Обсуждение способов безракетного запуска с Земли

[noxx77]

Давненько расписано в ХАБРе.

Ссылку дадите? Интересно увидеть.
Вообще, сейчас пришла в голову мысль о гибридной схеме: топливо или окислитель располагаются в ракете, а пара в стволе. По сути получается обычный прямоточник, но можно поднять давление в канале и уменьшить общую массу ракеты. Либо, как вариант, топливо намораживается на стенки, а снаряд, проходя по каналу, его испаряет и воспламеняет уже в камере внешнего РД,  Низкая температура топлива+высокая теплоемкость ствола становятся гарантией от раннего возгорания.

[Poleno]

Старик Циолковский предложил свою башню аж в 1895 году

Это же "Башня Покоровского".
https://epizodyspace.ru/bibl/tehnika_-_molodyoji/1959/4/29-30_40_z.html

[Rabbit]

SpinLaunch показала на видео испытания кинетической системы для вывода спутников на орбиту

https://3dnews.ru/1065375/video-spinlaunch-ispitala-prototip-kineticheskoy-sistemi-vivoda-sputnikov-na-orbitu

https://www.youtube.com/watch?v=qEVD9k2GLXk

[leon10010]

SpinLaunch показала на видео испытания кинетической системы для вывода спутников на орбиту

https://3dnews.ru/1065375/video-spinlaunch-ispitala-prototip-kineticheskoy-sistemi-vivoda-sputnikov-na-orbitu

http://www.youtube.com/watch?v=qEVD9k2GLXk

Да какая там орбита. 7 км высоты и скорость 1600 м/с

[sergey_g]

Обеспечив движение по круговой замкнутой траектории, к примеру плазмы, со скоростью более 1 космич. возможно создать некомпенсированную подъемную силу и-за неравномерности гравитационного поля Земли.
Плоскость вращения при этом должна быть параллельна земной поверхности.

[Игорь Мухин]

Плоскость вращения при этом должна быть параллельна земной поверхности.

Как можно осуществить параллельность шаровой поверхности?

[MenFrame]

Да какая там орбита. 7 км высоты и скорость 1600 м/с

В статье кстати говориться о скорости 1600 км/ч(444м/с)

Такая начальная скорость по идее должна быть достаточной для начала работы ГПВРД ступени. К тому же даже небольшая прибавка за счет экваториального вращения(463м/с) для систем типа морского старта позволяет увеличить полезную нагрузку на 30%

Полномасштабная пусковая установка SpinLaunch L100 будет в три раза больше, чем тестируемый сейчас макет A-33. Согласно имеющимся данным, большая версия сможет запускать в космическое пространство аппараты весом до 200 кг, выстреливая их на скорости 8000 км/ч.

А для L100 2222 м/с, это по сути полная замена первой ступени.

[равлик]

SpinLaunch показала на видео испытания кинетической системы для вывода спутников на орбиту

1600 км/ч при радиусе 50 м создаст радиальное ускорение 4000 м/с², которое не выдержит конструкция любого спутника. Или теперь упрочнять спутник двойным утяжелением для экономии 0,5 км/с...

[равлик]

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.

Такой проблемы нет, когда угол раскрывающегося конуса много меньше относительной деформации.

Вот именно. А материала-то такого и нет.

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

Такая конструкция не имеет пассивной устойчивости, а существует пока работает система обеспечения избыточного давления. И такая большая высота не нужна. Достаточно 30...50 км, чтобы иметь давление 0,01...0,001 атм, позволяющее вылетать со скоростью больше 1-й космической.

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.

Не нужны привычные твёрдые конструкционные материалы вроде бетона или металлических сборок. Башня должна делаться из пенопласта, возможно полиамидного или композитного, но не обычного полистирольного, чтобы обеспечивать предельно возможные 0,5 МДж/кг, обеспечивая высоту десятки км. Такая конструкция из пенопласта будет также хорошо распределять нагрузку при расширении за счёт ощутимых деформаций. При этом для разных высот должен изготавливаться пенопласт при разных давлениях, соответствующих высоте его установки.



Задача минимум - замена первой ступени тяжёлой 3-ступенчатой ракеты. Значит башня с электромагнитным ускорителем должна обеспечить 1 км/с для 100 т. Также такая башня позволит запускать прямоточные гиперзвуковые разгонные блоки. Пусть допустимое ускорение 5g, тогда высота башни должна быть 10 км (также на этой высоте уже достаточно разреженный воздух) и максимальная сила с запасом 10⁷ Н. Даже с материалом 0,1 МДж/кг башня будет почти цилиндрическая, лишь в 1,7 раза по диаметру расширяющаяся к низу, массой всего лишь 2000 т высокопрочного пенопласта. Для обеспечения ветровой прочности должна быть стержневая конструкция, чтобы была большая прочность на изгиб башни.

Килиманджаро, высочайшая точка Африки - на вершине всегда лежит снег. По стечению обстоятельств, находится очень близко от экватора
Альтернатива - в Андах в Южной Америке что-то такое строить. А больше вариантов и нет... вулканы Индонезии существенно пониже.

Если ускорение увеличить в 2 раза до 10g, башню поставить на горе и половину ускорителя разместить в шахте глубиной 10 км, то скорость вылета уже будет 2 км/с при той же массе высокопрочного пенопласта 2000 т.

Задача максимум - чуть больше 1-й космической, дальнейшее увеличение скорости не имеет смысла, так как на орбите есть разные способы разгона с малым расходом топлива, а конструкцию увеличивает в квадрате и создаёт проблемы радиального ускорения при небольшом повороте. При 6,4g для 8 км/с разгонный путь электромагнитного ускорителя составит 1000 км, значит основной разгонный путь должен быть почти горизонтальным, а башня обеспечивать подъём на высоту 40 км, где будет достаточно разреженный воздух. 2/3 разгонного пути может быть в шахте, в этом случае масса башни увеличивается в сотни раз до 1 млн т полиамидного пенопласта, что выглядит доступным даже в современных масштабах промышленности.

[Rabbit]

Альтернатива - в Андах в Южной Америке что-то такое строить.

В Андах в Южной Америке есть высочайший вулкан на Земле Охос-дель-Саладо на 27° ю. широты
Высота составляет 6893 метра
До высоты 6000 метров идет автодорога

[LonelyWanderer]

Альтернатива - в Андах в Южной Америке что-то такое строить.

В Андах в Южной Америке есть высочайший вулкан на Земле Охос-дель-Саладо на 27° ю. широты
Высота составляет 6893 метра
До высоты 6000 метров идет автодорога

Наличие дороги фигня на фоне масштабов стройки ускорителя. Все эти вулканы тоже, потому что они имеют небольшой диаметр с подходящими высотами, а длина ускорителя то может доходить до сотен км. Здесь лучше всего подходит Тибет, как, достаточно вытянутый с запада на восток, имеющий хорошие вершины, при этом не так сильно изрезанный разными высотами, ущельями и т.д. Все эти преимущества перекрывают то, что он находится не на экваторе. Также имеет значение сейсмическая активность - слишком сильная изрезанность ландшафта и слишком высокая сейсмическая активность может сделать те же Гималаи (также вытянутые с запада на восток и более высокие) менее выгодными.

[MenFrame]

Hypersonic Airplane Space Tether
Orbital Launch System

[alex_semenov]

SpinLaunch показала на видео испытания кинетической системы для вывода спутников на орбиту

https://3dnews.ru/1065375/video-spinlaunch-ispitala-prototip-kineticheskoy-sistemi-vivoda-sputnikov-na-orbitu

http://www.youtube.com/watch?v=qEVD9k2GLXk

Как мы знаем, при идеальном, равномерном ускорении a и конечной скорости V мы имеем длину пушки S=V²/2a или a=V²/2S. Но самое смешное что и центробежое ускорение a=v²/R, где v-линейная скорость, а R радиус вращения.
Если оба ускорения приравнять то мы получим 2S=R

Кажется Зигель или кто-то из советских популяризаторов космонавтики 50х годов (последних теоретиков космонавтики) очень наглядно (на уровне Якова Перельмана) показал, что загнав снаряд в кольцо вы НИЧЕГО НЕ ВЫИГРАЕТЕ в  смысле уменьшения длинны пушки или снижения  ускорения, которое будут испытывать пассажиры.
Так что игры с подобными каруселями - ДУРНЫЕ ХЛОПОТЫ.
От невежества.
Или желания хайпануть.
Последняя разумная мысль, где центробежный ускоритель снарядов был бы интересен - это пулемёт невероятно высокой скорострельности. При этом даже рассматривался такой пулемёт для вооружения... римских легионов. В альтернативной реальности.
Ну если бы римляне изобрели такой вот пулемёт для массового метания камней... Устоял бы Рим?


Кстати. О фантастике и всякой там альтистории. Только недавно узнал.



Жюль Верн, говорят,  очень разозлился бы если бы его романы называли научно-фантастическими. Фантастику писали всякого рода борзописцы типа Эдгара По, Герберт Уэллс и прочие, прочие фантазёры на ровном месте.
Жюль Верн же цифры (им рассчитанные) вставлял даже в название романов, не говоря уже о текстах (которые просто пестрили ими, притом все они были тщательно им рассчитаны! География, ботаника и прочее естествознание - предельно достоверные) Нередко в тексте мелькали формулы. И сам писатель читал свои романы НАУЧНЫМИ! Или (на худой конец) научно-приключенческими. Никакого вымысла! Жюль Верн  особо упирал на то, что все изобретения в его романах - никакая не выдумка, не фантастика. Никаких ДОПУЩЕНИЙ!  Это реальная твёрдо установленная наука!
 

[Rattus]

или снижения  ускорения, которое будут испытывать пассажиры.

А непилотируемые аппараты уже ненужно выводить?

[Инопланетянин]

Кажется Зигель или кто-то из советских популяризаторов космонавтики 50х годов (последних теоретиков космонавтики) очень наглядно (на уровне Якова Перельмана) показал, что загнав снаряд в кольцо вы НИЧЕГО НЕ ВЫИГРАЕТЕ в  смысле уменьшения длинны пушки или снижения  ускорения, которое будут испытывать пассажиры.
Так что игры с подобными каруселями - ДУРНЫЕ ХЛОПОТЫ

А если таким образом выбрасывать из ракеты рабочее тело?

[-Asket-]

При всей сомнительности деятельности SpinLaunch выигрыш здесь может быть в потребляемой мощности, полезный груз на штанге с противовесом предполагается разгонять за полтора часа до 2,1 км/с, обычным электродвигателем питаемым от ЛЭП. Перегрузки при разгоне должен воспринимать обтекатель в который маленькая ракета помещается целиком, на высоте 60 км обтекатель сбрасывается, предполагается выводить спутники весом не более 200 кг.
https://www.youtube.com/watch?v=TGO4LtCctTk

[Metatron]

Появление многоразовых первых ступеней убило всякий смысл в создании таких стартовых сооружений.
Смысл вкладывать миллиарды долларов в установки -ради экономии топлива? которое стоит копейки по сравнению со стоимостью всех этих монструозных устройств.
При этом стоимость электричества потраченного на разгон - приблизится к стоимости топлива в 1-ой ступени.

[MenFrame]

Появление многоразовых первых ступеней убило всякий смысл в создании таких стартовых сооружений.
Смысл вкладывать миллиарды долларов в установки -ради экономии топлива?

Ну если ракета вечная, бесплатная, не требующая обслуживания и ремонта, то наверное не стоит.

[Metatron]

Ну если катапульта вечная, бесплатная, не требующая обслуживания и ремонта - то конечно стоит.

[MenFrame]

This Gun Could Reach Space