Supergun, lanzamiento de satélites

Question

Debo decir en primer lugar que yo no creo que esto sea un factible lanzamiento de método, de lo contrario, la NASA y otras agencias espaciales estarían utilizando por ahora.

Se basa en esta BBC news historia de Saddam Hussein Supergun pero, por suerte esta monstruosidad nunca fue terminado, o incluso totalmente probado.

Estos gigantes de los cilindros son una de las últimas piezas de un competidor para uno de los más audaces, piezas de ingeniería que se ha diseñado: "un supergun" llamó la Gran Babilonia, la que podría haber disparado a los satélites en órbita de un 156m de largo cañón (512ft) incrustado en el interior de una colina.

En lugar de pensar en los aspectos de ingeniería de la pistola, ¿cuáles son los basados en la física razones por las que no podemos organizar una serie lineal de las explosiones, una válvula de tipo de dispositivo para evitar que resoplo por el cañón en cada etapa y maximizando el impulso hacia arriba a la carga a la velocidad de escape.

De nuevo, me gustaría destacar que creo que hay física (en lugar de la ingeniería) razones por las que esta idea no es utilizada hoy en día. Yo no sé lo que son. Es tan simple como el barril sería necesario unfeasibly largo, incluso con los más poderosos explosivos tenemos disponibles hoy en día?

El Proyecto Arpa de Lanzamiento de Arma de fuego fue probado en la década de 1960, pero nunca ha conseguido más de la mitad de la velocidad de escape necesaria.

Merci beaucoup, Jules Verne (1828-1905). De La Tierra A La Luna

Answer 1

Otras respuestas no mencionar el hecho de que no hay un solo impulso (e.g, como ser disparada por un arma de fuego) que pueda lanzar un proyectil en órbita. Puramente balísticos proyectil disparado por un arma de fuego debe choque de vuelta en el planeta, o debe escapar del planeta en conjunto.

Con el fin de alcanzar la órbita, al menos dos impulsos deben ser aplicados para el proyectil. El primero (el de la pistola) lanza en una elíptica trajetory que vuelve a la superficie y, a continuación, el segundo impulso debe ser aplicado por un motor cohete "circularizar" de la órbita en el momento cuando el proyectil alcanza el apogeo de la inicial de la elipse.

Answer 2

Nada lanzado en órbita por un arma de fuego debe viajar a velocidad orbital (de hecho por encima de la velocidad orbital) en la atmósfera más baja. Que es generalmente indeseable, por decirlo suavemente: habrá calefacción realmente grave.

Answer 3

Aparte de la balística interior de los aspectos de los diferentes proyectos, se dio cuenta rápidamente de que cualquiera de los satélites que se lanzan por arma de fuego que habría de soportar altas g-cargas durante el disparo de la pistola y el tamaño y la masa del satélite sería muy limitado por las dimensiones de la cavidad de la pistola y el máximo impulso que podría ser proporcionada por el propulsor, sin dañar la pistola.

Diseños especiales para los satélites fueron preparados de tal manera que la electrónica sensible no sería dañado al ser disparado desde una pistola, y reconociendo que el arma no pudo proporcionar la suficiente velocidad para llegar a la órbita, los satélites de refuerzo cohetes fueron diseñados para el fuego después de ser arrojado en el aire por las armas.

El proyecto terminó por diversas razones, algunas de presupuesto, de algunos políticos. La escalada de la guerra en Vietnam causó fondos para una gran cantidad de proyectos de investigación para ser cortado, y este proyecto fue originalmente un esfuerzo conjunto entre los Estados Unidos y Canadá. Cuando las relaciones entre los dos países golpear un bache a lo largo de diferentes políticas con respecto a Vietnam, el proyecto se hizo maduro para ser eliminado.

Answer 4

Creo que el corazón de la cuestión es si se podría organizar una continua combustión del propelente a lo largo de la longitud del barril. En ese camino, la aceleración se produce a lo largo de la longitud del barril en una forma más sutil. Desde la expansión de los gases del propulsor en la shell de la cubierta se expanda y la presión de los gases en expansión disminuye a lo largo del camino que significa la principal fuerza o aceleración de la carga no está en el inicio del movimiento de un proyectil.

Usted todavía tiene una gran aceleración. Supongamos que el barril es $100$m de longitud y asumir el proyectil tiene la velocidad de la órbita ($\simeq 10^4m/s^2$) en el extremo del cañón. A continuación, el uso de la primaria de la ecuación de $2ad = v_f^2 - v_i^2$ la aceleración es entonces $$ a = \frac{v^2}{2d} = \frac{10^8 m^2/s^2}{200 m} = 5.0\times 10^5 m/s^2. $$ Este es el promedio de la aceleración, que si el diseño de la cocción de propulsor correctamente podría ser la aceleración real que es casi constante. Esta es considerable.

Hay un problema adicional. El proyectil, ya que deja el arma será frenado por la gran onda de choque que produce en la atmósfera. Por lo tanto usted necesita para disparar el proyectil en una mayor aceleración para dar cuenta de esta pérdida.

Answer 5

Uno de los más desagradables factor: ¿Cuál es la velocidad de expansión de su propulsor. Tomar el Jules Verne enfoque y su nave se queda muy corta no importa la cantidad de polvo que poner en el arma de fuego debido a que la velocidad de expansión es demasiado baja. Su arte nunca podrá exceder la velocidad de expansión del propulsor.

Nota, sin embargo, que usted no tiene que usar explosivos o combustibles mezclas de gas-el mejor espacio químico-pistola de diseños que he visto de gas, no había boom) para construir un espacio de armas. Considere las armas de la marina de guerra de trabajo--supergun tipo de velocidades, nada de lo dispuesto en el launcher va en auge. Usted todavía necesita la arma-dura de la electrónica, sin embargo.

Para un fijo lanzador puede utilizar un motor lineal en lugar de un railgun.

Un dolor de cabeza más para tener en cuenta: Una visión simplista de puntería de un espacio de arma corta a través de un mucho más ambiente de la 14,7 psi usted pasará a través de si usted se fue hacia arriba. Esto sugiere otro enfoque: Hacer que su ángulo de lanzamiento es tan pronunciada como sea posible, más de 80 grados sería ideal si se pudiera construir la necesaria velocidad vertical. Lo que escucho de la gayola acerca de la necesidad de la velocidad orbital?? Si su velocidad vertical es lo suficientemente alto como usted puede conseguir lejos con muy poca velocidad horizontal. Ir casi recta en 18.000 millas por hora y te vas a caer de nuevo. Ir casi recta en decir 24,500 mph y otro asunto es--el objetivo es ir lo más lejos posible en consonancia con no llegar a su órbita wigged por el sol. Solo se necesita suficiente velocidad horizontal para viajar 4000 millas durante esta hop (y puede tardar días en el salto, que no es mucho la velocidad en todos), de volver a bajar apenas rozando la atmósfera y, a continuación, hacer un aerocapture maniobra. Usted todavía necesita una circularización quemar en la final, pero le he encontrado mucho menos arrastre que si se hubiera ido para la órbita directamente.

Ahora, si estás en un cuerpo sin atmósfera, el motor lineal realmente brilla. Usted todavía necesita para circularizar pero que no están luchando mega-arrastre, y tampoco tiene que preocuparse de cosas como la onda de choque de la nave destruyendo el sistema de lanzamiento. Un ángulo de expulsión de cero está bien, así que no hay límite de longitud en el refuerzo. Usted ya no necesita arma-dura de la electrónica, este sistema es aún utilizable para tripulado de transporte. (Envoltura de su impulso pista clara alrededor de la luna y su tripulado de la velocidad está limitada únicamente por la fuerza centrípeta como usted va alrededor de la pista. Si no he metido hasta las matemáticas que es suficiente para proporcionar algo de solar escapar al impacto solar.)