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1段目がカタパルトになったところで重力損失や空力損失や操舵損失は減りません。
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「毎々お世話になっております。仕様書を頂きたく。」「拝承」 -- ある会社の日常
調べつくされていると言うなら (スコア:1)
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
かと言って現実的なサイズの地球カタパルトなんて作ったところで節約できるエネルギーはたかが知れてるし。
それだったら回収再使用できる第1段ないしブースターの方がいいのですが、比推力は高くないけど推力と構造効率とサイズで有利な第1段向きの
液酸-炭化水素系の大型エンジン、というのがほぼすべて旧ソ連に独占されているのが現状。アメリカにもあるけど古いし性能悪いし。
そういった意味でもGXのアレはもうちょっと何とかならんのか、という話なのですが……。
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
これは月カタパルトの話よん。というか月の話だけに反応してみた。
「運用」ってのも「月軌道でΔvして月表面への遷移軌道に移った荷物を月面で捉えて加速」みたいな感じの運用。
もっとも、地べたでンkm/s出してもいいじゃない。と思うけどね(ぉ
とはいえカタパルトだけで軌道に乗せなくても、一段目の代りにするだけでペイロードがン十-ン百倍になる可能性があるから十分開発する価値があると思う。
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
なりません。第1段の代わりをする以上第1段がやっていること以上の働きはできませんし、
仮にH-IIAがペイロード10倍でLEOに100t、なんてことができたとして、
そんな数百tあるブツを加速するカタパルトってどれほどの電力と土木構造物が必要になるか……
そりゃ大気が無くて重力も小さい月ならカタパルトも成立するでしょうけど、
月の大規模開発なんて、単位ペイロード質量あたりの打ち上げコストが2桁下がってから考えたって遅くない。
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
>仮にH-IIAがペイロード10倍でLEOに100t、なんてことができたとして、
そう言うからには当然一段目最大の役割とか損失の大きさとその理由も考えに入ってるんだよねー？
もちろん一段目をカタパルトに置き換えるとその損失がどうなるのかも考えてるよね？
>そんな数百tあるブツを加速するカタパルトってどれほどの電力と土木構造物が必要になるか……
たった数百トンで技術的ブレイクスルーが必要になるなんて面白い事を言うなー。
最大積載量20-30tのトレーラーがその辺ごろごろ走ってるんだけど、その辺も把握してるよねー？
>月の大規模開発なんて、単位ペイロード質量あたりの打ち上げコストが2桁下がってから考えたって遅くない。
地球から持って行くつもり？そりゃご苦労なこった。
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
>もちろん一段目をカタパルトに置き換えるとその損失がどうなるのかも考えてるよね？
1段目の最大の目的はペイロードにΔVを与えることです。それは2段目以降とまったく変わりません。
そして、1段目がカタパルトになったところで重力損失や空力損失や操舵損失は減りません。
地べたが近地点で200km上空辺りが遠地点のホーマン軌道にペイロードを放り投げるとか、
直接必要とする軌道高度にカタパルトを作りつけて放出する、とかなら話は別ですが。
>たった数百トンで技術的ブレイクスルーが必要になるなんて面白い事を言うなー。
>最大積載量20-30tのトレーラーがその辺ごろごろ走ってるんだけど、その辺も把握してるよねー？
30m/s^2、つまり約3Gで加速するカタパルトで、カタパルトを併用するのに意味がある増速度、
たとえば3.0km/sを得ようとすると、長さ150kmのカタパルトが必要ですよね。
そして地上への影響とか空力損失の低減を考えると、カタパルト末端の高さは少なくとも10～数十km、
しかも極超音速で加速するロケットの衝撃波をごく近くで受け止め、ロケットの方へ反射させない。
ロケットそのものにコイルつけると構造効率がてき面に悪化してカタパルトで飛ばす意味がなくなるから、
何らかの台車に乗せて発進させる必要があって、その台車を減速して回収するためにさらに構造物が伸びていく。
こんな構造物がまったく技術的ブレイクスルーを必要とせずに出来るとは思えないのですが。
で、カタパルトに現実的な物理的制約をかけてしまうと、得られる速度はせいぜい高亜音速、
高度だって高々数百m、自然の山を使ったって数千m……こんなカタパルトなら無いほうがマシ。
>地球から持って行くつもり？そりゃご苦労なこった。
月面初の材料製造プラントの材料は持っていかなきゃならないでしょ。最低でも数百～数千tオーダーで。
当然その前、プラント建造の決定までには延々探査、探査、探査の繰り返しだからここでも大量に打ち上げるでしょ。
そして、月面で手に入らない/製造しにくい材料や部品は継続的に地球で作って送らなきゃいけない。
資材のいくらかを月で自弁するにしても、そこに至るまでにはやはり地球からの打ち上げコストの大幅低減は必要です。
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
んじゃ、どーしてSRBみたいな比推力の悪いものを使うんだい？一段目のノズルが大気圏内用なのはどーして？
>そして、1段目がカタパルトになったところで重力損失や空力損失や操舵損失は減りません。
あのね、ロケットは後で噴射する推進剤を運ぶために持ってるエネルギーの大部分を使っちゃうの。この意味わかる？
>地べたが近地点で200km上空辺りが遠地点のホーマン軌道にペイロードを放り投げるとか、
>直接必要とする軌道高度にカタパルトを作りつけて放出する、とかなら話は別ですが。
その方がいいね。そう大きなブレークスルーなしにSSTOを作れる。
>30m/s^2、つまり約3Gで加速するカタパルトで、カタパルトを併用するのに意味がある増速度、
...
>高度だって高々数百m、自然の山を使ったって数千m……こんなカタパルトなら無いほうがマシ。
まさに結論ありきだな。できないような設定を作っているだけ。あんたは何がしたいの？
150kmが何？地上への影響？ナンデ地上？数十km？空気があるのに？
ロケットの方へ反射させない？台車に乗ってるのに？本当にその「設定」は必要？
>月面初の材料製造プラントの材料は持っていかなきゃならないでしょ。最低でも数百～数千tオーダーで。
だからさー、ご苦労なこったっての。少しは頭使ったら？
Re:調べつくされていると言うなら (スコア:1)
私もずいぶん以前に試算したことがあって、カタパルトが使い物にならないという点については賛成なのですが、
（水平方向への加速に使うのであれば）重力損失はなくせるのではありませんか？
私の理解としては、カタパルトの利点は：
（逆に言えば、カタパルト側ではなく射出体側に推進機構を持たせるなら、メリットはない）
というところだと思っています。
つまり、カタパルトの利点を活かすには、現在の工学では推進機構としてはリニアモーターくらいしか選択肢がない。（超音波モーターのような接触式で加速することはまずありえないので）
ということで、リニアモーターで試算したところ…
ペイロード10t、それを加速させる車台（リニアモーターカー）20tとして、大型原子力発電所の出力1時間分を数分で放出するレベル。
（ロケットは確かに無駄はあるが、それをカタパルトにしたところで思ったほどエネルギーを減らせるわけではない）
長さはともかく、高度100kmの構造を鋼鉄で作ったとして、（単純計算では）地表部分は高圧装置でダイヤモンドを作るレベルの高圧に耐えなければならない。
（コイルにはリアクタンスがあるので…）
あたりで、「こりゃダメだな」となりました。
私の試算は地球で行ったものですが、月面であっても（いくつかの条件は劇的に緩和されますが）やはりイマイチ実用的ではないだろう、と思います。
月面の資材を、「事業として」「長期間継続して」打ち上げ続ける必要があるのなら検討の余地はあるかもしれませんが、まずそういったことが考えにくいので。（例えば、月面の数百万トンのヘリウム3を運び出すくらいであれば、建設や運用まで考慮すると、ロケットのほうが多分安上がり）