Ракета с электродуговым двигателем, питание по проводу

[Lin]

Идея на грани безумия, поэтому в ЧД
Ракета с электродуговым двигателем, питание по проводу с Земли.

Мощность нагревателя = полупроизведение УИ на тягу.
УИ на водороде вполне может быть 9000 м/c
Тогда при тяге этак в 600т, получаем мощность – 3 ГВт. С учетом потерь и т.д. – 5 ГВт.
Ток = мощность / напряжение
1 мм2 - 10А тока.
Напряжение 100 кВ. Выше - изоляция съедает выигрыш.
Ток = 50 кА, то есть 5000мм2 провод или диаметр провода  80мм
Провод длиной, скажем 10 км.
0,005* 10000* 10 000 = 500 000 кг
Провод явно надо армировать чем-то, иначе порвется.
Не очень то весело.
Но дирижабль, который примет на себя часть массы провода, немного поможет.
При УИ 900с при массе ракеты 300т (с массой провода) и массе водорода 300т скорость будет равна 6 км/c.
Хотя с такой тягой... не успеет.
Вторая ступень ракеты – ЖРД  на паре кислород-водород.
Кстати, а что если сделать смешанную схему на первой ступени ?
Три водородно-кислородных ЖРД и один электродуговой водородный.
УИ конечно меньше чем у электродугового, но и провод можно сильно уменьшить.
Обойтись без дирижабля ? как разматывать провод ?

[Дмитрий В.]

Я так понимаю, после отцепа  от РН, кабель падает на землю, увлекая за собой дирижабль?

[Lin]

Я так понимаю, после отцепа  от РН, кабель падает на землю, увлекая за собой дирижабль?

Дирижабль открывает парашюты

[RadioactiveRainbow]

Один дирижопель - бяка. При рывке в нижней точке траектории падающего кабеля массой 500 тонн рывок будет такой, что каркас дирижопеля (а может ещё и оболочку с тросами) - порвёт как бумажные.
Чтобы процесс падения был равномерным нужно много небольших жирижаблей вдоль кабеля...
Кстати, кабель должен быть длиннее высоты, на которой он отцепляется - чтобы не было рывка вверх, когда кончится длина кабеля раньше достижения его ЦМ высоты с нулевой вертикальной скоростью.

Вообще - по мне так идея очень сомнительная...

[Дмитрий В.]

Один дирижопель - бяка. При рывке в нижней точке траектории падающего кабеля массой 500 тонн рывок будет такой, что каркас дирижопеля (а может ещё и оболочку с тросами) - порвёт как бумажные.
Чтобы процесс падения был равномерным нужно много небольших жирижаблей вдоль кабеля...
Кстати, кабель должен быть длиннее высоты, на которой он отцепляется - чтобы не было рывка вверх, когда кончится длина кабеля раньше достижения его ЦМ высоты с нулевой вертикальной скоростью.

Вообще - по мне так идея очень сомнительная...

О! Придумал, что делать с кабелем! Надо выполнить его изоляцию в виде гермооболочки, наполненной гелием! То есть сам кабель становится дирижаблем- в полном соответствии с ТРИЗ!!! Тогда, после отцепа от РН, он - кабель- остается висеть в воздухе и, при плавном стравливании гелия, кабель - опять же плавно- приземляется :lol:  :lol:  :lol:

[Fakir]

Я о чём-то в таком духе думал (для взлёта с Луны в первую очередь), но большая гадость в том, что по кабелю необходимо пропихивать невшизенную мощь, гигаваттного уровня. И даже в этом случае длина кабеля получается не в один километр (это для случая, когда на Луне запитываемая по кабелю ступень обеспечивает ХС всего-то 1 км/с).
То есть кабель - просто чудовищный. Что делает затею совершенно нереальной. Для старта с Земли, с куда большей ХС - тем более.

[Гусев_А]

У меня была чем-то похожая идея.
Не один, а ДВА, не кабеля, а ПРОВОДА без изоляции, поднимают аэростаты на максимальную высоту паралельно на небольшем растоянии друг от друга. Аэростаты закреплены через несколько сот метров и имеют по два электродвигателя с винтами, для коректировки своего положения. К проводам прикладывается напряжение в несколько сотен киловольт, а РН имеет специальные штанги для своего электроснабжения, возможен вариант, когда штангах можно разместить дополнительные электродвигатели, которые еще и будут тянуть РН относительно проводов (может на нижнем участке это и станет основным средством разгона). Каждая герлянда аэростатов может иметь и еще по одному дополнительному кабелю, для питания эл.двигателей положения и для удержания аэростатов, после того, как они отцепятся от основного провода (когда РН к нему приблизится).
Если кому интересно могу развить эту тему.

[Кенгуру]

Идея на грани безумия, поэтому в ЧД
Ракета с электродуговым двигателем, питание по проводу с Земли.

О ! Кордовая модель !

Читал, что дирижабли сложно удерживать на одном месте. На высоте всегда ветры дуют. А дирижабль большой. И атмосфера разряжённая.
И вроде как поэтому их и не удаётся использовать в качестве ретрансляторов. Что ветер постоянно уносит.

[Дмитрий Виницкий]

Кенгуру, читай те про дирижабли в средствах выведения

[STEP]

Кенгуру, читай те про дирижабли в средствах выведения

Нее, ну все хорошо. Только вот весь смысл состоит в том, что ракета на этом сверхвысоком удельном импульсе должна не просто подняться на десять км, но и разогнаться до скорости явно большей скорости звука. Вот и представьте себе кабель, да еще и с дирижопелями, на сверхзвуке. Это почище, чем правительственный самолет с мотоциклами в анекдоте про чукчу...

[killik]

1 мм2 - 10А тока.

Чего-то маловато. Это наверное для провода в обмотках трансформатора, который должен работать 30 лет не нагреваясь выше 60С? Думаю, можно смело умножить на 10, пусть себе греется! А вообще, чего бы лазером канал не ионизировать, да по нему мощность и подавать...

[Имxотеп]

1 мм2 - 10А тока.

согласен с предыдущим оратором,  маловато будет. Чего стесняться, возьмем сверхпроводник и масса провода упадет порядка на 2.

Но это все технические нюансы, имхо основная ошибка - в неимоверном удельном импульсе, и как следствие в высоких требованиях к энергетике. Общепринято считать, что чем УИ выше, тем лучше. Доля правды в этом есть, но всегда существует оптимальный УИ, который определяется конкретной задачей. Например в чисто ракетном варианте он сравним с требуемой ХС (что-то вроде ~0.8 ХС).  В случае выведения химическими РД на LEO до оптимума как до луны пешком и стоит задача тупо выжать все возможное и невозможное.  
Здесь же ситуация другая. Потенциально достижимый УИ превышает требуемую ХС и имеет смысл пооптимизировать параметры на разных участках траектории навроде того, как оптимизируют межпланетные перелеты на ЭРДах с переменным УИ. Думаю на одном этом можно съэкономить до 50% мощности.  Другое полезное обстоятельство - наличие атмосферы. На начальном участке естественно использовать не водород, а забортный воздух, его много.  Пускай УИ будет поменьше, зато в расходе мы не ограничены и легко создадим большую тягу при умеренной мощности.  Думаю было бы интересно пооптимизировать электродуговую ракету в одноступенчатом варианте и в виде разгонной (воздушной) ступени. Результат имхо должен отличаться как от традиционных ракетных схем , так и от АКСов.  А какое там будет питание, по проводу или еще как - дело десятое, тут сначала надо выяснить реальные требования по энергетике, а потом уже думать как их воплощать в жизнь.

[нейромантик]

Мощность можно передавать не только током, но и напряжением. Т.о. задача становится вполне решаемой.

[Гусев_А]

Ток * напряжение = мощность. Так, что нужен и тот и другой и много - очень много.

Пробить канал лазером -- БРЕД. Представте РН немного взлетела и к ней идет две дуги мощностью с молнию. У Чубайса столько мощностей не хватит, да и какую цену заломит. Да и не будут эти молнии такие прямые и послушные.

Тянуть за собой кабель с Земли не просто не эффективно и тяжело, еще и спалит его и поджарит, если закрепить с боку на палочке -- РН окосеет на один бок. Тогда уж с двух сторон два повесить на коромысло.

Даже если как то подавать с дирежабля все равно окосеет.

Я уже описывал вариант питания с двух проводов поцепленных к гирлянде управляемых аэростатов, и то проблемно, но хоть перекосов РН можно избежать, да и на нижнем участке немного за них подтянуться. Для максимального ускорения на старте.

[sychbird]

В идее электрдугового нагрева водорода есть рациональное зерно.

Но подвод мощности по проводу это непроходной вариант.

Но если разогнаться до гикерзвука на РДТТ, то  получаем обтекание плазмой элементов конструкции, дающих вклад в аэродинамическое сопротивление. А плазма, как известно, субстанция переносящая элетрический заряд. Задача из области элетрофизики -создать систему стока заряда, и использовать его для формирования дуги. С охлаждением системы стока, конечно, большой геморой. И вклад в  сопротивление даст всенепременно. Неоднозначно.

В результате имеем вариант для двигателя разгонной ступени. С этой идее надо бы толкнуться в институт ядерной физики СОАН. Это их профиль. Может чего и выйдет. Но НИОКР будет не из дешевых.
Разве, что проводить испытания попутно с  учебно- боевыми пусками стратегов.

И для гиперзвуковых двигателей тоже может подойти сия идея. Давно в голове крутиться.

[олег]

вешаем ракету с проводом на дирижебль(стратостат) и паааднимаем на высоту 20 км, запуск осуществляем оттуда, провод нужен для подрыва твердотопливного ускорителя ракеты и подрыва дирижепля для его послестартовой самоликвидации , запуски можно осуществлять из центра крупных мегаполисов все безопасно))))

[Данилов]

Не один, а ДВА, не кабеля, а ПРОВОДА без изоляции, поднимают аэростаты на максимальную высоту паралельно на небольшем растоянии друг от друга...  К проводам прикладывается напряжение в несколько сотен киловольт...
Если кому интересно могу развить эту тему.

А кулоновские силы не притянут ваши провода?..

[Гусев_А]

При растоянии не мение нескольких метров, при напруге сотни киловольт, сила будет копейки. Несколько больше будет сила при прохождении амперов, но по сравнении с ветерком и это не о чем. Я думаю этот проект все таки утопичен, если только разминка для мозгов.

[fon Butterfly]

У меня была чем-то похожая идея.
Не один, а ДВА, не кабеля, а ПРОВОДА без изоляции, поднимают аэростаты на максимальную высоту паралельно на небольшем растоянии друг от друга. Аэростаты закреплены через несколько сот метров и имеют по два электродвигателя с винтами, для коректировки своего положения. К проводам прикладывается напряжение в несколько сотен киловольт, а РН имеет специальные штанги для своего электроснабжения, возможен вариант, когда штангах можно разместить дополнительные электродвигатели, которые еще и будут тянуть РН относительно проводов (может на нижнем участке это и станет основным средством разгона). Каждая герлянда аэростатов может иметь и еще по одному дополнительному кабелю, для питания эл.двигателей положения и для удержания аэростатов, после того, как они отцепятся от основного провода (когда РН к нему приблизится).
Если кому интересно могу развить эту тему.

Что это за космический троллейбус? Да у него штанги послетают к матери уже на 50 м/сек! (Знаю наверняка, доводилось работать водителем ЭлектроСотоны - троллейбуса).