Катапульта в космос

[Вован]

Почему поезда не летают как птицы? (Катерина)

[Андрей Суворов]

Почему поезда не летают как птицы? (Катерина)

а зачем им "как птицы"? они летают, но, не как птицы, а как крокодилы в известном анекдоте - "нызенько-нызенько".

По крайней мере один - между Шанхаем и шанхайским аэропортом.

[Дмитрий В.]

Почему поезда не летают как птицы? (Катерина)

Потому же, почему ракеты не ездят по рельсам! :wink:

[Chilik]

Потому же, почему ракеты не ездят по рельсам! :wink:

Как это не ездят? А "ракетные санки" (rocket sled) из аэрокосмического детства?

[Бродяга]

Почему поезда не летают как птицы? (Катерина)

Потому же, почему ракеты не ездят по рельсам! :wink:

Да? А Фау-1?

[Дмитрий В.]

Почему поезда не летают как птицы? (Катерина)

Потому же, почему ракеты не ездят по рельсам! :wink:

Да? А Фау-1?

V-1  была всего лишь беспилотным самолетом :cry:

[Бродяга]

V-1  была всего лишь беспилотным самолетом :cry:

Ладно.
 Тогда почти все ракеты ездят по рельсам. К месту сборки.

[Дмитрий В.]

V-1  была всего лишь беспилотным самолетом :cry:

Ладно.
 Тогда почти все ракеты ездят по рельсам. К месту сборки.

Угу, согласен. Но, увы, не летают :cry:

[Бродяга]

V-1  была всего лишь беспилотным самолетом :cry:

Ладно.
 Тогда почти все ракеты ездят по рельсам. К месту сборки.

Угу, согласен. Но, увы, не летают :cry:

Как вам сказать.
 Уже давно видел сообщение, что в США разогнали реактивный снаряд по эстакаде до 10 махов.
 Это "летают по рельсам" или "медленно тащатся".

[Бродяга]

Сказали интересную вещь, СВЧ-генератор на 120 МВт имеет массу всего около тонны и стоит всего-то 200 тысяч долларов.
 Ни у кого нет более подробной подборки по мощным источникам излучения?

[Кенгуру]

Допустим поезд едет со скорость 10 километров в секунду. Значит подъём трамплина на 100 метров за эти 10 километров приведёт к перегрузке в 10 G.

Ой, блин, 50 метров, конечно.

[Chilik]

Сказали интересную вещь, СВЧ-генератор на 120 МВт имеет массу всего около тонны и стоит всего-то 200 тысяч долларов.
 Ни у кого нет более подробной подборки по мощным источникам излучения?

Поитересуйтесь у своих источников, какая длительность генерации у этой системы. Подозреваю, что в районе 50-100 наносекунд, как у всех приличных людей. И частота повторения импульсов какая? Особо чудес не бывает.
По поводу мощных источников - нижегородский Институт прикладной физики РАН периодически организует конференции по этой тематике, которые проходят на теплоходе по Волге. Вот, собственно, которая будет летом: http://www.smp.sci-nnov.ru/

[Кенгуру]

Сюда, пожалуй, тоже запостю, чтоб виднее было:


Решил на досуге посчитать длину трамплина для поезда, и вот что получилось:



Вертикально - это скорость поезда перед трамплином, горизонтально - это высота трамплина.

Большой, конечно, не построишь, но думаю на местности метров в 200-300 перепад высот найти можно. При скорости 20, длина трамплина получится до 49 километров. Длинный конечно, но первые 14 километров подъём только на 25 метров, и для примеру диаметр Москвы - 35 километров. Так, что как ветка метро где-то.


В общем примерная концепция может быть такой.

Строим трубу на 3000 километров, в ней, на первом этапе, поезд с перегрузкой 6.6G разгоняется до 20 километров в секунду. Такой излишек нужен чтобы пробить атмосферу.

Далее, на втором этапе, идёт трамплин, на нём мы не разгоняемся а только поворачиваем, набирая вертикальную скорость. Высота трамплина 300 метров, Перегрузка 10G. Длительность 2.5 секунды. В результате набираем вертикальную скорость в четверть километра в секунду (внизу таблицы 240 м/сек). Мало конечно, не по космически, но лучше, чем ничего. Строить большой трамплин получается не целесообразно, так как чтоб получить вертикальную скорость в километр в секунду, надо, чтоб его высота была 5 километров.

[нейромантик]

Кенгуру, вакуумированная труба длиной 3000 километров - это сильно. Как и скорость в 20 км/сек. В пределах атмосферы если эта штука выстрелит, она разнесёт всё в пределах десятков километров, ударной волной от поезда.
 :?
Даже затрудняюсь представить себе ориентировочно потребную энергию для разгона, и стоимость конструкции.

К стати, за счёт удара об атмосферу и ударных волн от него, КК такой, будет принципиально беспилотным. Люди не выдержат "встряхивания".

[Бродяга]

Сказали интересную вещь, СВЧ-генератор на 120 МВт имеет массу всего около тонны и стоит всего-то 200 тысяч долларов.
 Ни у кого нет более подробной подборки по мощным источникам излучения?

Поитересуйтесь у своих источников, какая длительность генерации у этой системы. Подозреваю, что в районе 50-100 наносекунд, как у всех приличных людей. И частота повторения импульсов какая? Особо чудес не бывает.
По поводу мощных источников - нижегородский Институт прикладной физики РАН периодически организует конференции по этой тематике, которые проходят на теплоходе по Волге. Вот, собственно, которая будет летом: http://www.smp.sci-nnov.ru/

Да какая угодно длительность генерации, если система питания справится, мне же надо секунд 50, я про такую и спрашивал.
 Если вы в "бытовушных" условиях хотите запитать длительное время что-то мощностью ~100 МВт вам понадобится огромная система питания,  такая мощность потребляется в пиковом режиме небольшим городом или районом города домов в 100-200.
 Меня, кстати, спросили, чем я её буду запитывать, но это не проблема в случае снаряда, у нас на нём выделяются гигаватты мощности в виде плазмы.

[Бродяга]

Кенгуру, вакуумированная труба длиной 3000 километров - это сильно. Как и скорость в 20 км/сек. В пределах атмосферы если эта штука выстрелит, она разнесёт всё в пределах десятков километров, ударной волной от поезда.
 :?
Даже затрудняюсь представить себе ориентировочно потребную энергию для разгона, и стоимость конструкции.
К стати, за счёт удара об атмосферу и ударных волн от него, КК такой, будет принципиально беспилотным. Люди не выдержат "встряхивания".

Относительно "перебора в скорости" вы правы, не будет таких потерь, "снаряд" пробьёт атмосферу быстро.

 Относительно масштаба.
 Имеет смысл или совсем маленькая, "пушечная" система или большая система, ориентированная на двойное назначение — трансконтинентальная транспортная наземная система + орбитальная транспортная система. Второй компонент транспортной системы — орбитальный, будет в значительной мере использовать элементы первого.

 Энергия на разгон невелика, меньше, чем требуется обычной ракете.
 Вакуумная труба в 3000 км и более тоже не представляет из себя что-то умопомрачительное, не так уж это и сложно.

 Есть другая сложность — надо будет очень точно "держать" тоннель для соблюдения приемлемых перегрузок в "снаряде". С этим ничего нельзя поделать, собственно это "пушечный ствол".

[Chilik]

Да какая угодно длительность генерации, если система питания справится, мне же надо секунд 50, я про такую и спрашивал.

Вы не поняли. Я Вам мягко попытался намекнуть на реальные параметры подобных систем. Какие секунды? Вы при любой системе питания будете иметь длительность генерации до 100 нс. Это ж не я, а Вы цифру в тонну массы привели. Так что про что примерно речь, понятно. Если интересно, то можно дальше копаться в работах тех же нижегородцев из ИПФ, томичей из ИСЭ, в столице этим точно МРТИ занимался, у нас кое-что делается, да и много менее публичных людей по стране этим занимается. Если не очень интересно, то можно либо поверить мне на слово, либо привести опровержение. С удовольствием поиздеваюсь над коллегами, которые своими результатами гордятся.
Про системы питания. Что там, 120 МВт, да за 100 нс? Масштаба 10 джоулей получается в СВЧ. Довольно прилично для такой размерности укстановки, но не рекорд.
Кстати, 100 МВт - это реально немного на таких коротких временах, система питания простенькая получится - грубо, что-то типа 300 кВ на ток в несколько килоампер. Довольно простой генератор импульсных напряжений, хотя чего не знаю - есть ли в этой задаче требование точного поддержания напряжения, если да, то запасаемую в конденсаторах энергию нужно существенно увеличивать и ставить кроубарный разрядник для защиты диодного узла. Если это входит в озвученные 200 тысяч, то производители молодцы. Но никуда оно не улетит.

[Бродяга]

Вы не поняли. Я Вам мягко попытался намекнуть на реальные параметры подобных систем. Какие секунды? Вы при любой системе питания будете иметь длительность генерации до 100 нс.
 ...

А почему она непрерывно-то работать не может, расплавится чтоль?
 Если честно, я вопрос длительности работы подробно не обсуждал.
 
 Относительно системы питания, я просто могу подвести к ней сотни киловольт при токе в тысячи ампер без всяких преобразователей на всё время, пока мне нужно чтобы она работала.

[Кенгуру]

Кенгуру, вакуумированная труба длиной 3000 километров - это сильно. Как и скорость в 20 км/сек. В пределах атмосферы если эта штука выстрелит, она разнесёт всё в пределах десятков километров, ударной волной от поезда.
 :?

А не рассеется в воздухе?

Как вообще посчитать ударную волну? Атомные взрывы в качестве аналогии не годятся, так как там, так сказать, большой диффузор. А тут диффузор по сравнению с атомным взрывом микроскопический. Счёт на уровне квадратных метров. Разве может такой диффузор, даже при очень быстром движении создать достаточной силы волну?

Большой диффузор, такой как разрыв пластов под водой, может создать цунами, даже если разрыв происходит медленно. А, если, скажем вы выстрелите в воду из пушки, то цунами не получится, хотя снаряд движется намного быстрее. Разве что сильный всплеск, и не слишком большие волны. Также и тут.

Даже затрудняюсь представить себе ориентировочно потребную энергию для разгона, и стоимость конструкции.

К стати, за счёт удара об атмосферу и ударных волн от него, КК такой, будет принципиально беспилотным. Люди не выдержат "встряхивания".

Всё зависит от веса и площади поперечного сечения. За одной и той же площадью поперечного сечения можно спрятать как килограмм, так и сто тонн. А может и тысячу.

Так, что вопрос перегрузок - это вопрос веса аппарата. Чем больше вес, тем меньше перегрузки.

[Chilik]

А почему она непрерывно-то работать не может, расплавится чтоль?

Если совсем просто, то это не получалось ни у кого и никогда.
Если длинно, то все подобные системы СВЧ диапазона в качестве первичного источника энергии для накачки волны используют слаборелятивистский электронный пучок с кольцевым или ленточным поперечным сечением. Характерные энергии - от сотен киловольт до примерно мегавольта. Ниже не получается создать достаточно качественный пучок, выше просто технологически трудно и не нужно. Дальше этот пучок направляется в волноводную структуру, в которой создаётся резонанс между электрическим полем волны и движением частиц сквозь резонаторную систему -> идёт передача энергии от частицы к волне. В системах с релятивистскими электронными пучками главная технологическая проблема - это появление плазмы внутри как области формирования пучка, так и внутри резонаторной системы. Как только плазма появилась, то (поскольку она хороший проводник, да ещё и есть эффект вмороженности магнитного поля) сразу все электрические и магнитные поля в системе начинают слабопрогнозируемым образом изменяться, в диодной части генератора пучка происходит пробой (а перед этим изменяется импеданс диода и наступает рассогласование волнового сопротивления источника питания и генератора пучка, т.е. энергия электронов уходит от оптимального значения). И в резонаторной части свойства волновода из-за плазмы изменяются, вплоть до того, что при достаточной плотности плазма начинает работать как зеркало. Короче, система быстро саморазрушается. Для установок класса "сотня мегаватт, одна тонна" это время обычно до сотни наносекунд.
Если говорить про более стационарные СВЧ устройства, то тот же нижегородский ИПФ является мировым лидером со своими гиротронами. Сейчас, как понимаю, что-то типа 800 кВт на чатотах около 150 ГГц может работать примерно минуту (или даже в стационаре, сильно не слежу за этой областью), а вот уже на уровне 1-2 МВт везде в мире есть проблемы и получаются небольшие секунды - как только гиротрон поработает и внутри появляются прогретые элементы конструкции, то вакуум портится от рабочего 10^-10 торр и наступает пробой внутри системы. А до пробоя из-за плазмы портится структура мод в резонаторе и с большой вероятностью не выдерживает окно вывода излучения. Оно сейчас делается из искусственно выращенного алмаза примерно 100-миллиметрового диаметра и толщиной в четверть длины волны излучения. ДеБирс, примерно 100 k$ на один пробой. :shock:
В более длинноволновых радиодиапазонах (если отвлечься от СВЧ) модули бывают и более мощными, но это немного другая техника.