題:
地下發射有什麼好處?
Muze
2018-07-19 00:23:35 UTC
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洲際彈道導彈通常從地下發射。如果將導彈發射到地下而不是地面上,則可以節省多少燃料?如果試管通過單獨的化學發射機構進行改進的發射而更深,從而在活塞上產生背壓,那麼獲得很大速度以達到軌道的火箭是否會更有效?這樣,許多尺寸的火箭可以使用額外的推動力,並且可能是可重用的第一階段發射。

此活塞由在壓縮狀態下高效的火箭提供動力。升力是由內燃室中不斷積累的壓力所形成的,持續燃燒而不是飛出。最大Gs向上和向外。什麼阻止了使用電動發動機協助航天器發射? (啟動補充)

enter image description here https://metro.co.uk/2018/03/30/russia-tests-4000mph -hypersonic-missile-near-possible-shoot-down-7428694 /

我們進入地球最深的深度是什麼?

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獎金問題:是否會設置3維磁性軸承導軌是否足夠堅固以防止船舶或活塞與軌道/牆壁接觸?組成石墨和鉍的船會保持中心嗎?會有靜電嗎?如何吸收?

管中的壓力應小到不會損壞或破壞火箭的程度。使火箭更堅固以承受高壓和額外的加速度會增加其結構質量。舉起這個附加質量將需要更多的燃料。更多的燃料需要更大的油箱,進一步增加了結構質量。
@Uwe升降平台的作用就像一個活塞,可最大程度地減少逸入火箭區域的氣體。就像俄羅斯使用壓縮空氣將ICBM運到那裡一樣
如果將活塞從管子的上端扔掉,它會掉回地面並被撞擊破壞。需要一個新的活塞。火箭發動機的高溫氣體也會破壞活塞。但是,您沒有在兩次發動機點火之間獲得足夠的推力所需的時間。為避免熱排氣對火箭造成損壞,應避免在管內點火。
降落傘不能防止在撞到地面時損壞活塞。降落時沒有降速為零的降落傘。
@Uwe活塞可能會保留一點燃油以軟化著陸。它像助推火箭一樣落在地面上後會繼續升空並掉落嗎?
從地下發射核導彈的主要原因是,筒倉經過了加固,可以抵抗核攻擊。第一批核導彈在幾十公里內有一個CEP(可圈入圓圈)錯誤:足以引起敵方民眾的恐慌,對其他方面卻沒有好處。將其提高一個數量級或更多(CEP誤差小於千米)意味著彈頭可能會佔領工業場地。取出一顆敵人的導彈需要對此再提高一個或兩個數量級。我懷疑現在使用的加固要求幾十米的CEP誤差。
@DavidHammen我知道這一點,但今天在Space.SE上了解到,俄羅斯已使用壓縮空氣將其從地下提升。基於此前提。
您是否在問這個問題:https://www.youtube.com/watch?v=cZpK9AEGo5o?請注意,主電機射擊時火箭的速度幾乎為0。
https://www.youtube.com/watch?v=XwvNuZLASdE更好,因為它顯示導彈幾乎停在地面上方。
“該活塞由壓縮時高效的火箭提供動力。”那些火箭是什麼?就像我之前提到的那樣,如果您組成魔術設備,那麼所有的賭注都將消失,任何事情都可以奏效。
六 答案:
Russell Borogove
2018-07-19 00:47:14 UTC
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這本質上是活塞發射;原則上講,足夠深的孔可以使活塞達到與驅動活塞的膨脹氣體中的聲速接近的速度。

假設您受火箭結構的強度限制為6g,並且將普通空氣用作驅動介質,則需要一個千米深的活塞,然後加速到1馬赫(約340 m / s )在6秒內。這可以為您節省達到LEO所需的總delta-v的約4%,或典型的第一階段貢獻的約10%。

之所以沒有完成,是因為設計一個火箭級,深達千米的活塞是一項巨大的任務,而將發射器的第一級稍大一點會更容易。

亨利·斯賓塞(Henry Spencer)在關於yarchive的帖子中指出:

許多新穎的發射方案都需要火箭提供一定程度的幫助。使他們喪命的是進行權衡研究,即只是擴大火箭部分而擺脫非火箭部分。經常令人驚訝的是,它變得更好,更便宜。

那增加的壓力呢?壓力的增加將降低排氣速度,從而降低發動機的效率。
我假設是活塞,如OP的圖所示;發動機在活塞的1atm側,並且/或者直到離開時才達到最大推力。
我不確定我是否理解。排氣需要去某個地方。在點火之前,在活塞下方的壓力室中為atm,在孔中為1atm。啟動引擎。沒有排氣進入漏斗進入壓力室,將其提升為atm。活塞開始向上移動。孔仍在1 atm。但是現在排氣已經-進一步給壓力室加壓-推向2個大氣壓。這將不可避免地降低排氣速度。如果不使用排氣對腔室加壓,則a)排氣流向何處,b)活塞如何增壓。
沿腔室的側面使用在活塞通過時密封的排氣孔,或者直到發動之前不要點燃發動機。活塞被壓縮空氣或地下單獨的一組火箭燃燒室加壓。
如果您在起飛前不點燃發動機,這只是標準的彈出式導彈發射。
除了向近馬赫加速6g的公里。 ;)
詳細,詳細.... :)
Organic Marble
2018-07-19 03:54:30 UTC
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請注意,對於發射筒倉的導彈,排氣通常從筒倉中排出,而不是用來給筒倉加壓。

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為什麼要排氣?

未通風的筒倉會極大地增加發動機要排放到的環境壓力,並伴有推力損失,可能的氣流分離等。您不想在增壓室內運行發動機。對於方程式,請參見以下答案:為大氣使用而改裝的固定式La Laval噴嘴會損失多少效率?

筒倉發射沒有節省大量燃料。這樣做是為了保護導彈不受敵人的攻擊。

具有保護導彈不受天氣影響的有益副作用,從而減少腐蝕和其他維護問題。
MSalters
2018-07-19 02:22:03 UTC
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可以獲得什麼好處?

從能源角度講,不是那麼多。您基本上是在談論第一階段的一種變體,但是這種變體只能在最初的幾秒鐘內發揮作用。

然而,真正的好處可能是在相對惡劣的天氣下增強了發射能力。在低速下,風更是一個問題。因此,如果您以足夠快的速度突破水平面,則可以以更高的風速進行發射。

不是真正的風本身會使發射成為問題。問題在於地球表面使風減速。這意味著您將獲得與海拔高度有關的風廓線。上升得越高,您遇到的風就越多。這使火箭傾覆了。

另一個與天氣有關的可能引起關注的問題:[較小的火箭發射時需要比較大的火箭更好的天氣嗎?](https://space.stackexchange.com/q/24548/12102)
Hobbes
2018-07-20 00:11:06 UTC
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優點:

  1. 到達軌道所需的燃料更少
  2. ol>

    問題:

    1. 獲得足夠的速度以解決問題,您需要一條長路=一根深桿。 3 km約為實際極限。
    2. 要使火箭(假設重達550噸,是獵鷹9的初始重量)在僅3公里的軌道上達到可用速度,就需要大量動力。 F9使用9台Merlin發動機來加速滑行,因此您需要的功率有:Falcon 9 FT:升空時推力為7,607 kN(1,710,000 lbf)。
    3. ol>

      RR Trent 800噴氣發動機既可以用作飛機發動機,也可以用作動力裝置。它產生36 MW的軸功率或80 klbf / 360 kN的推力。使用這種轉換作為捷徑,您需要這些引擎中的21台在升空時提供與F9相同的功率,或者需要760 MW來以與F9離開地面相同的加速度提起火箭及其平台。能夠處理760 MW的線性電動機將是巨大的(數百噸),更不用說承載那麼大功率的動力線了。 760 MW相當於30輛TGV列車。

      1. 您必須從平台的中途制動平台,以免平台彈射出來(重達數百噸,它無法進行軟著陸)。這使您可以達到的速度減半。

      2. ,您將無法啟動引擎並在啟動之前對其進行測試。啟動發動機時,任何故障都可能導致撞車和失去任務。當您仍在隧道中時,無法啟動引擎。您不希望火箭廢氣炸毀火箭的側面。

      3. ol>

        如果要通過壓縮氣體移動活塞,需要多少氣體?

  • 讓我們假設550噸火箭加50噸活塞
  • 活塞直徑5 m,面積19.6 m 3 sup>
  • 井深1公里(借用羅素的答案)
  • 將其抬離地面所需的壓力:600,000 / 19600 = 30 kg / dm 2 sup>(30 bar)
  • 填充1公里深至30 bar的豎井所需的氣體量:空氣的比重為1.2 g / m 3 sup>,豎井中包含19600 m 3 sup> x 30空氣是705噸。

因此,如果要執行此操作,則需要在30 bar壓力下排放705噸火箭廢氣以填充軸。這比F9第一階段的整個燃燒過程都多,因此您要使用更多燃料而不是節省燃料。您還交易了使火箭小10%(節省的微不足道,您只需要稍微縮短一下油箱就可以節省一桶鋁),因為它必須以氣密性密封來建造和保持軸深1公里在活塞和軸之間。

此計算忽略了一些問題:

  • 當您使用火箭產生這種氣體時,氣體在離開火箭發動機時會冷卻,從而降低壓力。
  • 火箭發動機必須在高排氣壓力下運行,因此效率低下。
  • 我忽略了氣體需要加速活塞和火箭的速度,我計算出的壓力只是使活塞脫離地面而不加速。

所以兩者用電動和氣動來移動活塞是不可行的。

您要我解決這些問題嗎?
1.為什麼不站在山上或挖山?它的第2.1階段可以是經過改造的助推火箭,設計用於在稠密的大氣中運行。是無室助推火箭的1.20倍。 3和4可以在隧道盡頭點燃並節流火箭。
我將做更多的計算,不過可能要花幾天時間。
對於ICBM,第4點無關緊要,因為它們已經被冷彈出。
並且冷噴射偶爾會失敗。 Youtube上有一些俄羅斯防空導彈以這種方式失敗的視頻。發生這種情況時,每個人都必須像地獄般奔跑,並希望他們在爆炸中倖免。那是一噸重的導彈。落在發射井頂部的600噸火箭是非常糟糕的一天。
CKA
2018-07-19 12:15:21 UTC
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我不會以化學為基礎,而是以電磁為基礎,例如目前在杰拉爾德·R·福特級新型航母上引入的電磁飛機發射系統

我想到了與該技術有關的兩個問題:

  • 首先,您需要巨大的電能存儲空間,只需幾分之一秒即可完成存儲的電能。這將是一項巨大的任務,尤其是因為火箭比戰鬥機要重得多。如果發射速度太快,火箭將在大氣中分解或燃燒。正如羅素·博羅戈夫(Russell Borogove)在其回答中所指出的那樣,您將被限制在6g左右,相對於delta-v,這將不會帶來太多優勢。您可以使火箭更堅固,但這反過來會增加重量,因此抵消您的意圖。
WBT
2018-07-20 06:17:36 UTC
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因為沒有其他人將其包含在答案中

從地下發射可以帶來什麼好處?

保密性,確切說明其中有什麼火箭,它的頂部以及發射準備狀態。維護也可以完成,而無需進行容易的觀察檢測。這對洲際彈道導彈很重要,後者的威懾作用在某種程度上取決於 panopticon原則,對手認為它們可能隨時準備發射,而實際上並不知道它們是否 在任何特定時刻均可啟動。當火箭不是為發射準備就緒而是在地下時,系統中的這種弱點不一定以觀察者可以識別和利用的方式暴露出來。

此外,如果火箭指揮官正在嘗試安裝一些新的/升級的有效載荷,則地下筒倉可以使他們對是否/何時向潛在對手透露此信息。



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