Jak se zdá, nosné rakety už tolik netáhnou. Není divu. Jsou drahé, složité, zatěžují prostředí a občas také vybuchují. Po podivuhodném orbitálním katapultu SpinLaunch, který odpaluje projektily rychlostí Mach 6, přichází společnost Green Launch, která vyvíjí hypersonické plynové dělo. Mělo by střílet projektily s odolným nákladem ještě téměř třikrát rychleji a také častěji.
John Hunter, šéf společnosti Green Launch vedl asi před 30 lety program Super High Altitude Research Project (SHARP) v laboratořích Lawrence Livermore National Laboratory. V rámci tohoto projektu vyvinuli největší a nejvýkonnější vodíkové impulzní dělo (hydrogen impulse launcher) na světě. Klíčovou součástí je dlouhá hlaveň, která je v dolní části vyplněná vodíkem ve směsi s heliem a kyslíkem. Nad touto směsí je umístěný projektil.
Když takové dělo vystřelí, dojde k velmi rychlé expanzi plynů, která odpálí projektil z hlavně hypersonickou rychlostí. V programu SHARP od roku 1992 testovali dělo s hlavní o délce 122 metrů, které tehdy lámalo rekordy. Podle Erica Robinsona z vedení Green Launch je rekord v rychlosti projektilu vypáleného s využitím vodíku Mach 32,7, čili 11,2 kilometru za sekundu. Green Launch plánují odpalovat projektily zhruba poloviční rychlostí Mach 17,5 (6 km/s), aby zabránili rychlému opotřebení projektilu a umožnili jeho opakované použití.
Stejně jako u katapultu SpinLaunch bude hypersonické kosmické dělo Green Launch pálit projektily v podobě raket druhého stupně s nákladem. Raketový stupeň se postará o to, aby se náklad dostal na požadovanou oběžnou dráhu. Vzhledem k tomu, že hypersonické dělo by mělo odpalovat projektily mnohem větší rychlostí, postačí menší a lehčí raketový stupeň než v případě katapultu.
Podle Green Launch zažije při výstřelu z hypersonického děla náklad obludné přetížení až 30 tisíc G. Zároveň nabízejí jednoduchý a nepochybně zábavný test, jak ověřit, zda elektronické komponenty zamýšleného nákladu takové přetížení vydrží. Postačí je přilepit pořádným lepidlem ke golfovému míčku a ten pak odpálit trojkou dřevem, tedy holí, která dává míčku velkou rychlost pro dálkové odpaly.
Green Launch to už nejspíš vyzkoušeli, protože sebevědomě tvrdí, že pro spoustu běžně dostupných elektronických komponent to není problém. Jak se zdá, malé odolné satelity by výstřel z hypersonického děla mohly vydržet. Finanční náklady by podle Green Launch měly být velmi nízké, tak desetinové oproti vynášení malých satelitů nosnou raketou, stejně jako by měly být nízké emise.
Hypersonické dělo tohoto typu může pálit každých 60 až 90 minut. Malé satelity a jiné typy nákladu mohou být na orbitě během 10 minut, u těch nejnižších oběžných drah. Green Launch již postavili prototyp děla, který otestovali loni před Vánocemi na Yuna Proving Grounds v Arizoně. Z hlavně dlouhé 16,5 metrů odpálili projektil vysoko do stratosféry, s úsťovou rychlostí vyšší než Mach 3. Ještě letos by chtěli přestřelit Kármánovu hranici ve výšce 100 km, tedy orbitrární hranici kosmického prostoru.
Green Launch mimo jiné spolupracují s americkými univerzitami (UCSD a Harvard) na vědeckých projektech. Budou střílet do mezosféry (30 až 100 km), kde získají vzorky pro analýzu plynů. Tato výška je momentálně pro odborníky obtížně dostupná. Balony tam nedoletí a pro satelity je to příliš nízko. Létají tam suborbitální rakety, které jsou ale drahé a nadělají spoustu emisí. Green Launch už připravují projektily pro suborbitální i orbitální palbu. Nechme se překvapit.
Video: Green Launch Vertical Firing Dec 21, 2021
Literatura
Americké superdělo s dostřelem téměř 2 000 km bude mířit na Čínu
Autor: Stanislav Mihulka (07.02.2019)
Přežijí želvušky náraz po výstřelu z vysokorychlostního děla?
Autor: Stanislav Mihulka (22.05.2021)
NASA otestuje vrh pozoruhodného katapultu SpinLaunch na suborbitální dráhu
Autor: Stanislav Mihulka (12.04.2022)
Diskuze:
pravdu vodíkový kanón?
Oldřich Vašíček st.,2022-04-19 10:41:10
Nechci do to šťourat, ale na tom videu je u ústí hnědý dým. Neměla by být při spalování H2+O2 barva spalin jiná? Hnědá odpovídá dusíkatým plynům.
Dělo
Josef Šoltes,2022-04-17 22:27:39
Já bych čekal, že alespoň pro dopravu surových materiálů na orbitu, se musí nějaké dělo vyplatit, ideálně s opakovaně využitelnými nábojnicemi v podobě raket. Osobně bych tedy vsázel na coilgun, spíše než na cokoliv jiného. Ale zatím je to utopie. Je to klasický problém vejce a slepice. Dopravu surových materiálů na orbitu zatím nepotřebujeme, protože jaksi není vesmírný průmysl, který by ty materiály byl schopen zpracovat na něco užitečného.
Re: Dělo
Marek Fucila,2022-04-18 02:41:52
Otázka je, ako efektívne by sa také balíky na orbite dali pozbierať. Buď musí byť každý schopný doraziť do určeného cieľa, alebo je otázka, či by sa dali strieľať len na nejakú orbitu, kde by si ich neskôr nejaký stroj pozbieral. Len neviem, či je vôbec reálne, aby taká zberná raketa lietala "sem-tam" a odchytávala tento ne-odpad. Ak by to aj išlo, či by sa nakoniec neminulo viac paliva na jej manévrovanie, ako vystreliť to všetko naraz v konvenčnej rakete.
Na létání
Tomáš Černák,2022-04-17 13:24:10
na orbitu to nebude, ale vojáky by to mohlo a mělo zajímat. Zejména námořníky. Pokud by zmenšená verze byla schopna střílet hypersonickou rychlostí (2-3 km/s) a přijatelnou kadencí (2 a více ran za minutu), jednalo by se o skvělou námořní zbraň, hlavně pro lodě s jaderným pohonem. Dostřel by byl 500-1000 km a pohonnou směs by si loď vyráběla sama na moři, čímž by se výrazně zvýšil počet nesených projektilů a zároveň výrazně snížilo riziko explozí při požáru.
Katapult a dělo
Mojmir Kosco,2022-04-17 09:16:14
Oba články jsou napsány tak , že se jedná o vyzkoušení a zvládnutou technologií.Kterym k dokonalosti chybí "pár" doláču aby pozejtri poslaly všechny rakety do šrotu
Zdeněk Kratochvíl,2022-04-16 17:08:03
M3 chápu, M6 taky, alespoň v teorii. Ale M32 je vysoko nad výtokovou rychlostí z trysky při ideálním spalování a expanzi. Kde se bere ta energie? I těch slibovaných M17,5 je těsně nad touto rychlostí, v praxi asi těžko dosažitelnou. Buď jsem zastarale omezený, nebo je v tom fígl, nebo nevím co.
Rozumíte tomu někdo?
Re:
Josef Hrncirik,2022-04-16 18:43:54
Běžný neoliberální bordel.
Asi jde jen o H2 větrovku kdy první projektil či exploze stlačuje H2 který z vysokých T, p protržením membrány expanduje v laufu a žene projektil raketu, nebo dle Járy da vystřeluje baterii menších kanonů atd. atd. .
Re: Re:
Josef Hrncirik,2022-04-17 12:35:58
U děla střílejícího kolmo vzhůru se i Jabůrek bojí, že střílí na sebe. Teprve při extrémní výšce při rychlosti nad atmosférou více než kruhovou, řekněme formálně M26 by projektil tečnou složkou rychlosti (z rotace Země) obíhal po velmi nevhodné, velmi protáhlé elipse a Jabůrek by se již nemusel bát. Meteor vystřelený z kanonu jen M26 určitě obíhat nebude. Nepomůže ani střelba šikmo či dokonce vodorovně.
Zásadní problém je, že plyny ze spáleného střelného prachu mají sice cca 3000°C a cca molární hmotnost vzduchu cca 30 g/mol, ale ani po expanzi z Lavallovy trysky nemají výtokovou rychlost vyšší než odpovídá jejich specifickému impulzu caa 2300 m/s. Z kanonu unikají (ženou střelu) max. cca poloviční rychlostí 1200 m/s (rychlostí v kritickém průřezu Lavallovy trysky). Raketu (i vícestupňovou tím spíš lehce zbortím při 10000G zrychlení výstřelu a stále mám obvykle jen M4 jako u protitankové podkaliberní střely.
Komplikace se stavbou těžké odolné rakety a odolné elektroniky a aktuátorů, vyplňování dutin střely v náboji tlumící kapalinou, aby raketa nešla při výstřelu příliš velkou silou příliš rychle ke dnu či ke stropu, vyždímání ev. přeživší rakety a její nastartování či ovládání zmizí když výstřel nahradím raketou či módně RAM nebo Sram. Je možno vést málo podložené řeči o účinnosti, ekologičnosti, spolehlivosti, ceně ... palebné síle různých kombinací.
Asi by měl někdo říci jakou raketu či let ? do stratosfery může? výstřel snadno? nahradit.
Stojí to ZATO NATO?
Re:
Florian Stanislav,2022-04-17 00:32:14
Nejde jen o rychlost výtoku plynů z trysky, ale i o hmotnost plynů vůči raketě (zákon zachování hybnosti) a dobu hoření paliva trysek.
Raketa rychlost zvyšuje, konečná rychlost rakety v prostoru může převýšit (konstantní) rychlost plynů vůči raketě.
Re: Re:
Zdeněk Kratochvíl,2022-04-17 10:03:20
S raketou to chápu. Myslel jsem ale, že v článku jde o dělo.
Re: Re: Re:
Florian Stanislav,2022-04-17 12:58:07
Asi pátý odstavec v textu:
"Stejně jako u katapultu SpinLaunch bude hypersonické kosmické dělo Green Launch pálit projektily v podobě raket druhého stupně s nákladem. Raketový stupeň se postará o to, aby se náklad dostal na požadovanou oběžnou dráhu".
Takže ( vodíkové) dělo vstřeluje raketu.
Re: Re: Re: Re:
Karel Salavec,2022-04-18 16:30:57
"Podle Erica Robinsona z vedení Green Launch je rekord v rychlosti projektilu vypáleného s využitím vodíku Mach 32,7, čili 11,2 kilometru za sekundu. Green Launch plánují odpalovat projektily zhruba poloviční rychlostí Mach 17,5 (6 km/s), aby zabránili rychlému opotřebení projektilu a umožnili jeho opakované použití."
Takze ustova rychlost, nikolivek pridavne zrychleni mimo hlaven.
Re: Re: Re: Re: Re:
Florian Stanislav,2022-04-18 20:35:06
Ano.
ALE.
"Green Launch plánují odpalovat projektily zhruba poloviční rychlostí Mach 17,5 (6 km/s)"
6 km/s je rychlost, která na oběžnou (přibližně kruhovou) dráhu nestačí, je třeba 7,8 km/s, čili
je třeba přídavné zrychlení raketou mimo hlaveň.
Re: Re: Re: Re: Re:
Josef Hrncirik,2022-04-18 21:50:28
US Army přešla na parní děla s plastovými špunty.
To prepare a launch, the testers insert a burst diaphragm, followed by an o ring behind the plastic slug. Finally, an ignition assembly with squibs the testers have dubbed the 'Christmas tree' is loaded. The testers have added feed tubes that push hydrogen and oxygen gas into the gun. Once enough gas pressure is built up behind the diaphragm, the testers ignite it from a bombproof control room panel and the projectile fires.
"We really haven't modified the gun significantly, except for the breach section," said Dr. John Hunter, chief technical officer. "It's made for a solid propellant, which is why the available breach volume is fairly small. We prefer a much bigger breach, so when we do the vertical shots we'll probably end up pushing the projectile about a third of the way in the barrel and use a specialized release mechanism that gives about three times the volume."
At this stage, testers are primarily interested in measuring projectile velocity and ensuring the burst diagram performs in a controlled manner. So far, with horizontal fires, the testers have already achieved velocities similar to that of the HARP vertical shot that set the world record in 1966. They want to achieve even faster velocities before converting to vertical test fires of their system.
"The trick is using a light gas like hydrogen, which has a very low molecular weight," said Hunter. "You can get very high velocities that aren't possible with powder. This exceptional propellant will allow us to revolutionize access to space and open the solar system to exploration and resources."
"Hydrogen is super-fast, and the ignition and energy from making water is a very energetic exothermic reaction," added Robinson.
Green Launch is a start-up company that seeks rigorous cost control to ensure the long-term perpetuation of their ambitious program. Hunter, highly regarded in the projectile research community for many decades, was only marginally aware of YPG and its capabilities until a chance meeting with proving ground personnel.
"I went to a conference in New Mexico five or 10 years ago and ran into some high speed photographers who told me the best test range is YPG," said Hunter.
"YPG is very helpful at keeping our costs under control so we can continue our testing," added Robinson. "If we went somewhere else, we could never finish the sequence and the world would be denied this very promising technology."
For their part, YPG personnel are excited about their role in supporting what could turn out to be a project of monumental importance.
"If they can get the muzzle velocity they want, they intend to eventually shoot vertically," said Tennant. "I'm hoping we can make it happen here and break the world altitude record that was set at YPG back in 1966."
Aby dosáhl 32,7M a dostal další frčku, (i jen u H2 netlačícího žádný náboj) H2 použitý k výstřelu by musel být teplejší než cca 4200°C, ale při této rychlosti by již neměl nutný tlak hnát projektil. Projektil je hnán rozumnou silou při lokální rychlosti zvuku, tj. pro H2 cca 85% výtokové do vakua. Potom by ovšem H2 musel mít cca 4 950°C. NATO ho nelze ohřát ani ani explozivní kompresí tř. vod. pl..
Tř. v. pl. má spec. imp. 4800 m/s a krit. rychl. cca 90%, tj. 4,3 km/s. Kdyby to narvali na 20 MPa, kanon by to přežil. Mělo by to hustotu cca 0,1 kg/l. 20 m plynové vrstvy by v pohodě tlačilo zátěž cca 10 kg/dm2.
Na frčku to stále není, i kdyby to odpálila zezadu slepá patron.
I 3He je horší než H2.
Z hlavně dlouhé 16,5 metrů odpálili projektil vysoko do stratosféry, s úsťovou rychlostí vyšší než Mach 3.
Josef Hrncirik,2022-04-16 15:11:47
Vědí vědcové, že takto pálili rychlostí nad M3 již u Verdunu?
Ať se optají Tlusté Berty!
Re: Z hlavně dlouhé 16,5 metrů odpálili projektil vysoko do stratosféry, s úsťovou rychlostí vyšší než Mach 3.
Varcel Mašinka,2022-04-16 19:25:34
Úsťová rychlost Tlusté Berty byla 400 m/s, to je 1,2 Mach...
Re: Z hlavně dlouhé 16,5 metrů odpálili projektil vysoko do stratosféry, s úsťovou rychlostí vyšší než Mach 3.
František Kroupa,2022-04-16 22:36:37
Začátek trochu jako z rádia Jerevan: nebylo to u Verdunu, ale u Paříže, a nebyla to Berta,
ale "Paris-Geschütz". Pak už je lepší, dostřel 120 km, úsťová rychlost 1640 m/s.
Re: Prostřelili či alespoň přestřelili Armatu?
Vojta Ochmánek,2022-04-18 14:40:13
To je v konečném důsledku jedno, protože Armata dříve nebo později sama vzplane nebo jinak spáchá sebevraždu, jako to ostatně ruské vojenské stroje mají poslednich 20-30 let v oblibě
Re: Re: Prostřelili či alespoň přestřelili Armatu?
Josef Hrncirik,2022-04-19 11:56:15
Čistý průstřel atmosféry projektilem 84 kg z 16" děla rychlostí cca 2 km/s ho zbrzdil o cca 433 m/s . Z toho plyne koeficient odporu cca 0,26 či snížení impulzu střely o cca 22 N.s/cm2 průřezu střely. Při 11,2 km/s by to bylo 123 kg.m/s.cm2.
Sabotáž sabotem
Josef Hrncirik,2022-04-21 07:14:57
Každý kdo střílel z 16´´ děla ví, že pouhých jednochlapových 84 kg má jen granát naplněný letáky vzdejte se, nic se Vám nestane. Pro rekordní výstřel bylo nutno použít dvojnásobnou dávku prachu a aerodynamický sabot tajného vysokého příčného zatížení. To je sice jasné, ale wiki to otevřeně neuvádí. Výpočet na nesabotovanou ráži je tedy zásadně podstřelen. Při hypersonických rychlostech je drag coef. pro kouli barona Prášila 1, pro projektil či raketu cca 1/4. Potom lze ztracený impulz snadno vypočítat z brutálního rozhrnutí 1 kg vzduchu (z atm. tlaku tíhou celé atm. na cm2) patřičnou rychlostí. Při oněch rekordových cca 2 km/s to pak dělá cca (1/4).5 kg/m3.4 Mm2/(s2.m2)=
=5 MPa.s. Záhadná 5 je přepočet hmoty atmosféry rozhrnované nad 1 m2 při formální době letu 1 s, tj. ve sloupci 2000 m, tj, objemu 2000 m3. Pochopitelně pro 11,2 km/s by to dalo 5,6x víc, tj.
28 MPa.s
Ergo sabot měl průřez cca 5/0.22=22,7 x menší než 16´´ ráže, tj. měl průměr 4,76x menší, tj. jen 8,5 cm, pokud neuvažujeme tření povrchu příliš štíhlého sabotu a odpor křidélek.
Re: Sabotáž dynamickým tlakem
Josef Hrncirik,2022-04-22 08:01:12
Protože drag coef. je definován na dynamický tlak rovný objemové kinetické energii proudícího média (např. v Bernoulliho r.), nikoliv na změně hybnosti z formálního zastavení či kolmého obtoku, mají vyjít ztráty impulzů poloviční.
Dynamický tlak atmosférou ústí děla je při M7 poměrně malý, jen cca 0,5 MPa.
Protože výstřel má M výrazně větší než 1, vyhne se vlnové krizi a ztráta impulzu je srovnatelná i s průlety raket.
Především zrychlení výstřelu až 30000G je spolu s jeho rychlým nástupem a koncem pro raketu a družici v projektilu zhoubné.
Prostě místo kanonu i 2 stupně booster a pak vždy nutná kapalinová raketa.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
