Embed Size (px)
Citation preview
1
Александр Майборода
AVANTA Consulting
ПРОТОТИПЫ
систем Orbitron и OrionTwoПриложение к проекту Орбитрон-Орион
Инвестиционный форум «Умные Деньги»
Ростов-на-Дону
Ноябрь 19, 2016
2
Принципиальная схема лунной КТС «Орбитрон»
3
• В качестве катапульты могут использоваться метатели различных типов:- электромагнитные (релганы и катушечные со скоростями метания 800-1200 м/с);- механические (80-230 м/с);- газовые, огнестрельного или газопламенного типа (300-1700 м/с);- газовые, пневматического типа на легких газах (800-1200 м/с);- гидравлические на основе водных растворов (800-1200 м/с);- импульсные и пороховые гидропушки (1200-1600 м/с).
• Для метания твердых веществ предпочтительны скорострельные малокалиберные легкогазовые катапульты на сжатых газах с рециркуляцией газов при выстрелах. При современных технологиях потери газов при рециркуляции сокращаются до тысячных долей процента.
• Для метания жидких веществ предпочтительны гидравлические катапульты при использовании переохлажденных жидкостей (для минимизации испарения в вакууме).
• В гидравлических катапультах при использовании жидких пропана и метана скорость метания струй 1500-1700 м/с, жидкого водорода – до 4000 м/с (на практике освоены крионасосы с давлением 4000 бар, выбрасывающие высоконапорные струи жидкого азота).
• Применение огнестрельных катапульт целесообразно при использование метательных зарядов на основе жидких метательных веществ и наличия у пользователя на его базе системы переработки отработанных газов в новые порции «жидкого пороха».
Прототипы системы «Орбитрон»
4
Прототипы системы «Орбитрон»• ВКСН – советский прототип
системы «Орбитрон».• ВКСН – воздушно-космический
самолёт с накоплением (кислорода).
• Соразработчик ВКСН академик РАН Маров М.Я.
• PROFAC – зарубежный прототип системы «Орбитрон».
• PROFAC – PRopulsive Fluid ACcumulator.
• ВКСН-PROFAC удачно решали ценовую задачу.
5
Прототипы системы «Орбитрон»
• Прототипы ВКСН-PROFAC это воздушно-космические летательные аппараты, орбита которых проходит на высоте 100-120 км, на границе атмосферы и космоса.
• ВКСН-PROFAC оснащены воздушными диффузорами, такими же как у прямоточных двигателей гиперзвуковых самолетов, при помощи которых захватывают разряженный воздух.
• Захваченный воздух сжижается: кислород накапливается; азот поступает в электрореактивный двигатель для создания реактивной струи.
5
6
Прототипы системы «Орбитрон»
• Аппараты типа ВКСН-PROFAC при полете в относительно плотных слоях атмосферы (100-120 км) не могли использовать солнечные батареи из-за их большой «парусности».
• Энергоснабжения двигателей поэтому должен был осуществлять ядерный реактор.
• В результате заключения международного соглашения о запрете полетов ядерных КА на высотах ниже 800 км перспективный проект ВКСН-PROFAC был закрыт.
7
• Специалистами Института космических исследований Принстонского университета был предложен проект электромагнитного ускорителя (катапульты) для недорогого вывода сырья в окололунное пространство и проект орбитального коллектора – ловушки грузов, запускаемых катапультой.
• Был изготовлен и испытан в наземных условиях опытный образец электромагнитной катапульты.
• Принципиальный недостаток этой системы – большая масса, на три порядка превышающая допустимые величины.
Прототипы системы «Орбитрон»
8www.mayboroda.com [email protected]
Цена доставки на орбиту – 150 долл./кг.
Проект «Orion» - прототип системы «Орион II»
Космический корабль с импульсным ядерным ракетным двигателем.
Проекты США и СССР.
10
• Orion – проект пилотируемого ядерно-импульсного космического корабля, разрабатывавшийся в США в 1950-1960-х годах.
• В основу работы двигателя корабля положено использование энергии ядерного взрыва.
• Экономические показатели системы «Орион» были настолько хороши, что Луна, Марс, Юпитер могли быть освоены еще в прошлом веке.
• Экологические параметры системы «Орион» наоборот были ужасающими, что привело к закрытию проекта.
www.mayboroda.com [email protected]
Проект «Orion» - прототип системы «Орион II»
11
• В проекте Orion корабль приводится в движение потоками вещества в виде периодических ударных волн от ядерных взрывов.
• В проекте «Орион II» (OrionTwo) устраняются ядерные взрывы как источник ударных волн вещества – вместо них используются потоки вещества (капель жидкости и пыли) малой плотности на низкой околоземной орбите со скоростью превышающей 1-ю космическую.
• Потоки создаются космическими аппаратами на основе веществ астероидов, Луны, атмосферы Земли или других планет.
• При разработки запасов водяного льда астероидов и Луны, ударные волны создаются посредством выбросов потока капель воды и ледяной пыли из вспомогательных космических аппаратов.
• Энергозатраты на создание пропеллентных потоков в десятки, сотни и тысячи раз меньше, чем та энергия, которую они обретают в конце падения на дно гравитационного колодца Земли и передают ускоряемым аппаратам.
www.mayboroda.com [email protected]
Проект «Orion» - прототип системы «Орион II»
12
• Устойчивость абляционного экрана корабля доказана испытаниями в ходе работ по проекту Orion:
- на моделях, приводимых в движение взрывами зарядами химической взрывчатки;
- при взрывах термоядерных зарядов.
www.mayboroda.com [email protected]
Проект «Orion» - прототип системы «Орион II»
13
• Запуск корабля потоком разряженного вещества из космоса – это практически полный аналог торможения космического корабля атмосферой.
www.mayboroda.com [email protected]
Проект «Orion» - прототип системы «Орион II»
14
Видеоматериалы• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/164643/164643_original.gif
- Аналог орбитального коллектора лунных грузов. При скорости коллектора 1680 м/с и метании грузов со скоростью 900 м/с, относительная скорость входа грузов в коллектор равна 780 м/с. В этом случае работа коллектора аналогична работе Bullet-trap (пулеулавливателя).
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/158602/158602_original.gif
- Аналог орбитального коллектора на основе поглощающего слоя из гранулированного реголита, затормаживающий буллеты на скорости до 1100 м/с. При должной толщине поглощающего слоя перехватываются порции грузов (сырья), имеющие относительную скорость 1700 м/с.
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/162846/162846_original.gif
- Принципиальная схема разгона суборбитальной капсулы дискретным потоком вещества из внеземных источников. Используются твердофазные пленки и капельные образования в качестве разгонных потоков.
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/163255/163255_original.gif
- Принципиальная схема разгона суборбитальной капсулы непрерывным потоком вещества из внеземных источников. В качестве разгонных треков используются тонкостенные газонаполненные баллоны из высокопрочного полиэтилена (для уменьшения доли оболочки в общей массе баллона).
15
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/164351/164351_original.gif
- Принципиальная схема создания пропеллентного (толкающего) потока группировкой межорбитальных буксиров из веществ Луны или астероидов для разгона суборбитальных аппаратов до орбитальной скорости в околоземном пространстве.
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/162594/162594_original.gif • http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/164421/164421_original.gif
- Демонстрации возможности высокоточного позиционирования ракетных летательных аппаратов относительно заданной точки в пространстве.
• http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/162493/162493_original.gif • http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/159284/159284_original.gif • http://ic.pics.livejournal.com/alboros/15109996/158399/158399_original.gif
- Принципиальные схемы передачи жидких и сыпучих грузов с поверхности Луны на спутник-коллектор.
Видеоматериалы
