Заинтересовался постом про SpinLaunnc. Хотел написать комент, со своим никому нахуй не нужным мнением по этому вопросу, ибо имею интерес к теме, получилось длинно. Решил запилить пост. Осторожно, многа букав и даже формул. "Лень читат, что там?". Первая часть - если есть ограничение на длину ускорителя, и задана скорость, что выгоднее: медлено раскручивать или пулять из пушки по прямой - пулять выгоднее. Вторая часть - можно ли запускать из центрифуги с Земли сразу в космос - неть. Третья часть - использовать центрифугу как первую ступень? Можно. Но геморно.
Подробнее
Выше Белибердяй и другие не менее уважаемые пидоры уже почти все расписали. Но истина не тускнеет от повторения! Давайте вспомним физику и посчитаем. Часть!. Центрифуга против пушки. Центростремительное ускорение — „ (1) А направлено по радиусу к цен тру. Здесь V скорость, К радиус вращения. /Г -Х1 Центробежная сила 1,1 (2) л направлена от центра. Где ш-это масса тела. Когда вы крутитесь на карусели, эта сила стремится оторвать ваши внутренности от своих мест и вдавливает вашу спину в сиденье, или отрывает руки от поручней. _ аГ Путь пройденный при равноускоренном движении по прямой х ~ ^ (3) I - время действия линейного ускорения. Скорость V, достигаемая к моменту I при ускорении и1 будет V = (I ■ I (4) Мы хотим разогнат ь тело до скорости V двумя разными способами : просто толкая его на прямом отрезке длины X. с постоянным лилейным ускорением Ч,, и медленно (бесконечно медленно) раскручивая его па веревке длины Я до скорости V (тело будет испытывать центробежное ускорение ац ) Скорость в конце одна и та же, какое ускорение будет больше ? линейное или центростремительное? 2Ц X [ \(м/С I I I О —Ц Ом/с Рассмотрим сначала случай линейного ускорения: V = а, - /, V «ь ' V2 х = а : х = 2а,2 поскольку мы условились, что длина X нашего линейного ускорителя равна двум радиусам кругового ускорителя X — 2К то: V2 а. = — '• 4/? (5) _у^ Вспоминаем что а II К При ускорении по прямой перегрузка в 4 раза меньше. Зловещая пауза В линейном случае ускорение стремится сжать наш снаряд по оси, а в круговом -разорвать на две половинки вдоль. Но это условность. Мы могли расположить снаряд как угодно. Пример. Есть ствол длиной 100м, нужно равноускоренно разогнать в нем тело до скорости 10м/с. По формуле (5) 10- 100-2 = 0.5 м/с~ потребуется на это / — V/а —10/0.5 — 20с. Действительно ли нам хватит 100 метров? X = аГ 12 = 0.5 • 20" / 2 = 100л/. Да, все сходится. Л когда бы мы очень медленно раскрутили это тело до той же скорости на веревке длиной 50 м, центростремительное ускорение составило бы С1ц ~ ^ — ^ ^0 — 2м/С в 4 раза больше. Часть2. Центрифуга и инертный снарял. Можно ли сразу разогнать снаряд с земли до первой космической в центрифуге? Первая космическая - 7.91км/с. Будем считать, что нам хватит 10 км/с при выходе из центрифуги, ведь снаряд еще затормозится в атмосфере. Пусть радиус нашей пращи 10 м. Праща (или петля) - это то, что соединяет вал центрифуги со снарядом. Прикинем перегрузки. V2 2 7 2 аи — — 10000 /10 — 10 м/с > то есть ,-рубо говоря 1 млн. в. Представим А гвоздь 1 кв.мм на 10см внутри нашей ракеты расположенный вдоль радиуса пращи. Плотность стали 7.8г/смп3, он будет весить на земле 0.01*10*7.8=0.78г. Однаграмовый гвоздик. В центрифуге ои будет’ весить уже тонну. Прочность конструкционной стали около 60кгс/ммА2. Здесь же почти в 20 раз больше. Даже если мы хотим делать ракеты из чистого чугуния и запуливать их в космос, нам нужна петля подлиней, (центростремительное ускорение обратно-пропорционально радиусу) примерно в 20 раз. То есть центрифуга с радиусом не 10, а 200м. и диаметром в 400. Пусть так. Какая сила будет действовать на саму петлю даже без снаряда? Центробежная сила, действующая не на точку, а на однородный стержень закрепленный в центре будет меньше втрое: V2 Е. = зд -III (6) Пусть петля центрифуги сделана из углсволокпа с плотностью 2г/емА3 и прочностью 300кгс/ммА2 (это идеальное волокно без дефектов). Выделим в петле участок 200м на 1ммА2. Он будет весить 20000см*0.01смА2*2г/смА3=400г. На него будет действовать центробежная сила = ^ш= Ш0001 0.400 = 6.66-10^ 4 3К 3-200 Шесть тонн силы на квадратный миллиметр. И это без нагрузки. Петля без пичего. Эго в 20 раз больше чем выдерживает карбон - прочнейший материал. И при этой скорости и диаметре пращи цельностальная ракета с поперечником хотя бы 10 см будет почти разрываться па части. Петлю можно сделать еще в два раза длиннее, ее масса возрастет вдвое радиус увеличится вдвое, а нагрузка на нее так и останется 6.66* 10л4 Н. Натрузка на саму петлю зависит только от плотности материала и скорости на конце. Совершенно не реально. Часть3 Центрифуга как первая ступень. Уменьшим скорость в 5 раз с 10км/с до 2км/с. Остальную скорость снаряд будет набирать сам, то есть примерно лишь 5-10% кинетической энергии дает центрифуга, остальное - ракетный двигатель. Правда теперь пашей ракете нужен этот самый двигатель, топливо, управление, электроника и т.д. Забудем про атмосферу и связанное с пей торможение. Центробежные силы сразу упадут примерно в 25 раз. Наша 200 метровая карбоновая петля уже почти не рвется, на любой предмет ннуфи ракеты действует не 10Л6 g, а всего 0.5*10л5". К какому-нибудь конденсатору на плате, который так весит I г, будет приложена сила не в тонну, а всего в 50-60 ктс. И так к любой детали, чем она тяжелее, тем больше. Если мы захотим уменьшить длину петли вдвое (решим, что 400м центрифуга, чтобы пулять 10 см в диаметре ракетки, это как-то перебор), то за это придется заплатить двойным ростом перегрузки и наоборот. Скорость 2км/с выбрана не случайно. Выше нее никакой ныне существующий материал для пращи на справится, ни для длинной ни для короткой. Запуливать спутники - не вариант, никакой спутник не выдержит пусть и 10л5й. Ракета все равно нужна, к тому же ракета очень не простая, вес детали которой устойчивы к огромным перегрузкам, и это чтобы забрасывать на орбиту что-то очень простое, баки с топливом например. Выпуск снаряда должен осуществляться с точностью до микросекунд, даже на презентационном ролике видно, что ракету болтает, она летит не прямо. Общие для всех подобных систем проблемы (пушки, пращи и т.л.) никуда не деваются. Главная - снаряд в плотной атмосфере должен двигаться с около космическими скоростями. При скорости 3 км/с сопротивление у головной части по грубой прикидке будет порядка тонны на смл2, а температура составит примерно 10 000 градусов, нужен очень мощный жертвенный испаряющийся экран или какая-то другая защита. Таких штук еще никто не делал. Вместе с тем система $ршЕаипс1т рекламируется как простая и дешевая. Пожелаем им удачи. Вместо заключения С центробежными и центростремительными силами большая путаница. Идет она со школы. А дело в том. что строго говоря это нс силы вовсе. Это эффекты неинерциальной системы, ко торые удобно рассматриват ь как будто, на т ело действует сила, как будто оно ускоряется. Это часто не проговаривается. Но у этой "силы" нет источника, на нее не действует третий закон. Когда автобус тормозит и вы летите по салону с ускорением к передней стенке, для вас вес выглядит так, как будто есть какая-то "сила" инерции, которая вас притягивает вперед, но если есть сила, то должен быть и сс источник, если что-то притягивает, обладающий массой объект (вас), то по третьему закону и объект должен что-то обладающее массой притягивать к себе. А этого "что-то" нет. Мысль, что тело просто двигающееся по кругу с постоянной угловой скоростью, ускоряется - не укладывается в голове. Куда оно ускоряется? Кто его ускоряет. Если есть ускорение, значит есть сила, взаимодействие с чем-то, значит есть и ответное действие, а указать сто источник невозможно. Это просто условность, которая пропадает, когда мы переходим от Пыотового подхода к Лагранжсвому, по объяснить это вес повичку сходу -трудно, и все говоря т о "силах" инерции.
космос,космонавтика,SpinLaunch,ракеты
Еще на тему
При наличии такого материала с ценой грамма в миллиард долларов центрифугу построить можно, а лестницу - нет.
Это в "Разрушителях мифов" можно сразу начинать пробовать лепить всё подряд, без каких-либо расчётов, хотя любому рандому с 1 курсом технического вуза результат каждого эпизода был очевиден на этапе описания самого мифа. Народ тупо страдает хуйнёй, пиля бабки, и при этом делает страшную вещь - уничтожает веру людей в подобные нетрадиционные проекты. Обосрутся эти, обосрётся ещё парочка - и третьим, чей проект реально мог быть рабочим, не поверят и не дадут денег.
Фраза "Лох не мамонт, лох не вымрет" известно чья? Так вот он её ещё на практике подтвердил.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%9C%D0%9C
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%9C%D0%9C-2011
Да и вообще канал довольно интересный, там автор разбирает всякие наёбывательныне проекты, в том числе туда нередко попадает один известный Илон с обзорами типа: что он напиздел/что имеем по итогу
Дешевой альтернативой МБР является мужик с фургончиком. Приехал, припарковался в центре, уехал подальше и бомба БУМ. Против этого нет реальных способов защиты.
Единственное, чему не перестаю удивляться - это как далеко они смогли зайти. Мы часто думаем, что раз большие дяди вложили в это дело N миллионов $, то они наверняка что-то знают. Ну не могут же они ошибаться, иначе откуда у них взялись лишние N миллионов $?
Нам выпал редкий шанс лицезреть проверку мифа, которую не смогли бы устроить даже Разрушители легенд.