Катапульта в космос

[Бродяга]

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.

Кенгуру мне нравится ваш энтузиазм, но так просто не получится.

 Не выйдет этим "длинным носом" отталкивать молекулы в стороны со скоростью 300 м/с просто таким вот длинным носом аппарата, хотя это несомненно снизит сопротивление воздуха.

 Почему я предложил лучевую установку - потому что она не даёт "отдачи" нагревая воздух перед собой, а на этом иглообразном носе образуется ударная волна, которая и создаст сопротивление.

 Хотя... Я пока подумаю, может в этом что-то есть.

[Бродяга]

Относительно СВЧ-излучателя, да, импульсы он даёт короткие, но скважность 1:100, так что мегаватт средней мощности получается.
 Вроде бы, говорят, можно и 1:10 сделать, если наплевать на быстрое разрушение излучателя.

[Кенгуру]

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.

Спасибо, старался. Там их две кстати.

Не понял это совсем серьезно или прикол?

А у меня тот же вопрос по поводу картинок Клипера постоянно возникает.

Если что-то кажется несерьёзным, то давайте обсудим. То, что гамаки с людьми лежат боком, ну так если класть ногами вперёд, то слишком громоздко это будет и момент инерции большой.

То, что нос длинный и поезд тонкий, так и у Конкорда длинный и тонкий. Это диктуется аэродинамикой и трубой.

Ещё что-нибудь смущает?

Я например сторонник ЭМ катапульт, но чтоб так..

У меня был гдето топик про японский проект 90-х

Огромная башня

При вертикальном старте люди не выдержат перегрузок. Либо надо строить башню таких размеров, каких ещё никто и никогда не строил.

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.

Кенгуру мне нравится ваш энтузиазм, но так просто не получится.

Не выйдет этим "длинным носом" отталкивать молекулы в стороны со скоростью 300 м/с просто таким вот длинным носом аппарата, хотя это несомненно снизит сопротивление воздуха.

Почему не выйдет?
Нос, кстати, можно ещё больше удлинить. Он же не испытывает боковых нагрузок.

Почему я предложил лучевую установку - потому что она не даёт "отдачи" нагревая воздух перед собой, а на этом иглообразном носе образуется ударная волна, которая и создаст сопротивление. Smile

Отсоединённой ударной волны нет. Есть косые скачки уплотнения. Очень косые, так как нос длинный. Угол всего-то 4.3 градуса.

[Кенгуру]

Ну наконец то. Несколько дней не мог запостить предыдущий постинг.

[Кенгуру]

Если касаться обсуждаемых здесь катапульт для старта с Земли, то подозреваю, что они могут появиться ненамного раньше лунной катапульты.

А как не имя дешёвого вывода в космос можно построить на Луне катапульту? Если из лунного сырья, то всё равно нужно сперва завод по производсву комлектующих катапульты на Луну привезти. Или завод тоже будет сторить из лунного сырья? Тогда нужно будет привезти завод по производству завода и т. д.

В общем скорее наоборот. Сначала строим на Земле. Причём с рассчётом, чтоб можно было пуляться сразу на лунную орбиту. А потом строим там.

Стоимость энергии никого не интересует. Даже сейчас.

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

Зачем? Или вы это типа сами не знаете, и решили запрячь Кенгуру?

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?

Если поделить 1 ГДж на 8 километров проходмые поездом за секунду, то получится всего лишь по 125 килоджоулей на погонный метр пути.

[Saul]

Трёхступенчатая катапульта в космос.
 Сделать двойную колею, наружная рельсовая, внутренняя магнитная, ступень 1 - колёсный электропоезд . После 200 км/ч из колесного поезда выталкивается вперёд магнитный поезд - ступень 2, локомотив с турбореактивными двигателями. После 500 км/ч, со сквозной шахты в ступени 2, выталкивается реактивная ступень 3,  с дополнительным реактивным двигателем на носу, направленным вниз, для увода ракеты от эстакады. Предыдущие ступени подтормаживаются выталкиванием следующей. Можете считать публикацией. Общаться с патентным ведомством устал, но если приймут к реализации хотя бы "на шару" прокатите.
10 июня 2008 г.                                 Саулич И.И.

[SpaceR]

Если касаться обсуждаемых здесь катапульт для старта с Земли, то подозреваю, что они могут появиться ненамного раньше лунной катапульты.

А как не имя дешёвого вывода в космос можно построить на Луне катапульту? Если из лунного сырья, то всё равно нужно сперва завод по производсву комлектующих катапульты на Луну привезти. Или завод тоже будет сторить из лунного сырья? Тогда нужно будет привезти завод по производству завода и т. д.

Всё верно. Завод для комплектующих Лунной катапульты - из лунного же сырья. В основном. С земли доставляется туева хуча инструментов, оборудования, экспериментальных установок... И работников, конечно.  В общем, считай "Стройка XXII века"
Соответственно и объём затрат такой, что даже при оптимистичном сценарии освоения Луны светит не раньше 2050гг. ИМХО. В том числе и за счёт материалов с земной ЭМК

В общем скорее наоборот. Сначала строим на Земле. Причём с рассчётом, чтоб можно было пуляться сразу на лунную орбиту. А потом строим там.

Какой такой наоборот, что значит "наоборот"?    А я что, предлагал сперва на Луне ??  :shock:
Вы хоть прочтите внимательнее

[Кенгуру]

Трёхступенчатая катапульта в космос.

Зачем?

Сделать двойную колею, наружная рельсовая, внутренняя магнитная, ступень 1 - колёсный электропоезд . После 200 км/ч из колесного поезда выталкивается вперёд магнитный поезд

А на магнитной подушке до 200 км в час разогнаться никак?

- ступень 2, локомотив с турбореактивными двигателями. После 500 км/ч, со сквозной шахты в ступени 2, выталкивается реактивная ступень 3,  с дополнительным реактивным двигателем на носу, направленным вниз, для увода ракеты от эстакады. Предыдущие ступени подтормаживаются выталкиванием следующей. Можете считать публикацией. Общаться с патентным ведомством устал

Ага. Тогда всё понятно. Погоня за панетнами. Болезнь, хуже графомании.

Пусть бред, лишь бы Саулич И.И. застолбил место, и чтоб бумажку дали, что он типа умный. А то без бумажки не догадываются почему-то.


Вы устали общаться с патентными ведомствами, а у меня один знакомый работающий в таком ведомстве устал от общения со всякими идиотами заваливающими патентные ведомства полной хернёй. Иногда он почитывает своё избранное и бывает забавно.

Что любопытно, каждый такой идиот любит называть своё изобретение своим именем. Там, например, не просто траверса, а траверса Суходрищева. Без который, по мнению автора, человечеству никак не обойтись.

[Кенгуру]

Если касаться обсуждаемых здесь катапульт для старта с Земли, то подозреваю, что они могут появиться ненамного раньше лунной катапульты.

А как не имя дешёвого вывода в космос можно построить на Луне катапульту? Если из лунного сырья, то всё равно нужно сперва завод по производсву комлектующих катапульты на Луну привезти. Или завод тоже будет сторить из лунного сырья? Тогда нужно будет привезти завод по производству завода и т. д.

Всё верно. Завод для комплектующих Лунной катапульты - из лунного же сырья.

А как из лунного сырья добывать железо? Какая там технология?

[Saul]

Ответ Кенгуру.
 Чтобы стать "жрецом" науки в СССР (и позже)необходимо было издать печатный труд и получить патент, поэтому в и получается 90% "херни", где может и здравое потеряться. Я от космической индустрии просто живу за две трамвайные остановки вот и фантазирую. Если идею возьмут в реализацию, должно же что то перепасть.
 Развитые страны богаты с авторских прав, в том числе перехваченных. "Это не мелочь по карманам тырить".

[Бродяга]

Кенгуру мне нравится ваш энтузиазм, но так просто не получится.
Не выйдет этим "длинным носом" отталкивать молекулы в стороны со скоростью 300 м/с просто таким вот длинным носом аппарата, хотя это несомненно снизит сопротивление воздуха.

Почему не выйдет?
Нос, кстати, можно ещё больше удлинить. Он же не испытывает боковых нагрузок.

Для начала, вы применили такую модель - идеально упругое твёрдое тело от которого упруго отскакивают молекулы газа.
 Это не так.

Почему я предложил лучевую установку - потому что она не даёт "отдачи" нагревая воздух перед собой, а на этом иглообразном носе образуется ударная волна, которая и создаст сопротивление. Smile

Отсоединённой ударной волны нет. Есть косые скачки уплотнения. Очень косые, так как нос длинный. Угол всего-то 4.3 градуса.

Всё верно, так вот налетающий поток будет взаимодействовать с этими уплотнениями, а не "отскакивать" от поверхности носа аппарата.
 Фактически, вы хотите сделать очень малый Cx, но используете для этого неправильную модель.

 В случае использования излучателя газ вообще сперва взаимодействует не с аппаратаом, а с потоком энергии от излучателя, который его нагревает и он разлетается в стороны. Благодаря тому, что энергия излучается со скоростью света, отдача от излучателя фактически равна нулю.

[Кенгуру]

Кенгуру мне нравится ваш энтузиазм, но так просто не получится.
Не выйдет этим "длинным носом" отталкивать молекулы в стороны со скоростью 300 м/с просто таким вот длинным носом аппарата, хотя это несомненно снизит сопротивление воздуха.

Почему не выйдет?
Нос, кстати, можно ещё больше удлинить. Он же не испытывает боковых нагрузок.

Для начала, вы применили такую модель - идеально упругое твёрдое тело от которого упруго отскакивают молекулы газа.
 Это не так.

Про идеальноупругое твёрдое тело у меня ничего там нет. Это рассчёт кинетической энергии которую получит воздух.

Если не нравится, так изложите свои рассчёты.

Почему я предложил лучевую установку - потому что она не даёт "отдачи" нагревая воздух перед собой, а на этом иглообразном носе образуется ударная волна, которая и создаст сопротивление. Smile

Отсоединённой ударной волны нет. Есть косые скачки уплотнения. Очень косые, так как нос длинный. Угол всего-то 4.3 градуса.

Всё верно, так вот налетающий поток будет взаимодействовать с этими уплотнениями, а не "отскакивать" от поверхности носа аппарата.
 Фактически, вы хотите сделать очень малый Cx, но используете для этого неправильную модель.

Тогда изложите правильную модель.

В случае использования излучателя газ вообще сперва взаимодействует не с аппаратаом, а с потоком энергии от излучателя, который его нагревает и он разлетается в стороны. Благодаря тому, что энергия излучается со скоростью света, отдача от излучателя фактически равна нулю.

А зачем это нужно, если поезд и так взлетит?

[Кенгуру]

Фактически, вы хотите сделать очень малый Cx, но используете для этого неправильную модель.

У меня вопрос. где взять Cx для такого длинного носа и таких скоростей?

Значит, сила сопротивления у нас: F = Cx *S *ro *v^2 *1/2
Ускорение (перегрузка) будет: a = F / m
Считаем:
  a = Сx * 3.75 * 1.2 * 8000^2 *(1/2) / 100000 = Cx *1440 м/с^2

Посмотрел для разных самолётов в Википедии (не знаю то это или не то, потому, что обозначено как Cd):

Cd    Aircraft model
0.021 -   F-4 Phantom II (subsonic)
0.022 -   Learjet 24
0.027 -   Cessna 172/182
0.027 -   Cessna 310
0.031 -   Boeing 747

http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient

Если посмотреть на картинку зависимости Cx от числа Маха, у нас чем больше скорость тем меньше Cx.



К сожалению картинка не сообщает какой будет Cx при числе Маха = 27. Но следуя логике графика совсем небольшой.

Так, примерно прикидываем:

Cx = 0.02 ---   a = 28.8 м/с^2 = 2.8 G
Cx = 0.01 ---   a = 14.4 м/с^2 = 1.4 G
Cx = 0.005 ---  a =  7.2 м/с^2 = 0.7 G

Перегрузки не смертельные. На орбиту выходим.

[нейромантик]

Катапульта на Луне - проект именно что 22 века. Скорее его 2-й половины. Если люди ещё будут в космос вылазить.
С материалам там проблем нет - метеорного железа за несколько миллиардов лет нападало - мама не горюй!
Есть проблема с доставкой туда оборудования для его переработки, и людей. для эксплуатации и ремонта этого оборудования.
А в остальном - проблем нет.
: lol:

Трехступенчатая катапульта - более реальна.

[Кенгуру]

Решил посчитать угол слабого косого скачка уплотнения, который возникал бы при движении такого поезда в атмосфере при вылете из вакуммной трубы.

Формула газовой динамики страшная:

1) Tang(beta) = ((k-1)/(k+1)) *(1+(2/(k-1))*(1/(M^2*Sin(alfa)^2))) *Tang(alfa)

2) alfa = beta +w

Здесь:
w - угол стенки носа поезда.
alfa - угол косого скачка уплотнения.
beta - угол между стенкой носа поезда и возникающим скачком уплотнения.
M - число Маха. Отношение скорости к скорости звука.
k - отношение теплоёмкости при постоянном давлении к теплоёмкости при постоянном объёме. Для воздуха = 1.4.

Так как решить уравнение не получается, я просто составил график зависимости угла скачка уплотнения от угла стенки носа поезда:



Угол стенки у нас 4.3 градуса, значит угол косого слабого скачка уплотнения - 10 градусов.


* * * * * * * * * * * * *

Следующий этап - это скорректировать рассчёт по закону сохранения энергии, то есть по кинетической энергии воздуха получаемой им от поезда. Потому, что из-за возникновения скачка уплотнения у нас часть воздуха идёт вдоль носа поезда под углом 4,3 градуса, а часть вдоль фронта косого слабого скачка уплотнения, с углом 10 градусов. Значит в среднем воздух идёт между этими двумя углами, под углом (4.3+10)/2 = 7.15 градусов.

Тангенс от 7.15 равен 0,125. Подставляем в формулы на девятой странице и считаем всё заново.

Получаем:

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*0.125/2 = 500 м/сек
(Здесь делим на 2, так как мы раздвигаем носом воздух в обе стороны)
То, что больше скорости звука не страшно, так как поток уже внутри скачка уплотнения.

3) Энергия получаемая воздухом от ракеты
Eв=Mв*Vв^2/2 = 36000*500^2/2 = 4 500 000 000 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 - 4 500 000 000 = 3 195 500 000 000 Дж

6) Скорость полёта через 1 секунду
Vп1=Sqrt(2*Eп1/Mп) = Sqrt(2*3 195 500 000 000/100 000) = 7 994,373

7) Потеря скорости за 1 секунду полёта:
Vdelta = Vп0 -Vп1 = 8 000 -7 994,373 = 5,627 м/сек. 0.56 G

Проверяйте.


Как видите с учётом скачка уплотнения, цифры хоть и выросли, но всё равно на орбиту выйти не мешаю и перегрузки крайне незначительны  Отперавлять в космос можно даже пенсионеров.

[Boo]

Кенгу.ру
Красиво, блин... А если +вариант "горного" старта (с Эвереста, например, уж больно интересно по высоте горы/наклону орбиты) да ещё вылет из пускового тоннеля вслед за ударной волной после объёмного взрыва ("вакуумная бомба") с целью создания дополнительного разряжения атмосферы?

[Кенгуру]

Кенгу.ру
Красиво, блин... А если +вариант "горного" старта (с Эвереста, например, уж больно интересно по высоте горы/наклону орбиты)

В смысле туннель параллельно горе? Люди перегрузок не выдержат. 400G.

А с перегрузкой, например, 5G, надо чтобы поезд разгонялся 650 километров.

Далее трамплин.



Если делать трамплин высотой с Эверест, то есть высотой в 8 километров, то его длина должна быть 101 километр. А склоны Эвереста явно не столь пологие.

Полезнее была бы гора высотой метров 300-400, но пологая, чтобы не надо было строить эстакаду.

Кроме того, при выборе места для строительства трубы стоит задуматься о наклонении орбиты на которую будем выходить, и на будущее о возможности запуска сразу на лунную орбиту.

да ещё вылет из пускового тоннеля вслед за ударной волной после объёмного взрыва ("вакуумная бомба") с целью создания дополнительного разряжения атмосферы?

Да ведь и так получается взлететь.

Кроме того, это усложняет и удораживает запуск. А пуск должен быть максимально дешёвым, чтобы слетать смог даже самый обычный человек.

[Boo]

Кенгуру
Табличку я изучил ещё на предыдущих страницах, спасибо!
Я говорю именно о трамплине в горе, грубо - тоннель, он будет дешевле эстакады по той простой причине, что гораздо дешевле поддерживать стенки при резких скачках давления в момент прохода снаряда. Разгонный участок, естественно, также тоннельный, ниже уровня подошвы гор.
Для начала неплохо бы освоить грузоперевозки (пусть 50 "же"), в таком случае длина тоннеля будет до 70 км - вполне реализуемая цифра, учитывая японский опыт постройки тоннеля «Сейкан» (53,9 км).
А приемлемый профиль горы обязательно найдётся! Кроме Гималаев ещё интересны горные массивы Кордильер в Южной Америке по критерию близости к экватору.

Да ведь и так получается взлететь. Кроме того, это усложняет и удораживает запуск.

Что-то мне подсказывает, что при выходе снаряда портал будет испытывать слишком серьёзные ударные нагрузки... Однако не могу в расчёты углубляться, бытовыми проблемами временно завалило...  :oops:

[Кенгуру]

Что-то мне подсказывает, что при выходе снаряда портал будет испытывать слишком серьёзные ударные нагрузки...

См. мой рассчёт выше.

[ttt2]

Кенгуру
Я говорю именно о трамплине в горе, грубо - тоннель, он будет дешевле эстакады по той простой причине, что гораздо дешевле поддерживать стенки при резких скачках давления в момент прохода снаряда. Разгонный участок, естественно, также тоннельный, ниже уровня подошвы гор.
Для начала неплохо бы освоить грузоперевозки (пусть 50 "же"), в таком случае длина тоннеля будет до 70 км - вполне реализуемая цифра, учитывая японский опыт постройки тоннеля «Сейкан» (53,9 км).

Поддерживаю. Дешевле будет и реализуемее чем лифт