Из пушки на Луну (орбиту)

Интересно услышать мнение умных людей о проблемах "пушечного" старта.
Пилотируемая космонавтика и вывод спутников не подразумевается.
Но вывод различных грузов и, возможно, унитарных двигательных модулей был бы интересен.

Я имел ввиду конечно же не пушку в классическом понимании.
Имеется в ввиду система предварительного разгона до 2-4 км/с или более, электродинамического или другого электро... принципа.
И вопрос не как разогнать, а с каким допустимым ускорением,что будет дальше и т. д.

Приятно ощущать себя полным придурком, однако в оправдание могу заявить, что все-таки не полный. Могу высказать еще несколько фундаментальных недостатков такой системы.
Но есть неоспоримое теоретическое преимущество.
И в глобальных космических проектах это может быть экономически оправдано.Экологическая нагрузка может быть существенно уменьшена.
Конечно, длина разгонного участка - километры, и заканчиваться он должен где нибудь на Килиманжаро.
Но
Никогда не говори никогда.

RLAN>Но есть неоспоримое теоретическое преимущество.

Какое? То, что пушечный заряд не разгоняет сам себя в отличие от ракетного топлива?

RLAN>И в глобальных космических проектах это может быть экономически оправдано.

Красиво, но что это такое - глобальные космические проекты? Космос по определению больше глобуса. Да и цифры, пожалуйста, на стол.

RLAN>Экологическая нагрузка может быть существенно уменьшена.

Каким образом? Хотите снизить экологическую нагрузку на порядки - летайте на аэрокосмических самолетах на водороде.

Сон разума порождает чудовищ.

Аргументы принимаю.
Но.
Во-первых, речь идет условно о электродинамической пушке и массе выводимых грузов (не спутников) в тонны или десятки тонн.
Ближайший глобальный космический проект, озвученный СМИ и большинством космических государств, - полет на Марс.
Всего каких-то несколько сотен тонн на орбите в минимальном варианте. Километровые солнечные паруса, пленочные солнечные батареи, ядерные реакторы, прочие громкие вещи.
Где эти n Энергий ?
Да и на аэрокосмические самолеты билетов не допросишся.
А денег нет и у американцев.
Но это все общие слова.
Можно конечно что-то посчитать.
Знать бы что.
А в конце концов считать придется деньги.

Строить надо не эстакаду, а шахту.
И посчитать стоимость шахты не трудно приблизительно.
И это будет не дороже австралийских 400 млн $
Но там же можно по быстрому денег срубить.

Таким методом выводить можно только неструктурные грузы, слитки там или топливо.

Даже если считать, что скорость на выходе пушки у нас будет всего 15 км/с (а нужно больше, порядка 20-30 км/с), то для километрового ускорительного отрезка нужное ускорение - 9000 g. Для 7 км (это видимо максимальная наклонная дальность - 3 км шахта и 4 км эстакада по склону горы) - 1607 g.

Нормально правда? Я уж молчу про сложности связанные с движением в шинах рельсотрона на такой скорости, с энергетикой этого дела и т.п.

Вообще тема неоднократно муссировалась, в т.ч. и некоторыми техническими выкладками.

Согласен с вашими замечаниями.
Именно по этому считаю, что вывод на орбиту только пушкой нерационален.
Однако в вашем примере на 7ми километровом участке при ускорении 100g обьект будет разогнан до 3,7 км/с, а этого вполне достаточно, что бы пройти плотные слои, сбросить обгорелые остатки обтекателя и включить сколь угодно грязный двигатель уже в космосе. Гравитационные потери будут невелики при таких-то ускорениях.Только аэродинамические(но какие !).
А ускорение в 100g переносит даже некоторая живность, тонкую механику это, конечно, убьет, но конструкционные материалы и пр.вполне выдержат.

А если попробовать увести идею метания нагрузки немного в бок, и довести до абсурда...
Если разгонять снаряд по окружности?? Например вертикальной центрифугой? Размеры - сам не представляю ( скорее всего циклопические, но очевидно из-за конструкционных особенностей имеющихся материалов, придётся новые разрабатывать).
Можно подумать над типом привода устройста, чем колёсико раскрутить, вплоть до ракетного на периметре.
Премущесто одно - облегчаем сам спутник, все движители оставляя на земле.

ЦИКЛ>А если попробовать увести идею метания нагрузки немного в бок, и довести до абсурда...
ЦИКЛ> Если разгонять снаряд по окружности?? Например вертикальной центрифугой? Размеры - сам не представляю ( скорее всего циклопические, но очевидно из-за конструкционных особенностей имеющихся материалов, придётся новые разрабатывать).

Что интересно - вовсе и не циклопичекие. 50 м диаметр кольца, 6000 оборотов в минуту(медленне хорошего винчестера ) -8 кмсек.

Ник

CaRRibeaN>Нормально правда? Я уж молчу про сложности связанные с движением в шинах рельсотрона на такой скорости, с энергетикой этого дела и т.п.

CaRRibeaN>Вообще тема неоднократно муссировалась, в т.ч. и некоторыми техническими выкладками.

Муссировалась в виде замены ПЕРВОЙ ступени рельсотроном (или ЭМП с бегущей волной) в вакуумированной шахте. Там основная проблема была в аэродинамическом ударе при выходе из шахты со скоростью ЕДИНИЦ кмсек. Иллюстрацию видел где-то в разделе космическая живопись. Кстати, разгон по 30км трассе на трех g даст 1,3 км/с за 44 сек, а дальше - вторая ступень и т.д. Даже приятнее,чем на Шаттле. А 30 км трасса - нормальный склон четырех-пятикилометровой горы. Все-таки воздушный старт при той же высоте даст в 4 раза меньшую начальную скорость. Но при нашей интенсивности запусков первая ступень все равно дешевле. Даже не возвращаемая.

> интересно - вовсе и не циклопичекие. 50 м диаметр кольца, 6000 оборотов в минуту(медленне хорошего винчестера ) -8 кмсек

Что-то сегодня у меня мозги буксуют - пять минут сидел, думал- какое место в винчестре даёт 6 кОб. При стрельбе. Но сообразил таки!
Поэтому сегодня даже не стану прикидывать усилие растяжения в спице такого колёсика, при массе снаряда кил в сто.
И как колесо уравновесить после отрыва, разве что сбросом симметричного противовеса.
Ещё приятная деталь данной схемы - можно использовать маломоментные двигатели. Время раскрутки-то особенно нелимитировано.
Или линейный двигатель. Да хоть обычный асинхронный. Тут ещё-бы магнитный подвес помог.

>> интересно - вовсе и не циклопичекие. 50 м диаметр кольца, 6000 оборотов в минуту(медленне хорошего винчестера ) -8 кмсек

ЦИКЛ> Что-то сегодня у меня мозги буксуют - пять минут сидел, думал- какое место в винчестре даёт 6 кОб. При стрельбе. ЦИКЛ> Но сообразил таки!

Зато не сообразили какой я тормоз Потому как не 50 метров диаметр, а 25

Ник

Эта схема интересна другим - цетнробежным ускорение снаряда (естественно до отрыва) - 50 тысяч g. ГЫ. Уж лучше линейный ускоритель.

А если только подбростить на высоту километров 12-15. а там уж своим ходом?
Хотя вижу что непросто.
А если подумать над какими-то схемами преобразования горизонтального движения в вертикальное? Система маятников, или качелей - например.
Или ракетоплан затаскивать буксиром километров на 20. По моему рекорд высоты для планера близок к этому. Но это достаточно традиционно, и не слишком интересно( для субботнего вечера).

RLAN>>Но есть неоспоримое теоретическое преимущество.

Streamflow>Какое? То, что пушечный заряд не разгоняет сам себя в отличие от ракетного топлива?

Это как это не разгоняет? Именно потому, что он разгоняется, и разогнаться быстрее четкого предела не может - не судьба из классической пушки спутниками пулять.

> Это как это не разгоняет?

Нда, пропустил я эту тезу

Конечно разгоняет. В качестве нулевого приближения принимают, что элементы порохового заряда заполняют равномерно заснарядное пространство, а их скорость меняется в зависимости от положения в стволе - от нуля около казенного среза до скорости снаряда в области дна снаряда.

Хотя допущение и грубоватенькое, ошибка в случае скоростей меньпе 1000 m/s составляет менее 0.5% по энергетике и соответственно - по скорости снаряда.

А вообще учет второстепенных работ в баллистике - штука очень интересная и полезная

RLAN>>>Но есть неоспоримое теоретическое преимущество.

Streamflow>>Какое? То, что пушечный заряд не разгоняет сам себя в отличие от ракетного топлива?

В.М.>Это как это не разгоняет? Именно потому, что он разгоняется, и разогнаться быстрее четкого предела не может - не судьба из классической пушки спутниками пулять.

Пушечный заряд не разгоняет сам себя, его и только его разгоняют расширяющиеся газы (или электромагнитное поле, если уж упоминаются электромагнитные ускорители). В ракете все ее топливо, обеспечивающее ее разгон, кроме первой бесконечно малой порции разгоняется вместе со всем остальным. В принципе, это уменьшает энергетическую эффективность разгона. Отсюда, кстати, и возникает экспонента в формуле Циолковского.

Пушка с пространственно разнесенными зарядами (да еще если они ядерные ), имхо, может далеко превзойти классическую пушку. Но все равно, все это - сон разума.

Кстати, при вертикальном выстреле снимается ограничение на разнообразие орбит.
Например, если ТопольМ его же родной минометный старт удлинить до 500-1000 метров (может знает кто на какое ускорение он расчитан?), какой груз он на орбиту повезет.
Вот это то вообще копейки стоит.

>>Адрон:. Кстати, разгон по 30км трассе на трех g даст 1,3 км/с за 44 сек, а дальше - вторая ступень и т.д


Уточните, пожалуйста, каким образом проходит трасса - вертикальная, наклонная, горизонтальная. Если два последних врианта - то будут очень большие потери на аэродинамику. К тому же придется все время тащить с собой обтекатели для защиты от аэродинамических нагрузок ПН. При обычном старте они сбрасываются, насколько помню, примерно на 30-40 км - тем самым экономится топливо, т.к. выводится меньший груз.
Непонятно, какие по-вашему будут испытываться перегрузки полезной нагрузкой - ???? Зависит от времени разгона, конечно, но все равно при конструировании надо будет давать большие запасы прочности. На мой взгляд, при этом соотношение эффективность/вес для полезной нагрузки из-за этого будет весьма невелика. При этом, если перегрузки будут порядка нескольких десятков единиц - сотни (а скорее всего, и выше), то о применении ЖРД для орбитального маневрирования придется забыть, или стенки баков будут значительной толщины - утяжеление.
Вопросы изменниея орбиты при запуске выстрелом, кажется, уже обсуждались раньше и неоднократно. Во всяком случае, повторюсь, что поворачивать вектор скорости в несколько км/с - задача неблагодарная, и требет огромного количества топлива, сравнимого со стартовыми запасами.

>>Параметры ПН - вес порядка 1 кг или меньше, выдерживает порядка 10 000 g.


Вопрос тот же: какую скорость предполагается получить при выстреле? Ежели ускорение 10000 единиц - ни один ЖРД для деальнейшего разгона не выдержит. Т.е. остается РДТТ, типа того, что ставят на активно-реактивных снарядах. Но там перегрузки из-за меньшей скорости вылета из ствола намного меньше. Можно использовать только пороховые движки, т.к. ни одна шашка из полимерного топлива 10000 единиц не выдержит и разрушится, а это неконтролируемый процесс горения.
Для измнения параметров орбиты: прежде чем погружаться в атмосферу, надо хотя бы один импульс дать в апогее для подъема перигея, иначе откуда улетели - туда, грубо говоря, прилетим. Вернее, просто зароемся в атмосфере. Поднимать надо только с помощью порохового РДТТ, который, вообще-то, одноразовый. А полсле вашего предлагаемого погружения (зачем, не пойму )перигей все равно надо поднимать. Кстати, на погружении теряется скорость - сиречь топливо.
Значит, надо тащить целую связку этих движков (вес немалый, учитывая потребную толщину стенок движка), а иначе до меня как-то не доходит, как все-таки вывестись на орбиту после выстрела.

>>>Адрон:. Кстати, разгон по 30км трассе на трех g даст 1,3 км/с за 44 сек, а дальше - вторая ступень и т.д


gals> Уточните, пожалуйста, каким ...

Да я посмотрел на обычное равноускоренное движение ! Понятно, что все это (электромагнитную трассу в вакуумированной трубе) можно засунуть на склон горы, например, на Памире , не решены две проблемы -1 я - зачем, вторая - что делать с аэродинамическим ударом на выходе.