Эскизный проект - "Ленточный старт", сверхмощная катапульта скользящая по рельсам за счет энегрии горения пороховой дорожки километровой длинны, возможный прообраз будущих "Космических поездов".

Высокая цена традиционных космических ракет побуждает разработчиков и изобретателей искать новые способы выведения полезной нагрузки на орбиту.
Один из альтернативных способов выведения - Пушечный старт, позволяет запускать в космос снаряды их сверхмощных пушек, сложные и дорогие ракеты при этом не используются, снаряды сравнительно простые и дешевые.
Мощные пневматические или паровые пушки, с водородом в качестве рабочего тела, способны придавать снарядам скорость сравнимую с орбитальной.
Один из последних проектов пушечного старта - "Пушка хантера", мощная газодинамическая пушка со стволом километровой длинны, рабочим телом для которой служит горячий сжатый горячий водород.
Пушечный способ выведения имеет свои недостатки, высокие перегрузки на старте позволяют выводить без разрушения только механически неприхотливые грузы, топливо, порошковые материалы, ткани или простые детали. Перегрузки которым подвергается снаряд не выдерживают простые дешевые материалы, а сверхпрочные материалы дороги. Для космической пушки нужен свтол длинной в сотни метров, такую конструкцию сложно монтировать.
Видимо по этим причинам до сих пор нет не одного реального прототипа орбитальной пушки, есть только экспериментальные "Легкогазовые" пушки для лабораторий.
Для запуска на орбиту можно использовать мощные электромагнитные пушки, электромагнитные пушки - "Рельсотроны", не имеют ствола как такового, снаряды движутся по направляющим под действием полей мощных электромагнитов. Но электромагнитные рельсотроны сами по себе устройства более сложные и дорогие чем пороховые пушки. До сих пор нет ни одной серийной противотанковой электромагнитной пушки, несмотря на то что исследования в этом направлении давно ведутся, а космическая пушка изделие заведомо намного более сложное и масштабное. Но если в рельсотроне вместо электромагнитов использовать более простые химические ракетные двигатели, то идея рельсовой космической катапульты может стать реалезуемой на основе технологий настоящего времени.
Предлагаемый мной эскизный проект - Ленточный старт", представляет собой сверхмощную катапульту, имеющую некоторую аналогию с рельсотроном, но с пороховым ускорителем вместо электромагнитов, что делает его намного проще и дешевле. "Пороховой рельсотрон состоит из участка обычной рельсовой железной дороги выложенной с высокой точностью, по которому движется платформа с реактивным двигателем - "Разгонная платформа". Платформу прводит в движение твердотопливный прямоточный двигатель, использующий порошковое твердое топливо выложенное в одноразовых упаковках в виде длинной топливной ленты на протяжении активного участка траектории. Топливо поступает в заборное устройство двигателя под давлением за счет ударного сжатия, создаваемого встречной скоростью. Для запуска "Ленточного прямоточного двигателя", нужна некоторая начальная скорость. Но в отличие от его ближайшего аналога - "Воздушнореактивного прямоточного двигателя", запускающегося только на сверхзвуковых скоростях, для запуска твердотопливного прямоточного двигателя достаточно автомобильной скорости, около 100 километров в час, которую может обеспечить многоразовый ускоритель или стандартный тепловоз.
Разгонная платформа способна придать полезной нагрузке скорость от полутора километров в секунду, до половины орбитальной скорости в четыре километра в секунду. Возможно и больше, но сильно возрастет сопротивление и тепловая нагрузка. После чего от платформы отделяется многоразовый суборбитальный самолет, оснащенный маршевыми воздушнопрямоточными двигателями для преодоления тормозящего действия атмосферы, суборбитальный самолет совершает аэродинамический подскок в суборбитальный полет, на высоту около 100 километров. В суборбитальном полете с атмосферного космоплана стартует легкая одноразовая ракета, увеличивающая скорость до орбитальной.
Выгода от использования ленточного старта в основном в снижении относительной стартовой массы одноразовой ракеты, для выведения на орбиту. Наземная катапульта берет на себя от 70, до 90% энергии необходимой для выведения полезной нагрузки, при этом сама система полностью многоразовая и относительно простая. В отличие от пушки, стартующие с ленточной катапульты ракеты не испытывают тысячекратных перегрузок, а перегрузки в десятки единиц вполне терпимы для сложного оборудования спутников, что делает систему более универсальной, неприспособленной только для запусков людей, слишком большие перегрузки. К тому же для ленточного старта можно использовать одноразовые ракеты с двигателями без топливных насосов, с подачей топлива методом вытеснения из баков сжатым воздухом. Ракеты с вытеснительной подачей топлива намного дешевле турбонасосных, но не имеют большого распространения из за низкой стартовой массы.
Характеристики прямоточного двигателя на порошковом топливе позволяют использовать топливные смеси на основе аммиачной селитры - "Нитрата аммония", топливо на основе нитрата аммония очень дешево и экологично. Оно стоит в 5, 10, раз дешевле традиционного твердого топлива на основе "Перхлората аммония", и при горении не выделяет ядовитых веществ. Ис соотношения стоимость - эффективность, нитрат аммония одно из лучших топлив, но в традиционных твердотопливных ракетах оно не используется из за низкой удельной эффективности. Для ленточного прямоточного двигателя удельная эффективность топлива не имеет решающего значения, из за того что топливо лежит на земле, а не хранистя в баках ракеты, и его вес не служит балластом. Но зато такие положительные качества аммиачно селитрянного топлива, как низкая температура горения, отсутствие токсичных и кородирующих металлы продуктов сгорания, можно в полной мере исользовать в пороховой катапульте.
Ленточный старт, это своего рода гибрид, сочетающий в себе особенности пушечного старта и многоразовых твердотопливных первых ступеней.
Специальные рельсовые пути для ленточного старта могут быть в десятки раз длиннее стволов перспективных космических пушек, но рельсовые пути сделать проще, чем гипертрофированный пушечный ствол. Подготовка к повторному старту ленточной катапульты, более трудоемкая чем подготовка выстрела пушки, но зато ракета стартующая с ленточного разгонщика не испытывает сверхвысоких перегрузок, а значит легче и дешевле.
В отличие от многоразовых твердотопливных ускорителей работающих в свободном полете, ленточный старт требует более развитой наземной инфраструктуры, но затраты на наземные постройки могут компенсироваться более дешевым топливом и простыми в обслуживании двигателями.
Ленточный старт может быть выгодным при частых - Конвеерных запусках на орбиту, компенсируя низкий вес полезной нагрузки высокой частотой стартов.
Если ленточным стартом выводить сотни, и тысячи тонн в год, совершая в среднем по несколько стартов в день, затраты на наземую ифраструктуру будут быстро компенсироваться выгодой от использования дешевого топлива и легких, упрощенных одноразовых ракет.
Система ленточный старт, в перспективе может быть выгона в качестве регулярной грузовой транспортной космической системы, земля - орбита, играющей роль своего рода орбитального поезда.
Николай Агапов.
Сайт - http://barbados444.narod.ru/Razgonshick11.html