![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
darwinson.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruShow must go on, а экономика при этом должна быть экономной. Нынешний обвал рубля и финансовый кризис заставили вспомнить самое первое своё изобретение. Хотя правильнее назвать его не изобретением, а рацпредложением, позволяющим существенно экономить деньги из госбюджета на запусках спутников связи, грузовых кораблей и т.д. Было мне тогда 15 лет. Сидел как-то вечером дома, попивал с бабушкой и дедушкой чаёк, смотрел по телевизору программу "Время". Показывали запуск ракеты "Союз" на Байконуре. Полёт был пилотируемый, с двумя космонавтами на борту. И я подумал тогда, что больше половины запусков не показывают, поскольку они без космонавтов, на орбиту выводится только спутник. Дальше начал рассуждать вслух:
- Искусственный спутник вместе с оборудованием способен выдерживать много большую перегрузку, чем живой человек. Это значит, что использовать каждый раз первую, самую дорогую разгонную ступень для спутников связи не слишком рационально. Для них вместо первой ступени ракеты-носителя хорошо бы сделать пушку с длиной ствола в 1000 метров и калибром 1.5 метра.
На что дедушка резонно заметил:
- А не слишком ли дорогой получится пушка с длиной ствола в 1000 метров и калибром 1.5 метра?
- Мне кажется, не дороже тоннеля в метро должно получиться. Например, тоннеля между станциями Волгоградская и Пролетарская.
Мы тогда как раз жили между двумя этими станциями. Дедушка, прикинув в уме расстояние между станциями, конкретно завис. Выйдя из ступора, начал спорить. Но, в конце концов, согласился, что вырыть вертикальную шахту в земле и хорошенько её забетонировать намного проще, чем построить, ту же Останкинскую телебашню. Подобные технологии столетиями совершенствовались в горнорудной и угольной промышленности. Забетонированная, да ещё в землю зарытая труба может выдержать чрезвычайно большое давление. А значит, в качестве ствола для такой "пушки на Луну" можно использовать самые обычные трубы большого диаметра, которые используются для газопроводов.
Мы тогда как раз жили между двумя этими станциями. Дедушка, прикинув в уме расстояние между станциями, конкретно завис. Выйдя из ступора, начал спорить. Но, в конце концов, согласился, что вырыть вертикальную шахту в земле и хорошенько её забетонировать намного проще, чем построить, ту же Останкинскую телебашню. Подобные технологии столетиями совершенствовались в горнорудной и угольной промышленности. Забетонированная, да ещё в землю зарытая труба может выдержать чрезвычайно большое давление. А значит, в качестве ствола для такой "пушки на Луну" можно использовать самые обычные трубы большого диаметра, которые используются для газопроводов.
Главный калибр такого необычного космодрома может быть и 2, и даже 5 метров. Диаметр трубы, чисто техническая проблема. Суть рацпредложения, если совсем коротко - при одной и той же дальности стрельбы обычный артиллерийский снаряд намного дешевле реактивного. Жаль, что ни с кем кроме деда не обсуждал свою идею. Очень быстро забыл про неё. А теперь вот случайно вспомнил, и пока снова не забыл, решил описать со всеми подробностями.
В обычной пушке используется пороховой заряд. Космическая пушка намного длиннее, а давление в канале ствола меньше. С учётом этого дешевле использовать не порох, а 10%-ную смесь обычного бытового газа с воздухом. Представьте себе один кубометр сжиженного газа, используемый для приготовления взрывоопасной газовой смеси с воздухом. В пушке он придаст космическому кораблю больший импульс, чем в реактивных соплах. Другими словами, его использование будет более эффективным.
Дуло обычной пушки имеет небольшое сужение. Дуло космической пушки можно не сужать, а герметично накрывать сферическим стеклянным колпаком. Накануне старта воздух из канала ствола откачивается. Например, если откачать до 76 мм.рт.ст., сопротивление воздуха будет в 10 раз меньше. Вместе с тем, стеклянный колпак разрушится изнутри сжатыми остатками воздуха ещё до соприкосновения с остриём ракеты.
Спутник вместе со второй ступенью сначала опускается чуть ниже канала ствола, и охлаждается внизу жидким азотом. Охлаждение в шахте эффективнее, чем на открытой стартовой площадке. Затем ракета поднимается в ствол. Боковые герметичные резервуары с газовой смесью под ней открываются, воспламеняются, и производится выстрел. Небольшое хвостовое оперение позволяет изменить траекторию полёта ракеты после вылета из ствола и прохождения плотных слоёв атмосферы.
Ещё один важный момент. Конструкция космической пушки такова, что нет никаких ограничений по избыточному давлению в канале ствола. Это значит, что из такой пушки можно с одинаковой скоростью выстреливать вторую ступень как для ближней околоземной орбиты (5 м длиной), как для дальней геостационарной (10 м длиной), так и для межпланетной (20 м длиной). Разница только в количестве природного газа, используемого в 10%-ой смеси с воздухом для очередного выстрела в небо.
Чувствую, что есть тут какой-топодводный подземный камень, а какой именно не пойму. Похожая история и с магнитной пушкой Гаусса. Интересно всё-таки, почему оказались не реализованными подобные проекты. На первый взгляд преимущества очевидны. И себестоимость запуска спутников существенно снижается. И надёжность значительно увеличивается, поскольку вероятность неудачного выстрела из пушки в тысячу раз меньше, чем вероятность неудачного ракетного пуска. Казалось бы, сочетание двух таких факторов позволяет захватить монополию на рынке коммерческих запусков спутников связи. Но почему-то никто не торопится захватывать.
В обычной пушке используется пороховой заряд. Космическая пушка намного длиннее, а давление в канале ствола меньше. С учётом этого дешевле использовать не порох, а 10%-ную смесь обычного бытового газа с воздухом. Представьте себе один кубометр сжиженного газа, используемый для приготовления взрывоопасной газовой смеси с воздухом. В пушке он придаст космическому кораблю больший импульс, чем в реактивных соплах. Другими словами, его использование будет более эффективным.
Дуло обычной пушки имеет небольшое сужение. Дуло космической пушки можно не сужать, а герметично накрывать сферическим стеклянным колпаком. Накануне старта воздух из канала ствола откачивается. Например, если откачать до 76 мм.рт.ст., сопротивление воздуха будет в 10 раз меньше. Вместе с тем, стеклянный колпак разрушится изнутри сжатыми остатками воздуха ещё до соприкосновения с остриём ракеты.
Спутник вместе со второй ступенью сначала опускается чуть ниже канала ствола, и охлаждается внизу жидким азотом. Охлаждение в шахте эффективнее, чем на открытой стартовой площадке. Затем ракета поднимается в ствол. Боковые герметичные резервуары с газовой смесью под ней открываются, воспламеняются, и производится выстрел. Небольшое хвостовое оперение позволяет изменить траекторию полёта ракеты после вылета из ствола и прохождения плотных слоёв атмосферы.
Ещё один важный момент. Конструкция космической пушки такова, что нет никаких ограничений по избыточному давлению в канале ствола. Это значит, что из такой пушки можно с одинаковой скоростью выстреливать вторую ступень как для ближней околоземной орбиты (5 м длиной), как для дальней геостационарной (10 м длиной), так и для межпланетной (20 м длиной). Разница только в количестве природного газа, используемого в 10%-ой смеси с воздухом для очередного выстрела в небо.
Чувствую, что есть тут какой-то
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2014-12-13 11:23 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 11:26 am (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-13 11:26 am (UTC)хотя русский газ больше никому в мире не нужен, так что можете его хоть в пушку, хоть в задницу закачивать)))
no subject
Date: 2014-12-13 11:37 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 11:42 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 11:48 am (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-13 12:39 pm (UTC)а значит, она никуда не улетит
no subject
Date: 2014-12-13 12:41 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 03:52 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 01:09 pm (UTC)Проще построить стратосферный космодром дирижабль кольцеобразного типа на высоте 10-20 км
Будет поднимать туда корабли и оттуда запускать.
"- пушка , пушка"........невежды.
no subject
Date: 2014-12-13 02:58 pm (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-13 01:15 pm (UTC)Арт. снаряд имеет толстенные стенки, чтобы не разрушиться в стволе от перегрузок, а заряд ВВ (собственно полезная нагрузка) несет маленький.
У ракет стенки тоньше, полезная нагрузка больше, но и больше реактивного топлива приходится тащить в себе.
Можно посчитать кстати, взять ракету Града, например и экв. артснаряд (несколько штук) - сколько % ВВ они несут от стартового веса. Думаю преимущества у артснаряда не будет никакого.
За счет того что ракета проходит плотную атмосферу с невысокой скоростью, а разгоняется уже на высоте - затраты энергии минимизируются.
Из пушки будет перерасход энергии при прохождении плотной атмосферы из-за высокой скорости на выходе из ствола.
Проблемы можно решить - если удлинять ствол, растягивая разгонный участок, снижая перегрузки, разместить пушку на очень высокой горе (Эвересте например), чтобы снизить потери в атмосфере. Но видите как все сразу сильно усложняется? И в пределе получим, что использование такой пушки будет банально дороже чем та самая разгонная реактивная 1я ступень. Так и зачем этот огород?
no subject
Date: 2014-12-13 01:58 pm (UTC)В случае ошибки, нужно ( а это сложно) извлекать ракету, чтобы устранить неисправность, потом снова помещать в шахту. Это же какие краны понадобятся-то!
no subject
Date: 2014-12-13 02:31 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 02:30 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 03:15 pm (UTC)(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-13 02:43 pm (UTC)http://www.spacex.com/news/2013/03/31/reusability-key-making-human-life-multi-planetary
no subject
Date: 2014-12-13 06:40 pm (UTC)Вот когда сделают многоразовые первые ступени, и они докажут свою надежность - тогда и поговорим.
Авария на старте первой ступени крайне дорого обходится - в случае падения на стартовый стол - стройте заново. И ракету, и стол.
Адская труба, особенно, если это будет рельсотрон на вершине высокой горы, сможет пулять спутники с твердотопливной второй ступенью чуть не каждый час, расходуя только электроэнергию - почти так же просто как из рогатки стрелять. Сравниваем со сложностью жидкостного ракетного двигателя на крайне взрывоопасном топливе - действительно, первая ступень гораздо проще и дешевле, очевидно же!
(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-13 03:20 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-13 06:44 pm (UTC)Инженерное образование то есть у Васи хоть какое-нибудь, чтобы такое писать?
(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-14 03:53 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 04:52 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 04:01 am (UTC)Необходимо изготовить специальную бандажную гильзу для 2-й и 3-й ступеней ракеты-носителя. Ракета сперва помещается в гильзу, затем опускается в космическую пушку, охлаждается жидким азотом и выстреливается вместе с гильзой. Как только снаряд вылетит из космической пушки, как только исчезнет ускорение с перегрузкой в 1000 g, прижимание ракетных баков к внутренним стенкам гильзы ослабнет, и гильза соскочит с ракеты под действием силы тяжести, а также благодаря встречному потоку воздуха. Вскоре после соскальзывания бандажной гильзы включаются двигатели второй ступени ракеты-носителя.
В процессе падения гильзы сперва раскрывается парашют. За 3 метра до земли срабатывает 1-й реактивный патрон, обеспечивающий плавное касание с землёй. При заваливании гильзы на бок срабатывает 2-й реактивный патрон. Парашют и два реактивных патрона обеспечивают идеальную сохранность бандажной гильзы и многократное её использование. "Экономика должна быть экономной".
no subject
Date: 2014-12-14 08:46 am (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-14 04:59 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 07:27 am (UTC)Сейчас много говорится о полёте людей на Марс. Если сделать пушку калибра 10 м и длиной ствола 5 км. То запулить в космос можно корабль хоть 500 м длиной. Не знаю, как у остальных участников дискуссии, а у меня от ощущения реальности таких перспектив аж дух перехватило... Пойду на кухню водички попью.
no subject
Date: 2014-12-14 09:21 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 09:42 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 10:19 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 10:30 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-14 07:10 pm (UTC)Точность (коллинеарность) "ствола" 5-и километровой пушки.
Во-первых всегда будет какой-то изгиб ствола при бурении.
Во-вторых не существует достаточно устойчивых пород грунтов, которые эти нагрузки (даже опосредованно через трубу запуска) могут держать.
no subject
Date: 2014-12-15 09:46 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-16 07:32 am (UTC)а вот использовать для предварительного разгона ЭМ катапульту, те эстакаду размещенную поближе к экватору с разгонным механизмом, чтобы часть скорости аппарат набирал горизонтально --- этобы крайне интересно посчитать, во всяком случае для грузовых запусков
no subject
Date: 2014-12-23 06:34 pm (UTC)no subject
Date: 2014-12-24 07:45 am (UTC)no subject
Date: 2014-12-24 08:00 am (UTC)(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:(no subject)
From:no subject
Date: 2014-12-24 12:31 pm (UTC)Итак, для обычного снаряда скорость звука в газе, это предел. Но представьте себе необычный снаряд, начинённый порохом. Если космический корабль запускается без экипажа, если ограничений по перегрузкам нет, такой снарад в виде большого поршня может находиться под ракетой. Допустим, ракета с поршнем успели пролететь в пушке 1000 м. Допустим, скорость достигла 1000 м/с и толкающая их газовая смесь перестала работать. Как только перегрузка начинает падать, поршень начинённый порохом выстреливает в сторону ракеты. А это значит, что предельная для артиллеристов скорость удвоится. Если под ракетой расположить второй пороховой поршень, эту предельная скорость можно будет и утроить.
В любом случае всё это намного интереснее, чем проект "Ангара". Проект на днях благополучно завершился. Но ощущение такое, будто 6-я модель "Жигулей" пришла на смену 5-й. Вместо того, чтобы строить космическую пушку, испытывать что-то принципиально новое, люди лет 20 рутиной занимались.
no subject
Date: 2014-12-24 12:43 pm (UTC)Когда стреляет первая поршневая пушка, она сама имеет скорость 1 км./сек., то есть предельную скорость для газовой смеси. Третья поршневая пушка вместе с ракетой для неё являются снарядом. Третья пушка выстрелит, когда сама будет иметь скорость 3 км./сек., то есть предельную скорость для газовой смеси плюс предельную для пороха. Скорость ракеты на вылете из космической пушки будет 1+2+2=5 км./сек.