Грустно признавать, но военное применение тоже возможно.
9.7 Катапультный лифт (дедушка орбитального лифта).
От автономных аппаратов вернёмся снова к стационарной катапульте. Как бы нам кого-нибудь всё-таки запустить из пушки, несмотря на 10000g…
Наверняка такая идея когда-то высказывалась. Над ней даже смеялись сатирики 18–19 века, и хотя сам первоисточник до нас не дошёл, он явно был.
Суть в том, что мы не можем выстрелить из пушки человека. Но если сначала выстрелить массивным ядром, а потом привязать к нему верёвочку — либо достаточно длинную и эластичную (вариант 1), либо разматываемую с лебёдки с тормозом (вариант 2); а к этой лебёдке второй груз, или даже пассажира — то этот второй груз может разгоняться с очень умеренным ускорением, которое определяется параметрами лебёдки и троса, и может быть задано практически произвольно. Ограничением здесь является только прочность материала троса, которая должна быть пропорциональна квадрату скорости, до которой мы хотим разогнаться.
Вариант с резинкой не позволяет достичь больших скоростей, но зато КПД в этом случае близок к 100 %, и даже можно разогнаться до скорости, большей, чем начальная скорость балластного груза, и обогнать его. При начальной скорости балластного груза до 100 м/с, этот вариант даст намного лучший результат, чем вариант с жёстким тросом.
При больших скоростях резинка уже не может утилизировать столько кинетической энергии, и надо использовать жёсткий трос, который позволит разогнаться до 1–2 км/с. (Для автономного аппарата мы также рассматривали возможность утилизации запаса кинетической энергии и в этом случае, но для разового запуска это не эффективно).
Современная ценность такой разработки, по сравнению с ракетами, вообще-то довольно спорна; на орбиту так груз не вывести, реальный предел скорости примерно 1–1,5 км/с, максимальная высота подъёма 50-100 км. При этом, возникнет масса проблем, начиная от сопротивления воздуха (то ли дело на Луне). В принципе, все проблемы можно решить, и поднимать так туристов на их любимую высоту 83 км, но реальная стоимость такого запуска, с учётом всех дополнительных мероприятий, будет не ниже ракетного, а практической пользы от этого немного.
Но возможны и вполне коммерческие варианты использования.
9.7.1 Самая лучшая в мире катапульта для беспилотников
Для запуска лёгких БПЛА самолётного типа можно использовать стационарную катапульту, базирующуюся на автомобиле. Это эффективно, но требует наличия громоздкого специального оборудования, и времени на подготовку. Поскольку допустимое ускорение невелико, то катапульту приходится делать большой, а начальная скорость самолёта всё равно остаётся меньше, чем хотелось бы.
Альтернативный вариант — пороховой ускоритель, который позволяет запустить одиночный БПЛА в чистом поле, без всякого оборудования; но недостатком является расход зарядов для этих ускорителей, что снижает число повторных запусков и сильно увеличивает их цену.
Но теперь у нас есть третья альтернатива: запуск на резинке.
Выстрелим из <
В простейшем случае, ядро и резинка просто упадут поблизости. Если очень заморачиваться, или лень ходить за ядром; или резинка такая нежная и чистая, что не должна касаться земли; или запуск осуществляется с борта корабля, самолёта и т. п. — можно предусмотреть более продвинутые варианты, с управляемым возвращением груза точно в нужную точку, сматыванием троса в полёте и т. д.
Если вместо резинки взять жёсткий трос, а внутри снаряда разместить лебёдку с активным приводом, то можно разогнаться и до сверхзвуковых скоростей, хотя для такого случая всё-таки проще использовать ракеты.
При этом, масса запускаемых аппаратов не ограничена, так что можно запускать таким способом и вполне взрослые крылатые ракеты, самолёты палубного базирования (и ловить их потом), десантников на планерах и без…