Катапульта в космос

[Вован]

Надо нанокатапульту делать

[Бродяга]

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

Если совсем просто, то это не получалось ни у кого и никогда.
 ...

Ага, замечательно, а то я аж удивился как всё просто, так не бывает.
 Если вы разбираетесь, может подскажете, задача такова.
 Нужен излучатель, безразлично чего именно излучатель, с потребляемой мощностью 100 МВт - 1 ГВт и КПД не менее 10%.
 Условие, это самое, то что излучается, должно почти полностью поглощаться атмосферой на расстоянии метров 50.
 Время работы 50-100 секунд.

[dan14444]

Не бывает такого.

[Бродяга]

Кстати, для "пушечного" варианта есть прекрасное решение проблемы прохождения атмосферы.
 Снаряд выстреливается ПОЧТИ ВЕРТИКАЛЬНО.

 Имея начальную скорость 8 км/с он будет на высоте 30 км приблизительно через 4 секунды.
 Потом траектория корректируется сначала с помощью аэродинамических сил, а затем уже на орбите даётся дополнительный импульс для того, чтобы поднять перигей.

 С такой скоростью даже на высоте 50-70 километров будут ещё значительны аэродинамические силы.

[Boo]

"От противного" ещё можно посмотреть. Т.е. вход в атмосферу мало отличается от выхода. Боеголовки МБР - для ориентира.

Неоднократно говорил, что катапульта должна быть горной, т.е. смотрим на Памир или Гималаи! В последнем случае можно дойти до 8800+ метров (дорого, конечно), но плотные слои атмосферы будут максимально исключены... Опыт проходки тоннелей большой протяжённости имеется, а Кенгуру выкладывал табличко страничкой-двумя выше.
Пусть аэродинамическое сопротивление останется пренебрежимо малым на уровне 70 км, при начальной скорости 15 км/сек в атмосфере проведём порядка 7 секунд для наклонной траектории (градусов эдак 70 к горизонту). Вертикальный старт - 5 секунд.

Добавочка: не все верно воспринимают вакуумированный тоннель. Откачка воздуха непосредственно перед снарядом с перекачкой за него - мембранно-клапанным методом, будет только способствовать ускорению. Дорого тоже, но можно продумать. Это у меня "эскиз" сейчас только что родился...  :oops:

[Бродяга]

Одно небольшое соображение.

 В контексте обсуждения вопросов развития космонавтики постоянно встаёт вопрос о целесообразности таковой.
 Относительно "космической катапульты" сразу напрашивается её "логичное" применение.

 А именно, это система ПРО, а затем и система доставки ядерного оружия до цели.
 Разумеется в "портативном" варианте, а не большая разгонная система для доставки грузов.

 Как всегда, сделать что-то полезное людям значительно сложнее создания орудия уничтожения.
 Крайне сложно, например, довезти до орбиты живой цветок, не стряхнув с него утренней росы...

[Boo]

Бродяга
Да вы, батенька, романтик... Такая система в качестве стратегической - весьма уязвима, не зря ведь созданы мобильные комплексы  :wink:
В качестве системы ПРО вообще не могу представить, как оно может сравниться с С-400...

В контексте обсуждения вопросов развития космонавтики постоянно встаёт вопрос о целесообразности таковой

Эм... Мне кажется, или мы действительно пытаемся найти более дешёвый способ доставки груза на орбиту? Пока что $3500/кг у РН "Днепр", ниже не видел, разве что МАКС - и то $1000/кг...

[Кенгуру]

Решил посчитать потери на преодоление атмосферы через энергию сообщаемую воздуху. Ракета его как бы раздвигает своим носом, сообщая ему кинетическую энергию.

При этом чем острее и длиннее нос, тем меньшую энергию сообщаем воздуху. Так как если, допустим радиус ракеты = 1, а длина носа = 100. То значит за время когда нос сместится на 100 единиц вперёд, воздух сдвинется на 1. То есть в 100 раз меньше.

Данные:

Берём размеры ракеты 2.5x1.5 метра (площадь 3.75 м^2). Нос длиной 20 метров (тангенс угла 1.5/20=0,075). Скорость поезда 8 км/сек. Вес 100 000 кг. Плотность воздуха 1.2 кг/м^3.


Считаем первую секунду полёта:

1) Масса раздвигаемого воздуха
Mв=Vп0*S*ro = 8000*3.75*1.2 = 36 000 кг.

2) Cкорость сдвигания воздуха
Vв=Vп0*Tangп/2 = 8000*0.075/2 = 300 м/сек
(Здесь делим на 2, так как мы раздвигаем носом воздух в обе стороны)

3) Энергия получаемая воздухом от ракеты
Eв=Mв*Vв^2/2 = 36000*300^2/2 = 1 620 000 000 Дж

4) Энергия поезда на выходе из трубы
Eп0=Mп*Vп0^2/2 = 100 000* 8 000^2/2 = 3 200 000 000 000 Дж

5) Энергия поезда через 1 секунду полёта (разница энергий) Eп1=Eп0-Eв = 3 200 000 000 000 - 1 620 000 000 = 3 198 380 000 000 Дж

6) Скорость полёта через 1 секунду
Vп1=Sqrt(2*Eп1/Mп) = Sqrt(2*3 198 380 000 000/100 000) = 7 997,975

7) Потеря скорости за 1 секунду полёта:
Vdelta = Vп0 -Vп1 = 2,025 м/сек.

Проверяйте.

Как видите, перегрузка составит всего 0.2G. И нечего нас было воздухом запугивать.

А разогнаться до 8 км/сек можно и на 650 километрах. Дистананция от Москвы до Питера. С перегрузкой 5G. А с перегрузкой 10G и до 11.5 км/сек.

[Бродяга]

Бродяга
Да вы, батенька, романтик... Такая система в качестве стратегической - весьма уязвима, не зря ведь созданы мобильные комплексы  :wink:
В качестве системы ПРО вообще не могу представить, как оно может сравниться с С-400...

Во-первых, такая система тоже может быть мобильной, электромагнитное орудие запитывается от МГД-генератора, возим с собой цистерну с топливом и МГД-генератор, они не особо тяжелые.

 Сравнительно с С-400. Вы собрались боеголовки стратегических МБР этой ерундовиной сбивать?
 Так она и "почесаться" не успеет, поражение возможно только если точнейшим образом навести ракету на конечный участок полёта боеголовки.

 Чем хороша электромагнитная пушка? Тем, что она может давать скорость вылета ~8 км/с сразу и даже если мы сбиваем боеголовку из района самой цели, имея систему раннего обнаружения пусков, мы можем её сбить ещё в апогее, а может даже и раньше - нашему снаряду не нужен активный участок.
 Это в идеале, разумеется, реально уйдёт время на "почесать репу для принятия решения".

 Имея преимущество в скорости, мы можем обстреливать цель не один раз, ещё до момента достижения боеголовкой атмосферы.
 Проще говоря, это "зенитка" против боеголовок.

В контексте обсуждения вопросов развития космонавтики постоянно встаёт вопрос о целесообразности таковой

Эм... Мне кажется, или мы действительно пытаемся найти более дешёвый способ доставки груза на орбиту? Пока что $3500/кг у РН "Днепр", ниже не видел, разве что МАКС - и то $1000/кг...

Да.
 Только на всех этапах развития космических систем одними из главных первичных заказчиков массового производства носителей были военные ведомства.

[Кенгуру]

Поскольку мой рассчёт по кинетической энергии критики не вызвал, то решил сделать небольшие модельки по его размерам.


Размер сетки - 10 метров.


Размер сетки - 1 метр.

Кликайте на фотки для увеличения.

Первая часть - это нос длиной - 20 метров, должен быть самым тяжёлым, теплозащита, топливо, багаж, вторая - пассажирский отсек - 20 метров, люди в гамаках, третий - двигательный.

Размеры конструкции 2.5х1.5 метра.

Пассажиров - 30 человек. Рост 1.70. Но там и выше поместятся, так как ширина поезда 2.5 метра. Ширина людей в плечах - 0.5 метра. Расстояние между гамаками - 2/3 метра. Не знаю сколько на самом деле нужно? Ну так вроде подходит. Гамаки качаются следуя вектору перегрузки, там над головами видны оси.

Число пассажиров можно увеличить если уложить их в два ряда друг над другом. Будет 60 человек. А если удлинить на 16 метров, то можно довести до 100 человек на поезд.

Тогда если такой поезд будет стоить скажем 1 000 000 долларов (ну, а чего там в принципе сложного? железо в основном), то цена билета будет 10 000 долларов, что по карману даже вполне среднему человеку, у которого есть мечта побывать в космосе. Вот он народный космос !

Далее поезд взлетает в космическое пространство, стыкуется, скажем с Паромом. Ну уж доделают его к тому моменту то? Пассажиры пересаживаются в него и летят на МКС, где развлекаются в своё удовольствие, проводят отпуск.

Правда, не знаю, влезет ли в МКС сто человек? А в Паром? Наверное если и влезут, то будут как сельди в бочке, или как шпроты в банке. В общем под это дело нужен будет большой орбитальный отель. Вращающийся, с искусственной гравитацией, со всеми удобствами. А то будь сейчас такой поезд, лететь то ведь в сущности было бы некуда.

[SpaceR]

"Остапа несло..." (с)  :lol:   :lol:   :lol:

[Кенгуру]

"Остапа несло..." (с)  :lol:   :lol:   :lol:

А каким вам видится будущее космонавтики?

[ttt2]

Первая часть - это нос длиной - 20 метров, должен быть самым тяжёлым, теплозащита, топливо, багаж, вторая - пассажирский отсек - 20 метров, люди в гамаках, третий - двигательный.

Размеры конструкции 2.5х1.5 метра.

Пассажиров - 30 человек. Рост 1.70. Но там и выше поместятся, так как ширина поезда 2.5 метра. Ширина людей в плечах - 0.5 метра. Расстояние между гамаками - 2/3 метра. Не знаю сколько на самом деле нужно? Ну так вроде подходит. Гамаки качаются следуя вектору перегрузки, там над головами видны оси.

Число пассажиров можно увеличить если уложить их в два ряда друг над другом. Будет 60 человек. А если удлинить на 16 метров, то можно довести до 100 человек на поезд.

Тогда если такой поезд будет стоить скажем 1 000 000 долларов (ну, а чего там в принципе сложного? железо в основном), то цена билета будет 10 000 долларов, что по карману даже вполне среднему человеку, у которого есть мечта побывать в космосе. Вот он народный космос !

Картинка потрясающая. Не понял это совсем серьезно или прикол?

Я например сторонник ЭМ катапульт, но чтоб так..

У меня был гдето топик про японский проект 90-х

Огромная башня

Вообще то в этих рассуждениях мнго правды - всяко реальнее чем лифт

Простенький расчет - характеристичекая для вывода 9 000 м/с с гравитационными и проч потерями

Энергия кинетичесая для килограмма получаем 1 х 9000х9000/2 = 40 МДж

Пусть на пассажира 500 кг с причиндалами конструции

20 ГДЖ

Это всего 5500 кВт.Ч

ПО счетчику на лестничной площадке по полтора рубля - не так уж и много

Реально слетать - остальное считай потери

[avp]

Стоимость энергии никого не интересует. Даже сейчас.

Кенгуру, сходи на ж/д, почитай сколько весит пассажирский вагон.

[Chilik]

20 ГДЖ
Это всего 5500 кВт.Ч

Неправильно. 20 ГДж это не 5500 кВт-ч. В том смысле, что для импульсных систем нельзя оперировать примитивными аналогиями. Если честно, то с ходу не придумывается ничего на такой масштаб энергетики, кроме каких-нибудь взрывомагнитных генераторов. Конденсаторные батареи неэффективны уже на масштабах порядка 100 МДж. У индуктивных накопителей есть проблема быстрого вывода энергии, да и известный мне проект на 0.8 ГДж долгие годы ни жив, ни мёртв. Маховик на энергию типа 1 ГДж имеет массу ротора в пару сотен тонн, но длительность импульса там тоже масштаба секунд. Что ещё?

[SpaceR]

"Остапа несло..." (с)  :lol:   :lol:   :lol:

А каким вам видится будущее космонавтики?

А насколько отдаленное?    Уже после создания полностью многоразовых двухступенчатых систем?
Видимо, это будет долговато рассказывать...    Кроме того моё предыдущее видение будущего уже устарело и "рассыпается", а новое пока не совсем очерчено.

Если касаться обсуждаемых здесь катапульт для старта с Земли, то подозреваю, что они могут появиться ненамного раньше лунной катапульты.
Причём разгон они будут выполнять с ускорениями 20-100 G, а заканчивать его на высоте 3-4 км.
Насчёт скоростей есть сомнения... вероятно, ради снижения размеров и массы ЭМК она будет разгонять только до скорости 3-4 км/с, дальше - одноступенчатая ракета.

Железнодорожные технологии, предлагаемые тут, имхо применения почти не найдут... разве что некоторые компоненты скоростных дорог с электромагнитной подвеской (в частности, мощные системы электропитания).
Всё остальное для "Большой ЭМК" будет делаться почти "с нуля" (на основе только экспериментальных прототипов военных программ).

[ttt2]

20 ГДЖ
Это всего 5500 кВт.Ч

Неправильно. 20 ГДж это не 5500 кВт-ч. В том смысле, что для импульсных систем нельзя оперировать примитивными аналогиями. Если честно, то с ходу не придумывается ничего на такой масштаб энергетики, кроме каких-нибудь взрывомагнитных генераторов.?

Не согласен (ну не полностью) с вами

Строго говоря - что значит импульсная? Вы собираетесь людей до 8 км/с за 0,1 с разогнать?

Просто учесть КПД - какой он - ну тут разговоры могут быть

[sychbird]

Строго говоря - что значит импульсная? Вы собираетесь людей до 8 км/с за 0,1 с разогнать?

Да забудьте Вы про людей. Для запуска людей есть другие варианты. Катапульты сохраняют свои преимущества только в диапазоне больших ускорений и относительно малых значение ПН. Их  преимущества в возможности организовать большую частоту запусков. Но остаются проблемы сбора малых ПН на опорных орбитах. Очевидное решение - небольшие солнечные паруса в составе ПН. Но появляется ограниечение на ПН - грузы не срочные.
У этой ситемы доступа на орбиту ограниченная ниша. Она может расшириться в случае увеличения числа адресатов на околеземных орбитах.

[Chilik]

Строго говоря - что значит импульсная? Вы собираетесь людей до 8 км/с за 0,1 с разогнать?

Зачем 0.1 с? Есть какая-то разумная размерность для Вашей системы. Питание должно быть однозначно модульным, чтобы отслеживать прохождение изделия по трассе. Дальше считаем потребную мощность на конечном этапе, где она максимальна. Из розетки столько не взять, значит, нужны промежуточные накопители. Собственно, вопрос исключительно про них. Что это может быть?

[Бродяга]

Строго говоря - что значит импульсная? Вы собираетесь людей до 8 км/с за 0,1 с разогнать?

Зачем 0.1 с? Есть какая-то разумная размерность для Вашей системы. Питание должно быть однозначно модульным, чтобы отслеживать прохождение изделия по трассе. Дальше считаем потребную мощность на конечном этапе, где она максимальна. Из розетки столько не взять, значит, нужны промежуточные накопители. Собственно, вопрос исключительно про них. Что это может быть?

При размерах в сотни или тысячи километров это просто может быть единая энергосистема страны.
 Общая энергия не шибко велика, она, разумеется будет больше, чем энергия топлива ракеты в несколько раз - за счёт протяженности системы, но это не "астрономические" значения.