五千年(敝帚自珍)

主题:茗谈118:北京天梯 -- 本嘉明

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家园 茗谈118-2

(一)

在今天,以超级大炮,打出约3倍音速的离膛速度(初速),是完全可行的。

“巴黎大炮(德语:Paris-Geschütz)”是第一 次世界大战中德国用来轰击巴黎的一门火炮。这门被安装在火车上的炮可以把一枚98公斤重的炮弹发射到40公里的高空(是第一个达到平流层的人造物品),由 于进入空气稀薄的平流层,没有飞行阻力,所以射程可达130公里。每发炮弹能达到每秒1600公尺的速度(音速的5倍)。全炮被安装在火车轨道上,重 256吨;有一个28米,210mm口径的炮管外加6米长的滑膛炮管,发射66发炮弹后必须换炮管。

二战中,德国不但发展了V-1火箭,V-2火箭,还研制了V-3超级大炮,但来不及投入使用。V-3是一门五段加速的大炮,口径150mm,每小时可发射300发炮弹,炮弹初速每秒1100公尺,射程90公里。其原理是利用多段炮管中依次引爆火药,多次加速单一弹丸,来使炮弹有更高的初速。该炮炮身全长为120公尺,是史上体积最庞大的大炮。试验后期更改设计,使用5对火箭引擎作为爆发能源,而非初期设计时的炮弹药柱。这些火箭引擎被固定在炮管里面,和炮身大约成30度角。这炮管的长度使得此大炮难以改变角度来瞄准其他方向,但是因为本来设计就是长距离炮击英国伦敦,所以不需要改变射击角度。

纳粹德国,或者说克虏伯公司所代表的德意志工科男的另一杰作,是德国800mm K (E)铁道炮,又称为“古斯塔夫炮”(Schwerer Gustav,英文:Heavy Gustav)。

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该火炮口径高达800毫米,全炮重达1344吨,可将重达7吨的弹丸投射到37公里以外的目标,是人类有史以来最大口径可移动的(膛线)大炮。在东线,“白色峭壁(The White Cliff)”战斗行动中,该炮攻击苏军一座位于塞汶那亚湾(Severnaya Bay)海平面下的弹药库,弹药库距离海平面30公尺深,由厚达10公尺的混凝土墙保护。

“古斯塔夫炮”发射9次后成功引爆弹药库,同时掀翻海湾内的一艘船。

它发射的炮弹,如果是高爆弹,弹丸4.8吨,离膛初速820米/秒,弹头炸药当量700公斤,射程48公里;如果是穿甲弹,弹丸重7.1吨,弹丸长3.6米,直径0.82米,初速720米,射程38公里,可击穿7公尺厚混凝土。

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换句话说,今天我们的“北京天梯”,以电磁力发射一枚长度3米,直径0.9米,全重3吨的“无人货运飞船”(以下称为“铅笔”飞船),初速800米/秒,带自旋,飞到平流层后,自备小火箭点火,继续上升到近地轨道,同“神舟”或者“天宫”会合,还是可能做到的,至少射出去后的弹道轨迹,同上述大炮们的炮弹没有太大的差别。

“铅笔”飞船可以设计为六棱型,尖头平尾,到了太空后抛弃底部(小火箭发动机和燃料舱),像蜂窝一样连接起来。

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上图:未来的“蓬莱空间站”,先做一个钢框架,然后一艘艘货运飞船像蜂巢一样,逐步堆积起来(图中黄色部分),由于物体在太空里失重,因此装配在底层的“小飞船货舱”不会被越砌越高的“飞船墙”压垮。

(二)

接下来,我们说说“国际空间站(ISS)”。

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我对ISS的评价,就三个字:挺搞的。

ISS是一个在近地轨道上运行的空间站,目前由六个国家或地区合作运营:美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局、巴西航天局和欧洲空间局,共涉及的成员国约22国。国际空间站原计划在2020年后结束使命,脱离轨道,直接坠入大海。中国曾表达参与国际空间站建设的意向,但最终被排斥在外。自1998年至今,该项目耗资约1500亿美元。

国际空间站的预算远远超过了NASA最初的预计,其建造进度也比预定的要晚,原因就是2003年初“哥伦比亚号航天飞机”失事,美国宇航局停飞了所有的航天飞机。空间站上的科学研究活动也尽可能地被压缩了。

有很多持批评观点的人认为国际空间站计划是在浪费时间和金钱,并且抑制了其他更有意义的计划。持有这种观点的人认为,花费在国际空间站上的1500亿美元和近乎30年的时间,可以用来实施无数的无人太空任务,或者将这些时间和金钱花在地球上更有意义的研究项目中。

更重要的是,空间站其实相当脆弱,无法承受一次较大块宇宙陨石的撞击。

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(我们在“蓬莱空间站”的解决办法,是把“铅笔”飞船的尖头全部对外,正对受撞击风险较大的那一方向,然后像长城的砖一样越砌越高,起到“防弹墙”的作用。)

由于是美俄主导的国际开放性项目,任何一国都无法在ISS这个空间站里搞自己的“私活”,所以各国军方都兴趣缺缺,而行政部门一贯的官僚主义使我们不得不怀疑,在没有电视转播的无聊的值班日子里,丫几个宇航员是不是在穿着睡衣打麻将?

这个项目,几乎可以说是美国的阴谋,用“苦肉计”利用民事部门官僚主义的拖沓无能,羁縻了具有航天雄心的其他国家,抽干了他们的专项资金;而俄国则正好解决航天局工数万科男的就业问题,所以现在俄国航天局很起劲要把项目延寿到2028年以后。

从ISS失败性的前例来看,中国必须建设自己独用的空间站,而且在建站前,要满足三个前提条件:

1,中国的GDP达到美国的1.5倍以上。

2,解决了摆渡运输工具问题(技术上和成本上都可以承受)。

3,有具体的开发目标(比如月球),不是仅仅满足于自豪感的盲动。

我们现在在讨论的,就是第二个条件。

通宝推:当生,匆匆过,jboyin,种植园土,jent,
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