Domanda:
Lancio di satelliti Supergun
user108787
2016-05-25 17:50:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Per prima cosa dovrei dire che non credo che questo sia un metodo di lancio fattibile, altrimenti la NASA e altre agenzie spaziali lo utilizzerebbero ormai.

È basato su questa notizia della BBC Supergun di Saddam Hussein ma, fortunatamente, questa mostruosità non è mai stata completata o addirittura completamente testata.

enter image description here

Questi cilindri giganti sono uno dei pochi pezzi rimasti di un contendente per uno dei pezzi di ingegneria più audaci mai progettati: un "supergun" chiamato Big Babylon, che avrebbe potuto lanciare satelliti in orbita da una canna lunga 156 m ( 512ft) incorporato all'interno di una collina.

Piuttosto che pensare agli aspetti ingegneristici della pistola, quali sono i motivi basati sulla fisica per cui non possiamo organizzare una serie di esplosioni lineari, con un dispositivo a valvola per prevenire il contraccolpo lungo la canna in ogni fase e quindi massimizzare la spinta verso l'alto al carico utile per sfuggire alla velocità.

Ancora una volta, vorrei sottolineare che credo che ci siano ragioni fisiche (piuttosto che ingegneristiche) per cui questa idea non viene utilizzata oggi. Non so cosa siano. È tanto semplice quanto la canna dovrebbe essere incredibilmente lunga, anche utilizzando gli esplosivi più potenti che abbiamo a disposizione oggi?

Il Project Harp Launch Gun è stato testato negli anni '60 ma non ha mai raggiunto più della metà della velocità di fuga richiesta.

Merci beaucoup, Jules Verne (1828-1905). Dalla Terra alla Luna

Per quanto ne so è altamente inefficiente
Non che gli attuali meccanismi di lancio possano essere considerati efficienti, intendiamoci ...
È leggermente estraneo, ma una volta ho sentito parlare del piano più ridicolo immaginabile per contrastare il riscaldamento globale, e prevedeva una pistola del genere.Il piano era di inviare pezzi di vetro tra la terra e il sole, fungendo da "ombrelloni" per la terra.Il problema è che chiunque abbia avuto questa "geniale" idea, si è presto reso conto che la quantità di vetro richiesta sarebbe stata molto più di tutta la sabbia della terra, e che non è possibile lanciare così tanti razzi, quindi ha avuto un'altra brillante idea,usare queste pistole per lanciare pezzi di vetro ultrasottili che si sono rotti anche se li hai scossi leggermente: /
@AndreasC Grazie per il tuo commento.È totalmente indipendente, ma in realtà il piano più ridicolo per contrastare il riscaldamento globale è solo negare che il problema esista.
È un piano molto popolare però ...
Diversi problemi: (1) l'accelerazione richiesta per portare l'oggetto in orbita distruggerebbe quasi tutti i componenti elettronici che sono testati nello spazio [devono essere induriti dalle radiazioni tra le altre cose];(2) la velocità della volata sarebbe sufficientemente alta per il riscaldamento di qualsiasi superficie esposta da richiedere materiali esotici solo per resistere al calore;(3) quasi nessun controllo del proiettile dopo l'uscita dalla canna, soggetto quindi a deviazioni da variazioni atmosferiche;(4) ecc. Ecc.
@JonCuster: In realtà, i razzi sono abbastanza efficienti: https://en.wikipedia.org/wiki/Propulsive_efficiency.Se la velocità finale è tre volte la velocità di scarico, l'efficienza propulsiva teorica di un razzo è di ca.60%.Oggigiorno le efficienze termodinamiche dei motori sono del 40-70%, con un limite teorico di circa il 75%.La massa a vuoto del primo stadio sul Falcon 9 è stimata in 23-26 t (solo il doppio della massa del carico utile LEO di 13 t) e il secondo stadio vuoto è stimato in 4.7 t.Dal momento che entra anche in LEO, quel materiale potrebbe teoricamente essere riutilizzato in orbita.
c'era una pistola nazista (IIRC) che utilizzava esplosivi posizionati lungo la canna per spingere ulteriormente il carico utile in avanti.(Non ricordo i dettagli, era uno di quei programmi TV che guardi a metà), apparentemente ha funzionato anche se molte persone pensavano che non sarebbe successo.Hanno dimostrato una versione mini in un laboratorio che era notevolmente efficiente.Se porterebbe un carico utile in orbita è un'altra questione (anche se penso che spararlo ad un'altezza in cui un razzo prende il sopravvento potrebbe funzionare, se non fai saltare il razzo nella canna!)
@gbjbaanb - [Il cannone V3 (wikipedia)] (https://en.wikipedia.org/wiki/V-3_cannon)?
Correlati: [Perché non usiamo catapulte per arrivare nello spazio?] (Http://space.stackexchange.com/q/5463/415) su [space.se]
Discussione correlata sull''uso 'di un'esplosione nucleare per lanciare un oggetto solido nello spazio: http://www.skepticblog.org/2011/12/15/united-states-beat-sputnik/
Dato quello che dicono alcune delle risposte: raggiungere l'orbita richiede un secondo impulso (e * chi * lo stava costruendo), dovrei presumere che il cannone Babylon doveva essere usato per * de * -orbitare i satelliti.
@ChrisH, Ho appena visto quell'episodio: [Bombing Hitler's Supergun] (http://www.pbs.org/video/2365752005/).Quanto tempo avrebbe dovuto essere per raggiungere un satellite GEO con i suoi 140 kg di carico utile, dato che la sua lunghezza era di 130 me la sua velocità iniziale di 1,5 kps?
@Mazura, Non credo che abbia mai funzionato comunque.Ma non è stato ottimizzato per il lancio a differenza di questi ultimi modelli statunitensi.Non l'ho visto in TV, solo Wikipedia.
@honeste_vivere [Artiglieria autoguidata] (http://breakingdefense.com/2016/01/excalibur-goes-to-sea-raytheon-smart-artillery-shoots-back/) esiste da anni.Accelerare l'elettronica sarebbe difficile, ma forse non fuori dal regno delle possibilità.
@JS.- Vero, ma nessuna artiglieria viaggia a $ \ gtrsim $ 13 km / s.Ci sono micro componenti elettronici in grado di resistere fino a ~ 50000 g (ad esempio, nelle bombe bunker buster), ma quelli non funzionerebbero nell'ambiente ad alta radiazione dello spazio.La maggior parte dell'elettronica testata nello spazio sembra avere più di 10 anni perché la microelettronica soffre troppo di sconvolgimenti di un singolo evento, ecc. Per i veicoli spaziali scientifici, per non parlare di un veicolo spaziale militare o commerciale.
Sette risposte:
#1
+78
Solomon Slow
2016-05-25 22:31:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Altre risposte non menzionano il fatto che nessun singolo impulso (ad esempio, essere sparato da una pistola) può lanciare un proiettile in orbita.Un proiettile puramente balistico sparato da una pistola deve o schiantarsi contro il pianeta, oppure deve fuggire del tutto dal pianeta.

Per raggiungere l'orbita, devono essere applicati almeno due impulsi al proiettile.Il primo (dal cannone) lo lancia in una traiettoria ellittica che ritorna in superficie, quindi il secondo impulso deve essere applicato da un motore a razzo per "circolarizzare" l'orbita nel momento in cui il proiettile raggiunge l'apogeo dell'inizialeellisse.

So che questa risposta non è molto fisica --- non contiene matematica o citazioni a sostegno della mia affermazione --- ma è sbagliato?
Comunque non ho votato giù da me James, penso che qualcuno lo abbia letto male, il carico utile ha bisogno di un razzo incluso.
Questo è un buon punto.Potrebbe essere che, se si tiene conto dell'attrito atmosferico, si potrebbe organizzare una buona traiettoria finale.Tuttavia, il vero scopo di queste armi giganti è ovviamente il luppolo suborbitale: fondamentalmente missili balistici intercontinentali economici.
Se la Terra non avesse atmosfera avresti ragione.Tuttavia, se sparato nell'atmosfera e poi rallentato dal riscaldamento da shock, potrebbe essere il secondo impulso necessario.
Questo è molto corretto.Anche l'argomento dell'attrito nei commenti sopra non può salvare i lanci di armi.L'attrito agisce sempre in direzione opposta alla direzione del movimento e la spinta retrograda non solleverà mai il perigeo.
Le barche a vela fanno cose interessanti con l'attrito, forse anche il nostro ipotetico satellite potrebbe farlo.
Le barche a vela @StigHemmer utilizzano il vento per guadagnare energia cinetica rispetto all'acqua.Ma l'unico vento che hai come satellite in orbita è un debole vento contrario di 11 km / s.Le barche a vela possono muoversi contro vento, ma solo perché hanno l'acqua contro cui spingere e anche allora si muovono principalmente di lato.
Grazie James, ho letto From the Earth To The Moon da bambino e l'ho adorato, quindi la domanda.
@ChrisWhite Anche gli aeroplani non possono volare.(Ovviamente l'ascensore non riesce ancora a portare il perigeo sopra l'atmosfera, e quindi ancora non risolve il problema)
@ChrisWhite è corretto, per circolarizzare un'orbita, è necessario applicare un impulso prograde quando si è all'apogeo.L'attrito non funzionerà mai in questo modo poiché è sempre una forza retrograda.Se sei scettico, prova Kerbal Space Program e ti aiuterà a capire come funziona questa roba.
Se fossi su un pianeta senza aria, potresti teoricamente sparare con una pistola direttamente davanti a te, e se il proiettile sparasse alla giusta velocità, orbiterà perfettamente intorno al pianeta all'altezza della pistola dal suolo fino a quando non colpiscetu nella parte posteriore. La rilevanza è che su un pianeta con aria per rallentare il movimento in avanti, devi solo calcolare l'angolo di lancio corretto in modo che il proiettile mantenga esattamente la giusta quantità di moto per mantenere l'orbita quando raggiunge l'apogeo.
Mentre l'attrito è intrinsecamente una forza negativa, l'ascensore non lo è.Così puoi usare l'atmosfera per sollevare il tuo periapsis.Tuttavia, a meno che il terzo corpo incontri la tua orbita includerà sempre l'ultimo punto in cui è stata alterata.Potresti usare un corpo che si solleva per mettere il tuo periapsis nell'atmosfera superiore ma non più in alto.Avrai ancora bisogno di circolarizzare.
@industry7 Il tuo ipotetico scenario di un pianeta senz'aria funziona perché il proiettile è già in orbita nell'istante in cui lascia la pistola.Il perigeo di un proiettile puramente balistico non può essere superiore alla pistola che lo ha lanciato.Una pistola sulla superficie non può produrre un'orbita che non intersechi la superficie.
Vale la pena leggere l'articolo: _ "Piuttosto che gettare via il primo stadio di un razzo, usare una grande pistola per il primo stadio consentirebbe di riutilizzare questo hardware e di ripararlo facilmente." _.Questo sembra accettare il fatto che una pistola richiederebbe una seconda bruciatura.
Questo argomento è stato trattato nell'articolo collegato alla domanda, quindi non sono sicuro del motivo per cui è considerato qualcosa che ci impedisce oggi di utilizzare il design: conoscevano questa limitazione e non la consideravano una limitazione.
Consegnata questa non risposta al wiki della comunità.Volevo solo sottolineare una complicazione che altre risposte stavano ignorando.E questo è tutto, una complicazione, non un ostacolo teorico insormontabile.Gerald Bull pensava che un lancio di armi sarebbe stato un modo praticabile per mettere in orbita i satelliti.(O quello, o stava truffando Saddam Hussein, il che _non_ sembra una cosa intelligente da fare. Ma poi, a pensarci bene, _aiutare_ Saddam si è rivelato non essere troppo intelligente ...) Comunque, stoDi sicuro ne sapeva di più sulla balistica di quanto io saprò mai, quindi ... Divertiti.
La domanda chiede chiaramente se una serie di esplosioni possa far sì che il proiettile sfugga alla velocità.Questa risposta dice solo che hai bisogno di una seconda masterizzazione per circolarizzare le orbite.È vero, ma non ha assolutamente nulla a che fare con la domanda.Come fa ad avere così tanti voti positivi?
[KSP] (https://kerbalspaceprogram.com/en/) mi ha insegnato che hai davvero ragione, non importa quanto ci provi.
Ok, stavo cercando di fornire un po 'di spiegazione insieme alla mia risposta, ma poiché a voi ragazzi non è piaciuta la mia spiegazione forse ascolterete gli scienziati della Nasa ... https://www.researchgate.net/publication/234224858_Temporary_orbital_capture_of_ejecta_from_comets_and_asteroids_Application_to_the_Deep_Impact_experiment "Questo esperimento [Deep Impart], inteso a ..., imita un evento naturale di crateri sulla superficie della cometa. Ejecta da un tale evento di crateri può ... o essere intrappolato temporaneamente orbite attorno al nucleo " Il vento solare temporaneo e b / c alla fine lo spazza via ...
#2
+33
tfb
2016-05-25 18:54:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Qualsiasi cosa lanciata in orbita da un simile cannone deve viaggiare a velocità orbitale (in effetti superiore alla velocità orbitale) nell'atmosfera inferiore.Questo è generalmente indesiderabile, per usare un eufemismo: ci sarà un riscaldamento davvero serio.

E una resistenza davvero seria.Devi sparare un proiettile molto grande per farlo passare attraverso l'atmosfera, indipendentemente dalla velocità di lancio.
#3
+17
user16622
2016-05-25 18:19:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A parte gli aspetti balistici interni di questi vari progetti, ci si rese subito conto che qualsiasi satellite lanciato da un cannone avrebbe dovuto resistere a carichi G elevati durante il tiro del cannone e le dimensioni e la massa del satellite sarebbero state fortemente limitate da le dimensioni della canna della pistola e l'impulso massimo che potrebbe essere fornito dal propellente senza danneggiare la pistola.

Sono stati preparati progetti speciali per i satelliti in modo che l'elettronica sensibile non venisse danneggiata dal fuoco di una pistola e, riconoscendo che la pistola non poteva fornire una velocità sufficiente per raggiungere l'orbita, i satelliti con razzi booster sono stati progettati per sparare dopo essere stati lanciati in alto dalla pistola.

Il progetto si è concluso per vari motivi, alcuni economici, altri politici. L'escalation della guerra in Vietnam ha causato il taglio di fondi per molti progetti di ricerca, e questo progetto era originariamente uno sforzo congiunto tra Stati Uniti e Canada. Quando le relazioni tra i due paesi incontrarono un momento difficile a causa delle diverse politiche riguardanti il ​​Vietnam, il progetto divenne maturo per essere eliminato.

#4
+12
Lawrence B. Crowell
2016-05-25 20:36:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Penso che il nocciolo della questione sia se si possa organizzare una combustione continua del propellente per tutta la lunghezza della canna. In questo modo l'accelerazione avviene lungo la lunghezza della canna in modo più dolce. Poiché i gas in espansione dal propellente in un involucro di shell si espandono e la pressione dei gas in espansione diminuisce lungo il percorso, significa che la forza primaria o il carico di accelerazione non è all'inizio del movimento del proiettile.

Hai ancora un'enorme accelerazione. Supponiamo che la canna sia lunga $ 100 $ m e che il proiettile abbia una velocità orbitale ($ \ simeq 10 ^ 4 m / s ^ 2 $) all'estremità della canna. Quindi usando l'equazione elementare $ 2ad = v_f ^ 2 - v_i ^ 2 $ l'accelerazione è quindi $$ a = \ frac {v ^ 2} {2d} = \ frac {10 ^ 8 m ^ 2 / s ^ 2} {200 m} = 5,0 \ times 10 ^ 5 m / s ^ 2. $$ Questa è l'accelerazione media, che se si progetta correttamente l'accensione del propellente potrebbe essere l'accelerazione effettiva che è quasi costante. Questo è considerevole.

C'è un ulteriore problema. Il proiettile che lascia la pistola sarà rallentato dalla grande onda d'urto che produce nell'atmosfera. Quindi dovresti sparare con un'accelerazione maggiore per tenere conto di questa perdita.

#5
+7
Loren Pechtel
2016-05-27 11:11:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Un altro fattore sgradevole: qual è la velocità di espansione del propellente. Prendi l'approccio di Jules Verne e la tua astronave è molto corta, indipendentemente dalla quantità di polvere che metti nella pistola perché la velocità di espansione è troppo bassa. La tua imbarcazione non supererà mai la velocità di espansione del propellente.

Nota, tuttavia, che non devi usare esplosivi (o miscele di gas combustibili - i migliori progetti di cannoni spaziali chimici che ho visto usavano gas, non c'era boom) per costruire un cannone spaziale. Considera i cannoni a rotaia su cui sta lavorando la marina: velocità di tipo supergun, niente nel lanciatore fa boom. Tuttavia, hai ancora bisogno di dispositivi elettronici resistenti alle armi.

Per un lanciatore fixed puoi utilizzare un motore lineare anziché un cannone.

Un altro grattacapo da tenere a mente: la mira semplicistica di un cannone spaziale taglia attraverso lot più atmosfera dei 14,7 psi che attraverserai se andrai dritto. Questo suggerisce un altro approccio: rendi il tuo angolo di lancio il più ripido possibile, oltre 80 gradi sarebbe l'ideale se potessi costruire la velocità verticale necessaria. Cosa ho sentito dalla galleria di arachidi sulla necessità di velocità orbitale ?? Se la tua velocità verticale è abbastanza alta, puoi farla franca con una velocità orizzontale molto bassa. Vai quasi dritto a 18.000 mph e cadrai indietro. Vai quasi dritto a circa 24.500 mph ed è un'altra questione: l'obiettivo è uscire il più lontano possibile compatibilmente con il fatto che la tua orbita non venga influenzata dal sole. Hai solo bisogno di una velocità orizzontale sufficiente per percorrere 4000 miglia durante questo salto (e puoi impiegare giorni sul luppolo, non è affatto velocità), tornare indietro semplicemente sfiorando l'atmosfera e poi fare una manovra di aerocapture. Avrai ancora bisogno di una masterizzazione di circolarizzazione alla fine, ma hai riscontrato molta meno resistenza rispetto a se fossi andato direttamente in orbita.

Ora, se sei su un corpo senza atmosfera, il motore lineare brilla davvero.Hai ancora bisogno di circolarizzare ma non stai combattendo il mega-drag, né devi preoccuparti di cose come l'onda d'urto del tuo velivolo che distrugge il sistema di lancio.Un angolo di espulsione pari a zero va bene, quindi non c'è limite di lunghezza per il booster.Non è più necessaria un'elettronica resistente alle armi, un tale sistema è utilizzabile anche per il trasporto con equipaggio.(Avvolgi la tua traccia boost intorno alla luna e la tua velocità con equipaggio è limitata solo dalla forza centripeta mentre percorri la pista. Se non ho sbagliato i calcoli è sufficiente per fornire qualsiasi cosa, dalla fuga solare all'impatto solare.)

Grazie per l'ottima risposta e per il tempo che ci dedichi.Lo dico in senso positivo, ma hai letto gli stessi miei libri di fantascienza?
#6
+1
Adam Davis
2016-05-27 23:40:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

L'inserimento orbitale è abbastanza difficile con navi in ​​cui gli stadi iniziali possono essere diretti in direzioni favorevoli all'orbita finale.

Questo progetto richiede una direzione di lancio fissa, che sarebbe un terribile spreco di carburante a bordo per tutti tranne quei satelliti le cui orbite coincidono con la traiettoria del cannone.

Anche questo può essere superato con il carburante. Il vero problema sono le dimensioni e la scala. Il progetto proposto ha lo scopo di lanciare satelliti leggeri di volume relativamente piccolo - massimo 1 metro di diametro compreso qualsiasi involucro o guscio necessario per il lancio.

I satelliti odierni sono spesso molto più grandi delle auto e degli autobus in circolazione: hanno un diametro di oltre 2 metri e pesano molto di più di quanto questa piccola pistola possa sopportare.

Potresti, in teoria, rendere la pistola più grande e più lunga, ma oltre ai costi di costruzione e di carburante esponenzialmente maggiori, scopri che l'energia richiesta per il lancio aumenta in modo esponenziale.

A prima vista questo non dovrebbe essere un problema, poiché lo stesso problema esiste per i nostri lanci attuali, tuttavia questo design ha un particolare inconveniente: il veicolo deve andare molto più veloce all'inizio dello scatto che alla fine, poiché consumerà energia significativa viaggiando attraverso l'atmosfera densa degli strati inferiori dell'atmosfera.

La nostra attuale tecnologia missilistica può iniziare in modo relativamente lento, consumare meno carburante e aumentare man mano che diventano più veloci e iniziano a passare attraverso un'atmosfera più rarefatta.

Ciò significa che l'aumento esponenziale dell'energia richiesta influisce su entrambi, ma la pistola richiede un aumento esponenziale ancora maggiore perché inizia così velocemente.

#7
  0
dmafa
2016-05-25 18:41:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Diciamo che hai una pistola del genere.Il prossimo passo logico sarà installare sul satellite un cannone più piccolo che spara indietro diversi piccoli proiettili e quindi accelera il satellite, davvero?Se questa piccola pistola di bordo usasse davvero tanti piccoli proiettili (dimensioni della molecola), allora stai ricevendo solo un razzo tradizionale.Apparentemente non fa molta differenza in termini di energia richiesta se lanci un razzo da una piattaforma tradizionale o lo spari, ma le difficoltà ingegneristiche per quest'ultima tecnologia sono enormi.

Non vedo che sia il prossimo passo logico ..
C'è una differenza abbastanza significativa: l'approccio con pistola e proiettile non ha bisogno di sollevare alcun propellente / massa di reazione.
Non credo che rispettando l'energia la differenza sia così significativa.Il primo stadio di un razzo (più l'eventuale booster) fa esattamente la stessa cosa della pistola, ovvero fornisce l'impulso iniziale al resto del razzo e poi si disinnesta una volta esaurito il carburante.Quindi, al momento del disimpegno del 1 ° stadio, il resto del razzo ha una certa velocità e non ha propellente, serbatoio, motore ecc. Esattamente come se fosse stato sparato.Concordo sul fatto che con la pistola puoi risparmiare peso sul carburante per il 1 ° stadio, ma invece devi usare una certa polvere.L'idea con la pistola è carina, ma per me l'efficienza enegry di gun vs rocket non sembra enorme.
@dmafa Penso che questo abbia bisogno di un calcolo effettivo.Un Saturn V pesava circa 3.000 tonnellate bagnate e poteva ottenere circa 140 tonnellate in LEO (e circa un terzo di quelle in TLI).Non mi è chiaro che una pistola non possa fare di meglio in un certo senso teorico (in particolare, operare al di fuori di un'atmosfera: chiaramente non è pratico con un'atmosfera credo).
Ho aggiunto un voto negativo perché questo potrebbe essere teoricamente vero, ma non ha nulla per rispondere alla domanda.E sì, c'è un enorme impatto nel dover prendere energia e massa di reazione (ecco perché c'è un esponenziale nell'equazione)
@tfb Bene, proviamo.Mai calcolato nessuna pistola prima.Prima ricerca della capacità energetica della polvere da sparo.Dati presi di [7.62x39mm Kalashnikov round] (https://en.wikipedia.org/wiki/7.62 ×39mm), wiki fornisce un peso del proiettile 7,9 g, velocità 730 m / s.Calcola l'energia cinetica m * v ^ 2/2 = 0,0079 * 730 * 730/2 = 2100 J. La stessa energia è scritta in wiki, quindi sono soddisfatto del numero.Dividere l'energia per il peso di riempimento di 1,6 g, ottenere un rapporto 2100 / 0,0016 = 1,3e6 J / kg.A quanto mi risulta, è ciò che possiamo ottenere dalla polvere da sparo.
@dmafa, cerca l '[equazione del razzo di Tsiolkovsky] (https://en.wikipedia.org/wiki/Tsiolkovsky_rocket_equation).Quindi pensa a cosa significa.Pensaci davvero.Quel tronco naturale non è lì per sembrare carino.Portare il carburante con te è * costoso *.
Seconda domanda: di quale energia abbiamo bisogno per portare 140 t a LEO?Moltiplicalo per 7,9 km / s al quadrato e dividi per 2, ottieni 140000 * (7900) ^ 2/2 = 4,35e12 J. Quanta polvere è necessaria per questa energia?Dividilo per il rapporto di 1,3e6 e ottieni 3,3e6 kg, ovvero 3,3e3 t = 3.300 tonnellate.Questo numero sembra molto vicino a 3.000 tonnellate di peso Saturn V.Quindi, non vedo alcun profitto per un'arma come alternativa efficiente dal punto di vista energetico a un razzo.D'accordo, il calcolo non è di gran lunga preciso, l'ho fatto solo nel modo più semplice possibile.Se puoi farlo meglio, allora ok.
@dmafa Sospetto fortemente che il round usi [cordite] (https://en.wikipedia.org/wiki/Cordite) o equivalente come propellente, piuttosto che polvere da sparo.Non leggo il libro da anni ma penso che anche Jules Verne abbia usato gun * cotton * ([nitrocellulose] (https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose)) - amava la roba.
@dmafa e chi ha detto che la pistola deve essere alimentata dalla polvere da sparo?
@Chris H e tutto: Ragazzi, qualcuno può stimare approssimativamente quanta cordite o qualsiasi altro propellente (il migliore esistente) è necessaria per riempire la pistola per ottenere lo stesso slancio di un razzo usando una certa quantità di carburante per aerei per fornire lo stesso carico utile a LEO?Per la mia regola pratica calc (sopra) è circa la stessa massa di propellente.Rispetto l'equazione di Tsiolkovsky, beh, devo pagare questo prezzo di registro.Tutto quello che dico è che ** una pistola non fornirà un vantaggio significativo (x volte migliore) rispetto a un razzo rispetto alla massa di propellente necessaria ** per renderlo interessante per affrontare i problemi della tecnologia di lancio delle armi.
Sono felice di cambiare la mia opinione se qualcuno di voi può giustificare la quantità necessaria di qualsiasi propellente per armi esistente (a sua scelta) per sollevare 140 tonnellate come ha fatto Saturn V (o qualsiasi altro razzo è mai volato su LEO, sempre a sua scelta) econfrontalo con la quantità di carburante per missili usato.Finora non vedo alcun vantaggio di una pistola.Vedi il calcolo sopra perché.
@dmafa Ho un forte sospetto che tu abbia ragione almeno per quanto riguarda l'avvio sulla superficie della terra.La versione di fantascienza più plausibile che ho visto era basata sulla luna.Penso che la proposta degli Stati Uniti usasse un propellente gas-aria.Piuttosto che per carichi pesanti, penso che questo sistema fosse per molti satelliti più piccoli.
@Chris H, ho appena notato che il materiale solido è un propellente molto meno efficace del liquido.Non so spiegare perché, non sono abbastanza bravo in chimica.Ecco perché il propellente solido per il lancio delle armi è uno svantaggio intrinseco dell'idea stessa, è evidente anche prima di iniziare a pensare alle difficoltà tecnologiche.I downvoters semplicemente non ammettono questo punto senza fornire alcun argomento, ok.Tuttavia, se, come dici, usassero gas-aria nel progetto, ciò potrebbe migliorare la situazione.Credo ancora piuttosto nel liquido, ma questo punto è uncler fino a quando qualcuno non fa un sistema a gas e lo prova.
P.S .: scoperto che il gas come propellente per jet in realtà è stato testato sull'aereo [Tupolev Tu-155] (https://en.wikipedia.org/wiki/Tupolev_Tu-155).Sfortunatamente, non spero che i dati dei test vengano pubblicati da nessuna parte come confronto con l'aereo a combustibile liquido.Sarebbe interessante conoscere il risultato ottenuto dai test.Ancora l'aereo è un'applicazione diversa dal lancio nello spazio.
Il carburante @dmafa è economico.Considera il Falcon 9: costo pieno, ~ $ 60 milioni.Carburante: ~ $ 200.000.Nemmeno l'1% del razzo.Il lancio di una pistola lascia il lanciatore a casa pronto a sparare di nuovo.
@Loren Pechtel, d'accordo.Per quanto ne so, la maggior parte dei costi scende per mantenere la piattaforma di lancio e l'infrastruttura associata.Non sono sicuro che i costi saranno inferiori per una pistola, dal momento che è ovunque un'attrezzatura difficile da produrre (richiede una tolleranza molto stretta per macinare la canna, oltre la tecnologia odierna), ma la domanda ancora più grande è quante volte la pistola può sparare prima della riparazione.Le sollecitazioni meccaniche e di temperatura sono enormi, forse la canna farà un solo lancio, quindi dovrà essere nuovamente molata.In tal caso, i costi di mantenimento saranno superiori a quelli del razzo.Ovunque questa è materia sconosciuta fino a quando qualcuno non lo fa nella realtà.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...