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

[huch]

Посмотрите, какого размера Союз или Восток. Вы в Москве на ВДНХ были? Они такие большие, что найти не то, что тысячу, а сто тысяч мест на них легко

Союз? Восток? Какая его часть? Там 95% размера - топливные баки и двигатели от которых вы отказались. Вам надо попасть на нагревательный элемент прямоточника. Это несколько другие размеры. Или вы ракету целиком греть собрались? Тогда она даже от земли не оторвется. Посчитайте погрешность определения координат ракеты на расстоянии 20 км для любой существующей сегодня схемы локации. Сопоставьте с расхождением луча на этом расстоянии (мы про дифракцию ведь помним?). Учтите погрешности прицеливания и сопровождения для 1000 излучателей... В общем мне кажется мы будем греть воздух где-то далеко в стороне от требуемого места

[huch]

Ну ОК, хоть пятьдесят энергоблоков. Это все равно не так много в мировых маштабах. Что нам помешает во время вне пусков (в сутках 1440 минут, пять запусков по минут пять это всего двадцать пять минут) использовать энергоблоки для освещения квартир, для промышленности, и тд?
Заодно мы резко уменьшим стоимость содержания системы От нее будет прямая прибыль от потребителей на Земле (а ведь нам именно это и нужно: уменьшить стоимость килограмма на орбите! При подсчете финансового баланса прибыль от энергоблоков вычтем )

Эхехех... Вы вот согласитесь, чтобы в вашей квартире по 5 раз в сутки выключали свет? Или чтобы все троллейбусы и поезда на железных дорогах в стране останавливались с такой же периодичностью. Или печи на металлургических предприятиях. Или... много еще разных "или" бывает... Перерыв в подаче энергии 5 раз по 5 минут в масштабах потребления в 50 гигаватт приведет к тому, что каждый день все 24 часа всю страну будет лихорадить не по детски.

[Polnoch Ксю]

. Посчитайте погрешность определения координат ракеты на расстоянии 20 км для любой существующей сегодня схемы локации. Сопоставьте с расхождением луча на этом расстоянии (мы про дифракцию ведь помним?). Учтите погрешности прицеливания и сопровождения для 1000 излучателей... В общем мне кажется мы будем греть воздух где-то далеко в стороне от требуемого места

Нам не обязательно ракету делать похожей на Восток и Союз. Она может быть, например, такой геометрической формы, что бы максимизировать площадь приемника при минимуме веса, и при этом быть аэродинамичной.
Восток и Союз очень не похожи внешне на Буран и Шаттл, а и та и та форма аэродинамичны. Нужно какое-то геометрическое решение (на ум лезут только всякие фракталы...), которое позволит увеличить площадь приемника.
В общем, ракета, это не обязательно что-то в форме сигары Или в форме сигары с крыльями

А что касается сложности фокусировки, так понятно, что эта схема запуска потребует больших инвестиций в R&D, в частности, в технологии наведения лазерного луча.

Эхехех... Вы вот согласитесь, чтобы в вашей квартире по 5 раз в сутки выключали свет? Или чтобы все троллейбусы и поезда на железных дорогах в стране останавливались с такой же периодичностью. Или печи на металлургических предприятиях. Или... много еще разных "или" бывает...

Энергосистема страны все равно будет гораздо больше, и всегда сможет сгладить такие шероховатости генерации: она сглаживает (не в России, правда) даже шероховатости от ветрогенераторов и солнечных панелей!
Ну увеличат количество загружаемого угля, или прокачиваемого газа на какой-нибудь ТЭЦ на несколько минут, и что?

[ВадимZero]

Во сколько это удовольствие обойдется? Всего-навсего в часть времени работы пары энергоблоков на АЭС, и часть времени работы электростанции на орбите!

Вы уж определитесь от чего лазер будет запитан от АЭС или от электростанции на орбите? Но это конечно бред. Строить что то на орбите по факту черезвычайно дорого, даже если стоимость кг на туда доставленого в сто раз будет меньше. В реальности лучше использовать химический лазер на земле, подобно тем которые разрабатывают американские военные. Надобность в электростанции отпадает сразу.
    Идея лазерного ГПВРД, тоже смысла не имеет, так как жидкий водород сам по себе очень энергетически емкий источник. Потому большого выигрыша не получить. Потому у ГПВРД на водороде, в качестве первой ступени конкурентов нет.
  Вот во второй ступени уже можно использовать лазерный нагрев, но выгода опять сомнительна. Потому как  вторая ступень даже на ЖРД будет эфективна, за счет использования вакумных двигателей(импульс на 20% выше), плюс меньше масса самого двигателя по отношению к остальному весу.
    В качестве третьей ступени лучше всего использовать тросовую систему(Ротоватор) Уже существующие проекты позволяют(расчетно) снизить скорость скорость более 2000 км/с. В результате получаеться что ротоватор делает бесмысленным лазерный разгон второй ступени, так как ЖРД являеться не эфективным лишь при достижении скоростей выше его УИ, при меньших скоростях конкурентов у ЖРД нет.
  А теперь давайте посчитаем....Скорость на экваторе 0,46 км/с, скорость проетируемых ГПВРД(10 махов) 3,3 км/с, Ротоватор 2км/с ...Итого 5,76 км/с. Скорость на Нижней орбита это 7,9 км/с. Тогда для ЖРД остаеться 2,14 км/с
Вывод...Лазерный разгон не конкурент, связке ГПВРД+ЖРД+Ротоватор. И критически не зависит сильно от числа запусков. Вся система многоразовая.

http://science.compulenta.ru/583749/

[Polnoch Ксю]

Идея лазерного ГПВРД, тоже смысла не имеет, так как жидкий водород сам по себе очень энергетически емкий источник. Потому большого выигрыша не получить. Потому у ГПВРД на водороде, в качестве первой ступени конкурентов нет.

Вы не поняли: с точки зрения ракеты, первая ступень вообще бесплатная! Ракета бесплатно(с точки зрения динамики в формуле Циолковского) взлетит на 35 километров, и разгонится махов до восьми
При чем тут УИ водорода или его химические свойства, если мы через себя будем прокачивать бесконечный воздух, и греть его бесплатно(с точки зрения ракеты) лазером с земли?

Что использовать в качестве рабочего тела для второй ступени обсуждаемо: может, водород, а может, и что-то не криогенное? Что-то более практичное и дешевое, и не взрывоопасное, но тоже с малой молекулярной массой?

[Polnoch Ксю]

Ваш гиперзвуковой ракетоплан все еще ограничен формулой Циолковского и законом сохранения энергии, хотя вы и используете небольшой чит (когда хватаете в воздухе источник энергии, окислитель, и часть молекулярной массы реактивной струи).

А лазерная ракета это гораздо более серьезный чит: наша ракета, подчиняющаяся формуле циолковского(но тоже с читом, вроде вашего, при старте с земли), стартует уже на гиперзвуке и на высоте 35км, и все равно не подчиняется закону сохранения энергии

[huch]

больших инвестиций в R&D

Хорошо. Опустим проблемы создания прямоточных двигателей внешнего сгорания и подвода к ним энергии :-)

Энергосистема страны все равно будет гораздо больше, и всегда сможет сгладить такие шероховатости генерации: она сглаживает (не в России, правда) даже шероховатости от ветрогенераторов и солнечных панелей!
Ну увеличат количество загружаемого угля, или прокачиваемого газа на какой-нибудь ТЭЦ на несколько минут, и что?

Давай поговорим про сглаживание - больше всего ветроэлектростанций в Германии - они выдают в сумме аж целых 0,6% от 110 ГВт общей генерации. В России общая генерация - 220 ГВт. Вы предлагаете сглаживать 20%... Чем? В какие сроки? Угля подкинуть в ТЭС? Сколько времени уйдет на сгорание этого угля? На выкипание воды в котлах? На раскрутку турбин? Как синхронизировать начало этого процесса на сотнях электростанций по всей стране? Мне кажется ежедневные накладные расходы будут сопоставимы с постройкой дополнительных мощностей генерации на эти 50 ГВт и выключения вашего стартового комплекса из энергосистемы страны.

[Polnoch Ксю]

Давай поговорим про сглаживание - больше всего ветроэлектростанций в Германии - они выдают в сумме аж целых 0,6% от 110 ГВт общей генерации. В России общая генерация - 220 ГВт. Вы предлагаете сглаживать 20%... Чем? В какие сроки? Угля подкинуть в ТЭС? Сколько времени уйдет на сгорание этого угля? На выкипание воды в котлах? На раскрутку турбин? Как синхронизировать начало этого процесса на сотнях электростанций по всей стране? Мне кажется ежедневные накладные расходы будут сопоставимы с постройкой дополнительных мощностей генерации на эти 50 ГВт и выключения вашего стартового комплекса из энергосистемы страны.

Откуда взялись 50Гвт )? Еще сегодня было менее десяти )? Ну и... мы говорим хоть и про ближайшее, но будущее Когда генерация будет больше
Кстати, Германия как-то планирует все АЭС заменить ветряками и солнечными электростанциями. Они - идиоты? Или... Нет, не идиоты, а их идея заведомо обречена на провал?

[ВадимZero]

Вы не поняли: с точки зрения ракеты, первая ступень вообще бесплатная! Ракета бесплатно(с точки зрения динамики в формуле Циолковского) взлетит на 35 километров, и разгонится махов до восьми

Бесплатного не чего не бывает. Лазеры такой мощности имеют большую стоимость. В случае Лазерного ГПВРД выигрыш будет не более 20%, а если конструкционно окажеться что Лазерного ГПВРД тяжеле, водородного, то выигрыша вообще не будет.

Что использовать в качестве рабочего тела для второй ступени обсуждаемо: может, водород, а может, и что-то не криогенное? Что-то более практичное и дешевое, и не взрывоопасное, но тоже с малой молекулярной массой?

Нет, только криогенный водород. Другие виды рабочих тел не в лазерных, не в их подобиях ГФЯРД на ядерной лампе не планируеться по техническим причинам. Кроме того, топливо(рабочее тело) это самые маленькие расходы, даже в сегодняшних ракетоносителях.

[Polnoch Ксю]

. В случае Лазерного ГПВРД выигрыш будет не более 20%, а если конструкционно окажеться что Лазерного ГПВРД тяжеле, водородного, то выигрыша вообще не будет.

Получается именно бесплатный разгон с точки зрения ракеты до момента окончания работы первой ступени, как Вы не понимаете?: ее вес, вес рабочего тела, и т д начинают играть роль только с того момента, когда ракета переходит с забортного рабочего тела на то, что внутри баков второй ступени.

Нет, только криогенный водород. Другие виды рабочих тел не в лазерных, не в их подобиях ГФЯРД на ядерной лампе не планируеться по техническим причинам. Кроме того, топливо(рабочее тело) это самые маленькие расходы, даже в сегодняшних ракетоносителях.

Да??? А мне казалось, что топливо и рабочее тело это более 98% веса носителя!! А еще, что больше всего рабочего тела именно в первой ступени Которой у нас, с точки зрения динамики ракеты как-бы вообще нет (мы сразу оказываемся с рабочим телом, бесплатно нагреваемым, на гиперзвуковой скорости и высоте 35км)

Кстати, если брать именно стоимость топлива, в деньгах (а не с точки зрения динамики), нельзя сказать, что керосин такой уж дешевый (не говоря о гептиле) а водород... Вы гремучки не боитесь? Ну и криогенные ракеты, они технически более сложные (а значит и более дорогие).
Наверное, криогенная лазерная ракета имеет смысл только если она многоразовая.

[ВадимZero]

Ваш гиперзвуковой ракетоплан все еще ограничен формулой Циолковского и законом сохранения энергии, хотя вы и используете небольшой чит (когда хватаете в воздухе источник энергии, окислитель, и часть молекулярной массы реактивной струи).

К ГПВРД формула цилковского не применима. А вот закон сохранения энергии, он везде применим(это постулат)

[Polnoch Ксю]

К ГПВРД формула цилковского не применима. А вот закон сохранения энергии, он везде применим(это постулат)

Для ракетоплана применим А для лазерной ракеты нет, она читирствует (ворует энергию извне, у лазерной установки)
И формула Циолковского к ГПВРД применима частично: вы все еще возите хоть и не окислитель, но топливо.
Да и разгоняетесь за счет потери собственного веса, а лазерный прямоточник берет "бесплатный" воздух вокруг в качестве рабочего тела

[ВадимZero]

И формула Циолковского к ГПВРД применима частично:

Формула не может быть применима частично, она либо применима либо нет.

вы все еще возите хоть и не окислитель, но топливо.

Да возим, но возим его очень мало 20-30% от массы ступени.

Полноч поймите одну вещь, лазерные двигатели, как газофазные ЯРД рентабельны только если нужен импульс выше чем у ЖРД(4км/с). То есть если вам нужен обязательно одноступенчатый корабль, тогда да. Для многоступенчатой ситемы, не какого выигрыша не будет, даже с учетом бесплатности энергии лазера.

[huch]

Откуда взялись 50Гвт )? Еще сегодня было менее десяти )? Ну и... мы говорим хоть и про ближайшее, но будущее Когда генерация будет больше
Кстати, Германия как-то планирует все АЭС заменить ветряками и солнечными электростанциями. Они - идиоты? Или... Нет, не идиоты, а их идея заведомо обречена на провал?

50. Это ведь ваши слова:

Ну ОК, хоть пятьдесят энергоблоков.

Обсуждать интеллект среднего немецкого бюргера, голосующего за популиста из зеленой партии, я тут не буду. Если вам интересно, можно пообщаться на эту тему в личке. Или сами поищите про площади занимаемые ветростанциями, которые больше никак использовать нельзя (про размеры зон отчуждения вокруг этих экологичных предприятий тоже поинтересуйтесь), про количество птиц, ежедневно гибнущих под лопастями. Я не говорю, что такую станцию построить нельзя, но даже сейчас стоимость ветро-киловатт-часа выше стоимости аэс-киловатт-часа в 12-20 раз. Если закладывать требование непрерывности генерации, то разница вырастет еще на порядок как минимум. Предлагаю тему не развивать ибо оффтопик. Ваше предложение использования стартовых мощностей в энергосистеме считаю нереальным.

[bob]

Тут сложности с получением пиковой нагрузки ещё и с износом газовых лазеров. Современные боевые прототипы, насколько я знаю, практически одноразовые. В смысле, один раз запустил машинку - и она перегорела. Там же плазменная горелка с кумулятивной струёй.

[Polnoch Ксю]

Ваше предложение использования стартовых мощностей в энергосистеме считаю нереальным.

не важно, разумно то, что делает Германия или нет (я тоже считаю, что неразумно), но вы утрируете ситуацию: например, над морем ветряки место занимать не будут (по остальным тезисам не буду возражать, по тому, что и вправду оффтопик). Но с тем, что генерировать больше половины энергии из возобновляемых источников в принципе не возможно, я не согласна: с дотациями из госбюджета можно и 99% генерировать
И мне кажется, они хорошо продумали, как будут сглаживать неровности генерации.

Формула не может быть применима частично, она либо применима либо нет.

Мы можем считать по формуле циолковского Ваш ракетоплан, просто у нас чудом будет получаться более высокий УИ, чем был бы у ЖРД (за счет энергии воздуха и за счет его молекулярной массы)

То есть, именно применима, но не совсем А к лазерной ракете совсем не применима: с точки зрения формулы циолковского ракета вообще без затрат рабочего тела (мы же воздух, рабочее тело берем извне), да и без затрат энергии оказывается на высоте 35км, разогнанная до 8М

А ко второй ступени принимима частично, как и к водородно-воздушному ракетоплану: есть рабочее тело, но оно греется бесплатно (у вас, у первой ступени, тоже бесплатная энергия, т.к. бесплатный окислитель, но УИ второй ступени лазерной ракеты будет больше, чем УИ Вашей первой ступени так как молекулярная масса H2 меньше молекулярной массы H2O)

Итого: подавляющая выгода для первой ступени, и существенная для второй по сравнению с Вашим ракетопланом.

[bob]

Получается именно бесплатный разгон с точки зрения ракеты до момента окончания работы первой ступени, как Вы не понимаете?:

Идея-то понятна. Энергетические затраты несёт наземная инфраструктура, а ракета не имеет топливных баков. Не имеет ничего, кроме камеры сгорания и полезной нагрузки. Дальше надо понять, не дороже ли станет нам наземная часть, чем если бы мы применили обычную ракету. Это зависит от частоты запусков. То есть, наземные энергоблоки должны быть постоянно загружены. В связи с этим советую рассмотреть идею применения обычных газовых лазеров, включающихся только на период старта, с термохимической накачкой. Без постройки АЭС. Идея применения АЭС, в период между запусками используемыми для обычной электросети тоже не так уж неприемлема, как кажется. В общем, проект любопытен. Хотя, его исполнение, даже, если всё это технически исполнимо, упирается в большие расходы начального цикла: АЭС из нескольких энергоблоков, лазерная система и т.п. Если при этом придётся поддерживать современную частоту запусков, окупится такая система только десятилетия спустя. И только тогда начнёт приносить ожидаемую разницу в стоимости запусков (когда амортизация всего этого хозяйства зачтётся). Техническая же исполнимость, во многом, упирается в систему сопровождения ракеты лазерами, создания пиковой мощности и в механизмы переключения нагрузки от энергоблоков. Скорее всего, всё это решаемые проблемы. Но вот кому это решать и зачем, понятия не имею.

[ВадимZero]

Мы можем считать по формуле циолковского Ваш ракетоплан, просто у нас чудом будет получаться более высокий УИ, чем был бы у ЖРД (за счет энергии воздуха и за счет его молекулярной массы)

У ГПВРД УИ маленький, значительно меньше чем у ЖРД. У него большая тяга в расчете на еденицу топлива. Что собственно и нужно для первой ступени.

[Polnoch Ксю]

Народ, ну подскажите, как посчитать энергетику? Мне кажется, для грубой оценки можно принебречь сопротивлением воздуха.

Длину спирали мы свяжем со скоростью и ускорением галилевой формулой S=v^2/2a,
Еще нам известна высота спирали (35км), диаметр одного витка (зависит от дальности действия лазера, для максимальной высоты должна быть равна гипотенузе треугольника), а как понять насчет шага и количества витков?

[Polnoch Ксю]

У ГПВРД УИ маленький, значительно меньше чем у ЖРД. У него большая тяга в расчете на еденицу топлива. Что собственно и нужно для первой ступени.

Википедия считает по-другому... Посмотрите табличку по двигателям самолетов. Это такой виртуальный УИ получается (можно учитывать только массу топлива, а можно и воздух)