Выведение грузов на орбиту с помощью энергии разгонных устройств подземного бази

[Ремвер]

Что препятствует их появлению?

1. Энергетически невыгодны по сравнению с автономными ракетными двигателями?
2. Слишком большие капиталовложения в строительство разгонных устройств?
3. Слишком большой срок окупаемости?
4. Отсутствие потребностей выведения больших масс в космос?
5. Это невозможно осуществить технически?

Допустим, в высокогорье, в тропиках, проходится вертикальная горная выработка (восстающий, или шахта) с перепадом высот 2 км. Он оборудуется паровой или электромагнитной катапультой. РН спускают на дно шахты. Затем катапульта разгоняется со средним ускорением 40 м/с в квадрате. С учётом потерь на сопротивление воздуха РН должна подлететь примерно на 5 км.(?) К-примеру, стартовый комплекс находится в Тибете на высоте 6 км, тогда топливо первой ступени начнёт интенсивно тратиться почти на границе со стратосферой. Это ощутимая экономия топлива, или игра не стоит свеч? Какие основные технические препятствия вы видите, и возможно ли их обойти?

[Грехов Михаил]

Игра не стоит свеч. 5-10 км для РН, у которой даже первая ступень забирается на 50-60 км полная ерунда. А заметнув РН на такую высоту она там в высоте будет иметь практически нулевую скорость.  Капвложения огромные.... очень. ехать куда-то в горы, там делать гигансткий колодец длиной 2 км. с водотведением, бетонированиеми т.п. А разгонные устройства? А энергетика? 

В общем забудьте. Уже была тут тема а-ля "из пушки на Луну". Бред. 

[AstroNick]

С трудом могу себе представить, как закинуть на границу со стратосферой целую ракету (вместе с первой ступенью).  И с ещё большим трудом представляю себе, как она переживёт подобный разгон до 5 км/с в нижних, плотных слоях атмосферы, если метеоры и спутники сгорают уже на скорости в 8 км/c на значительно больших высотах...   

[Ремвер]

Ясненько. Значит единственная альтернатива нынешним способам - космический лифт?

[Ремвер]

Вообще, вопрос возник в связи с ограниченным запасом энергии топлива, которое может поднять на себе ракета. Вот если бы как-то использовать атомную или геотермальную энергию...

[Ivan7enych]

Больше перегрузки при разгоне - жестче и тяжелее корпус, чтоб не развалился. Тяжелее корпус - больше топлива нужно и т.д.

[Ремвер]

Короче, я понял так. Чтобы был смысл в этой затее, надо подбрасывать не ниже 20 - 40 км. А это значит, что скорость на выходе из шахты будет сверхзвуковая и будут большие проблемы с преодолением плотных слоёв атмосферы. В-общем идея подходит разве что для Луны.

[Грехов Михаил]

Ну и от такого факта, что халявы не бывает никуда не уйти. Для разгона тоже нужна энергия и механизмы....

[Ремвер]

На Земле намного проще аккумулировать большое количество энергии, чем в ограниченном объёме РН.

[Грехов Михаил]

Ничто не сравнится с аккумулированием значительного кол-ва энергии, как в обычном высококалорийном топливе (жидкий метан, водород, керосин и т.п.) или ядерная энергия. Кроме этого устройство должно развить приличную мощность. даже при КПД 100%

Посчитаем. Масса РН с топливом - 500 тонн. разгонный участок - 2км (2000м) разгоняем с ускорением 3G (30 м/c2).

На срезе шахты РН будет иметь скорость в 346 м/с.  Средняя скорость составит 173 м/с. Значит РН в шахте будет разгоняться 11,5 секунд.

по энергии кин. движения имеем, что энергия РН в конце разгона будет. 29,9 ГДж. эту энергию надо подвести за время 11.5 сек. Значит за 1 сек. нужно подвести к РН в 2.6 ГДж. то есть мощность потребления должна быть 2,6 ГВт. Это мощность сравнимая с мощностью крупной электростанции. При чём сейчас не существует такого большого механизма, чтобы преобразовывать такую гигантскую мощность в механическую энергию толкателя. А ведь ещё надо его самого разогнать, потом как-то тормозить. то-сё... в общем анриал!   

[Крупин]

   Имел бы смысл не вертикальный, а горизонтальный разгон. И прожекты есть - например электромагнитный разгон в вакууммированном тоннеле на магнитной подушке. В последний момент открывается люк в атмосферу - выпуск в горах, чтобы не было слишком сильного сопротивления воздуха. Для Луны проще - атмосферы вообще нет.

   Но всё это пока умозрительно. Примеры:

http://sakramento3.narod.ru/zerkalo/uskor.htm
http://www.popmech.ru/article/3628-po-relsam-v-ad/

[Грехов Михаил]

Вы из той-же шайки?

Вакуумирование, горизонтальный разгон... люк. Как дети. Проходили уже не раз. А ничего, что заправленную РН нельзя вообще переворачивать и сильно наклонять? Там всё рассчитано на нагрузку вдоль оси. а в поперечном направлении корпус РН весьма слаб. Американцы с Сатурном-5 даже сборку вели в вертикальном виде, чтобы ещё больше облегчить конструкцию. 

[Крупин]

   Не, я не просто рядовой член преступной организации, а крёстный отец международной банды рэйлганавтов.

[alex_semenov]

Ну сколько можно ранить душу инженера?
Идея сразу ясно - дрянь. Вы берете две хороших веши и совмещаете их так, что в итоге недостатки каждой друг друга усиливают.
Ракета есть ракета. Пушка есть пушка. И вместе (на равных) им никогда не сойтись
 


http://eikenclub.ru/kosmos/10147-kosmicheskaya-pushka-strelyaet-sputnikom-iz-glubiny-okeana.html

[juseppe]

   Имел бы смысл не вертикальный, а горизонтальный разгон. И прожекты есть - например электромагнитный разгон в вакууммированном тоннеле на магнитной подушке. В последний момент открывается люк в атмосферу - выпуск в горах, чтобы не было слишком сильного сопротивления воздуха.

На потребных скоростях сопротивление воздуха достаточно велико, чтобы внезапный скачок отрицательного ускорения при переходе в воздух достиг степени удара.

[Грехов Михаил]

Ещё небольшой расчётик.

Итак нужно РН сообщить энергию в 29900 МДж. А калорийность сгорания керосина примерно 40-43МДж/кг. Плотность его в среднем примерно 0.8кг. Значит такую энергию будет давать всего-то около 900 литров керосина.  Допустим диаметр бака горючего РН - 3 метра. Итого по формуле бак надо сделать длиннее всего на  100мм. ну и на какое-то расстояние бак окислителя. Может итоговый вес РН увеличится на пару тонн.(можно конечно посчитать ещё прибавку веса конструкции, КПД и т.п.) Но стоит ли "экономить" грубо говоря тонну керосина и строить шахту. При чём всё-таки откуда-то надо будет брать мощности.     

[CADET]

   Не, я не просто рядовой член преступной организации, а крёстный отец международной банды рэйлганавтов.

Приветствую, коллега! Я даже позволил себе представить и дилетантски описать, как такое разгонное устройство будет работать. А ещё там про любовь...

Яри, я тебя люблю!

[Крупин]

  Прожект от НАСА:
http://science.compulenta.ru/583749/

[Ремвер]

Ну в-общем понятно, что дело дрянь. Тему можно закрывать и подводить итоги:
Рейлганавтов - на Луну и астероиды, а на Земле совершенствовать РН на хим. топливе.

Навело на размышления:
энергия РН в конце разгона будет. 29,9 ГДж. эту энергию надо подвести за время 11.5 сек. Значит за 1 сек. нужно подвести к РН в 2.6 ГДж. то есть мощность потребления должна быть 2,6 ГВт. Это мощность сравнимая с мощностью крупной электростанции. При чём сейчас не существует такого большого механизма, чтобы преобразовывать такую гигантскую мощность в механическую энергию толкателя.
Значит не поможет даже это:
"котел взрывного сгорания" (КВС). Это такая железобетонная бочка диаметром около 150 и высотой 200 метров, толщина стенки - 35 метров. Внутри она облицована 20-сантиметровой сталью, а сверху засыпана грунтом толщиной более сотни метров. В этом сооружении, именуемом в проекте "КВС10", внутри защитного слоя жидкого натрия с помощью дейтериевых взрывов мощностью до 10 килотонн тротилового эквивалента можно каждые полчаса получать 37 гигаватт тепловой энергии
http://www.nkj.ru/archive/articles/4460/

[CADET]

РН на химическом топливе, это тупиковый путь. Если мы, конечно, говорим об освоении Космоса, а не о его исследованиях. Экологические проблемы, которые даже сейчас проявляются после крупных запусков, ограничат в будущем их число таким, что сможет "переварить" экология. Иначе - прощай земная биосфера.
Но главное, это огромная стоимость выведения груза на орбиту. Заниматься космосом можно пока только от избыточности... Нужно искать новые пути.