Из пушки... В точку лагранжа?

[noxx77]

Прочитайте про атмосферное давление. И не путайте архимедову силу с отсутствием силы тяжести.

Так я и не путаю: в баллоне на любой высоте давление будет чуть больше атмосферного, а архимеловой силой он будет вытесняться наверх, следовательно, давления на грунт больше атмосферного не будет: вся поддерживающая сила конструкции будет достигаться за счёт архимедовой. Да вес у конструкции будет, но, поскольку она плавает, распределяться он будет по всей атмосфере.

Шарашки с добровольцами-комсомольцами на Марсе, кодящими за кислород и во имя победы Либертализма - Лаврентий Павлович бы обзавидовался.

Да даже светоч капитализма Илон Маск бы обзавидовался:

(кликните для показа/скрытия)

так ему только "Теслы" на заводах полулегалы-полурабы собирают из китайских деталей, а тут ещё и кодить будут за хлеб и воздух!

Полёт на другую планету туризмом быть не может никак.

Ну почему,

(кликните для показа/скрытия)

всё зависит от размера кошелька. Переделываете Старщип в космическую яхту с блэкджеком и массажистками - и кто Вам указ? Роскошь, доступная единицам-мультимиллиардерам. Им же седло большое ковёр и телевизор лавры героев-освоителей из рук президента.

А либерализм подразумевает свободу от насилия над личностью.

Включая экономическое?

(кликните для показа/скрытия)

Например, запрет выращивать фрукты/овощи на своей земле, как в большинстве европейских стран, запрет самим делать домашний ремонт, поскольку это противоречит интересам с/х производителей и строителей. То есть вас вынуждают платить, а следовательно прогибаться под конъюнктуру рынка труда, чтобы тупо заработать. Могу также сослаться на "красные списки" профсоюзных активистов во Франции, попав в которые за законную деятельность по защите занятости и условий труда на квалифицированную работу не устроишься - тебе просто откажут. Так вот, берём Марс: во-первых, работник связан долговременным контрактом, в котором прописано, на что он имеет право, а на что нет. Но на месте все юристы - сотрудники администации. По контракту нанимателю выгодно использовать работника по-максимуму, потратив на него минимум. Все средства выживания колонии в руках у нанимателя. СМИ, которые могут поднять бучу и нагадить твоим прибылям на Земле - тоже, средства связи с возможностью поставить на уши общественность - тоже. Переговорная сила далеко не на стороне работников, а следовательно, использовать их будут во все щели, так что датчики дыма взвоют. Но датчики, скорее всего, тоже отключат, где надо, чтобы сильно не выли.
Либерализм в таких условиях - это когда у кого-то есть кислород, а кто-то копает и первый решает, заплатит он тебе на твой кислород, который ты  будешь покупать у него же или нет, потому что его право частной собственности святое.

Кстати, о свободах: современные кампании за разного рода толерантность, когда на человека устраивают травлю, часто выпирая из профессии, за пару "нетолерантных" слов или по доносу. Что там про тоталитаризм?

[noxx77]

Боеприпас должен работать недолго после перегрузки. Срок службы сборок наверное больше 10 лет.

Мы говорим о делящемся материале как таковом, а не о такой сложной конструкции как ядерный снаряд в сборке. То есть болванка делящегося материала должна выдержать нагрузку в несколько сотен g, лучше тысяч, но недолго.  При 1000g (*9,8) = 9800 м/с², то есть скорость 11 000 м/сбудет достигнута за чуть более секунды. Саму болканку можно запихать в прочный контейнер из поглощающего нейтроны материала, предохраняющий от деформации. Причём делящаяся сборка может изготавливаться уже на месте, с предварительным контролем целостности элементов и их ремонте, если нужно.

[noxx77]

Дело не в ускорении. Проблема в том, что в момент перехода снаряда из вакуумированной линии разгона в воздушную среду в материале снаряда будут генерироваться довольно высокоамплитудные ударные волны. Эффект будет похож не на воздействие ускорения снаряда в стволе, который имеет место для современных "умных" снарядов, а скорее на то, если положить на наше устройство тротиловую шашку и взорвать её.

В любом случае возможны конструктивные компенсации данного эффекта, например, сделать снаряд неоднородным по материалу, чтобы взрывная волна гасилась, сделать разрушаемые демпферы, создать форму, принимающую удар "шпилем" и отводящим его, а не "в лоб. Как вариант, использовать энергию удара (молот+наковальня) для разогрева РТ, а его выпустить через сопла - по сути тот же разрушаемый демпфер, но с дополнительным полезным эффектом. Это навскидку. Обычный технический ход - отвести вредное воздействие и/или заставить его разрушать что-то другое. Возможны и более лютые решения, например, сделать снаряд составным меньшая передняя часть которого уходит вперёд, возможно, компенсируя реактивной тягой торможение, принимает на себя ударную волну и "размазывает" её для основного снаряда идущего в "кильватере". В общем, предполагать, что у нас будет простая болванка по которой пойдёт волна не приходится.

Аэродинамические нагрузки и амплитуды генерируемых в материале снаряда ударных волн будут уменьшаться пропорционально уменьшению плотности воздуха.

0 км (1 атм.)- 101325 Па
10 км - 26500 Па = 0,26 атм.
15 км - прибл 12000 Па =0,12 атм.
20 км - 5529 Па = 0,054 атм.
Где-то на 16 км нагрузки уменьшатся в 10 раз, на 21 - в 20.
Далее на 25км в 40 раз и на 30км - в 100 раз. Увеличение высоты на каждые 15-16 км уменьшает давление на порядок.

При этом

При взаимодействии снаряда с воздушной средой на скоростях масштаба 12 км/c будут появляться ряд новых эффектов, которых для относительно малоскоростных снарядов современной артиллерии нет.

значит уменьшаем сами эффекты в десяток-сотню раз.

Ну суть идеи как раз в том, чтобы сделать какой-то способ вывода грузов из гравитационного колодца дешевле полностью многоразовых ракет. Если на снаряд поставить крутую электронику и тем более ракетный двигатель - это уже будет сомнительно.

На самом деле не настолько уж - стоимость выведения сейчас намного меньше стоимости самих аппаратов. Тот же Уэбб - 4 БАКа. Проблема в том, что до Луны массовое отношение ракеты к ПН как 100 к 1, а это супертяж. Стоимости соответствующие. В то же время, снаряды могли бы взять на себя снабжение лунной базы, например лёгкими элементами и конструкционными металлами на первом этапе строительства.

[petrovich1964]

а архимеловой силой он будет вытесняться наверх

Архимедова сила это сила разницы давлений сверху и снизу. Если у балона открыты верх и низ, то атмосферное давление будет сдавливать содержимое башни. Как мне показалось, идея была в том, чтобы внутри башни был вакуум?

(кликните для показа/скрытия)

Например, запрет выращивать фрукты/овощи на своей земле

Ссылку на законы дадите, или это одна баба на базаре сказала?

Кстати, о свободах: современные кампании за разного рода толерантность, когда на человека устраивают травлю, часто выпирая из профессии, за пару "нетолерантных" слов или по доносу. Что там про тоталитаризм?

Сами не в состоянии понять, что и есть тоталитаризм? Или Вы поверили на слово, что всё плохое что творят нынешние тоталирасты, является деянием либералов?
Если на Марсе будут продавать кислород, то это диктатура, и совсем никак не свобода.

[NotSodern]

На самом деле не настолько уж - стоимость выведения сейчас намного меньше стоимости самих аппаратов. Тот же Уэбб - 4 БАКа.

только потому что все тяжолое остается на земле. ктото может и думал построить аналог БАК в космосе. но сегодня каши на этом не сваришь
https://scientificrussia.ru/articles/fiziki-mechtayut-o-bolshom-kollajdere-chastits-na-lune

[noxx77]

Как мне показалось, идея была в том, чтобы внутри башни был вакуум?

Вам показалось. Вакуум исключительно в трубе пушечного ствола и то перед снарядом.

[petrovich1964]

Вам показалось. Вакуум исключительно в трубе пушечного ствола и то перед снарядом.

А зачем тогда башню городить? В основании аж в сто вёрст?

[noxx77]

Вам показалось. Вакуум исключительно в трубе пушечного ствола и то перед снарядом.

А зачем тогда башню городить? В основании аж в сто вёрст?

Башня нужна чтобы свечку ствол держать. Какое нужно основание в конкретном случае - отдельный вопрос.

[Polnoch Ксю]

На самом деле не настолько уж - стоимость выведения сейчас намного меньше стоимости самих аппаратов. Тот же Уэбб - 4 БАКа.

Вместо Уэбба им нужно было строить серию уэббов. Затраты, скорее всего, были бы сравнимы (а может даже и меньше - можно было бы опустить надёжность на порядок-два и время разработки).
Вот серия уэббов и выводилась бы многоразовыми ракетами. Просто люди ещё не научились думать в той парадигме, в которой есть Falcon 9/Heavy и Electron, и скоро, вероятно, будут StarShip, Neutron, New Glenn, и тд.

[petrovich1964]

А зачем тогда башню городить? В основании аж в сто вёрст?

Башня нужна чтобы свечку ствол держать. Какое нужно основание в конкретном случае - отдельный вопрос.

Чтобы держать ствол достаточно вдоль ствола на верёвочках привязать аэростаты. И тут не нужно в основании городить башню в сто вёрст. 
Идея о том чтобы сделать башню в 160 км. высотой отличается от идеи навесить цепочку аэростатов высотой в 160 км. Башня это некая молитная констукция - что имеет коренное отличие от идеи иметь цепочку аэростатов высотой в 160 км.

[NotSodern]

Просто люди ещё не научились думать в той парадигме, в которой есть Falcon 9/Heavy

дорого стоит менять коней на переправе. для новых проектов: https://ru.wikipedia.org/wiki/VIPER_(%D0%BB%D1%83%D0%BD%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B4)

[noxx77]

А зачем тогда башню городить? В основании аж в сто вёрст?

Башня нужна чтобы свечку ствол держать. Какое нужно основание в конкретном случае - отдельный вопрос.

Чтобы держать ствол достаточно вдоль ствола на верёвочках привязать аэростаты. И тут не нужно в основании городить башню в сто вёрст. 
Идея о том чтобы сделать башню в 160 км. высотой отличается от идеи навесить цепочку аэростатов высотой в 160 км. Башня это некая молитная констукция - что имеет коренное отличие от идеи иметь цепочку аэростатов высотой в 160 км.

На 160 км и даже гораздо раньше смысла в аэростатах не будет: там башня будет держаться исключительно за счёт давления, которое для лёгких газов с высотой падает в разы меньше. То есть основание нужно, как я понимаю чтобы держать колбасу башни вертикально.

Правда, для пушки и такая не нужна - там хватит километров 30, то есть в 5+ раз меньше. Хотя, если подвесить пушку на аэростатах, башня может быть вообще не нужна: тупо поднимаем на высоту. Правда, здесь возникает ряд неприятных моментов:
Во-первых дикая парусность конструкции - её придётся чем-то удерживать и тяжёлое "основание", пусть не цельное нужно затем, чтобы тупо заякориться.
Во-вторых конструкция должна выдерживать отдачу там на момент идёт мощная рывковая нагрузка, которая должна либо гаситься, либо компенсироваться. Возможно, и то и другое. Что добавляет сложности конструкции. Если учитывать, что рывковые нагрузки породят в такой мягко-упругой конструкции с тяжёлым маятником ствола мощные колебания, задача выйдет технически непростой.
В-третьих аэростаты должны выдерживать взрывную волну и тепловое излучение вспышки от выстрела.

[petrovich1964]

В статье "Лифт" в космос", опубликованной в "ТМ" N 4 за 1959 год, Покровский предложил соорудить башню, которая из условий прочности и устойчивости должна была иметь рупоровидную форму, с диаметром у Земли 100 км и в космосе 390 м.

Давайте прочитаем саму статью.

"Техника-молодежи" 1959 г №4, с.29-30 здесь
"Представим себе, например, трубу из тонкой пленки, закрытую с обоих концов. Заполним трубу каким-либо газом, существенно более легким, чем воздух. При таких условиях труба превратится в аэростат и будет стремиться подняться вверх. Если один из концов трубы загрузить балластом, то он останется внизу, слегка опираясь на землю. Противоположный конец поднимется вверх, и у нас получится башня соответствующей высоты."
Как уже земетил архимедова сила, по которой подводная лодка висит в воде, или аэростат в воздухе - это разница давлений сверху и снизу. Она толкает предмет в верх, а вес премета толкает его вниз. Перегруженный аэростат не взлетит.
Чтобы подобная башня висела в воздухе, надо чтобы снизу давление воздуха превосходило вес башни. Башня не должна касаться поверхности! Снизу у нас на один квадратный метр давит 10 тонн. Соответственно вес водорода в столбе высотой 160 км должен быть меньше 10 тонн. Это если стенки башни строго вертикальны. Если башня имеет форму рупора, то надо учитывать что на башню будет давить давление воздуха не только навершине, но и по всей поверхности.
Сколько весит столб водорода высотой 160 км?

[noxx77]

Башня не должна касаться поверхности!

Ах, вот вы о чём. Ну да. Просто этот момент настолько легко организовывается технически по сравнению с остальным, что как-то не придал значения. У Покровского получается скорее поддутая конструкция. 

Сколько весит столб водорода высотой 160 км?

При давлении в 1 атмосферу на уровне моря? Не знаю, не охота возиться с калькулятором, считая по барометрической для водорода.

[petrovich1964]

При давлении в 1 атмосферу на уровне моря?

1 атмосфера это у воздуха. А давление водорода падает гораздо меньше с ростом высоты. Давление воздуха уменьшается примерно в два раза на кажые пять км, а у водорода в два раза на семьдесят пять. Так что какой вес водородного столба у поверхности Земли надо считать.

[noxx77]

А давление водорода падает гораздо меньше с ростом высоты.

Да я это понимаю, просто не понимаю что в итоге без расчётов. Башня получается вроде как надутой, но разница давлений наружного воздуха и внутреннего водорода с высотой растёт. А исходно-то у Земли давление водорода какое? 1 атм.? 1,1 атм? От чего отталкиваться, чтобы уменьшать? Ясно, что меньше атмосферного оно быть не может - чтобы башню держать. А от исходного давления напрямую зависит вес.
Условно, можно начать с 90 граммов на кубометр. Это в 14,4 раза меньше, чем воздух. По сути для столба 160 км это приблизительно эквивалентно 11 км воздуха, где находится в принципе большая часть веса атмосферы. Плюс вес самой конструкции, который распределится на водород и получим +- в принципе тот же вес столба, что и у земной атмосферы с учётом вариаций температуры и газового состава с высотами.

[petrovich1964]

Вес зависит от давления. На высоте 50 км, куб воздуха весит примерно один грамм. А давление там примерно 8 паскаль.
А про водород товарищ Покровский сообщил, что давление в 50 тыщ паскалей будет на 75 км. Вроде бы получается что там куб водорода будет весить 45 грамм?
Воздух на 20 км имеет плотность водорода у поверхности земли. А дальше падает. Воздушные шары далеко не взлетают.
Так что при высоте 160 км, как бы не вышло что вес водородного столба будет выше атмосферного.

[noxx77]

Вес зависит от давления. На высоте 50 км, куб воздуха весит примерно один грамм. А давление там примерно 8 паскаль.
А про водород товарищ Покровский сообщил, что давление в 50 тыщ паскалей будет на 75 км. Вроде бы получается что там куб водорода будет весить 45 грамм?
Воздух на 20 км имеет плотность водорода у поверхности земли. А дальше падает. Воздушные шары далеко не взлетают.
Так что при высоте 160 км, как бы не вышло что вес водородного столба будет выше атмосферного.

не, не выйдет - скорее тот же самый +- но на высоте башня будет относительно воздуха тяжелее. Грубо говоря, неваляшка наоборот.
75/5 падения давления вдвое с высотой - это приблизительно те самые 1300/90 разницы веса воздуха и водорода. Просто ужмите масштаб в 14,5 раз и получите нужное - там та же экспонента. 160 км башни на водороде - это 11 км воздуха

[petrovich1964]

Не получилось найти таблицу плотность водорода при маленьком давлении. Да в и математике не силён.
На 24 км плотность воздуха 45 грамм на куб. А у водорода на 75 км. Так что  выше 25 км, водород тяжелее воздуха? Вот только тогда как аэростат с гелием поднялся до 41 км? 
В этих вопросах дилетанту трудно судить.

[noxx77]

Не получилось найти таблицу плотность водорода при маленьком давлении. Да в и математике не силён.
На 24 км плотность воздуха 45 грамм на куб. А у водорода на 75 км. Так что  выше 25 км, водород тяжелее воздуха? Вот только тогда как аэростат с гелием поднялся до 41 км? 
В этих вопросах дилетанту трудно судить.

В аэростате у водорода/гелия приблизительно то же давление, что и за бортом, поэтому весовое соотношение кубометров его и воздуха (если допустить, что химический состав последнего неизменен, что не совсем так) остаётся прежним. Условно где-то 90 к 1300. С высотой меняется растёт объем баллона аэростата ну и температура.

Теперь с башней на оочень грубых прикидках, чтобы просто понять масштабы и динамику. Представим высоту 35 км. Давление водорода в герметичной башне на этой высоте эквивалентно давлению воздуха на высоте 2,333 км т.е. приблизительно 0,75 атм а кубометр весит 90*0,75= ок. 68 г Давление воздуха упало в 2^35/5=2⁷=128 раз. Теперь у нас кубометр воздуха весит 10 граммов, а водорода 68. То есть на этой высоте водород в башне значительно тяжелее забортного воздуха, но потому что внутри давление выше!

Можно попытаться приблизительно определить, до какой высоты водород в башне будет легче воздуха

1300/90=14,44 - во столько раз должно упасть давление воздуха чтобы его плотность сравнялась с водородом при атмосферной. С учётом некоторого падения давления водорода можно смело накинуть (от балды) раза полтора и взять допустим 16. 16=2⁴  так как давление воздуха уполовинивается каждые 5 километров, значит 4*5=20 км. Примерно до этой высоты водород будет легче, а ещё 160-25=135 км башни вверх уже тяжелее забортного воздуха.

Но возникает вопрос: а вообще нужна ли нам такая высокая башня - 160 км для пушки и такие давления? Во-первых мы можем разбить башню на цепочку баллонов - по Вашей схеме с уменьшающимся с высотой давлением и получать положительную плавучесть в на каждом до большой высоты. Во-вторых, если задачей стоит вывести дуло пушки из плотных слоёв атмосферы, то на высоте тех же 25 км мы получаем условную 1/32, а на высоте 35 км - 1/128 атмосферного давления надо ли больше? Где-то должен быть разумный компромисс?

Ну и, наконец, непонятно, какую схему самой пушки применять - что у больших газовых пушек, что у электромагнитных пока довольно большие проблемы, особенно с износом ствола. К тому же это очень тяжёлые конструкции