Обсуждение способов безракетного запуска с Земли

[Ruslan_Sharipov]

Расчеты нужны. Но тут это не приветствуется. И это правильно, пусть потомки считают, наше дело идей им накидать.

Расчёты сделаны для резины армированной кевлром, см. https://vixra.org/abs/2008.0185.

[PavelSI]

Orbital Skyhook.  ... Почему его изображают в виде прямого троса, а может ли он представлять из себя вращающееся кольцо?

Кольцо требует много спиц, спицы - это те же троса, т.е. вместо одного скайхука вы хотите много, чтобы можно было промахиваться. Без спиц кольцо должно быть массивным, иначе оно не затащит ничего на орбиту.

[равлик]

Конструкционные материалы обладают допустимым давлением σ_доп и плотностью ρ, отношение которых является энергопрочностью. В результате предельная высота h_ц цилиндрической башни или троса при постоянном ускорении g.
h_ц = σ_доп / (ρ ∙ g)
 У самых прочных материалов составляет 0,5…1 МДж/кг, а для бетона лишь 0,03 МДж/кг, значит предельная высота цилиндрической башни составляет 3 км без учёта ветров, землетрясений и других нагрузок.

Но нагрузка на верхние части меньше нижних, в результате башню можно сужать к верху, приблизительно по экспоненте. Её высота h может быть много больше цилиндрической, рассчитываясь с учётом расстояния до центра Земли от низа башни r и угловой скорости вращения Земли ω.

Точнее рассчитывается площадь внизу Sниз, задаваясь верхней площадью Sверх, которая зависит от силы наверху Fверх, включающей полезную массу, силу натяжения тросов, силу электромагнитного ускорителя космического аппарата.

[Ruslan_Sharipov]

В сужающихся кверху конструкциях есть одна проблема - как равномерно перераспределить на большую площадь нагрузку, приходящую сверху на меньшую площадь. Если брать конические или пирамидальные формы, то наибольшая высота столба приходится на центр, а увеличение площади происходит по перефирии. То есть каждый слой должен обладать прочностью, достаточной для передачи нагрузки от центра к перефирии. При больших размерах основания это приводит к невозможным требованиям на конструктивные материалы.

[ivanij]

В сужающихся кверху конструкциях есть одна проблема - как равномерно перераспределить на большую площадь нагрузку, приходящую сверху на меньшую площадь. Если брать конические или пирамидальные формы, то наибольшая высота столба приходится на центр, а увеличение площади происходит по перефирии. То есть каждый слой должен обладать прочностью, достаточной для передачи нагрузки от центра к перефирии. При больших размерах основания это приводит к невозможным требованиям на конструктивные материалы.

 Есть такое понятие - конструкция равного сопротивления. Сплошную колонну рассчитать таким образом совсем не трудно. Только сделать вряд ли возможно. А стержневую - реально. В.Г.Шухову в своё время это удалось. 

 Памятные даты.

[Ruslan_Sharipov]

А стержневую - реально. В.Г.Шухову в своё время это удалось.

Шухов решал совсем другие задачи. Он не работал на пределах прочности конструктивных материалов.

Теперь по поводу стержневых конструкций. Структуры типа треножников могут делить поступающую сверху нагрузку на три, добавляя при этом к ней свой собственный вес. Если мы хотим с помощью таких конструкций передавать нагрузку от центра основания к перефирии - раствор ног треножников должен быть порядка радиуса основания. Если мы хотим иметь башню высотой в 100 км, то для устойчивасти её основание должно быть порядка 10 км, то есть радиус порядка 5 км. То есть длины ног треножников должны быть никак не меньше 5 км. Жестких стержней такой протяжённости пока никто не создавал.

[ivanij]

Шухов решал совсем другие задачи.

 А какие? Он, что разве стержневых конструкций не создавал? Создавал, да ещё какие!
 

Он не работал на пределах прочности конструктивных материалов.

 Не понял, что вы имели в виду? Может, хотели сказать "предельное состояние конструкции"? Верно, при Шухове этот вопрос не был ещё не очень хорошо исследован.

раствор ног треножников должен быть порядка радиуса основания

 Почему?

Если мы хотим иметь башню высотой в 100 км, то для устойчивасти её основание должно быть порядка 10 км, то есть радиус порядка 5 км.

 В виде "треножника" такую башню никто делать бы не стал, даже теоретически. Да и проблема устойчивости для данной конструкции далеко не единственная.
 В своё время очень серьёзно рассматривался (если не ошибаюсь, ещё  Умер Юрий Николаевич Арцутанов, автор идеи "космического лифта"   ) космический лифт. И даже расчёт был. Но оказалось, что реализовать тогда это невозможно. Много позже, уже с созданием новых материалов решили к ней вернуться. Но опять же оказалось, что и "наноматериалы" на основе всяческих там углепластиков и т.п. тоже по требованиям, предъявляемым к прочности троса, тоже, увы, не проходят.

[ivanij]

  Напомню, что идеи "безракетного" запуска с поверхности Земли обсуждались в Форуме много раз.

  Например: Дешевые космические полеты
  Долгосрочные перспективы научно-технического прогресса
  Космический лифт на полюсах/высоких широтах

 в общем, тем очень много, выбирайте любую, т.к. по ключевым словам сразу вылезает с десяток страниц в той или иной мере посвящённых этой идее. 

[библиограф]

  Но нагрузка на верхние части меньше нижних, в результате башню можно сужать к верху, приблизительно по экспоненте.   

Старик Циолковский предложил свою башню аж в 1895 году
Теперь остался пустяк  - заготовить достаточное количество подходящего материала
и все построить.

[ivanij]

заготовить достаточное количество подходящего материала

  Вот именно. А материала-то такого и нет. Могу ещё добавить к выше мною написанному, что есть такое коварное обстоятельство, которое называется местная потеря устойчивости и несущая способность конструкции, которую для таких сооружений крайне важно учитывать.

[Ruslan_Sharipov]

Вот именно. А материала-то такого и нет.

Материал такой есть - это газ, заключенный в оболочку, армированную углепластиковым волокном.

Расчёты сделаны для резины армированной кевлром, см. https://vixra.org/abs/2008.0185.

При этом нет никакой необхоимости делать колонну сужающейся кверху. Можно сделать много цилиндрических колонн сцепленных в пучок.

Замечание. Одной башни даже высотой в 100 км недостаточно. Таких башен должно быть множество. Они должны образовывать сплошную стену, опоясывающую земной шар по экватору. Тогда наверху этой стены обустраивается горизонтальная взлётно-посадочная полоса для космических поездов на магнитной подвеске. Разгоняясь по такой полосе они уходят в космос по касательной. И точно так же по касательной прибывают на взлётно посадочную полосу возвращающиеся космические поезда, где они тормозятся электромагнитным способом и тем самым возвращают энергию, затраченную ранее на их старт. Манёвры в космосе совершаются экономичыми, хотя и малотяговыми ионными двигателями.

[leon10010]

Вот именно. А материала-то такого и нет.

Материал такой есть - это газ, заключенный в оболочку, армированную углепластиковым волокном.

Расчёты сделаны для резины армированной кевлром, см. https://vixra.org/abs/2008.0185.

При этом нет никакой необхоимости делать колонну сужающейся кверху. Можно сделать много цилиндрических колонн сцепленных в пучок.

Замечание. Одной башни даже высотой в 100 км недостаточно. Таких башен должно быть множество. Они должны образовывать сплошную стену, опоясывающую земной шар по экватору. Тогда наверху этой стены обустраивается горизонтальная взлётно-посадочная полоса для космических поездов на магнитной подвеске. Разгоняясь по такой полосе они уходят в космос по касательной. И точно так же по касательной прибывают на взлётно посадочную полосу возвращающиеся космические поезда, где они тормозятся электромагнитным способом и тем самым возвращают энергию, затраченную ранее на их старт. Манёвры в космосе совершаются экономичыми, хотя и малотяговыми ионными двигателями.

Надо на вещи реально смотреть, а не вавилоны строить. 

  В детстве увлекался химией взрыва. Когда под корыто или ведро подкладываешь чуток вв - корыто взлетает на приличную высоту. Без всяких двигателей. Причем набор высоты идет строго дном вверх.

[Игорь Мухин]

Когда под корыто или ведро подкладываешь чуток вв - корыто взлетает на приличную высоту. Без всяких двигателей. Причем набор высоты идет строго дном вверх.

И таким образом вы предлагаете запускать людей и приборы? Так это ещё Жюль Верн предлагал. А ещё раньше и Иван Грозный (вспомним фильм "Иван Васильевич меняет профессию").

[Ruslan_Sharipov]

Когда под корыто или ведро подкладываешь чуток вв - корыто взлетает на приличную высоту.

И таким образом вы предлагаете запускать людей и приборы?

На самам деле это пропоганда взрыволётов. Типа сделать большое корыто и подложить под него атомную бомбу. И оно типа вылетит в космос.

Надо на вещи реально смотреть, а не вавилоны строить.

Предлагайте альтернативу. Как пробить атмосферу при горизонтальном старте с электромагнитным разгоном?

[MenFrame]

Таких башен должно быть множество. Они должны образовывать сплошную стену, опоясывающую земной шар по экватору.

Одной башни вполне достаточно, на вершине которой будет уравновешенная праща. Вместо башни вообще можно использовать электромагнитный подвес. Башня это и так супер дорого, а массив башен вообще сон разума.
  Если нравятся мега проекты, то ту вспомнить можно, центробежный подвес кольцо вокруг земли.

[Ruslan_Sharipov]

Вместо башни вообще можно использовать электромагнитный подвес.

Это как и к чему подвешивать?

[leon10010]

Предлагайте альтернативу. Как пробить атмосферу при горизонтальном старте с электромагнитным разгоном?

Накой "пробивать атмосферу" при горизонтальном , да еще электромагнитном!?    Тихо и мирно вывести в космос груз, освоив изменение геометрии пространства (антигравитацию).  Как делает большинство более- менее развитых цивилизаций в нашей Галактике.

[leon10010]

На самам деле это пропоганда взрыволётов. Типа сделать большое корыто и подложить под него атомную бомбу. И оно типа вылетит в космос.

Вы немного разницу не вникаете. Это не взрыволет. Корыто взлетает на воздушной подушке. Так же как вертолет около поверхности Земли, или обыкновенное АВП.

[MenFrame]

Это как и к чему подвешивать?

На земле один контур с током, над ним другой контур который отталкивается от первого за счет силы ампера, поднимаясь на нужную высоту.

[leon10010]

Это как и к чему подвешивать?

На земле один контур с током, над ним другой контур который отталкивается от первого поднимаясь на нужную высоту.

Как делает большинство более- менее развитых цивилизаций в нашей Галактике.

А вы видимо их представитель?

Как ни странно - мы представитель. И Вы тоже.