Пользователь
0,0
рейтинг
26 июля 2013 в 19:21

Разработка → Проект Slingatron: запуск грузов в космос без использования ракетных двигателей

image


Ракетные двигатели с начала освоения космос были основой космической программы, но они были вовсе не единственным путем, который был испробован на этом пути. С 50-х годов прошлого века американское правительство проверяло несколько идей в этом направлении, от космической пушки, тесты которой проходили в 1960-х годах, до идей использования пусковой петли и космического лифта. При попытке реализации большинство из этих идей столкнулись с значительными техническими трудностями или были отложены по политическим мотивам. Но одна команда ученых, надеясь на помощь Kickstarter, рассчитывает достичь тех целей, которые оказались не по зубам государственным структурам.

Идея проекта Slingatron, как и многие другие идеи, теоретически работоспособна. Идея проста: вращение объекта вокруг фиксированной точки — простейший путь, чтобы достичь большой скорости без чрезмерного расхода энергии. Есть два пути, чтобы построить классический слингатрон: можно варьировать скорость вращения, удерживая длину пути неизменной, или же можно изменять длину пути, но сохранять скорость вращения постоянной. В обоих случаях «нить» для запуска будет разорвана задолго до того, как снаряд достигнет первой космической скорости.


Идея слингатрона проста – не раскручивать саму «нить», а вращать всю площадку для запуска. Достаточно трудно это объяснить, но аналогия может нам помочь в данном случае. Представьте, что вы хотите перемешать чашку кофе. Вы можете сделать это с помощью ложки или же вращать также быстро саму чашку. Центробежная сила будет вращать жидкость вокруг стенок чашки, тщательно перемешивая кофе с минимальном использовании энергии.



Компания HyperV Technologies Corp, которая хочет собрать деньги на этот проект через Kickstarter, уже построила прототип, который по их утверждению, запустил снаряд весом около 200 грамм при скорости в 100 метров в секунду. Цель исследования состоит не в создании полноразмерной модели слингатрона, а в демонстрационной модели, которая сможет запустить снаряд весом в 400 грамм при скорости 1 км в секунду. Хотя этой скорости недостаточно, чтобы запустить снаряд на околоземную орбиту, но это будет значительный шаг вперед к исследованиям в будущем.

image

Не следует ждать слишком многого от данного проекта даже в случае его успешного реализации. В отличие от ракетных кораблей, слингатрон не может быть использован для запуска людей на орбиту или же для запуска больших грузов. Но данный способ мог бы использоваться для вывода на орбиту небольших грузов для космонавтов – воды, питания или оборудования, которое не выйдет из строя из-за повышенной нагрузки при запуске. Но при использовании ракет значительная их часть теряется. Слингатрон не будет иметь таких потерь и мог бы забрасывать на орбиту грузы весом в 10 кг буквально каждый день.

Команда надеется собрать $250,000 и построить прототип, который в будущем сможет достичь скорости в 2 км/с. Прототип (если деньги будут собраны), будет в виде горизонтальной модели диаметром в 5 метров. Он позволит протестировать идею практически и дать ответ, можно ли использовать такую систему в реальных условиях с полезной нагрузкой.

Перевод.
Исходный текст — http://www.extremetech.com/extreme/162252-slingatron-project-aims-to-prototype-new-space-launch-system

Проект Slingatron на Kickstarter.
@Nedder
карма
15,7
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Спецпроект

Самое читаемое Разработка

Комментарии (111)

  • +30
    Идея интересная. Но:

    Во-первых, для того, чтобы вывести какой-либо груз на орбиту, ему должно быть придано ускорение в точке, которая находится на этой самой орбите. «Забросить» что-либо на орбиту одним броском с поверхности Земли невозможно — если придать бросаемому объекту первую космическую скорость (или даже больше), то после одного витка орбиты он вернется в атмосферу, так как его орбитальная траектория будет проходить через точку броска. Получается, нужно бросать груз с небольшой ракетной ступенью для поднятия перигея в высшей точке броска.

    Во-вторых, сопротивление воздуха на низких высотах сильно снизит эффективность такого броска. Традиционные ракеты стартуют вертикально для того, чтобы как можно быстрее покинуть плотные слои атмосферы, и потом уже набирают подавляющую часть орбитальной скорости. Для того, чтобы после прохода низкой атмосферы после броска у объекта осталось достаточно скорости, чтобы достичь орбиты, изначальная скорость должна быть намного выше (ведь сопротивление растет с квадратом скорости) — огромное кол-энергии будет затрачено на «расталкивание» воздуха на низкой высоте.
    • –1
      Да, корректировка орбиты нужна. Но есть же разница:
      1) запустить в космос ракету состоящую из трех ступеней
      2) забросить на орбиту ракету только с одной последней ступенью.

      Сопротивление воздуха — это конечно минус, но небольшой (на скорости 11 км/с ракета пройдет плотные слои атмосферы за 5-10 секунд).
      Т.е. разгоняем ракету на земле до 12 км/с, на орбите ее скорость упадет до 10км/с — то, что надо.
      Зато экономия в две ступени очень ощутимая.
      • +5
        Еще одиn момент: для прохождения атмосферы на такой скорости понадобится серъезная (и соответственно тяжелая) термозащита. Ведь по сути такой запуск мало чем отличается от возврата в атмосферу с орбиты — даже за эти 5-10 секунд сжатие воздуха перед объектом создаст огромное кол-во тепла, которое нужно будет выдержать.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • 0
              Теоретически возможно сделать все эти вращающиеся части частью движетельной системы ЛА.
              Какая-то более-менее стабильная балансировка по любому нужна, даже на земле… Другое дело вращение идет перпендикулярно… В общем я бы не был так категоричен, а сказал бы, что «на текущем этапе, и в таком виде технология не предназначена для воздушного старта, но не исключены ее доработки».
            • +2
              А если с чего-нибудь такого:
              image
              Это стратосферная платформа, разрабатываемая компанией JPaerospace для запуска ракет из стратосферы, с доставкой их туда на стратостатах.
              Пока оно, правда, выглядит как-то так
              image

              • 0
                А смысл?
                Ну смотрите, Гагарин на высоте 200 км. летал. Ну возьмём 400.
                Получается E=mgh = m*4*10^6
                Скорость надо получить 8km/s, E=1/2*mv^2 = 1/2 * m * 64*10^6 = m*32*10^6
                В 8 раз больше энергии надо просто чтобы набрать первую космическую, чем подняться до этих 400 км.
                То есть вес ракеты будет почти такой же, как и на земле (сотни тонн)

                И ради экономии 1/9 надо делать стратосферную платформу. Причём получится подняться от силы на 40 км., то есть будет 1/81.

                А смысл в чём?
                • +1
                  Смысл всех решений воздушных стартов в том, что:
                  1. Во-первых, на высотах до 10-12 километров максимальный скоростной напор воздуха, что приводит к дополнительным расходам горючего.
                  2. Во-вторых, чем более разрежена атмосфера, тем более эффективны ЖРД
                  3. В третьих, даже для 10 километров эффективность уже получается немаленькая. Возьмем для примеру «Протон». Полный вес ракеты — 705 тонн. Высоту в 10 километров он набирает за 65 секунд. Секундный расход топлива одного его двигателя — около 0,6 тонн, так что за 65 секунд он скушает 0,6*65*6 — 234 тонны топлива. Это треть стартовой массы, как-никак.
                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    • 0
                      Это правильно. Но тут есть ещё два фактора:
                      — придавать скорость на большой высоте легче именно в силу меньшего лобового сопротивления.
                      — ракета при запуске находится буквально между Сциллой и Харибдой: с одной стороны ей нужно поскорее покинуть плотную тропосферу, с другой стороны, ускорение при разгоне нельзя поднимать до бесконечности — даже для непилотируемых полетов запуск с большими перегрузками приведет к необходимости делать ракеты и полезные грузы более прочными, а это сожрет полезную выводимую массу. Плюс опять же в сравнительно плотном воздухе ракете необходимо выполнить маневр для выхода на нужный азимут, что ещё удлиннит время пребывания в нижних слоях атмосферы.
                      • 0
                        И напоследок, следует напомнить, что в данном топике мы обсуждаем не запуски ракет со стратосферных платформ, а проект Slingatron, про основные недостатки которого было сказано:
                        а) основная скорость будет набрана в плотных слоях атмосферы, что потребует теплозащиты, дополнительной разгонной ступени для коррекции орбиты, гораздо большей стартовой скорости при запуске чем первая космическая, в силу торможения об атмосферу.
                        б) конструкция слишком громоздкая, чтобы устанавливать ее на самолет.
                        Смысл моего комментария был в том, что, возможно, стратосферная платформа решит эти проблемы.
                        • +1
                          Конкретно данному проекту, имхо, вряд ли поможет «стратосферная платформа», по крайней мере на сегодняшнем или «близкозавтрашнем» этапе развития. Причина проста — для запуска сколь-либо значимых грузов (хотя бы тонну-две) эта система должна иметь циклопические размеры либо циклопический привод. А сильно меньшие грузы запускать не особо выгодно: нужно тащить за собой, как минимум, корректирующий двигатель, запас топлива для него, системы управления сближением, батареи для всей этой радости — все то, что сейчас таскают на себе корабли снабжения. Поскольку это не получится миниатюризировать до бесконечности, получим излишки по весу. Поскольку стоимость с миниатюризацией падает не сильно быстро — получим излишки по деньгам. Плюс дополнительная потеря в весовой отдаче из-за необходимости защищаться от перегрузок в десятки, а то и сотни g.
                  • 0
                    Я думал в том, чтобы набрать скорость на более дешёвом реактивном двигателе, а не на дорогом ракетном. Самолёт не тащит на себе окислитель, ракета — тащит. И весит окислитель сильно больше чем топливо.

                    10-12 километров действительно самая плотная атмосфера. Пусть ракета стартует с ускорением 20g (транспорт), тогда 12 км. она пролетит за 1/2 * 20g*t^2 = 12000 t~11 sec. Скорость в конце будет 11*200 = 2200 м/с
                    6 махов, прилично. Но там, на 12 км. уже и плотность воздуха поменьше.

                    Почему ЖРД эффективнее без атмосферы?

                    У вас получается 10 км за 65 секунд, что-то долго. Ускорение 4,7 (1/2g всего) Либо ракета уже набирает горизонтальную скорость, либо где-то ошибка.
                    Не правильно считать треть массы.
                    • 0
                      У вас получается 10 км за 65 секунд, что-то долго. Ускорение 4,7 (1/2g всего) Либо ракета уже набирает горизонтальную скорость, либо где-то ошибка.
                      www.ilslaunch.com/sites/default/files/pdf/PMPG%20Section%202.pdf — седьмая и девятая страницы, первое, что нашлось. Ракета стартует не вертикально, она поворачивает до нужного азимута на сравнительно небольшой высоте.

                      Пусть ракета стартует с ускорением 20g
                      Тот же документ, девятая страница — пиковые перегрузки на выведении — 4g. Перегрузки в десятки g встречаются разве что в зенитных ракетах.

                      Почему ЖРД эффективнее без атмосферы?
                      Скорость истечения газов выше, соответственно, выше тяга, соответственно, выше удельный импульс.
        • +2
          А как насчёт прямо перед непосредственной «отправкой» груза в космос производить мощный выстрел, смещая ненадолго воздушную массу. Тем самым сопротивление на этом участке пути будет ниже. Недолго, но всё же.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • +2
              Еще во времена СССР появилась идея создания самолетов с ионизатором на носу для создания плазменной «шубы», позволяющей решить проблему сопротивления воздуха и перегрева. Впрочем, эти исследования и сейчас все еще ведутся.
              • 0
                По аналогии с кавитаторами для скоростных торпед?
        • 0
          Подождите, какое сопротивление воздуха? Это же существенно выше скорости звука. При таких скоростях ведь нет никакого сопротивления.
          • +1
            Нет сопротивления? А что тогда тормозит корабли, спускающиеся с орбиты с нескольких километров в секунду до дозвуковых скоростей, при этом раскаляя термозащиту до сумасшедших температур? Чтo разогревает поверхность фюзеляжа SR-71 до нескольких сотен градусов Цельсия (и это «всего лишь» около Маха-3)?
            • +2
              Спасибо. Надо мне почаще открывать старые учебники.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • 0
        Вот интересно бывает, вы же вот учились в общеобразовательной школе, у вас был курс физики четыре года, но вы даже не можете готовые цифры в формулу из учебника подставить. Да-да стотысычпятсот километров упадет скорость. Вы конечно правы.
        • 0
          А поконструкивней комментарий можно?
          Если выкинуть пустые наезды, но останется «Да-да стотысычпятсот километров упадет скорость».
          Это на каком языке? Что вы имеете ввиду?
          • 0
            Я про: «Т.е. разгоняем ракету на земле до 12 км/с, на орбите ее скорость упадет до 10км/с — то, что надо.». Вы вот это откуда взяли?
            Более того, вы забываете, что для объекта с такой скоростью, плотность первых десяти километров у поверхности Земли это примерно как «бетонная стена».
    • 0
      Учитывая что цель — мелкие грузы и сам аппарат небольшой, можно разметить его на стратостате. Другое дело каким образом грузы будут приниматься? Ведь снаряд будет неуправляемый, да и точность броска по всей видимости не слишком высокая будет
    • –1
      А зачем выходить на орбиту (в смысле, вокруг Земли)? Ведь это средство выведения грузов, не спутников. Т.е. просто «поймать» в апогее — и все.
      • +2
        Для того, чтобы «поймать», нужно уравнять скорость, а это равноценно либо выведению груза на орбиту, либо сходу «ловца» с орбиты. Разница в скоростях у станции/корабля на орбите и груза в апогее суборбитальной траектории будет в районе нескольких километров в секунду.
        • 0
          Уравнивание скоростей можно достаточно легко произвести контролируемым «отстрелом» полезного груза от несущей платформы в расчитанной точке орбиты. ИМХО
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • 0
              Как астрофизик комментария не совсем понял…
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                • 0
                  Хммм, то есть катапультирование — отстрел пиропатроном кресла пилота самолета — это тоже частный случай реактивного движения?
                  • 0
                    Ну, в какой-то мере. Пилот с креслом тут будут рабочим телом. =)
          • +2
            Дык таким образом вы как раз выведете груз на орбиту :)
            • 0
              Таким образом я скорректирую орбиту. Вывыдение на орбиту — это другой процесс, гораздо более энергозатратный.
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                • +1
                  Именно так. Странно, что приходится объяснять это человеку, который ранее писал: «Как астрофизик комментария не совсем понял». Странный нынче астрофизик пошел, хилый.
                • 0
                  Выведение на околоземную орбиту и корректировка орбиты — это немного разные процессы… но мы кажется говорим о разных вещах из-за путаницы в терминологии.
                  • +2
                    Никакой путаницы. Выведение на опорную орбиту — поднятие перицентра при нахождении в апоцентре. Совершается добавлением телу скорости. Пусть для простоты опорная орбита будет сразу за границей атмосферы земли — 150 км. Долго на ней не просуществуешь, но и не надо. Т.к. аппарату необходимо будет с минимальными потерями (двигательной установки для прохождения атмосферы нет) преодолеть плотные слои атмосферы, то запуск должен быть в идеале вертикальным, с высшей точкой в 150 км. Для выхода на опорную орбиту спутнику придется ускориться еще на 7,5 км/с. Это значит что надо будет вместе с болидом запускать еще и обычный химический двигатель. Позвольте спросить, о каких там отстрелах вы говорили? С законами реактивного движения знакомы? Или астрофизикам это знать необязательно? Далее, вы упомянули о некоей мифической путанице в терминологии. Корректировка и вывод на орбиту. Это суть есть орбитальные маневры, которые требуют ΔV. Далее ваш комментарий чуть выше «Хммм, то есть катапультирование — отстрел пиропатроном кресла пилота самолета — это тоже частный случай реактивного движения?» — отвечу, да! Именно так. Даже пояснять не буду. Для любого двоечника, с трудом закончившего школу, и так понятно. А теперь вопрос к вам: зачем вы пишете чушь, да еще и назвали себя «астрофизиком»? Нет, чушь нести здесь в порядке вещей, ее тут тонны в комментариях к любому посту. А вот врать про принадлежность к профессии — это меня удивило, особенно с таким низким качеством несомой вами херни.
                    • 0
                      Вы несколько излишне категоричны.
                      Как я понял ошибка Kolegg действительно очевидная, но немного в другом месте.
                      В его изначальном комментарии звучало про «отстрел от платформы».
                      Как мне кажется ключевая ошибка Олега именно в платформе.
                      Ну а дальше вы уже обычная ситуация непонимания в споре.
                      Один говорит о движетелях отличных от химической ракеты, которые могут быть и пиропатроном, и гаусганом и чем угодно. Вплоть до Сингатрона. Второму очевидна ошибочность этой позиции и не приходит в голову что кто-то может предполагать _ТАКОЕ_. :)

                      Теперь по сути, для Олега:
                      никакой платформы тут быть не может, ибо она должна быть одноразовой. Т.е. после «отстрела» эта платформа остается на месте, и чуть позже сгорает в плотных слоях. Т.о. мы захотим максимально уменьшить ее массу. В любом случае, даже если ее масса будет большой, то она так или иначе выступает в роли рабочего тела, ибо ее импульс будет меняться симметрично с основной ракетой. Но когда мы ее сильно уменьшим это станет очевидно. В конце мы таки придем к выводу что проще для единообразия вообще без платформы, а сразу с реактивным двигателем делать…
                      • 0
                        Как хорошо что вы есть. Воспарили над спором и объяснили кто и как кого не так понял. Бросаетесь в рассуждения не зная основ :) Прочитайте что такое удельный импульс как характеристика эффективности реактивного движетеля. Платформа — это бессмыслица, но не потому, что вы написали, а потому, что удельный импульс такого движетеля будет малым из-за малой скорости рабочего тела. Т.е. подъем некоей тяжелой платформы только ради нескольких сотен м/с дельты — глупость.
                        • 0
                          Ну да, о вашем желании побыть в белом как основной причине того что вы не стали указывать оппоненту на ошибку — я не указал, вы правы. Просто в силу того, что у меня не ваш ник.

                          Что касается вашего умения применять научные термины там, где в них нет необходимости, то да оно похвально конечно. Вы бы еще Ы-формулу привели, чтобы подольше побыть в белом. Но что по сути? Если энергия разового «отстрела» у нас константа, то с уменьшением массы «платформы» удельная тяга растет. Может быть если вы столь глубоко образованы, то вспомните в чем физический смысл удельной тяги? Не в ньютоносекундокилограммах, а именно смысл? Не в том ли, что тратить много массы ради малого импульса это плохо? А не это ли я сказал?

                          Еще раз повторюсь — ошибка вашего оппонента в том, что он забыл о том, что в его модели платформа будет одноразовой. Насколько умными словами будет описано все остальное — не важно.
                          • 0
                            Все понятно, пожизненный подросток. Везде видите попытки выпендриваться и угрозу вашей самооценке. Тоже, поди, астрофизик? :) Продолжайте монолог без меня.
                            • 0
                              Т.е. мы обиделись, и этим прикроемся от необходимости возразить что-то по сути? Ок.
              • 0
                SelenIT2 вышe всe сказал. Не важно каким образом придано ускорение, если вы приведете груз к той же скорости на той же высоте, где находится висящий на орбите «ловец», то вы этим самым выведите его на ту же самую орбиту. Ибо орбита однозначно описывается вектором скорости и позицией объекта над планетой (пренебрегая неодноростями в гравитационном поле и прочими деталями).
        • 0
          Да, вы правы.
      • +3
        Ну да, «мяч» зависнет с нулевой скоростью в точке перехвата, а орбитальная «перчатка» на скорости 2.5 км в секунду его поймает! Попробуйте так состыковаться в Kerbal Space Program хотя бы.
        • 0
          Долго ждал упоминания KSP в этом топике, таки дождался :)
    • 0
      Для того, чтобы после прохода низкой атмосферы после броска у объекта осталось достаточно скорости, чтобы достичь орбиты, изначальная скорость должна быть намного выше (ведь сопротивление растет с квадратом скорости) — огромное кол-энергии будет затрачено на «расталкивание» воздуха на низкой высоте.


      С энергией проблем не будет. Находят же ее для старта ракеты — и здесь найдут. Надо только построить стабильную установку.
      А ракетная ступень видимо нужна будет. Либо траекторию будут очень точно рассчитывать чтобы линия полета проходила через точку доставки на первом же круге.
      • +3
        Проблема в том, что ракеты проходят плотную атмосферу на относительно низкой скорости, тратя опять же относительно незначительную часть энергии на сопротивление воздуха (вообще как раз на атмосферу тратится дофигища энергии, значительная часть первой ступени любой ракеты). Выстреленный же снаряд будет пробиваться через атмосферу на орбитальных скоростях, сопротивление воздуха растет с квадратом скорости — потери энергии будут несравнимо выше.
        • –2
          Вообще, большая часть энергии тратится на преодоление силы тяготения. У ракеты ведь масса нехилая, а гравитация с квадратом расстояния уменьшается.
          • +9
            Сила земного протяжения на высоте орбиты МКС составляет 89% от ее жe на уровне моря. Гравитацию ракета преодолевает не за счет набора высоты, а за счет набора горизонтальной скорости; чтобы набрать эту скорость, сначала ракета преодолевает плотные слои атмосферы в вертикальном полете на первой ступени, постепенно переходя в горизонтальный полет. Подавляющая часть разгона до первой космической скорости на большинстве ракет осуществляется второй или третьей ступенями, первая лишь служит для того, чтобы поднять их на достаточную высоту и придать изначальный импульс.
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +10
    Если на первом этапе что-то и получится, то это будет первая рогатка для сбивания спутников.
    • 0
      Да, вот тоже что-то подумал, что скорее из этого получится неплохая пушка, чем космический транспорт.
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +13
      image
    • 0
      Неплохая артиллерия еще выйдет, прямой наводкой стрелять с первой космической скоростью.
  • +9
    Как то давно проводил расчёты для пушечного ядра, для того чтобы проверить возможно ли им вообще выстрелить на орбиту. Помню что получалось, что невозможно. Сейчас по формулам с википедии проверил снова. Получилось, что для стального шарика массой 1кг на скорости 10 км/с сила сопротивления воздуха ~184 000 Н. На таких скоростях атмосфера — стена.
    Я конечно мог много где ошибиться, но, вроде как, уже давно подобные вещи считали и приходили к выводу, что невозможно преодолеть атмосферу одним выстрелом. Поэтому мне не понятно, на что рассчитывают разработчики.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Не думаю, что начали-бы строить реальную пушку для экспериментов, не проведя предварительно расчетов. А пушка такая есть, ржавеет на каком-то острове.
  • +5
    Простите, но это мракобесие. Элементарная школьная физика уже подсказывает невозможность этой затеи для космоса.
  • +2
    хороший способ окупить очередную дорогостоющую пушку для военных
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Действительно, пора придумать аэростат легче вакуума.
      • +1
        Нужно всего-то наполнить обычный аэростат флогистоном.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +1
    С земли пульнуть не получится, полезный груз сгорит нафиг.
    А вот если разместить «пукалку» на большом стратосферном зонде (скорее даже дирижабле) и пулять с высоты 30-50 км (там давление ниже 0.01 атм), то вполне может сработать.
    • +2
      Писали же уже. Вибрация у этой штуки адовая. Да и энергии для запуска нужно не мало — откуда на летательном аппарате столько возьмется?
      • +1
        Выше писали видимо после моего коммента. Про вибрацию ответили ниже:) Но вообще это не проблема. Размеры (и, соответственно, масса) цеппелина ничем не органичены, так как масса люминевого или даже чугуниевого корпуса аэростата заданной толщины растет как квадрат линейного размера, а объем гелия или чего там внутре — как куб. Утащить сколь угодно мощный дизель или там ритэг — не проблема.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • 0
            Пусть над океаном висит, чо. Мало что ль ректоров там топили…
  • +5
    Группа двигателей конвертирует (с большущими потерями) электрическую энергию в кинетическую энергию снаряда. Это если в общих словах. Можно с гораздо меньшими потерями делать такое преобразование, например рельсотрон. А это — фикция. Необычного вида игрушка для привлечения инвестиций. Законы физики необычной конструкцией не изменишь :)
    • +1
      На мой взгляд эта штука имеет вполне себе военное применение. Учитывая отсутствующий перегрев ствола, из них очень легко делать крупнокалиберные пулеметы с дикой скорострельностью — 1 выстрел на оборот вокруг своей оси. Только подачу патронов туда приделать остается.
      А 400 грамм со скоростью 1км/с, на секундочку, это 25мм противотанковая пушка.
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • +1
        Метать снаряды? Неэффективно. Спиральный ствол будет очень быстро изнашиваться (куда ж вы трение денете); вибрации развалят любую мобильную платформу, на какую только не поставить эту штуку; про точность даже не буду говорить.
        • 0
          Для избавления от трения есть вариант с магнитной подвеской, типа магнитопланов. В снаряде магнит может быть в виде легкой катушки, получающей энергию от вращения спирали с проводником внутри.
          • 0
            Попробуйте рассчитать энергозатраты и дополнительный вес электромагнитов на такой установке. А теперь сравните с существующими орудиями. После сравнения придумайте хотя бы один довод за использование этой хреновины.
  • 0
    Ну если по форме будет как пуля может и долетит
  • +1
    А построить здоровенную пушку Гаусса не?
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Товарищи, а о математическом моделирование эти ребята не слышали? Почему бы им не сделать для начала модель, в которой учитываются все возможные нагрузки на слингатрон. Для этого понадобится куда меньшая сумма, и как мне кажется, с положительными результатами подобного моделирования, сбор денег на физический прототип будет протекать куда быстрее.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +1
    Нетрудно посчитать, какое там будет центростремительное ускорение. И если учесть какую массу будет иметь та самая вращающаяся платформа, то увидим, что во-первых саму платформу разорвёт к чертям собачьим, так её масса при необходимой прочности будет довольно большой (ей нужно держать и себя и груз). А если платформу сделать лёгкой, то будут чудовищные биения (одна часть платформы, там где груз, будет тяжелее другой и на неё будет воздействовать бОльшая сила). Либо, если платформа очень на много тяжелее груза — смотрим пункт первый — порвёт к чертям центробежная сила.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • +2
        Центр масс подвижной системы движется ускоренно по окружности. Из-за этого на опорную конструкцию будут действовать большие переменные силы. Обычно роторы стараются сбалансировать как раз для того, чтобы их центр масс был неподвижным. Тогда на опорную конструкцию действует лишь вес ротора и небольшая переменная сила из-за его остаточной несбалансированности.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • 0
        Прикол в том, что с огрномной скоростью крутится/ колбасится этот «лабирнт» и на него воздействуют соответствующие силы, которое и порвут его к чертям.
        • 0
          У меня кстати появилась мысль, что для ускорения можно попробовать отказаться от движения этой штуки — если взять за основу принцип циклотрона (только ускорять капсулу с грузом переменным магнитным полем, а не электрическим).
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +13
    Очередная попытка собрать бабла с людей, прогуливавших в школе физику?)
  • 0
    имхо космический лифт более перспективно. :)
    • +3
      Недавно узнал про космический фонтан, идея более дикая но как ни странно технически реализуемая уже сейчас
  • 0
    Т.к. пост достаточно старый, то решил сделать отдельный вопрос
    Прочитав статью сделал несколько выводов:
    1. Разогнать снаряд до первой космической скорости (или близкой к ней), и выстрелить им, в принципе, можно.
    2. Такой снаряд потеряет большую часть своей скорости, проходя сквозь плотные слои атмосферы.
    3. Снаряд сильно нагреется.
    4. Ему всё равно необходим двигатель чтобы выйти на околоземную орбиту.

    Отсюда, вопрос: если при запуске снаряда, кинетическая энергия превращается в тепловую, то неужели нельзя придумать способа преобразовать её обратно, в кинетическую?

    Скажем, можно поместить полезный груз во внешний корпус из прочного, жаростойкого и обладающего хорошей теплопроводностью материала, т.е. из какого-то металла. Пространство между корпусом и полезным грузом заполнить каким-то веществом, аккумулирующим полученное тепло и позволяющее преобразовать его в кинетическую энергию, например, это может быть той же водой, которая под воздействием тепла будет испаряться через сопло, придавая снаряду реактивное движение, или крутить какую-то турбину, которая в свою очередь может крутить винт, или питать какой-то электрический двигатель.
    • 0
      Думаю что для подобной рогатки не взлетит, она и так сильно сложная.
      А вот для спускаемых аппаратов в качестве активного щита (по аналогии с активной броней) — звучит неплохо…
    • 0
      «Не взлетит». Даже если абстрагироваться от, в принципе, невысокой эффективности такого двигателя, получим две проблемы:
      1. прочный корпус добавит вес, который отъестся от полезной нагрузки.
      2. грубо говоря, если на борт можно взять тонну воды, то от тонны гептила и классического двигателя будет больше проку
      • 0
        вода — это как пример, может быть найдётся вещество, которое в такой ситуации будет по эффективности рядом с гептилом?
        • 0
          Смотрите, удельная теплоемкость воды — 4 183 Дж/(кг*К), т.е. при охлаждении килограмма воды (а она из всех жидкостей и твердых тел — самый лучший теплоноситель) на 1000 градусов мы получим 4,183 мегаджоуля энергии. при сгорании, например, килограмма водорода мы получим около 120,1 мегаджоулей. Пусть даже мы возьмем на борт всего 40% водорода (для горения ещё и окислитель нужен) — все равно мы получим в 10 раз больше энерговыделения. А у «ракетного» двигателя ещё и КПД повыше будет.
          • 0
            Смысл ведь не в том чтобы разогнаться на воде. Снаряд при старте уже имеет достаточную скорость. Смысл в том, чтобы сократить потери от торможения при движении сквозь атмосферу.

            А по поводу воды, то термическая диссоциация становится заметной при температуре выше 1500 град., а при таких скоростях такую температуру достичь не сложно. А кислород и водород — это вроде неплохое топливо
            • 0
              Смысл ведь не в том чтобы разогнаться на воде… Смысл в том, чтобы сократить потери от торможения при движении сквозь атмосферу.
              Эмм… а какая разница-то? И то, и то — суть сообщения телу некоего импульса.

              то термическая диссоциация становится заметной при температуре выше 1500 град
              Я, конечно, не копенгаген в физической химии, но что-то мне подсказывает, что установка, которая сможет разделить кислород и водород методом термической диссоциации, обеспечить сжиживание, закачать их в разные баки, да так, чтобы это было стабильно и весь процесс прошел за десятки секунд, плохо поместится на современных третьих-четвертых ступенях, не говоря уже о снаряде слингатрона.
              • 0
                Эмм… а какая разница-то? И то, и то — суть сообщения телу некоего импульса.

                Разница в величине такого импульса.

                • 0
                  Ну, так для того, чтобы придать побольше ускорения, нужно либо массу поменьше, либо тягу побольше. В случае «массу поменьше» химическое топливо, как я показал выше, эффективнее — сгорание даст нам выход энергии в разы выше, чем может быть запасено в ходе нагрева. А в случае «тягу побольше» — тяга это, грубо говоря, произведение расхода рабочего тела и скорости истечения. У паро-водяных ракетных двигателей скорость истечения находится в районе 400-500 метров в секунду, в то время, как у современных ЖРД, в зависимости от типа топлива — от 3,5 до 4,5 километров в секунду.
                  • 0
                    В том то и дело, что химическое топливо использует энергию химического распада, а в паро-вводяном (спасибо, за термин) только полученную из вне тепловую энергию. Опять же в данном случае двигателю не нужно разгонять объект, а только компенсировать торможение.
                    • 0
                      химическое топливо использует энергию химического распада, а в паро-вводяном (спасибо, за термин) только полученную из вне тепловую энергию.
                      А какая нам разница, откуда эта энергия берется? В космических запусках главное — вес. Что мы будем тащить с собой рабочее тело (воду), что мы изготовим его на месте (в процессе сгорания топлива) — все едино.

                      Опять же в данном случае двигателю не нужно разгонять объект, а только компенсировать торможение.
                      Повторю ещё раз — это одно и то же — мы придаем объекту ускорение, вектор которого направлен вдоль траектории его полета.

                      Сделайте простейшие вычисления: положим, что у нас есть некий аппарат, весящий в «сухом» виде 100 кг. Зальем в него тонну топлива: для ЖРД предположим скорость истечения в 3,5 км/с, для ВПД — 500 м/с. Секундный расход положим в 10 кг. При таких установках ЖРД за 100 секунд сообщит аппарату дельту скорости в 8 км/с, а ВПД — всего в 1,2, т.е. в семь раз меньше. Если рассматривать Ваш подход — про торможение — мы получим следующую трактовку «для компенсации торможения на N секунд нам нужно будет иметь на борту в семь раз меньше рабочего тела»

                      • 0
                        А какая нам разница, откуда эта энергия берется? В космических запусках главное — вес. Что мы будем тащить с собой рабочее тело (воду), что мы изготовим его на месте (в процессе сгорания топлива) — все едино.

                        По моему, очевидно, что производить и хранить гептил, гораздо опаснее и затратнее, чем ту же самую воду.

                        Сделайте простейшие вычисления: положим, что у нас есть некий аппарат, весящий в «сухом» виде 100 кг. Зальем в него тонну топлива: для ЖРД предположим скорость истечения в 3,5 км/с, для ВПД — 500 м/с. Секундный расход положим в 10 кг. При таких установках ЖРД за 100 секунд сообщит аппарату дельту скорости в 8 км/с, а ВПД — всего в 1,2, т.е. в семь раз меньше. Если рассматривать Ваш подход — про торможение — мы получим следующую трактовку «для компенсации торможения на N секунд нам нужно будет иметь на борту в семь раз меньше рабочего тела»


                        Вы предлагаете запускать обычные, но уменьшенные ракеты с ЖРД с помощью таких установок? И что тогда будет с той энергией, которую такая ракета приобретёт во время полёта?
                        • 0
                          По моему, очевидно, что производить и хранить гептил, гораздо опаснее и затратнее, чем ту же самую воду.
                          Опаснее — да. Этот фактор снимается заменой гептила на кислород-керосинную или кислород-водородную пару. В процессе использования эти компоненты ничуть не опаснее, чем вода в сверхкритическом состоянии. Насчет «дороже» — вода тоже не из речки будет начерпываться, фильтрация для нормальной работы нужна будет довольно суровая. Зато весовая отдача позволит сэкономить приличные деньги.

                          Вы предлагаете запускать обычные, но уменьшенные ракеты с ЖРД с помощью таких установок?
                          Я считаю, что ежели уж нужен какой-то двигатель для коррекции и довыведения, то идеальным вариантом будет ЖРД, который сочетает в себе: высокую тягу, малый вес системы «баки-двигатель» и хорошую равномерность тяги.

                          И что тогда будет с той энергией, которую такая ракета приобретёт во время полёта?
                          Уйдет в нагрев корпуса.
      • 0
        Вы не учитываете что такое решение может здорово облегчить те же щиты.
        Таким образом расчет будет сложнее.
        Плюс если в этом направлении провести исследования, то может быть найдутся материалы которые имеют более интересные характеристики для таких задач.
        • 0
          Из того, что я читал про паро-водяные двигатели, я понял, что любое их применение на том, что летает — неоправданно сложный геморрой: неравномерный нагрев, точки конденсации, сложность поддержания постоянной тяги, необходимость тяжелых и прочных баков — все это делает паро-водяные двигатели весьма специфичными штуковинами.

          Тут же ещё и предлагается греть наружным теплом (обычно паро-водяные двигатели заправляют уже горячей, но не доведенной до критической точки водой), что задачу равномерного нагрева
          а). ощутимо усложнит, т.к. равномерно нагреть большой объем жидкости — сложная задача.
          б). нагреть сколь-либо значимый объем жидкости за считанные секунды, за которые выводимый аппарат будет проходить атмосферу практически нереально — нужна безумная скорость перемешивания воды.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.