели не считаем, и сухая масса водородного бака порядка 5%. Для ускорения в 15G она будет 50%. Т.е. развиваемая скорость упадет, а не вырастет. Надо или набирать почти всю скорость в катапульте (а перед выстрелом пробивать в атмосфере лазерным импульсом ионизированный канал, который должен продержаться первые десятки секунд), или строить ее длиннее, или использовать некий ложемент, воспринимающий нагрузку на бак (рост давления, продольную нагрузку и т.д.) и сбрасываемый сразу после выхода из катапульты. Кроме того, надо учесть нагрузку от сопротивления воздуха. При выходе на уровне 10 км со скоростью 4 км/с, скоростной напор составит порядка 5 тонн на квадратный метр. Учитывая низкую плотность водородного топлива, это может дать отрицательную перегрузку при выходе из ствола порядка 0.5-1G. Что в общем несколько осложнит запуск двигателя.

В общем, большой вопрос, будет ли такая пушечно-ракетная система дешевле того же двухступенчатого АКС.

При открывании затвора создадутся условия ударной трубы, навстречу аппарату пойдёт ударная волна с давлением 0,5 кгс/кв. см. Это 5 тонн на кв. метр. Плюс ещё собственная скорость аппарата. Реальная ударная нагрузка окажется на порядок больше. Не расплющит?