Internet to potÄga ÂŤ ObserwujÄ, myĹlÄ, piszÄ â serwis Goldenrose
Przeznaczona jest do startu pojazdów kosmicznych bez drogich i ciężkich rakietowych silników startowych. Wykorzystuje do startu pojazdu energię siły odśrodkowej.Zbudowana jest z dwóch naprzeciwległych ramion o wspólnej osi obrotu.
Na końcu jednego z ramion znajduje się pojazd kosmiczny a na drugim przeciwciężar równoważący masę pojazdu kosmicznego.
W osi obrotu ramion znajduje się napęd, który obraca ramionami wyrzutni. Po osiągnięciu określonej prędkości obrotowej ( a tym samym odpowiedniej energii ) zwalniany jest pojazd kosmiczny i przeciwciężar. Pojazd kosmiczny startuje wykorzystując energię siły odśrodkowej. Na dalszym odcinku lotu włącza silniki nadające mu prędkość zdolną do wyniesienia go w kosmos. Przeciwciężar uderza w wał ochronny.
Wyrzutnia jest wielokrotnego wykorzystania i pojazdów o różnej masie startowej.
Nie realne zarówno z technicznego jak i czysto fizycznego punktu widzenia.
Zeby osiągnąć odpowiednie prędkości - wirowanie musiałoby być - hmmm - zabójcze.
Nie wiem czy lubisz jak ci cała krew spływa do - powiedzmy jednej nogi?
Nie realne zarówno z technicznego jak i czysto fizycznego punktu widzenia.
Trudno się z taką opinią polemizować bo nie zawiera żadnych argumentów. Ale jeśli porównać ją do koncepcji windy kosmicznej to problemy techniczne tego typu wyrzutni to "mały pikuś".
[ Dodano: 15-01-2009, 18:29 ]
kolego to może przedstaw najpierw ty dowody w postaci liczb na poparcie tezy że jest to możliwe bez rozmazywania pasażerów na ścianie.
Co do windy to tam przeciążenia są zminimalizowane. Wjazd taką windą nie odbywał by się w 5 minut a kilka godzin. Nie pamiętam dokładnie ile.
kolego to może przedstaw najpierw ty dowody w postaci liczb na poparcie tezy że jest to możliwe bez rozmazywania pasażerów na ścianie.
Co do windy to tam przeciążenia są zminimalizowane. Wjazd taką windą nie odbywał by się w 5 minut a kilka godzin. Nie pamiętam dokładnie ile.
A czy słyszałeś o tzw. wirówkach w ośrodkach szkolenia pilotów i kosmonautów. Tam jakoś nikt nie ulega rozmazaniu. I do tego wiele pojazdów kosmicznych jest bezzałogowych.A o windzie pisałem w kontekście trudności technicznych a nie przeciążeń.
Wolar, przeciążenia w centryfudze, a przeciążenia w Twoim projekcie to zupełnie inna skala.
Brak porównania.
Liczby, Panowie, liczby! Dyskutujemy o sprawach naukowych, to podstawa. Bez konkretnych obliczeń ten pomysł można postawić na półce, obok verne'owskiego "działa księżycowego".
Przyznaję się do pomyłki. Zarówno w przeszłości jak i obecnie powszechnie wykorzystuje się ruch obrotowy do zwiększenia prędkości obiektów wynoszonych na ziemską orbitę i poza nią. Z tego względu wyrzutnie rakiet kosmicznych lokalizuje się, jeśli to tylko możliwe, jak najbliżej równika a wszystkie starty odbywają się w kierunku wschodnim. W ten sposób wykorzystuję się maksymalnie ruch obrotowy Ziemi do zwiększenia prędkości wynoszonych obiektów. O innym sposobie wykorzystania ruch obrotowego w kosmonautyce nie słyszałem.
Ruch obrotowy nie znalazł szerokiego zastosowania w sektorze militarnym ( oprócz obrotu wokół własnej osi) więc tym bardziej nie znajdzie w kosmonautyce, no chyba, że do wytworzenia namiastki grawitacji.
Jaką prędkość początkową chciałbyś nadać pojazdom za pomocą tej wyrzutni odśrodkowej? Mamy zbyt mało informacji na temat tego pomysłu abyśmy mogli poważnie podyskutować.
Przy okazji przyszła mi pewna myśl związana z bezpieczeństwem. W jaki sposób można z tej wyrzutni ewakuować astronautów gry rozpocznie się ruch wirowy?
Mówimy o astronautach, ale jeżeli liczby są realne, to można sobie wyobrazić skonstruowanie takiej lub podobnej wyrzutni WYŁĄCZNIE do wynoszenia ładunków na orbitę, a astronauci są dowożeni konwencjonalnie. Zaletą jest to, że napęd pozostaje na Ziemi, więc nie trzeba wyrzucać na orbitę paliwa, a co za tym idzie rozwiązanie wydaje się oszczędne. Oczywiście nikt się za to nie zabierze, bo agencje są finansowane przez producentów silników rakietowych :) i główny nurt technologiczny twierdzi, że to niemożliwe i niepraktyczne. Ja bym był za tym, żeby to policzyć :)))) Chodzi mi po głowie podobna konstrukcja już od dłuższego czasu, zapraszam do dyskusji.
m
Nada się to tylko do stalowych bloków - wszystko inne pognie się połamie, popęka itd.
Będę miał czas to policze.
Prędkość orbitalna wynosi około 8 km/sek. Pojazd miotany musiałby mieć na początku znacznie większą prędkość, gdyż część energii odbierze mu tarcie powietrza. Aby uniknąć długiej podróży w atmosferze należałoby pojazd... wystrzelić z armaty! Tak właśnie polecieli na Księżyc bohaterowie powieści Jerzego Żuławskiego sto lat temu
Rakiety pokonują najgęstsze warstwy atmosfery wolno i najkrótszą drogą - czyli pionowo. Dopiero wysoko ich tor staje się równoległy do powierzchni, a lot znacznie szybszy. Gdybyśmy tylko znali bardziej energetyczne paliwo! Albo umieli dostarczać energię z Ziemi!
Nada się to tylko do stalowych bloków - wszystko inne pognie się połamie, popęka itd.
Będę miał czas to policze.
A do transportu paliwa na orbitę? Oczywiście problemem jest zbiornik. Ale..?
Bez sensu jest pomysł takiej wyrzutni, głównie ze względu na ziemską atmosferę. Chyba że na Księżycu, do wyrzucania w kierunku Ziemi pojemników z rudą
Po co marnować energię na przebijanie się przez atmosferę? Wykorzystajmy ją, będzie ekonomiczniej - wynoszenie małych rakiet za pomocą balonów stratosferycznych to - według mnie - przyszłość niezależnej astronautyki.
Jest masa projektów takich wyrzutni właśnie na księżycu. Balony jasne :). Ale i tak warto policzyć wg. mnie, bo to poszerza naszą "ofertę".
taka wyrzutnia służyłaby do eliminacji silników startowych, czyli inaczej I stopnia rakiety.. Przeciążenie rzędu 4-5G nie niszczy ani pojazdów ani ludzi. Tutaj problemy są natury technicznej: siły rozrywające ramiona wyrzutni, utrzymanie na ramieniu bardzo dużych mas i równomierne ich rozmieszczenie. Ogólna masa.
Minimalna prękość ciała które z powierzchni opuszcza planetę bez dodatkowego zasilania to I prędkość kosmiczna i dla Ziemii wynosi ok. 7.81km/s.
Wzrór na orientacyjną siłę oporu powietrza wynosi: f= 0,5* Cx *g*A*V*V w którym:
Cx - współczynnik aerodynamiczności (dla kuli ok 0,35)
g - gęstość powietrza [kg/m3]
A - powierzchnia tarcia
V- prędkość ruchu [km/h]
Dla danych g=1,2kg/m3, A=0,8m2 (kula o średnicy 1m), V=7810m/s opór wyniesie
ok 10MN. Z tego można wyliczyć energię straconą na opory powietrza na długości 50km W=f*s. W= 10MN*50000m=500GJ.
Do tego należy doliczyć energię potencjalną potrzebną do wyniesienia ciężaru na pewną wysokość. Więc E=mGh - dla masy m=1T wyniesionej na wysokość 50km - potrzebna energia do pokonania wynosi 1000kg*10m/s2*50000m = 500MJ
Wynika z tego że nie ma potrzeby używać pełnych prędkości kosmicznych w pobliżu powierzchni bo straty na opory powietrza są tysiąc razy większe niż energia potrzebna na przeniesienie obiektu w górę.
W przypadku rakiet prędkość początkowa przy powierzchni - a więc w obszarze największych oporów powietrza - wynosi zero po czym narasta w miarę jak atmosfera staje się rzadsza. Powoduje to minimalizację strat z powodu oporów powietrza. Kluczowym czynnikiem wpływającym na opór powietrza to prędkość, której wzrost 2x powoduje wzrost oporów 4x.
Zakładając że wirująca wyrzutnia obraca się po promieniu 100m, a prędkość chwilowa punktu na okręgu równa się właśnie I prędkości kosmicznej, możemy wyliczyć siłę działającą na każdy kilogram wirującej masy.
f= m*V*V/r
Mamy zatem 1kg masy wirujący po promieniu 100m z prędkością chwilową 7810m/s.
Siła odśrodkowa działająca na ten 1kg wyniesie - ok 600kN - co daje wzrost masy (ciężaru) tego kilograma do 60T - 60000 razy. Oczywiście mając bryłę o masie 1T - jej ciężar odśrodkowy wyniesie 60000T. Stąd nic żywego nie jest w stanie przetrwać sił odśrodkowych podczas wirowania.
fyszo - siły oporu będą nieco mniejsze, bo z wysokością gęstość atmosfery maleje (na 10 km wynosi jedną czwartą). Pomysł z "centryfugą" jest nierealny również przez przeciwciężar, który będzie miał energię taką samą jak wyrzucany pojazd i odda ją na powierzchni Ziemi. Będzie wielkie bum!
A co powiecie na... podziemną wyrzutnię?
Można wykorzystać szyb starej kopalni i zbudować w nim "działo elektromagnetyczne". Pojazd będzie przyspieszany na długości 1 km, na powierzchni wpadnie w gęstą atmosferę, której najgęstsze warstwy szybko minie lecąc pionowo. Na kilkunastu kilometrach włącza silniki rakietowe, które rozpędzają go dalej. Zaoszczędzimy na pierwszym stopniu rakiety, który jest najcięższy.
Generalnie chodzi o zasadę - aby unikać rozpędzania obiektów w atmosferze. Przeciwcięzar też można skompensować jeśli cała wyrzutnia będzie miała masę wielokrotnie większą od masy odrzucanej - wtedy zachwianie równowagi będzie mniejsze - marnujemy jednak przez to sporo energii na rozpędzanie setki razy większej masy.
Może jeszcze raz. Nigdy nie pisałem, że wyrzutnia ma nadać obiektowi I prędkość kosmiczną. Ma być eliminacją najtrudniejszego i pochłaniającego najwięcej energii - START RAKIETY, czyli inaczej I stopień rakiety.
Odnośnie pomysły rozważałem ten problem jakiś czas temu.
Opis.
Podobnie jak w procy mamy linę na środku której jest tkzw. miseczka gdzie umieszczany by był obiekt który chcemy przyspieszyć, oba końce liny przymocowane do wału napędowego
(układ mocujący linę do wału musiałby być zdolny odłączyć jeden koniec liny przy dużym obciążeniu).
Przy zastosowaniu popularnych dzisiaj materiałów dla liny prędkości jakie można by osiągnąć nie są imponujące np. lina z materiału Spectra 1000 - prędkość wystrzeliwanych obiektów zaledwie 500 - 800 m/s przy prędkości ok. 1,1 km/s lina się zrywa pod wpływem siły odśrodkowej dla teoretyczna lina z nanorurek węglowych zerwałaby się dopiero przy prędkości 9,2 km/s.
Teoretyczna lina z nanorurek
Masa 68,4kg
Długość 12m
Nośność 44698,5 Ton
Lina zrywa się przy obciążeniu 49665 Ton
Model teoretyczny dla liny i wału z nanorurek.
Długość liny 12m po przypięciu obu końców 6m
-masa liny 68,4kg
-nośność 44698,5 Ton przy przypięciu obu końców do wału x2 czyli 89397 Ton
co odpowiada 876685269 N (Niutonów)
Prędkość pocisku 7km/s
masa pocisku 36,6kg
ilość obrotów wału na min 11147.
Wartość siły odśrodkowej dla pocisku i liny 857500000 N co odpowiada 87440.647 tonom przy 1G.
Masa elementów napędzanych przez układ napędowy
300kg wał
105 kg pocisk + lina
Pocisk 36,6kg
Wymagany silnik 10650 KW
z uwzględnieniem strat na przełożeniu rzędu 10 % 11715 KW
Pocisk przy wystrzeleniu będzie posiadał prędkość 7km/s i energie 823,2MJ równą wybuchowi 214,3kg TNT ale siła penetracji tego pocisku będzie odpowiadała wybuchowi ok 2000kg TNT (ponieważ ok 10% energii wybuch ładunku wybuchowego jest skierowane w cel pozostałe 90% się rozprasza)
Aczkolwiek zbyt długa lina mogła by się zaplątać naokoło wału, tak więc możliwe że trza by zastosować sztywny wodzik.
Związku z tym że nie ma chyba obecnie mechanizmów które zwolniły by line w wystarczająco szybko, trzeba by zastosować wysadzane sworznie.
Jeśli chodzi o opory powietrza i tarcie przy rozpędzaniu to umieściłbym cały mechanizm w komorze próżniowej(komora główna) do tej komory trzeba jeszcze dołączyć komorę przejściową ma kształt długiej rury (połączona jest szybko zamykającą i otwierającą się "przesłoną" wewnętrzną zapewniającą szczelność komory głównej i kończy się też "przesłoną" zewnętrzną)
Działało by to tak :
Zamykamy "Przesłony"
Tworzymy próżnię w komorze głównej i zaczynamy rozpędzanie
Tworzymy próżnię w komorze przejściowej
Osiągamy pożądaną prędkość kątową
Otwieramy Przesłonę wewnętrzną
Otwieramy Przesłonę zewnętrzną, w chwili otwarcia następuje wystrzelenie
Natychmiast po wystrzeleniu zamykana jest przesłona zewnętrzna mają zapobiec dostania się gazów atmosferycznych do komory głównej.
Problemem jest jak długa miałaby być komora przejściowa i zgranie czasowe wystrzelenia i zamykania "przesłon".
Ten problem znika jeśli taki mass driver miałby służyć do transportu wydobytych surowców z Księżyca na Ziemie (prędkość ucieczki dla Księżyca względem Ziemi to 1,4km/s według dla tej prędkości przedstawiany wcześniej model mógłby rozpędzać pocisk do ponad 2,5tony dla tej prędkości przy 2230 obr/min)
Zastosowanie tego urządzenia pierwsze co się nasuwa na myśl to wynoszenie ładunków na niską orbitę ziemską itp.(czyli z pow. innych planet, księżyców czy też stacji orbitalnych).
http://www.racjonalista.pl/forum.php/s,137163
Ciekawe obliczenia. Daje się jednak zauważyć pewien problem z hermetyzacją wyrzutni. Otwarcie przysłony spowoduje gwałtowne wtargnięcie powietrza którego podmuch uderzy w wylatujący pocisk hamując go i zapewne wytrącając z kursu. Jeśli już to taką wyrzutnię widziałbym na Księżycu i miotającą ładunki w kierunku Ziemi.
Tak mi przyszło do głowy - dlaczego w technice podwodnej nie używa sie strzelania pod wodą pociskami balistycznymi? Bo istnieją za duże prędkości pocisków - a co za tym idzie olbrzymie opory. Lepsze są torpedy (woda-woda) lub rakiety(woda-powietrze-ziemia).
Załóżmy że taka konstrukcja jest wykonalna technicznie. Jak wygląda porównanie energii potrzebnej do wystrzelenia ładunku o określonej masie taką metodą, z wystrzeliwaniem konwencjonalnym za pomocą rakiety?