Ракета,запитываемая лазером: способ вырваться из гравитационного колодца Земли?

[Dem]

Если мы везём с собой водород, то что может быть проще чем ЖРД?
Например РН "Энергия", вполне может (теоретически) использовать в качестве топлива жидкий водород + жидкий кислород.

Кислород - тяжёлый

(скажем, отводя тепло от стенки жидким металлическим теплоносителем и нагревом газа через него с помощью радиатора с развитой поверхностью).

Самый лучший теплоноситель - электроны.

[ВадимZero]

Водород, или воздух всеже лучше греть, так как это хотят делать в ядерной лампе.

[Грехов Михаил]

Я вот тут подумал. А зачем вообще разгоняться до 8 махов? что нельзя со скоростью скажем 25 м/с тупо пролететь 100 км вверх?

Не в верх, а с заклоном. И доля топлива, ушедшего на гравитационные потери возрастёт. Старт должен быть быстрым. Всё-равно целевая скорость-23 маха!

[hiway60]

Я вот тут подумал. А зачем вообще разгоняться до 8 махов? что нельзя со скоростью скажем 25 м/с тупо пролететь 100 км вверх?

Не в верх, а с заклоном. И доля топлива, ушедшего на гравитационные потери возрастёт. Старт должен быть быстрым. Всё-равно целевая скорость-23 маха!

Обратим взор на вертолёт. Он может вертикально взлететь на 5 км с постоянной скоростью(ускорение = 0) и там зависнуть(снос ветром пока не будем считать). А потом набрать горизонтальную скорость.

[Golossvyshe]

Удивительно всё же, как долго можно обсуждать такие вещи.

Мощность газодинамического лазера 100-150, максимум 200 кВт при кпд 3-8% Мощность ракетных двигателей - десятки млн. кВт
Тут и песенке конец.

И даже если в порядке бреда допустить, что в ход пойдут химические лазеры вроде этого чудовища
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_YAL-1
не требующие для работы энергии, превышающей по мощности всю энергосистему США, то стоимость такой параноидальной системы будет десятки триллионов долл.
Это я молчу об экологии - там придётся делать зону отселения на  50-60 миль.

[Грехов Михаил]

Обратим взор на вертолёт. Он может вертикально взлететь на 5 км с постоянной скоростью(ускорение = 0) и там зависнуть(снос ветром пока не будем считать). А потом набрать горизонтальную скорость.

А смысл? Вертолёт -совсем другое.

[Polnoch Ксю]

Удивительно всё же, как долго можно обсуждать такие вещи.

Мощность газодинамического лазера 100-150, максимум 200 кВт при кпд 3-8% Мощность ракетных двигателей - десятки млн. кВт
Тут и песенке конец.

И даже если в порядке бреда допустить, что в ход пойдут химические лазеры вроде этого чудовища
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_YAL-1
не требующие для работы энергии, превышающей по мощности всю энергосистему США, то стоимость такой параноидальной системы будет десятки триллионов долл.
Это я молчу об экологии - там придётся делать зону отселения на  50-60 миль.

Уже считалось, мимо кассы. Суточная генерация одного энергоблока превышает потребную энергию для запуска почти на четыре порядка (шестая страница темы), а в типичной АЭС несколько энергоблоков, так что они будут большую часть времени продавать энергию обычным потребителям, еще более уменьшая стоимость килограмма на орбите.
Мощные конденсаторы, конечно, тоже техническая проблема.....

[Skipper]

Я не зря написал про пенопласт. Если из титана сделать батарею отопления, то при прочих равных будет холодно в помещении. Поэтому батареи делают из таких материалов как алюминий. В ваших расчётах это вообще не учтено.

Это да. Только температура плавления у алюминия 660С. "Маловато будет!" (с) У титана на 1000 градусов поболе - поэтому его и взял. Но повторюсь: это условность, вариации плотности 3-5-7 т/м3 на результат расчета принципиально не влияют.
Теплопроводность стенки - не самое жесткое ограничение. Как показал AlexAV, узкое место - передача тепла от стенки газу.

P.S. Мне в сети попалось предложение делать стенки из карбида кремния.

[Polnoch Ксю]

Уже при скоростях более 3М вы будете не охлаждать набегающим потоком, а спасаться от нагрева им.

Возможно, после ~четырех М нужно забираться по-выше, и разгоняться уже по прямой, питаясь от орбитального  лазера: это будет выгодно с какой-то высоты, так как большая часть атмосферы окажется под лазерной ракетой.

Если вы везёте рабочее тело с собой (скажем водород), а не используете воздух, то его в принципе можно обойти (скажем, отводя тепло от стенки жидким металлическим теплоносителем и нагревом газа через него с помощью радиатора с развитой поверхностью).

Мы его и тут тоже сможем греть таким же образом. Почему бы не сделать радиатор от лазера большой площади?

Если мы везём с собой водород, то что может быть проще чем ЖРД?
Например РН "Энергия", вполне может (теоретически) использовать в качестве топлива жидкий водород + жидкий кислород.
При горении которых получается дистиллированная вода.

УИ у воды не такой и хороший а водородный лучше.... Плюс криогеника, которая увеличивает стоимость ракеты.... Кстати, вторая ступень вполне возможна не на водороде, а на воде )) УИ будет тот же, что у кислород-водородного ЖРД, или чуть больше, но ступень будет очень дешевой, так как не будет криогенной
Либо вторая ступень может быть криогенной и более дорогой, на водороде, тогда мы очень сильно выиграем на УИ

[ВадимZero]

Кстати, вторая ступень вполне возможна не на водороде, а на воде )) УИ будет тот же, что у кислород-водородного ЖРД, или чуть больше, но ступень будет очень дешевой, так как не будет криогенной

И как по вашему криогенность удорожает ракету?

[Skipper]

Если мы везём с собой водород, то что может быть проще чем ЖРД?
Например РН "Энергия", вполне может (теоретически) использовать в качестве топлива жидкий водород + жидкий кислород.
При горении которых получается дистиллированная вода.

У водорода молярная масса 2, у воды - 18. Отсюда при прочих равных удельный импульс у водорода в 3 (!) раза выше (см "формулу Ы"). Это раз.
Ракета намного проще - не нужны сложные ЖРД - это два.

[Golossvyshe]

Удивительно всё же, как долго можно обсуждать такие вещи.

Мощность газодинамического лазера 100-150, максимум 200 кВт при кпд 3-8% Мощность ракетных двигателей - десятки млн. кВт
Тут и песенке конец.

И даже если в порядке бреда допустить, что в ход пойдут химические лазеры вроде этого чудовища
http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_YAL-1
не требующие для работы энергии, превышающей по мощности всю энергосистему США, то стоимость такой параноидальной системы будет десятки триллионов долл.
Это я молчу об экологии - там придётся делать зону отселения на  50-60 миль.

Уже считалось, мимо кассы. Суточная генерация одного энергоблока превышает потребную энергию для запуска почти на четыре порядка (шестая страница темы), а в типичной АЭС несколько энергоблоков, так что они будут большую часть времени продавать энергию обычным потребителям, еще более уменьшая стоимость килограмма на орбите.
Мощные конденсаторы, конечно, тоже техническая проблема.....

Вам нравится ваша идея, и потому любые возражения вы попросту опускаете без рассмотрения.
И конденсаторы-то тут при чём?

Уверяю вас - здесь идёт обсуждение оксюморона. Та же "сфера Дайсона". Вам только КАЖЕТСЯ, что идея разумна.

[Skipper]

Удивительно всё же, как долго можно обсуждать такие вещи.

Мощность газодинамического лазера 100-150, максимум 200 кВт при кпд 3-8% Мощность ракетных двигателей - десятки млн. кВт
Тут и песенке конец.

То, что потребность в мощном лазере - главная проблема lightcraft - пишут все исследователи. И в этой теме не раз писалось.
Но почему Вы думаете, что проблема нерешаема?
Есть сильный аргумент "за": один мегаваттный лазер можно заменить тысячью киловаттных.

[Грехов Михаил]

То, что потребность в мощном лазере - главная проблема lightcraft - пишут все исследователи.

Есть ещё и другие.... не менее трудные.

[AlexAV]

Да, в работе тов.Kare (Кэйра?), на которую я ссылался, ракета именно везет с собой водород. И греет его через большой плоский теплообменник (см рис. на стр.6). Вроде бы указывается толлщина канала, по которому бежит водород, порядка 200 мкм.

В таком варианте 1-2 МВт/м2 газом поглотить можно (толщина небольшая, да и теплопроводность водорода в 7 раз больше, чем воздуха).

Ракета намного проще - не нужны сложные ЖРД - это два.

А вот это ерунда. Для лазерного двигателя потребуются те же криогенные баки и насосы, элементы сопла, системы управления и т.д., только дополнительно добавляется очень сложная система нагрева рабочего тела внешним лучом.

За счёт чего дешевле?

Наоборот, кислородно-водородная “горелка” проще, дешевле и надёжнее, чем любой лазерный девайс.

[Polnoch Ксю]

Вам нравится ваша идея, и потому любые возражения вы попросту опускаете без рассмотрения.
И конденсаторы-то тут при чём? 

Уверяю вас - здесь идёт обсуждение оксюморона. Та же "сфера Дайсона". Вам только КАЖЕТСЯ, что идея разумна.

Просто у Вас неправильные оценки были, посмотрите же шестую страницу темы. На самом деле получается ~15 центов за килограмм на высоте 35км, разогнанный до 10 махов, по себестоимости электроэнергии на рынке(а простаивающая АЭС, построенная под лазерные пуски, между пусками сможет продавать электроэнергию на рынке страны, где построили пуск, еще больше уменьшая стоимость килограмма на орбите!). Понятно, что реально будет больше, так как нужно амортизировать лазерную установку, пусковое устройство, ремонтировать многоразовые первые ступени, создавать новые вторые, или ремонтировать тоже многоразовые вторые, а так же по тому, что траектория более сложная. Но тысячи или даже сотни долларов за билет для пассажира уже кажутся реальными

А вот это ерунда. Для лазерного двигателя потребуются те же криогенные баки и насосы, элементы сопла, системы управления и т.д., только дополнительно добавляется очень сложная система нагрева рабочего тела внешним лучом.

За счет того, что у нас может быть молекулярная плотность как у кислород-водородной КРИОГЕННОЙ ракеты, а конструкция может быть тупой аллюминиевый бак с водой (от гиперзвука его можно защитить, спрятав внутри первой ступени).

Либо же мы можем сделать криогенную ракету на чистом водороде, с водородным, а не H20 выхлопом как в ЖРД, так что и вторая лазерная ступень получается лучше ЖРД, хотя и не настолько подавляюще, так как УИ все-таки не псевдобесконечный, поэтому нам выгодно как можно дольше разгоняться по спирали, а потом, вероятно, по пологой траектории в верхней части стратосферы, используя воздух в качестве рабочего тела. Удастся выжать не 5, 8, а 10, 15М на первой ступени, полет станет совсем дешевым

[AlexAV]

Возможно, после ~четырех М нужно забираться по-выше, и разгоняться уже по прямой, питаясь от орбитального  лазера: это будет выгодно с какой-то высоты, так как большая часть атмосферы окажется под лазерной ракетой.

Это и так используют. Но помогает очень частично. Скажем длительный полёт на 3М уже проблема. Посмотрите на SR-71 и те ухищрения, к которым приходится прибегать, чтобы он просто не развалился (вроде тех же компенсационных щелей в баках). А это повторяю только 3М.

Мы его и тут тоже сможем греть таким же образом. Почему бы не сделать радиатор от лазера большой площади?

Нельзя в гиперзвуковой поток поставить радиатор. Поток будет тормозиться и сильно греться. Так, что никакой материал не выдержит. Только через стенку почти параллельную потоку.

[Polnoch Ксю]

Поток будет тормозиться и сильно греться.

А что плохого в том, что поток будет греться? Нам же меньше энергии нужно для его нагрева лазером...

А стенки те же могут быть сложной формы даже для параллельного потока, за счет сложной формы можно увеличить площадь

[Грехов Михаил]

А что плохого в том, что поток будет греться? Нам же меньше энергии нужно для его нагрева лазером...

Так греться то он будет за счёт аэродинамического сопротивления. И это потери! А вы как барон Мюнхаузен типа. Сам себя за волосы вытянул из болота  кобылой.

[Polnoch Ксю]

Так греться то он будет за счёт аэродинамического сопротивления. И это потери!

Если греться будут элементы конструкции (а они будут греться, да), то это потери, а то, что будет греться поток какие это потери? Скорее, приятная побочка Неожиданный подарок от второго начала термодинамики