五千年(敝帚自珍)

主题:茗谈118:北京天梯 -- 本嘉明

共:💬31 🌺279
分页树展主题 · 全看首页 上页
/ 3
下页 末页
    • 家园 能不能用来发射冲压发动机的飞机

      冲压发动机的飞机低速的时候飞不起来。如果用这个大炮来发射,冲压飞机就免去了挂载在别的飞机上了。

      冲压飞机好处是,还可以回收整个飞机,不象炮弹打出去就没了。

    • 家园 茗谈118-3

      (一)

      平流层的海拔高度在10KM到50KM之间,“北京天梯”工程等于是一个超级大号的“炮射导弹”项目,把“铅笔(无人货运)飞船”弹射到平流层后,也仅仅离地高度十几公里。要靠飞船自身的火箭发动机,继续挣脱地球引力,胜利到达海拔360公里高处的“天宫”,需要多大的发动机功率?需要自备多少燃料和氧化剂?

      由于“北京天梯”是电磁弹射,对强迫储能装置的要求很高,所以为了降低技术难度和发射成本,“铅笔”的吨位还真是不宜贪大。但“铅笔”的吨位小了,刨去飞船的火箭发动机和燃料,还能装多少货呢?

      这个矛盾里,我们要找到最佳的平衡点。

      首先,“北京天梯”工程有其优点,就是发射准备的时间成本和资源成本都比较低,可以想发射就发射,特别适合救急;对于天宫的呼叫,响应时间短。那楼上的刚吃完年夜的饺子,还没来得及找餐巾纸呢,咣,一把热手巾就扔上去了。

      “北京天梯”的缺点,第一是不能送人到太空站(但临时作为救生舱,空船上去,接了宇航员返回地球,再入一次大气层,降落伞溅落,是可以的)。

      第二是打不高。2007年1月TG导弹打卫星,打到离地865公里高处,摧毁一颗750公斤重的报废卫星,估计打上去的那个导弹战斗部,负责解决目标的那一块,也就几十公斤吧。任何一艘“铅笔”的全重都上吨,爬科技树爬到360公里高,已经喘死了;就算打别人的低轨道卫星(比如370公里高),这身形也太肥,腾挪不灵活------你让人猿泰山去当忍者,还是不太合适。当然,既然已经摆脱地心引力爬到低轨道空间站了,在这里加满油再发一根狼牙棒,那36000公里高轨道的通信卫星远远望见,也得一哆嗦。

      第三是吨位不可能太大。目前中国火箭一次能打到低轨道的最大载荷,是12吨。“天宫”的核心舱最少要20吨,所以还在加紧研制大码火箭。由此我们可以看到,要把火箭的载荷做大,有多么难------毕竟中国的炮仗技术,在全世界也是数二数三的。同样的,“铅笔”想要载荷很大,也是不现实的,我们只能拿出愚公移山的劲头,零敲牛皮糖,一小船一小船地跑码头,最后跑成大买卖。

      这铅笔,太小了不行,不能像电影<上甘岭>里那样,运输队拼死拼活送进坑道的,只剩一颗苹果;而太大又不现实。这样一看,“北京天梯”就有点鸡肋。

      我们解决这个难题的方法,是增加“北京天梯”的附加价值。

      如果你50块钱买条鱼回来,蒸蒸吃了,然后发现把鱼骨熬汤,也很美味。结果一条鱼一点渣都没浪费,是不是觉得赚到了?

      (二)

      可以反复使用的“航天飞机”,中国要不要搞?

      美国在航天事业上做出了令人敬佩的努力,留给世人很多宝贵的经验。其中一条,就是“航天飞机的局限性”。使用航天飞机的初衷,就是节约闹革命,因为火箭打上去就扔,太浪费。但崭新的航天飞机上去一个来回后,机体表面的防热瓦和机体内部的各种机件,都受到了极为严酷的虐待,是不是留下了内伤隐患,是非常难彻底查清弥补的,或者说彻底查清/翻新的成本无法承受。这样一来,飞了多次的老航天飞机就积累了不少的隐患苗子,从量变到质变,最后可能就是大悲剧。

      所以,航天飞机未必省钱,载人的航天飞机越飞到后来越提心吊胆,防不胜防。从这个角度讲,可以设计寿命比较短的无人航天飞机,用到半新不旧了赶紧退役,抢在出事前报废。

      第二,到目前为止,外太空的人造卫星和空间站,都没有切实的防护,就是撞大运,侥幸没挨刀就好。可以说,现在宇航员在太空的每一分钟,都是有一定危险的。这对于很小(普遍不足一吨)的卫星,和370吨的国际空间站ISS,都是无奈的选择,因为建设得早,当时条件不够好,摆渡的火箭和航天飞机载荷宝贵,只能先满足运转需求,无力兼顾防护。

      但外太空的危险,却在逐步增加。首先是宇宙中原有的陨石,彗星等,可能会高速撞中。其次是这几十年来人类在近地空间遗留的太空垃圾,比如最近俄国有颗卫星,被某块厘米见方的太空垃圾撞击而失灵。第三是将来可能有敌方的反卫星武器,刻意撞来或近炸,用破片杀伤我方空间设备。所以如果中国计划建立一个180吨左右的空间站的话,从对“耗费巨资的保护”和“设备使用寿命的保障”出发,也应该有适当的防护,就是先起一道栅栏,防火防虫防传销,然后在栅栏后面安心造房子,住下来。

      所以,我的建议,是中国未来的天宫空间站,在设计初期,就考虑到要发展成规模大得多的“第二空间站”(我们就称为“蓬莱空间站”)。“蓬莱空间站”跟“天宫”是一体的,“天宫”长大了长高了,就是“蓬莱空间站”。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      上图:以“天宫”为地基,建设“蓬莱”。

      现有的空间站设计,多数是“雪花状”,由核心舱向四周发散开。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      但“蓬莱空间站”可以考虑设计为“晶体状”,向心收拢,既有足够的“泊位”供多艘太空船同时系泊,也有大面积的太阳能发电板阵,在“晶体”的核心部分则是受到妥善保护的核心指挥舱和小型核电站。

      “蓬莱空间站”在“天宫”的背脊上开始,像珊瑚一样慢慢生长,这个生长过程,可以是数十年甚至上百年。首先是搭建钢架,搭出一截后,在正面(即受撞击可能性最高的一面)依托钢架,敷设“墙板”。墙板配满后,再继续搭钢架,升高一截,然后再铺墙板,如此循环,直到铺满正面为止。相邻于正面的左右两个侧面,也铺半幅墙板,与正面一起,C型环绕核心部位。

      至于“铅笔”飞船,初期的缩微试验型,直径40CM左右:

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      上图:缩微型大概就这么大。

      实用的“铅笔-1”,直径1.7米,内部足够坐下一名穿简单防护服的宇航员(应急撤离时载人)。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      升级的“铅笔-2”,直径2.2米以上:

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      “铅笔”的设计寿命,是“穿越一次大气层”,就是打上去就不指望再回来,当然用到极限,冒险再返回一次,还是可以的。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      “铅笔”分为三段,“笔尖”(上图中A段)是防烧蚀的硬质整流罩,内部有飞控主机等设备:

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      中段(B-1)是货舱:

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      尾部(C段,会嵌入B段)是推力发动机和调姿发动机舱和燃料舱,燃料为液体燃料和液氧(氧化剂)。

      “铅笔”顺利抵达“天宫”,掏空了所带货物后,就被空间站的机械手分解。残余的燃料被抽出,集中起来供发电机发电。“笔尖”和尾部被拆下,中段则抽去结构钢梁,平摊成6块链接在一起的墙板。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      墙板铺在空间站外墙的正面;从“铅笔”抽出的结构钢梁用于搭建空间站大钢架;“笔尖”坐在外墙面上,尖头向外,有陨石飞来时保护墙板。

      同时A舱内的导航主电脑联网,为空间站主控电脑做辅助运算;各尾部动力舱(内含一个小燃料舱)则挂在各面墙上,喷口向外,由主电脑控制,用于调整空间站的姿态,或主动躲避飞来的“不速之客”。

      有了这个一个功能完备的大型中转空间站,中国人民就能够带领世界人民,分享月球上的资源了,到那时候,童谣是这么唱的:

      万里长城万里长,一直修到月亮上

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

    • 家园 “神舟”应该是“天宫”吧?

      此时中国预先发射的神舟已经运动到附近区域,发出指引信号,指引弹丸变轨飞近神舟,并被神舟派出的捕捉器捕捉到(离神舟远远的,避免撞到神舟),对接后从“弹丸”的货舱里取走补给物资

    • 家园 给老本拜年,马年吉祥行大运。
    • 家园 这个好像不错,而且目标这么巨大,没什么军事威胁。
      • 家园 这个貌似稍加改进都能用来反卫星了吧....
        • 家园 这玩意儿尺寸小不了,没法防守啊。
          • 家园 你搁山洞坑道里不就得了?

            反正不用转动方向,也没有大量废气和震动,前面开个蚌壳状三防大门,要打时才开门就行了。

            建在青藏高原的某处山坡上,利用山坡地的坡度,一半发射身管在坑道内。你最多把身管炸断,坑道内的发射主阵地和核心设备/工作人员伤不着。

            建在青藏的另一个好处,是就地消化雅江上的水电。雅江拦坝发电后,这电一年三季用来提水,到冬季江水带冰,可发电不可提水时,电力用于电解江水,产生氢气和氧气,用输气管分别后送。氢气送到格尔木制成液氢,用于汽车用燃料电池;氧气送到青藏/云贵高原,各节点城镇/兵站,象征性收费后供给宾馆,部队营房等,便于外来人口适应高原。而“天梯”一年四季随时要打,天晴就打,正好用掉一些水电,绿色环保。土星-5一次能送120吨货到近地轨道,我们分开,每个2.2米直径的小飞船,全重5吨,净载货3吨,打个40发,等于打一次土星-5。但我们的优势在于:

            1)分摊风险。土星-5是把所有鸡蛋放一个篮子里,你失事一回是什么代价?航天战线的同志们压力太大了。

            2)随时可打。打土星-5,是两年一趟,小飞船是天天有班车,公共汽车化。

            3)成本低。

            • 家园 本大, 新年快乐. 这句不科学.

              绿色?环保.

              [...这电一年三季用来提水,到冬季江水带冰,可发电不可提水时,电力用于电解江水,...绿色环保...]

              冬季哪来绿色?这有点不科学.

              • 家园 冬季山上涂绿漆,你懂的

                所谓“绿色”,是因为常规火箭的化学发射药(固体或液体)有剧毒,成本昂贵而且有使用年限。比起来,水电当然很环保,适用领域广。

                • 家园 这更不科学了,

                  又发财了.

                  [送花成功。恭喜:你意外获得 16 铢钱。1通宝=16铢

                  作者,声望:1;铢钱:0。你,乐善:1;铢钱:15。本帖花:1]

        • 家园 应该不能反卫星

          因为枪管(发射身管)是固定的,只能依靠地球自转,一圈一次地“瞄准”神舟附近的区域,发射“顺风快递”小飞船。好在技术发展后,可以打连发,遇见一次,打几个上去,水连珠。这大概可以部分取代“快舟”的作用。当然,打到平流层后自己点火了,就自主了,能拐弯了,突然再入一下,倒也可能。

          我看在国防上,可以对“太空反导,侦察”有帮助,当然万一尺寸跟神龙差不多,那是纯属巧合。

          总之,我们只谈和平利用外太空。有时天上十万火急要什么零件,等不及用“天梯”打,可以用运-20把小飞船载到高空,再点火发射。

          这里的关键,是火箭发射太浪费了,第一分钟的燃料烧掉,只是为了把第二分钟要烧的燃料举得高一点,3000吨的土星5只能带120吨载荷,完全是在燃料举燃料。这对于载人有好处,过载小,但绝大多数行李不必跟着宇航员走嘛,你杨伟利随手带根牙刷就可以了嘛。所以我们分开,载人用“中医疗法”,温吞;送货用西医的外科手术,爽快而且省钱。3马赫的速度,很多战斗机都能达到,小飞船里的设备该怎么加固一下,不是难题。

    • 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)。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      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。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      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。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      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)”。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      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。

      点看全图

      外链图片需谨慎,可能会被源头改

      (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,
      • 家园 7年前我预测的建设中国空间站的三个条件

        第一个就是:中国的名义GDP要达到美国的1.5倍。

        现在看起来,当时这样想过于谨慎保守了。今天句能投入使用第一座中国空间站的原因有几个:

        一,中国的航天事业一路走得比较顺。其实这中间稍有一个顿挫,可能就要额外多花十年,这是全中国人民的福气托着。

        二,中国的空间站,目前的规模还远远小于将退役的”国际空间站“,所以对应的始建成本和每年维持成本,还没有爆发性增加,对中国经济没有构成太重的负担。而反过来我们付出的代价就是,空间站还太小(只解决了有无),不能做大的科学研究项目。等到中国的空间站达到今天的”国际空间站“的规模,中国必须有今天美国GDP的1.5倍作为支撑。

        三,既然未来可期,如何变革性地用”蚂蚁搬山“的办法,用”(发射日期)班车化“的”铅笔小货船“,解决”物资上传“这个最基础的需求,就比较紧迫,而且这个技术,是军民深度融合的技术。

        四,”班车化“还有一个好处,是有利于设备升级。比如每周一班,每班送上去3吨物资,要远远好过每年打一次大火箭送100来吨上去(风险也小很多)。按现在电子产品的升级速度,普遍3-6个月可以升级一次。哪个部件刚升级完,就搭最近一班班车趁热送上去,第一时间替换掉旧款。别看这一点点”just in time"的改善,说不定正好救急,接下来遇到个特情,新设备就顶住了。

        通宝推:桥上,
        • 家园 这个估计难度不小

          科工的羽舟、轻舟都是电磁弹射火箭,前者是电推/电泵火箭,后者是传统液体火箭。然而2017年立项时预计2020年前能完成验证系统,然而现在都2021年了还是没有消息,反而发生同系列的快舟11发射接连失败。也不知道是科工不行还是技术上真的有难度。

          不过据说某些火箭炮用到了电磁弹射,当然这个肯定规模小了很多。

分页树展主题 · 全看首页 上页
/ 3
下页 末页


有趣有益,互惠互利;开阔视野,博采众长。
虚拟的网络,真实的人。天南地北客,相逢皆朋友

Copyright © cchere 西西河