Космические пушки.

Перейти вниз

Космические пушки.

Сообщение  Admin в Пт Апр 27, 2012 7:20 pm

Выведение в космос возможно не только при помощи привычных ракет, но и другими способами, такими как использование для этого сверхмощных артиллерийских пушек.
Идея пушечных запусков на орбиту появилась задолго до появления первых мощных ракет, о ее популярности можно судить по фантастическим романам, таким как - "Из пушки на луну", но низкий уровень технологий прошлого не позволил воплотить ее на практике.
Сейчас идея пушечного выведения или по крайней мере старта на суборбитальную траекторию технически реализуема, и не исключено что "Космические пушки" займут свое место в космонавтике будущего.
У пушечного старта есть свои преимущества и недостатки. Его основной недостаток в больших перегрузках при выстреле, что создает дополнительные технические сложности и не позволяет выводить этим методом хрупкие изделия и детали, оставляя его только для простых расходных материалов, таких как топливо, твердые, волокнистые или порошковые материалы.
Но его преимущество в технической простоте, а как следствие надежности и низкой стоимости, делает пушки самым дешевым и доступным из перспективных средств выведения.
У традиционных пушек много ограничений, но есть и много возможностей для модернизации.
Традиционный бездымный порох не позволяет разгонять снаряды до скоростей больше 2 - х километров в секунду. Низкая скорость распространения газов у традиционного бездымного пороха одно из главных ограничений современных пушек.

Ракетное топливо вместо пороха.
Но этот недостаток можно преодолеть за счет перехода на другие "Метательные вещества".
Использование вместо пороха компонентов ракетного топлива дает возможность увеличить скорость распространения пороховых газов до скорости ракетных реактивных струй, от 2700, до 3300, метров в секунду. У самого лучшего пороха скорость распространения газов 2300, 2500. На жидком ракетном топливе можно получить скорость снарядов до 3, 4 ,километров в секунду. Возможно даже чуть больше если использовать предварительный подогрев компонентов рабочего тела перед их сжиганием.
В отличие от твердого пороха горящего в гильзах и стволе, твердое ракетное топливо нужно подавать в камеру сгорания из отдельных резервуаров вытесняя оттуда давлением пороховых газов. Для предварительного подогрева компоненты топлива можно пропускать через раскаленные "Тепловые аккумуляторы", массивных термостойких блоков с множеством трубок или полостей внутри.
Паровые пушки.
От химического горения компонентов метательного вещества в принципе можно отказаться вообще, придавая необходимое нагревание "Рабочему телу", только за счет тепловых аккумуляторов. Это позволяет получить некоторые дополнительные преимущества. Отказ от химической реакции горения позволяет отказаться и от окислителя, а именно на окислитель приходится основная масса продуктов горения. Как следствие отказавшись от горения можно снизить среднюю молекулярную массу пороховых газов и получить более высокую скорость их распространения при той же температуре.
Если использовать в качестве рабочего тела пушки воду с высокотемпературным тепловым аккумулятором, то можно получить такую же эффективность, что и у химической топливной пары, кислород - водород, дающей водяной пар при горении. Но без проблем связанных с жидким водородом и кислородом, которые можно хранить только при сверхнизких температурах, водород к тому же имеет низкую плотность и способен просачиваться сквозь металлы.
Потенциальным рабочим телом для паровой пушки может служить не только вода, но и более богатые водородом вещества, имеющие более высокую скорость распространения продуктов разложения. Такие как спирт или аммиак, которые сравнительно просто хранить и у которых достаточно высокая плотность. От плотности зависит объем и вес баков, чем выше плотность топлива тем ниже вес и стоимость топливных баков и другого оборудования.
В качестве рабочего тела для паровой пушки можно использовать и чистый водород.
Водород проблемное рабочее тело, у него сверхнизкая температура сжижения, почти абсолютный ноль, низкая плотность, всего 70 килограмм на кубометр, водород может впитываться в металлы, что повышает их хрупкость и требует специальной защиты. Но водород позволяет получить непревзойденно высокую скорость снарядов. Скорость распространения раскаленного водорода может доходить до 10 километров в секунду, что превышает орбитальную скорость и теоретически позволяет запускать снаряды из пушки сразу на орбиту без дополнительных ракетных ускорителей. На практике такой "Прямой запуск" вряд ли осуществим и ракетные двигатели все равно понадобятся, но паровая пушка на водороде позволяет разогнать снаряд почти до космической скорости, что снижает вес ускорителя до минимума.
Есть другие потенциальные способы модернизации орудий. Такие как нагревание рабочего тела электрическим током прямо в стволе, что позволяет использовать дешевый порох на основе аммиачной селитры, получая вполне неплохую скорость распространения. Или использование высококалорийных компонентов горючего в химической паре, например металлического лития, гидридов (Водородных соединений) легких металлов, что позволяет использовать плотное топливо хранимое без сверхнизких температурах, но сравнимое по скорости распространения газов с парой кислород - водород. Есть потенциальные способы получить твердый порох, при сгорании которого в газ переходит только водород, а остальные продукты горения остаются в твердой фазе в виде шлака.
Так же есть возможности улучшить характеристики пушек за счет использования сверхскоростных воздушно реактивных двигателей на атмосферном участке траектории. Или использовать стенки снарядов из горючих материалов, сгорающих в качестве топлива после выхода из атмосферы.

Потенциальных возможностей для космических пушек много, но это направление плохо проработано, хотя от этого не становится меньше поводов для обсуждения.





Admin
Admin

Сообщения : 53
Дата регистрации : 2012-04-22

Посмотреть профиль http://cosmosclub.profiforum.ru

Вернуться к началу Перейти вниз

Вернуться к началу


 
Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения