Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Космі́чна гарма́та — метод запуску об'єкта в космічний простір за допомогою вогнепальної зброї типу величезної гармати або електромагнітної гармати. Відноситься до безракетних методів виведення об'єктів на орбіту.
У проєкті висотних досліджень Військово-морських сил США використовувалася 16-дюймова (406 мм) гармата з довжиною ствола 100 калібрів (40 м), стріляла 180-кілограмовими снарядами без розривного заряду, що мали початкову швидкість 3600 метрів в секунду, які досягали максимальної висоти 180 кілометрів. Отже, ця гармата дозволяє снаряду виконати суборбітальний космічний політ.
Однак поки жодна космічна гармата жодного разу не здійснила успішний запуск об'єкта на орбіту. Космічна гармата сама по собі не здатна доставити об'єкт на стаціонарну орбіту навколо планети без виконання коректування курсу об'єкта після запуску, оскільки сама гармата є точкою траєкторії, а орбіта — це замкнута траєкторія. Тобто, снаряд все-таки повинен бути «трохи ракетою».
Історія
Раз за разом конструкторська думка на черговому етапі повертається до старих «забутих» схем, щоб відродити їх у новій якості під нові завдання. Електроракетні двигуни і використання атомної енергії, сонячні вітрила і антигравітація — все це було придумано ще в першій чверті XX століття, але знаходить втілення лише сьогодні.
Не залишилася забутою і ідея космічної гармати, запропонована ще Ісааком Ньютоном, що отримала розвиток в романах Жюля Верна, Фора і Граффіньї і знайшла втілення в програмі створення наддалекобійної «Фау-3».
З практичної точки зору найбільш відомою є спроба зробити космічну гармату артилерійським інженером Джеральдом Буллом за проєктом «Вавилон», який був також відомий в засобах масової інформації як «іракська супергармата». У проєкті Вавилон Булл використовував свій досвід з проєкту висотних досліджень, щоб створити величезну гармату для Саддама Хусейна в Іраку. Ця зброя, якби вона була завершена, була б першою істинно космічною гарматою, здатною запускати об'єкти в космос. Однак, Булл був убитий перш, ніж проєкт був завершений, а залишки гармати знищені.
Роботи Джеральда Булла в Канаді привернули увагу вчених військово-промислового комплексу США. Американським конструкторам, які працювали над створенням перспективних літальних апаратів, не вистачало даних про фізичні властивості і хімічний склад верхніх шарів атмосфери. Частина питань була знята в рамках спільних робіт за програмою «HARP». Однак для вирішення приватних завдань американці використовували малі гармати, що дозволяли виводити невеликі зонди на висоти до 70 кілометрів.
Стартові комплекси на основі 120-міліметрових гармат були побудовані на випробувальних полігонах острова Барбадос, Квебека, в штатах Аляска, Вірджинія, Нью-Мексико, Аризона. З їх допомогою на суборбітальні висоти запускалися невеликі зонди різного призначення (серія суборбітальних снарядів «BRL»): дипольний відбивач, траєкторія якого відстежувалася радаром; метеозонд, що дрейфує з парашутом; контейнери, що повертаються тощо. Вартість одного запуску коливалася в межах від 300 до 500 доларів США.
Як альтернатива гармати на легких газах були також запропоновані прискорювачі типу прямоточних повітряно-реактивних двигунів. В інших пропозиціях застосовуються електромагнітні методи прискорення, такі, як гармата Гауса і рейкотрон.
Лазерний стартовий комплекс
Лазерний стартовий комплекс був запропонований фахівцями Лабораторії Лоренса в рамках «Програми перспективних технологій» («Advanced Technology Program», «ATP»), спрямованої на розробку теоретичних основ альтернативних концепцій космічних кораблів.
Принцип дії цього комплексу досить незвичний.
Лазерний промінь, що направляється з землі, нагріває спеціальну речовину, яким покрита нижня частина снаряда, що має форму параболоїда. Випаровуючись, ця речовина створює реактивну тягу, що штовхає снаряд вгору. При виході у безповітряний простір параболічна чашка відкидається і в дію вступає звичайний твердопаливний двигун, запалюваний знову ж лазерним променем.
Снаряд, що запускається лазерним стартовим комплексом, має наступні параметри: діаметр — 2 метри, початкова маса — 1000 кілограмів, корисне навантаження, що виводиться на висоту до 1000 кілометрів, — 150 кілограмів. Споживана лазером потужність не повинна перевищувати 100 МВт, час дії імпульсу — 800 секунд.
Електромагнітні гармати-катапульти
Вперше ідею електромагнітної гармати (або електромагнітної катапульти) запропонували в 1915 році російські інженери Подільський і Ямпольський, використавши принцип лінійного електродвигуна, винайденого ще в XIX сторіччі російським фізиком Борисом Якобі. Вони створили проєкт магнітно-фугальної гармати з 50-метровим стволом, оповитим котушками індуктивності. Передбачалося, що розігнаний електрострумом снаряд досягне початкової швидкості 915 м/с і відлетить на 300 кілометрів. Проєкт відкинули як несвоєчасний.
Експерименти з електромагнітними метальними системами були знову продовжені тільки після Другої світової війни. Найбільш серйозний проєкт електромагнітної гармати-катапульти, призначеної для запуску невеликих снарядів на навколоземну орбіту, розроблявся в середині 80-х років Національною лабораторією в Альбукерке (США) під керівництвом Вільяма Корна. Була навіть побудована модель стартового комплексу, що являє собою шестиступеневий електромагнітний прискорювач. Він розрахований на розгін снаряда масою 4 кілограми і діаметром 139 міліметрів. Пізніше з'явився проєкт десятиступеневого прискорювача, призначеного для запуску 400-кілограмових снарядів калібром 750 міліметрів.
Цікавий також проєкт стартового комплексу, що розробляється в американському Науково-дослідному центрі Льюїса. Він призначений для відправки в космос контейнерів з радіоактивними відходами і включає кілька технічних і пускових майданчиків, приміщень для підготовки снарядів-контейнерів, підземних сховищ, центру управління «стрільбами», станцій радіолокаційного стеження.
Процес запуску контейнера з радіоактивними відходами буде виглядати наступним чином. Відпрацьовані на АЕС стрижні привезуть на стартовий комплекс і направлять до пункту переробки. Там відходи перенавантажуватимуть з транспортних контейнерів у екрановані капсули, що являють собою частини орбітального снаряда. Пристрій такого снаряда, виготовленого з тугоплавкого вольфраму, залежить від призначення та виду корисного навантаження, але в будь-якому випадку корпус повинен мати мінімальний аеродинамічний опір.
Незадовго перед пуском змонтований снаряд перемістять в магазин, а звідти — в зарядний пристрій. За ним розташована газодинамічна ділянка прискорення, що переходить в ствол-рейкотрон, виготовлений з міді. Після дослідів, проведених у Ліверморській лабораторії, віддали перевагу круглій в перетині «гарматі», оточеною безліччю соленоїдних котушок, об'єднаних в блоки.
Перед запуском котушки збуджуються змінним струмом із зростаючою частотою. Так, на одному з дослідних зразків метальної установки на перший блок подавали напругу з частотою 4,4 кГц, на другий — до 8,8 кГц, на третьому вона зростала до 13,2 кГц і так далі.
Кожен блок котушок, взаємодіючи зі снарядом рейкотрона, буде «підхоплювати» і розганяти його до тих пір, поки швидкість не досягне розрахункової.
При цьому блоки оснащуються власними генераторами з фотоелектричними перемикачами, що спрацьовують при наближенні снаряда до фіксованих точок у стволі. Крім того, генератори пов'язані з мультиплексором, підключеним до підсилювачів потужності соленоїдів.
Такі електромагнітні гармати переважніше розміщати в шахтах; при цьому для зниження енерговитрат їх пропонують влаштовувати в горах, на висотах 2,5-3 кілометрів.
Для додачі снаряду додаткового прискорення при виході за межі дії земного тяжіння його оснастять силовою установкою. Як паливо поки намічена комбінація гідрозин-трифторида хлору, що має велику густину і достатній питомий імпульс.
Примітки
- Глава 20 КОСМИЧЕСКАЯ АРТИЛЛЕРИЯ [ 3 червня 2013 у Wayback Machine.](рос.)
Див. також
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kosmi chna garma ta metod zapusku ob yekta v kosmichnij prostir za dopomogoyu vognepalnoyi zbroyi tipu velicheznoyi garmati abo elektromagnitnoyi garmati Vidnositsya do bezraketnih metodiv vivedennya ob yektiv na orbitu U proyekti visotnih doslidzhen Vijskovo morskih sil SShA vikoristovuvalasya 16 dyujmova 406 mm garmata z dovzhinoyu stvola 100 kalibriv 40 m strilyala 180 kilogramovimi snaryadami bez rozrivnogo zaryadu sho mali pochatkovu shvidkist 3600 metriv v sekundu yaki dosyagali maksimalnoyi visoti 180 kilometriv Otzhe cya garmata dozvolyaye snaryadu vikonati suborbitalnij kosmichnij polit Odnak poki zhodna kosmichna garmata zhodnogo razu ne zdijsnila uspishnij zapusk ob yekta na orbitu Kosmichna garmata sama po sobi ne zdatna dostaviti ob yekt na stacionarnu orbitu navkolo planeti bez vikonannya korektuvannya kursu ob yekta pislya zapusku oskilki sama garmata ye tochkoyu trayektoriyi a orbita ce zamknuta trayektoriya Tobto snaryad vse taki povinen buti trohi raketoyu IstoriyaRaz za razom konstruktorska dumka na chergovomu etapi povertayetsya do starih zabutih shem shob vidroditi yih u novij yakosti pid novi zavdannya Elektroraketni dviguni i vikoristannya atomnoyi energiyi sonyachni vitrila i antigravitaciya vse ce bulo pridumano she v pershij chverti XX stolittya ale znahodit vtilennya lishe sogodni Ne zalishilasya zabutoyu i ideya kosmichnoyi garmati zaproponovana she Isaakom Nyutonom sho otrimala rozvitok v romanah Zhyulya Verna Fora i Graffinyi i znajshla vtilennya v programi stvorennya naddalekobijnoyi Fau 3 Z praktichnoyi tochki zoru najbilsh vidomoyu ye sproba zrobiti kosmichnu garmatu artilerijskim inzhenerom Dzheraldom Bullom za proyektom Vavilon yakij buv takozh vidomij v zasobah masovoyi informaciyi yak irakska supergarmata U proyekti Vavilon Bull vikoristovuvav svij dosvid z proyektu visotnih doslidzhen shob stvoriti velicheznu garmatu dlya Saddama Husejna v Iraku Cya zbroya yakbi vona bula zavershena bula b pershoyu istinno kosmichnoyu garmatoyu zdatnoyu zapuskati ob yekti v kosmos Odnak Bull buv ubitij persh nizh proyekt buv zavershenij a zalishki garmati znisheni Roboti Dzheralda Bulla v Kanadi privernuli uvagu vchenih vijskovo promislovogo kompleksu SShA Amerikanskim konstruktoram yaki pracyuvali nad stvorennyam perspektivnih litalnih aparativ ne vistachalo danih pro fizichni vlastivosti i himichnij sklad verhnih shariv atmosferi Chastina pitan bula znyata v ramkah spilnih robit za programoyu HARP Odnak dlya virishennya privatnih zavdan amerikanci vikoristovuvali mali garmati sho dozvolyali vivoditi neveliki zondi na visoti do 70 kilometriv Startovi kompleksi na osnovi 120 milimetrovih garmat buli pobudovani na viprobuvalnih poligonah ostrova Barbados Kvebeka v shtatah Alyaska Virdzhiniya Nyu Meksiko Arizona Z yih dopomogoyu na suborbitalni visoti zapuskalisya neveliki zondi riznogo priznachennya seriya suborbitalnih snaryadiv BRL dipolnij vidbivach trayektoriya yakogo vidstezhuvalasya radarom meteozond sho drejfuye z parashutom kontejneri sho povertayutsya tosho Vartist odnogo zapusku kolivalasya v mezhah vid 300 do 500 dolariv SShA Yak alternativa garmati na legkih gazah buli takozh zaproponovani priskoryuvachi tipu pryamotochnih povitryano reaktivnih dviguniv V inshih propoziciyah zastosovuyutsya elektromagnitni metodi priskorennya taki yak garmata Gausa i rejkotron Lazernij startovij kompleksLazernij startovij kompleks buv zaproponovanij fahivcyami Laboratoriyi Lorensa v ramkah Programi perspektivnih tehnologij Advanced Technology Program ATP spryamovanoyi na rozrobku teoretichnih osnov alternativnih koncepcij kosmichnih korabliv Princip diyi cogo kompleksu dosit nezvichnij Lazernij promin sho napravlyayetsya z zemli nagrivaye specialnu rechovinu yakim pokrita nizhnya chastina snaryada sho maye formu paraboloyida Viparovuyuchis cya rechovina stvoryuye reaktivnu tyagu sho shtovhaye snaryad vgoru Pri vihodi u bezpovitryanij prostir parabolichna chashka vidkidayetsya i v diyu vstupaye zvichajnij tverdopalivnij dvigun zapalyuvanij znovu zh lazernim promenem Snaryad sho zapuskayetsya lazernim startovim kompleksom maye nastupni parametri diametr 2 metri pochatkova masa 1000 kilogramiv korisne navantazhennya sho vivoditsya na visotu do 1000 kilometriv 150 kilogramiv Spozhivana lazerom potuzhnist ne povinna perevishuvati 100 MVt chas diyi impulsu 800 sekund Elektromagnitni garmati katapultiVpershe ideyu elektromagnitnoyi garmati abo elektromagnitnoyi katapulti zaproponuvali v 1915 roci rosijski inzheneri Podilskij i Yampolskij vikoristavshi princip linijnogo elektrodviguna vinajdenogo she v XIX storichchi rosijskim fizikom Borisom Yakobi Voni stvorili proyekt magnitno fugalnoyi garmati z 50 metrovim stvolom opovitim kotushkami induktivnosti Peredbachalosya sho rozignanij elektrostrumom snaryad dosyagne pochatkovoyi shvidkosti 915 m s i vidletit na 300 kilometriv Proyekt vidkinuli yak nesvoyechasnij Eksperimenti z elektromagnitnimi metalnimi sistemami buli znovu prodovzheni tilki pislya Drugoyi svitovoyi vijni Najbilsh serjoznij proyekt elektromagnitnoyi garmati katapulti priznachenoyi dlya zapusku nevelikih snaryadiv na navkolozemnu orbitu rozroblyavsya v seredini 80 h rokiv Nacionalnoyu laboratoriyeyu v Albukerke SShA pid kerivnictvom Vilyama Korna Bula navit pobudovana model startovogo kompleksu sho yavlyaye soboyu shestistupenevij elektromagnitnij priskoryuvach Vin rozrahovanij na rozgin snaryada masoyu 4 kilogrami i diametrom 139 milimetriv Piznishe z yavivsya proyekt desyatistupenevogo priskoryuvacha priznachenogo dlya zapusku 400 kilogramovih snaryadiv kalibrom 750 milimetriv Cikavij takozh proyekt startovogo kompleksu sho rozroblyayetsya v amerikanskomu Naukovo doslidnomu centri Lyuyisa Vin priznachenij dlya vidpravki v kosmos kontejneriv z radioaktivnimi vidhodami i vklyuchaye kilka tehnichnih i puskovih majdanchikiv primishen dlya pidgotovki snaryadiv kontejneriv pidzemnih shovish centru upravlinnya strilbami stancij radiolokacijnogo stezhennya Proces zapusku kontejnera z radioaktivnimi vidhodami bude viglyadati nastupnim chinom Vidpracovani na AES strizhni privezut na startovij kompleks i napravlyat do punktu pererobki Tam vidhodi perenavantazhuvatimut z transportnih kontejneriv u ekranovani kapsuli sho yavlyayut soboyu chastini orbitalnogo snaryada Pristrij takogo snaryada vigotovlenogo z tugoplavkogo volframu zalezhit vid priznachennya ta vidu korisnogo navantazhennya ale v bud yakomu vipadku korpus povinen mati minimalnij aerodinamichnij opir Nezadovgo pered puskom zmontovanij snaryad peremistyat v magazin a zvidti v zaryadnij pristrij Za nim roztashovana gazodinamichna dilyanka priskorennya sho perehodit v stvol rejkotron vigotovlenij z midi Pislya doslidiv provedenih u Livermorskij laboratoriyi viddali perevagu kruglij v peretini garmati otochenoyu bezlichchyu solenoyidnih kotushok ob yednanih v bloki Pered zapuskom kotushki zbudzhuyutsya zminnim strumom iz zrostayuchoyu chastotoyu Tak na odnomu z doslidnih zrazkiv metalnoyi ustanovki na pershij blok podavali naprugu z chastotoyu 4 4 kGc na drugij do 8 8 kGc na tretomu vona zrostala do 13 2 kGc i tak dali Kozhen blok kotushok vzayemodiyuchi zi snaryadom rejkotrona bude pidhoplyuvati i rozganyati jogo do tih pir poki shvidkist ne dosyagne rozrahunkovoyi Pri comu bloki osnashuyutsya vlasnimi generatorami z fotoelektrichnimi peremikachami sho spracovuyut pri nablizhenni snaryada do fiksovanih tochok u stvoli Krim togo generatori pov yazani z multipleksorom pidklyuchenim do pidsilyuvachiv potuzhnosti solenoyidiv Taki elektromagnitni garmati perevazhnishe rozmishati v shahtah pri comu dlya znizhennya energovitrat yih proponuyut vlashtovuvati v gorah na visotah 2 5 3 kilometriv Dlya dodachi snaryadu dodatkovogo priskorennya pri vihodi za mezhi diyi zemnogo tyazhinnya jogo osnastyat silovoyu ustanovkoyu Yak palivo poki namichena kombinaciya gidrozin triftorida hloru sho maye veliku gustinu i dostatnij pitomij impuls PrimitkiGlava 20 KOSMIChESKAYa ARTILLERIYa 3 chervnya 2013 u Wayback Machine ros Div takozhGarmata Gausa