Rakety jsou drahé a přinášejí komplikace. V poslední době se objevují startupy, které namísto nosných raket hodlají dopravovat náklad na oběžnou dráhu kineticky, tedy odpalem či výstřelem ze zařízení, co připomíná nějakou palnou zbraň. Některé z těchto projektů se již úspěšně rozbíhají, jiné jsou dost extravagantní. Těm druhým kraluje startup Longshot Space.
Longshot plánují postavit téměř 10 kilometrů dlouhé betonové dělo, které by během jediné sekundy udělilo nákladu rychlost Mach 30. Jejich kolegové z dalšího „kinetického“ startupu SpinLaunch již úspěšně testují obří katapult, který roztáčí náklad zběsilou rychlostí a poté ho vystřelí k cíli. Longshot namísto rotujícího katapultu plánují masivní pneumatické dělo s vícestupňovým výstřelem.
Nápad s konstrukcí pneumatického děla, které vystřeluje mnohonásobně urychlený projektil, vlastně pochází z 19. století. Vychází z toho, že při klasickém výstřelu není možné zvýšit dostřel děla a úsťovou rychlost projektilu nad určitou mez, mimo jiné kvůli riziku, že by energie exploze mohla zničit dělo. Řešením je použití výstřelu s mnohonásobným urychlováním projektilu, které spočívá v použití většího počtu přesně načasovaných „urychlovacích“ explozí, odpálených přesně ve chvíli, kdy je mine vystřelovaný projektil
Tento koncept využívala jedna ze „zázračných zbraní“ nacistického Německa, které na nich pracovalo v křečích před neodvratnou porážkou. Jde o projekt známý jako V-3 (Vergeltungswaffe 3), s krycím jménem Hochdruckpumpe, čili „vysokotlaká pumpa.“ Je ironií, že to původně byl projekt francouzské armády z roku 1918, která se s ním chtěla bránit Paříž proti německým dalekonosným dělům. Francouzské dělo ale tehdy zůstalo pouze na papíře.
Po porážce Francie v roce 1940 se plánů zmocnili Němci. V roce 1942 vzbudily pozornost vývojáře Augusta Cönderse ze zbrojařského podniku Röchling Stahlwerke AG, který se pustil do stavby. Vývoj obřího děla nejprve vázl. Po překonání technologických obtíží se první testy děla v bojové velikosti, s hlavní o délce 150 metrů, konaly 4. června 1944. Dělo V-3 při nich dosáhlo dostřelu 88 a 93 km.
Němci už měli připravené palebné stanoviště v Mimoyecques, ale už ho nestihli zprovoznit. 5. září 1944 ho obsadily postupující kanadské jednotky. Londýn podle všeho jen o vlásek unikl dešti nezastavitelných 140kilogramových projektilů. Koncept megaděla se ale příliš neosvědčil a i kdyby bylo dělo uvedeno do provozu, letectvo Spojenců by si s ním nejspíš brzy poradilo.
Otázkou je, jaké šance má takové dělo v přepravě nákladů na oběžnou dráhu. Žádný větší organismus by takové zrychlení nepřežil, ale teoreticky je možné vystřelit na oběžnou dráhu cokoliv, co je dostatečně odolné a přitom se to vejde do betonové hlavně o průměru cca 3 metry. A to velmi levně. Longshot sice sehnali nějaké finance, dělají na prototypech a zapojil se například šéf OpenAI Sam Altman, ještě ale zbývá překonat řadu technických překážek. Zatím těžko říct, jestli Longshot dostřelí na oběžnou dráhu, jistě ale nebude od věci je pozorně sledovat.
Video: Longshot - Hypersonic Kinetic Launch
Literatura
SpinLaunch testují svůj neuvěřitelný vesmírný katapult Suborbital Accelerator
Autor: Stanislav Mihulka (10.11.2021)
NASA otestuje vrh pozoruhodného katapultu SpinLaunch na suborbitální dráhu
Autor: Stanislav Mihulka (12.04.2022)
Hypersonické dělo Green Launch dostřelí na oběžnou dráhu
Autor: Stanislav Mihulka (16.04.2022)
Kosmický prak SpinLaunch úspěšně testuje průlomovou technologii
Autor: Stanislav Mihulka (11.10.2022)
Diskuze:
Nihil novi sub sole
Martin Drašner,2023-08-05 08:36:28
Tak s touhle myšlenkou přišel už Jules Verne v románu Ze Země ba Měsíc ( De la Terre à la Lune) v roce 1865. Hitler s V3 zase opisoval!
booster pro klasické rakety
Petr Perdek,2023-08-05 00:05:54
Tak mě jednou napadlo, co takhle vytvořit hydraulický nebo mechanický vyhazovač raket.
Nejvíce paliva, možná i několik desítek tun, se spálí v době, kdy se raketa odlepuje od země, co kdyby byl nějaký mechanizmus, který by raketu na začátku začal s určitým zrychlením vyzdvihovat do výšky a teprve ve výšce třeba 400m a při určité rychlosti, by se teprve zapálily motory rakety.
Ušetřených například 50t paliva by znamenalo minimálně o 5Ot vyšší nosnost. A při ceně za vynesený 1kg by to mohlo být ekonomicky zajímavé.
Re: booster pro klasické rakety
Tomáš Černák,2023-08-05 01:14:59
1) materiálová soudružnost pístů a nebo mechanických částí by musela být jak z jiného světa.
2) Jednodušší je postavit rampu na vhodném místě, tedy buď co nejblíže k rovníku a nebo co nejvýše.
3) Přidej řád k té tvé výšce a začne to být zajímavé, 400 metrů je příliš malý rozdíl, pro který nestojí za to se namáhat.
4) Pokud ušetříš 50 tun paliva, tak opravdu nezískáš o 50 tun vyšší nosnost. Ty totiž musíš těch 50 tun vynést na orbitu a k tomu potřebuješ 20-30 krát větší hmotnost PHM.
Re: Re: booster pro klasické rakety
František Kroupa,2023-08-06 20:36:00
Ohledně bodu 2: o výhodnosti uvedených lokalit psali J. M. Troska (Zápas s nebem) a později i A. C. Clark (Rajské fontány) :).
Re: Re: booster pro klasické rakety
Petr Mikulášek,2023-08-07 04:52:47
5) U pístu jde o co nejvyšší rychlost. Je potřeba vyřešit, co se stane, když to rychlostí dojede na konec a ostatně i jak rychle čerpat médium před pístem. Raketový booster tohle má vyřešeno, vzduch si rozhrne aerodynamickou špičkou, po odhození zbrzdí postupně o atmosféru a snese se na padáku.
Re: Re: Re: booster pro klasické rakety
Tomáš Černák,2023-08-07 09:58:16
Tohle je už vyřešeno, píst bude volný, tak jako u pístových vypouštěčů balistických raket. Jedná se o tzv. "studený typ", tj. mezi dnem tubusu a raketou je píst a mezi pístem a dnem tubusu je generátor plynů (obvykle nějaká hořlavina, která generuje hodně plynů, ale může to být i stlačený plyn nebo kapalina). Po iniciaci píst vytlačí raketu z tubusu a sám vyletí také. Někdy je součástí prvního stupně rakety a odděluje se po opuštění tubusu v bezpečné vzdálenosti od tubusu.
Samozřejmě rychlosti u pístů nejsou srovnatelné s rychlostí projektilů nebo raket. Limitem je v podstatě rychlost zvuku, ale reálně je to výrazně méně, například písty v parních katapultech zvládají kolem 80 m/s.
Re: booster pro klasické rakety
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-05 01:42:55
Základní myšlenka dobrá, ale zcela chybná kalkulace. Např. Falcon 9 váží zhruba 500 tun a nosnost na LEO má kolem 20 tun. Pokud na začátku snížíte raketě hmotnost o 50 tun paliva, což je 10% celkové hmotnosti, stoupne užitečná nosnost ve stejném procentuálním poměru, tedy o 2 tuny. Žádných 50 tun. Ve skutečnosti by ten výpočet byl složitější a výsledek mírně jiný, ale pro orientační představu to stačí takhle.
Potom tady máte neřešitelný problém, že raketa plná paliva je velmi těžká a větší zrychlení při katapultáži by nepřežila. Musel byste ji velmi zpevnit a ten dodatečný materiál by nejspíše vážil více než 50 tun.
Dále pro představu - na letadlových lodích má katapult co dělat, aby urychlil 25 tunovou stíhačku na 250km/h. A to ještě pomáhají vlastní motory s forsáží. Jak by muselo vypadat monstrum, které urychlí 500 tunovou raketu na stovky km/h? Navíc vertikálně...
Ten problém, nad kterým jste přemýšlel, se už od začátku vesmírných letů řeší vícestupňovými raketami a raketovými boostery. Je to spolehlivé a nákladově efektivní.
Re: Re: booster pro klasické rakety
Petr Perdek,2023-08-05 22:10:38
Děkuji všem za odpovědi, uznávám, že nápad to byl velmi naivní bez nějakého většího rozboru problému. Hlavní problém je asi v tom, že se tím vlastně přidá jen minimální nosnost navíc.
Tím hydraulickým systémem jsem myslel například 400m vysoký válec v němž by byl obří píst s raketou, píst nahoru by tlačila kapalina přivedená například z jezera na blízké hoře třeba o 4000m výš než by byla raketa. Ale až po vašich poznámkách mi došlo, že by ta raketa už mohla startovat přímo z té hory. Jediný přínos by byl v tom, že v té výšce 4000m by už raketa měla nějakou rychlost navíc oproti raketě, která by se v té výšce 4000m teprve odlepovala od země, ale zase na druhou stranu, ta raketa co startuje ze 4000m by mohla mít, právě o těch 4000m co nemusí překonat, menší množství paliva.
Už to nebudu dál rozebírat, protože jsou na světě určitě tisíce kompetentnějších lidí, kteří to řeší.
Re: Re: Re: booster pro klasické rakety
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-07 00:45:25
Není nic špatného teoretizovat a nechat se konfrontovat. Člověka to rozvíjí :-)
Re: booster pro klasické rakety
Petr Mikulášek,2023-08-05 06:28:07
Ten vyhazovač raket, co je levný, nic raketě na váze nepřidá a urychlí raketu při startu, už přece existuje a používá se od 80. let. Dokonce je certifikovaný i pro stroje s lidskou posádkou. Dole na Zemi se přicvakne k raketě a v nízké výšce se, po urychlení rakety, odpojí. Ale funguje s trochu jiným principem, bez kolejnic, pístů a dalších mechanických dílů. Američani to používají pod označením SRB.
Re: Re: booster pro klasické rakety
Florian Stanislav,2023-08-05 09:04:14
https://cs.wikipedia.org/wiki/Letadlov%C3%BD_nosi%C4%8D_raketopl%C3%A1nu
Raketoplán uneslo i letadlo.
Re: Re: Re: booster pro klasické rakety
Petr Mikulášek,2023-08-07 04:41:20
Zklamu vás. Neuneslo. Letadlo uneslo jenom samotný orbiter, to je jenom jedna část raketoplánu. https://cs.wikipedia.org/wiki/Dru%C5%BEicov%C3%BD_stupe%C5%88_raketopl%C3%A1nu Raketoplán byl celá sestava orbiteru, externí nádrže (orbiter měl palivo jenom na manévrování a návrat) a SRB. Pokud by se mělo startovat z letadla, je to potřeba komplet...
I kdyby se hypoteticky celá sestava namontovala na letadlo, tak kolik to přidá? 12 km výšky z 200 km a rychlost 500 km/h, což je ani ne 1.8% z potřebné rychlosti? Navíc je potřeba řešit odhození, změnu trajektorie (asi by se odhazoval ve vodorovným letu kvůli aerodynamice, potřebujete to zvednout pro zkrácení letu atmosférou). Obojí stojí energii navíc, takže přínos by byl velice diskutabilní, pokud vůbec nějaký. Navíc problémy se strukturálním namáháním během té zatáčky nahoru, sakra blbá aerodynamika, horší kombinace přetížení pro posádku...
Re: Re: Re: Re: booster pro klasické rakety
Tomáš Černák,2023-08-07 10:14:27
Sice nešlo o STS, ale raketoplán (celá sestava) se vešel na záda letadla (An-225)
https://en.wikipedia.org/wiki/MAKS_(spacecraft)
Přidá to velmi hodně. Eliminuješ prakticky jak gravitační tak aerodynamické ztráty a zároveň zvyšuješ účinnost raketových motorů.
Na příkladu toho MAKSu - vypočtená nosnost 7 tun. Celková hmotnost 275 tun, z toho raketoplán 18 tun a nádrž 250 tun. Hmotnost paliva 239 tun. Isp0=3885 Ns/kg. Sestava tedy prázdná byla schopna dosáhnout max. dV=8,6 km/s a s plnou zátěží pouze dV=7,9km/s. Přitom z Baikonuru je potřebné minimální dV pro dosažení orbity po započtení gravitačních a aerodynamických ztrát zhruba 9,5 km/s. Tedy přestože Mrija byla schopna dodat jen 150 m/s, tedy tebou zmiňovaných 2% potřebné minimální orbitální rychlosti, v reálu to ušetřilo přes 1,5 km/s potřebného deltaV. Překonávání gravitačních, aerodynamických a účinnostních ztrát je peklo a proto jsou takové nepoměry mezi hmotností prvních stupňů a těch vyšších.
Dělo ve 40 km
Mintaka Earthian,2023-08-05 00:01:43
Před pár lety jsme už tady něco podobného řešili, ale zatím to výpočetně moc dobře nevycházelo.
Šlo o to, že pokud je problém hustá atmosféra, tak by ústí mohlo být někde vysoko.
Pokud to nepostavit na úbočí nějaké sedmitisícovky poblíž rovníku, tak by se nabízela cesta s využitím soustavy balónů.
Místo výbušnin by se mohlo využít zkušeností s elektromagnetickým dělem.
A když by na něco takového došlo, bylo jednodušší těmi balóny vynést ten SpinLaunch, než megakonstukci toho děla.
Je pěkné nad tím snít. Precizně to spočítat, zafinancovat a realizovat, to už je vyšší dívčí a klobouk dolů před těmi, kteří to dotáhnou až nahoru.
Re: Dělo ve 40 km
Pepa Vondrák,2023-08-06 21:52:33
Žádné snění, cílem je levná doprava vzácných kovů a vody z asteroidů po celé sluneční soustavě tam, kam to bude potřeba. Největší těžařský kšeft všech dob. Vám není rozumné naslouchat.
Re: Re: Dělo ve 40 km
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-07 00:20:31
Myslíte, že jde o investiční projekt s návratností za horizontem několika desítek let? Protože i kdyby měl šanci fungovat po technické stránce fungovat, dříve než za několik desítek let z toho naprosto žádný zisk nekápne. Ano, přesně na takové naivní investory mnoho současných startupů míří.
A ty kovy byste chtěl dopravovat odkud kam? Já jen, že pokud byste chtěl střílet na Zemi iridium z asteroidů, bude Vám na nich jaksi chybět ta hnací látka, kterou je vzduch.
Pokud se ten vývoj k něčemu reálně uplatní, větší šance je, že po tom sáhne armáda jako náhrada za railgun nebo něco podobného. A k dopravě materiálu na orbitu by se to hypoteticky taky mohlo hodit, ale asi ne ve variantě, která projektil urychlí na Mach 30, ale spíše, že by to střílelo "druhý" stupeň rakety rychlostí, při které neshoří v atmosféře.
Re: Re: Re: Dělo ve 40 km
Pepa Vondrák,2023-08-09 18:25:15
Rakety taky začaly jako papírové hračky v Číně před dvěma tisíci lety ...
Re: Re: Re: Re: Dělo ve 40 km
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-09 18:50:59
Tak si ale vyberte, zda jde v případě tohoto startupu o hračku a nebo o kšeft s vesmírnými surovinami, ať si neprotiřečíte.
Re: Re: Re: Re: Re: Dělo ve 40 km
Pepa Vondrák,2023-08-09 21:50:39
Já jsem si vybral, že se to nesnažím mít hned vyřešené. Startup je hračka. Testovat se to musí na Zemi. Ze Země do vesmíru to nevystřelí nic, ale získaji znalosti jak to postavit na měsíci aby nedělali v prcní vezi se všemi chybami. Jako drtivá většina startupů nic nevydělá, ale pojede za rizikový kapitál. Až to nějdo začne stavět na měsíci, bude mít cenu, kterou může zaplatit a tím se vyhnout nejhoším chybám. Nebo to taky může dělat z nuly, pokud tento startup nic neukáže.
Stejný nesmysl, jako Spinlaunch
Luděk Chrástek,2023-08-04 14:48:18
Ano, teoreticky to může na oběžnou dráhu dostřelit, ovšem rozhodně ne tak, že to po průletu atmosférou bude ještě mít 1. kosmickou rychlost, aby se to na orbitě udrželo. Rakety mají proti střílení zásadní výhodu, v atmosféře letí ještě poměrně pomalu a zrychlují až ve výšce, kde je atmosféra velmi řídká. Tohle by muselo mít šílenou rychlost už na povrchu (resp. tam, kde by končila hlaveň, což moc vysoko nebude), ale stále ještě v dost husté atmosféře, která to bude intenzivně brzdit a je vyloučeno, aby nějaký komplexnější objekt takovou rychlost v atmosféře mohl přežít bez shoření. Ale věřím, že se zase pár hloupých investorů najde a majitelé startupu si budou pár let pohodlně žít, než budou muset vyjít s pravdou ven :-)
Re: Stejný nesmysl, jako Spinlaunch
Petr Mikulášek,2023-08-04 20:41:50
To je přesně ten problém, raketa zrychluje a projektil brzdí. Kinetická energie se mění na teplo. Ochrana před teplem jde udělat tupou špicí jako u raketoplánu, ale za cenu prudšího brždění... Energeticky náročnější a protože po opuštění hlavně není jak dodávat energii, musí mít o to větší rychlost (a zrychlení). Nakonec bude muset mít tumový projekti 10t ablativní ochrany a šílený přetížení.
Asi by se měla zavést výuka fyziky na základce...
Re: Re: Stejný nesmysl, jako Spinlaunch
Pepa Vondrák,2023-08-06 21:42:45
Nemohu se nepozastavit nad vašim odsudkem. Nenapadlo Vás, že to třeba půjde využít tam, kde žádná atmosféra není nebo je dostatečně prostupná? K fyzice základní školy ještě přidejte větší rozhled a bude to dobré.
Re: Re: Re: Stejný nesmysl, jako Spinlaunch
Petr Mikulášek,2023-08-07 04:47:32
Shánějí peníze na realizaci. Teď. My v téhle chvíli pobýváme na nějakým vesmírný tělese bez atmosféry, kde jsme schopní to postavit? Pokud vím, teď je jenom pár lidí na ISS, zbytek na Zemi a i ten měsíc teď závisí na tom, kdy Musk k raketám na několik použití začne stavět i rampy na několik použití. Takže z prototypu by se patrně střílelo skrz dost hustou atmosféru.
Že by znalost fyziky lidem prospěla a podvodníkům zkomplikovala život, za tím si stojím.
Ta rychlost zvuku
Aleš Procháska,2023-08-04 12:55:04
Jak se to dělá aby pneumatické dělo vystřelilo projektil násobně rychleji než je rychlost zvuku v hnacím plynu?
Re: Ta rychlost zvuku
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-04 15:58:57
To vysvětlují ve videu pod článkem. Jde o to, že plyn do projektilu netlačí zezadu, ale ze stran a projektil má tvar úzkého konusu. Z prvního dojmu se to zdá být částečně analogické klasické kumulativní náloži, kde také dochází k tlaku na konus ze stran, čímž se dosáhne rychlosti převyšující rychlost zvuku v hnací látce.
Re: Ta rychlost zvuku
Josef Hrncirik,2023-08-09 15:38:54
Píst vystřelený prachem 1 km/s nebo spaliny 1,5 km/s stlačují v "light gas gun" H2 nebo He, které se zahřejí kompresí ke 3000°C protrhnou membránu a tlačí projektílek užší hlavní rychlostí zvuku při ?3000°C jsou 4,4 ev. 3,4 km/s. Prostě vzduchovky plýtvající prachy, prach i H2.
Exploze tuhé výbušniny CL-20, oktogen urychlí povrch rozletu (potrhané střepinky následované plynem až na 3 km/s.
Nezbývá než vystřelit z (vystřeleného děla)*...*n; n*= cca 12*
Ani výbuch 2H2+O2 nedá Guerney rychlost (rozlet) nad 5,5 km/s
Foukejme si raději šikmo na kom(n)ický ocásek projektilu 3 km/s 3000°C. Jak dlouho to vydrží a jestli mu nebude trapně ukapávat z ocásku?
Situace je v nejlepším případě plně ekvivalentní progresivně se zhoršující Ciolkovského rovnici. Prostě z rozletu paliva se část hybnosti určitě mnohem menší a hlavně nikoliv konstantní ale při vysokých M velmi progresivně klesající předá přes ocásek do balvanu projektilu.
Není jiné řešení než počáteční stupně proudové a návratové, poslední na H2+O2 či jen ohřívaný H2
Řešení
Josef Šoltes,2023-08-04 12:06:57
Já jsem nad tímto přemýšlel již delší dobu, akorát ne nad pneumatickým dělem, ale elektromagnetickým. Pokud se podaří najít supravodič při pokojové teplotě, nebude co řešit. Co jsem tak hledal, tak nejvýhodnější umístění mi vychází ve Rwandě na jednom z úbočí stratovulkánů pohoří Virunga. Mají výšku 4,5 km.
Re: Řešení
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-04 12:37:55
Proč supravodič? Na jednorázový výstřel by měla stačit obyčejná měď ne? Za ten zlomek sekundy při výstřelu by se měděná cívka vůbec nestihla zahřát a elektrická účinnost by u takového zařízení asi nebyla hlavní prioritou.
Nejsilnější elektromagnet na světě je dokonce kompozitní. S čistě supravodivými cívkami by nedosáhli tak silného magnetického pole kvůli proudovému limitu supravodiče.
https://www.youtube.com/watch?v=g0amdIcZt5I
Re: Re: Řešení
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-04 13:06:30
oprava: ten nejsilnější elekgromagnet mají kompozitní kvůli magnetickému, nikoliv proudovému limitu supravodiče
Re: Re: Řešení
Josef Šoltes,2023-08-04 13:39:39
Bylo by to levnější. Nepotřeboval byste desítky tun mědi, nepotřeboval byste tahat kabely tlusté jak stehno apod.
Re: Re: Re: Řešení
D@1imi1 Hrušk@,2023-08-04 13:59:30
Měď stojí řádově 10USD/kg, to není hlavní technická nebo ekonomická překážka, naopak je otázka, jestli by to s těmi supravodiči bylo levnější. Kdybyste spotřeboval 10 tun mědi na metr děla, tak při délce 10km jste na částce zhruba 1mld. USD. To je u vesmírných projektů marginální částka.
Re: Řešení
Gábor Vlkolinský,2023-08-04 13:47:09
Rozmýšľanie týmto smerom je celkom dobrá zábava. Ja som sa dopatlal k náhrade za raketoplán s plne opakovateľným použitím. Celková zostava by pozostávala z urýchľovacieho boostra odvodeného z raketoplánu, na špici by mal raketoplán odvodený z X35 vrátane jeho reštartovateľného motora. Celé by to bolo uložené vodorovne na elektrickej trati odvodenej z čínskeho rýchlovlaku, ktorý má blízke parametre. To by bol prvý stupeň s urýchlením asi na Mach 1. Druhým stupňom by bol booster a posledný stupeň s raketoplánom by bol na doladenie obežnej dráhy, manévrovanie a brzdenie pred pristátim. (Silné kyslíko-vodíkové motory pôvodného raketoplánu vrátane externej nádrže by boli nahradené elektrickou traťou).
Problém odolnosti
Tomáš Černák,2023-08-04 10:12:39
Problém je, že dělo bude mít ústí v nějaké malé výšce, takže poměrně obrovský odpor vzduchu.
Dejme tomu, že dělo bude střílet tečně k zakřivení Země (nejmenší potřebné dV v apogeu pro kruhovou orbitu).
Bude ve výšce 10m nad zemí u hladiny moře. Pak do výšky 30km, kdy je už odpor atmosféry zanedbatelný se dostane po cca 600km letu. Při úsťové rychlosti 10km/s bude projektil až desítky sekund v husté atmosféře.
Dejme tomu, že budeme mít vysoce aerodynamický trup s Cx=0,05 (takový trup by sice byl nepraktický, ale budiž). Průřez je 7m2. To nám při rychlosti 10km/s a hustotě vzduchu dává 22MN brzdné síly po upuštění hlavně. Pokud bude naše těleso mít hustotu jako běžné rakety a délku kupříkladu 10 ráží, bavíme se o hmotnosti cca 70 tun, pak bude zpomalení ihned po startu 314m/s^2.
...
Z čehož mi plyne, že jsem buď udělal chybu a nebo musíme výrazně navýšit rychlost či dělo zvednout, aby pobyt v husté atmosféře byl co nejmenší.
Ještě k akceleraci v samotné hlavni, pokud budeme uvažovat, že půjde rovnoměrné zrychlení (série postupujících výbuchů), je při 10km hlavni a 10km/s rychlosti je potřebné zrychlení cca 5km/s^2
Re: Problém odolnosti
David Pešek,2023-08-04 10:22:47
hustý vzduch bude i v hlavni, myslím že při udělení takového zrychlení neznáme materiály projektilu ani hlavně co by to ustály - bude výbuch, deintegrace, vražda-smrt-zabití
Re: Re: Problém odolnosti
Vojtěch Kocián,2023-08-04 11:55:15
V hlavni může být vyčerpaný vzduch. Nastavit uzávěr, aby se protrhl těsně před projektilem není až tak zásadní problém. Zrychlení v podstatě taky není problém pro materiál projektilu v rámci nějakých zkušebních výstřelů. U vojenských děl je zrychlení ještě vyšší (menší úsťová rychlost, ale o hodně kratší hlaveň) a také v sobě mnohé projektily mají pohyblivé součástky a elektroniku. Potíž začne být s citlivějším nákladem. Hlavní problém je ale výše zmíněný odpor vzduchu mimo hlaveň, protože bude působit relativně dlouho, takže sebere projektilu rychlost a výrazně ho ohřeje. Pravděpodobně budou muset mířit s relativně velkou elevací (co dovolí kopec, na jehož svahu to vybudují) na protáhlou eliptickou dráhu, aby v atmosféře zůstal co nejkratší dobu. O zakulacení orbity (respektive o to, aby se nevrátil zpátky do atmosféry) se bude muset postarat vlastní pohon projektilu. Pokud bude apogeum dostatečně vysoko, delta v pro něco takového není moc velké. Jestli je to jako celek realizovatelné? Možná, ale podobný projekt se objeví co pár let a výsledek není zatím žádný.
Re: Re: Re: Problém odolnosti
Florian Stanislav,2023-08-04 14:08:37
Ano, zrychlení u kanonů je větší.
a = v^2/2s.
TP kanon s= 10 m , v= 1500 m/s, a = 11 250 m/s^2.
Betonový kanon s=10 000 m, v= 10 000 m/s, a= 5 000 m/s^2.
Článek ale uvádí čas t= 1s, pak a=v/t , celkově a=v/t = 10 000/1 =10 000 m/s^2.
Zahřátí projektilu bude problém. Elektromagnetická děla mají projektily z wolframu, nenesou výbušninu, kvůli přehřátí.
Projektil z betonového děla by asi musel mít obložení tepelně odolnou keramikou jako měly americké Raketoplány destičky. Rychlost 10 km /s je obrovská, meteoroidy přilétají rychlostí desítek km/s, jdou ale z řidšího do hustšího, kde se už pohybují pomaleji.
Myslím, že podobně jako u rotačního katapultu by bylo výhodné vystřelit betonovým dělem jen jako první stupeň. Čímž jsme opět u nebezpečí přehřátí vystřeleného objektu a palivem.
Re: Re: Re: Re: Problém odolnosti
Jaromir Vrana,2023-08-08 14:05:08
aby telese urazilo 10km za 1 sekundu z nulove pocatecni rychlosti, tak musi byt jeho PRUMERNA rychlost 10km/s, tedy tuto rychlost ma uz nekdy po pul sekunde a na konci sekundy bude mit rychlost dvojnasobou, tedy 20km/s.
Stabilní orbit
Antonín Mikeš,2023-08-04 08:30:04
Jak plánují u podobných projektů udržet vystřelený materiál na stabilní orbitě? Však to dělo bude stále součástí oběžné dráhy projektilu, která tím pádem bude procházet nejen atmosférou ale zřejmě i Zemí. Pokud by měla nějaká stanice projektily na orbitě sbírat a urychlovat je na oběžnou rychlost, bude to pálit obrovské množství energie stanice (zpomalení na stejnou orbitu jako projektil a pak urychlení na kruhovou). Mám pocit, že jsem to kdysi hledal a energie na vynesení je asi jen 15% energie potřebné pro kruhový orbit. Takže by se nahoru dali střílet tak leda nádrže s palivem, aby zachytávací stanice zvládla manévr zachycení.
Re: Stabilní orbit
Tomáš Černák,2023-08-04 09:42:21
Ani ne, při málo výstřední dráze, kterou to dělo zařídí, například s apogeem v 300 (6671) km a perigeem v 0 (6371) km, je potřebné dV cca 90 m/s, to zvládnou i malé retromotory na TPH.
Tvůj problém při těch výpočtech bylo, že jsi zcela určitě počítal 0km do LEO (třeba těch 300km) vertikálně. Jenže při orbitální mechanice je třeba počítat vzdálenosti od středu planety, nikoliv jejího povrchu. Také není vhodné stříle kolmo nahoru, ale co nejvíce tečně.
Takže toto fakt problém není. Tepelná ochrana a ochrana proti přetížení, to už ano.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
