Передача энергии и массы

[pkl]

В теме "Инженерные вопросы межзвёздных перелётов" прочитал идею разгона звездолёта посредством передачи ему на борт капсул с термоядерным горючим. Суть идеи состоит в том, чтобы, высылать стартующему звездолёты ампулы с замороженным дейтерием, ускоряя их посредством электромагнитного ускорителя. Предполагается, что звездолёт ловит их магнитным полем /принимая, т.о. их импульс и понемногу ускоряяся/, а термоядерное горючее использует по назначению, для разгона. Хотят таким образом сэкономить стартовую массу.

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Ещё вспоминаются проекты с дозаправкой АКС в воздухе.

Просьба - отвечать без шуток.

[zyxman]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Идея стара как мир, но практичной схемы передачи на борт массы в атмосфере я не встречал вообще ни разу.
Дозаправка самолета в воздухе это немного не то - дозаправщики все дозвуковые, по высоте дозаправки я не в курсе, а нам она тоже интересна, ИМХО криогенные компоненты тоже вероятно получится дозаправлять, но будет ли оно того стоить?

По энергии более-менее реалистичные схемы есть - СВЧ/лазеры и даже СВЧ-самолет уже реально летал.

[Имxотеп]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Если уж на то пошло, передавать надо не массу и энергию, а непосредственно импульс. Это во-первых. А во-вторых, все упирается в скорость "передачи" капсул, которая должна быть не меньше конечной скорости аппарата. На Земле с ее атмосферой этого не достигнуть никогда. Максимум можно сделать некую разгонную систему вместо первой ступени ракеты, но чем она будет лучше традиционной экзотики - неочевидно.

[pkl]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Идея стара как мир, но практичной схемы передачи на борт массы в атмосфере я не встречал вообще ни разу.
Дозаправка самолета в воздухе это немного не то - дозаправщики все дозвуковые, по высоте дозаправки я не в курсе, а нам она тоже интересна, ИМХО криогенные компоненты тоже вероятно получится дозаправлять, но будет ли оно того стоить?

По энергии более-менее реалистичные схемы есть - СВЧ/лазеры и даже СВЧ-самолет уже реально летал.

Собственно, в очередной раз всплывшая идея лазерного двигателя и стала для меня отправной точкой. Тогда я в первый раз задумался: а нельзя ли передавать на борт носителя не только энергию, но и отбрасываемую массу?

[zyxman]

а нельзя ли передавать на борт носителя не только энергию, но и отбрасываемую массу?

Самая старая идея на эту тему что я встречал была такая:
реактивная тележка движется по рельсам по поверхности Земли и черпает топливо из канала рядом с колеей
- В принципе если сделать топливо, которое не будет без катализатора гореть в воздухе, это реально.

Всем остальным идеям мешает атмосфера

[pkl]

Если уж на то пошло, передавать надо не массу и энергию, а непосредственно импульс. Это во-первых.

А чем ещё можно передать импульс, кроме как массой? Но если мы будем передавать ТОЛЬКО  импульс, а массу накапливать, у нас выводимая на орбиту масса будет стремиться к бесконечности.

А во-вторых, все упирается в скорость "передачи" капсул, которая должна быть не меньше конечной скорости аппарата. На Земле с ее атмосферой этого не достигнуть никогда.

А вот скорость можно, теоретически, сделать хоть вторую космическую /допустим, посредством электромагнитной или легкогазовой пушки/. Но нежно помнить, что относительная скорость носителей ПН и массы/импульса не может быть слишком большой. Максимум десятки м/с. Иначе... сами понимаете

Максимум можно сделать некую разгонную систему вместо первой ступени ракеты, но чем она будет лучше традиционной экзотики - неочевидно.

Нее... в качестве первой ступени нам как раз подойдёт хоть ТТУ, хотя лучше, наверное, ЭМ катапульта. А вот большую часть х.с. - обеспечить этой самой передачей.

[zyxman]

А вот скорость можно, теоретически, сделать хоть вторую космическую /допустим, посредством электромагнитной или легкогазовой пушки/.

Ну вот тут и возникает проблема атмосферы - просто атмосфера тормозит очень сильно, и только на довольно больших телах получается соотношение силы сопротивления к энергетике тела, позволяющее двигаться в атмосфере с высокой скоростью.
То есть конкретно любительские ракеты с РДТТ почти не летают в космос, как раз потому что очень сложно преодолеть первые 10км.
- У маленькой ракеты очень большие аэродинамические потери, и очень сложно в любительских условиях сделать медленно горящий двигатель с приличным УИ и также сложно сделать любительскими технологиями эффективное по массогабариту и надежное разделение ступеней.
Вобщем поэтому придумываются всяческие изощрения, направленные на то чтобы преодолеть первые 10км с минимальной скоростью.

Еще более конкретно, мне когда-то объясняли что пуля 5.45 с сверхзвуковой начальной скоростью обладает поражающей дальностью меньше сотни метров, 7.62 уже имеет поражающую дальность единицы километров (при том что плотность пули очень велика - пуля вся из металла, а плотность топлива все-же будет явно меньше) ну итд.
Плюс очень сильный нагрев - я где-то читал, НАСА считали катапульту для запуска на орбиту (с последующим довыведением РДТТ), так у них при тонне начальной массы получалось что до космоса долетает около половины массы - остальное сгорает в основном в нижней атмосфере.

Поэтому получается что скажем пучок ускоренных ионов вообще не преодолевает атмосферу, зенитные пушки уже на 8км не делают..

[ааа]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Летит самолет и распыляет в воздухе керосин, а потом по этой "дорожке" летит первая ступень с ВРД.

[саша]

был ещё проект с вывешиванием троса в атмосфере(или на орбите), по нему идёт разгонник и использует его же в качестве топлива(!)

[Бродяга]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Летит самолет и распыляет в воздухе керосин, а потом по этой "дорожке" летит первая ступень с ВРД.

А за ступенью с ВРД на мётлах летят "зелёные"[/size] держа в руках раскалённые крючья для пыток[/size].

[Alex_II]

Летит самолет и распыляет в воздухе керосин, а потом по этой "дорожке" летит первая ступень с ВРД.

А за ступенью с ВРД на мётлах летят "зелёные"[/size] держа в руках раскалённые крючья для пыток[/size].

О, класс! Тогда срочно меняем систему с распылением керосина на прямоточный ЯРД большой тяги (а-ля Гурколет") - и пусть летят  :twisted:  :!:

[avmich]

У меня возникла идея - а нельзя ли как-то использовать подобную схему для выведения полезных нагрузок при старте с Земли?

Летит самолет и распыляет в воздухе керосин, а потом по этой "дорожке" летит первая ступень с ВРД.

А за ступенью с ВРД на мётлах летят "зелёные"[/size] держа в руках раскалённые крючья для пыток[/size]. :D

Зелёных, Бродяга, бояться - в космос не летать.

Общался тут с космическими лифтостроителями. Они считают своим конкурентом схему "высокая башня, с вершиной выше плотных слоёв атмосферы, в которой груз разгоняется и выбрасывается с высокой скоростью".

[avmich]

Летит самолет и распыляет в воздухе керосин, а потом по этой "дорожке" летит первая ступень с ВРД.

А за ступенью с ВРД на мётлах летят "зелёные"[/size] держа в руках раскалённые крючья для пыток[/size]. :D

О, класс! Тогда срочно меняем систему с распылением керосина на прямоточный ЯРД большой тяги (а-ля Гурколет") - и пусть летят  :twisted:  :!:

Это вовсе не Гурколёт, Гурколёт куда чище, а скорее проект Плутон. Своеобразный чемпион грязности... бомбардировщик, которому бомбы не нужны, достаточно пролететь над территорией... проект, зарубленный хотя бы из-за невозможности провести испытания...

[Alex_II]

Это вовсе не Гурколёт, Гурколёт куда чище, а скорее проект Плутон. Своеобразный чемпион грязности... бомбардировщик, которому бомбы не нужны, достаточно пролететь над территорией... проект, зарубленный хотя бы из-за невозможности провести испытания...

Не-не, я не горю желанием отхватить острую лучевку, так что имел ввиду именно Гурколет (я в курсе, что там воздух во втором контуре греется, я ж не из эко-махновцев). А на этот проект "Плутон" у вас ссылочки нет? У Вэйда например? Люблю глубоко брутальные машины...

[Ark]

Придумал задачку.
Взлетает ракета с небесного тела без атмосферы.
Вместо топлива упругие шарики весом один килограмм.
Один шарик выстреливаем вниз со скоростью 3000 м/с.
Далее он упруго отражается с коэффициентом 0,95 от стартового стола
ударяет об дно ракеты и передаёт ей импульс 2700 м/с.
И далее... получаем ряд 3000, 2700, 2400, 2100...
Вопросы:
Удельный импульс данного одного килограмма топлива получается сложением всех скоростей?
Если Да, то откуда взялось столько энергии?

[hcube]

Пардон, если у нас передается энергия на борт - зачем там топливо? ;-)

Берем систему с нетермореактивным принципом ускорения РТ - например 'лифтер'. Подаем на него метровыми волнами достаточно энергии, чтобы решетка сама работала как антенна с нужным напряжением на выходе. И разгоняем прямо в атмосфере штуку, отбрасывая атмосферный воздух ионным ветром. Если извернуться, то наверное можно сделать даже ускорение РТ в обход игловидного корпуса.

[Вован Сидорыч]

Придумал задачку.
Взлетает ракета с небесного тела без атмосферы.
Вместо топлива упругие шарики весом один килограмм.
Один шарик выстреливаем вниз со скоростью 3000 м/с.
Далее он упруго отражается с коэффициентом 0,95 от стартового стола
ударяет об дно ракеты и передаёт ей импульс 2700 м/с.
И далее... получаем ряд 3000, 2700, 2400, 2100...
Вопросы:
Удельный импульс данного одного килограмма топлива получается сложением всех скоростей?
Если Да, то откуда взялось столько энергии?

Шоб вам легше було соображать уточню:
- Импульс мерается НЕ в метрах в секунду
- Импульс и енергия енто не одно и то же
- Импульс есть величина векторная (имеет направление), а енергия скалярная
- Суммарный импульс системы ракета-Бланеда-шарик и в начале и в конце експеримента равен  нулю

[Chilik]

Далее он упруго отражается с коэффициентом 0,95 от стартового стола ударяет об дно ракеты и передаёт ей импульс 2700 м/с.

1. При такой скорости упругого отражения не бывает скорее всего ни при каком раскладе (скорость стала уже порядка звуковой в металле).
2. Судя по цифрам, ракета никуда не летит. Тогда в идеальной математической задаче шарик действительно может болтаться бесконечно, не передавая своей энергии. Тогда в чём смысл?
3. Кстати, при упругом отражении в системе отсчёта ракеты импульс шарика меняется с +mv на -mv/  :twisted:
4. Кто обещал, что шарик будет туда-сюда болтаться? В теннис или футбол об стенку играли?
5. А самое загадочное в этой схеме: нафига выстреливать шарики с ракеты вниз? Если бы изобретателем был я, то выстреливал бы с земли.  

[dan14444]

упругого отражения не бывает

Дык, эта... полем его, полем. Али электростатикой али магнитным. Даже гравитационным можно, наверное . Тады и поболе 0.95 может быть. Колодец в атмосфере прожечь...
А если шарик ещё на земле доразгонять, компенсируя теряемый импульс...

В идеале энергии можно съэкономить на порядки, до потенциальной выведенного аппарату, однако

[Ark]

Шоб вам легше було соображать уточню:
- Импульс мерается НЕ в метрах в секунду
- Импульс и енергия енто не одно и то же
- Импульс есть величина векторная (имеет направление), а енергия скалярная
- Суммарный импульс системы ракета-Бланеда-шарик и в начале и в конце експеримента равен  нулю

Да, конечно (увлёкся), импульс = один килограмм х 2700 м/с.
А импульс и энергию я вроде бы различаю.
Имел ввиду энергию в одном килограмме шарика.
Суммарный импульс я привёл относительно одного килограмма шарика.
То есть, мы потратили один килограмм топлива, а импульс котторый мы передали ракете равен сумме всех составляющих прыжков.