Супер-пушка SHARP: Проект запуска спутников с помощью газового орудия.
Super High Altitude Research Project
Супер HARP: крупнейшая в мире газобаллистическая пушка для запуска снарядов в атмосферу и вывода спутников на орбиту. История, конструкция и цели проекта.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Проект исследований на сверхвысоких высотах (Super HARP, SHARP) — это правительственный проект США, проводивший исследования по запуску высокоскоростных снарядов на большую высоту в атмосферу с использованием двухступенчатой лёгкой газовой пушки, с конечной целью вывода спутников на околоземную орбиту. Проектирование прототипа космической пушки началось ещё в 1985 году в Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора в Калифорнии и была введена в эксплуатацию в декабре 1992 года. Это самая большая газовая пушка в мире.
The Super High Altitude Research Project (Super HARP, SHARP) was a U. S. government project conducting research into the firing of high velocity projectiles high into the atmosphere using a two stage light gas gun, with the ultimate goal of propelling satellites into Earth orbit. Design work on the prototype space gun began as early as 1985 at the Lawrence Livermore National Laboratory in California and became operational in December 1992. It is the largest gas gun in the world.
Конструкция и эксплуатация
Вместо одного прямого ствола, пушка SHARP использует L-образную конструкцию с двумя отдельными секциями: стальная секция сгорания длиной 270 футов (82 м) и секция насосной трубы соединены с пусковой трубой (или стволом) длиной 155 футов (47 м) под прямым углом. На обоих концах насосной трубы установлены рельсовые салазки для поглощения энергии отдачи при выстреле, а меньшая салазка установлена на перпендикулярный набор рельсов на заднем конце пусковой трубы вблизи точки соединения. Последовательность выстрела начинается с воспламенения смеси метанового газа в секции сгорания за поршнем на дальнем конце насосной трубы. Образующийся взрыв быстро толкает стальной поршень вниз по насосной трубе, дополнительно сжимая предварительно сжатый водородный газ, который заполняет другой конец насосной трубы. По мере ускорения поршня к точке соединения, он быстро сжимает водородный газ в насосной трубе до максимального давления. Тем временем, небольшой снаряд покоится в смежной разгерметизированной пусковой трубе. Когда водород достигает максимального давления, удерживающее снаряд крепление разрушается, и водород разгоняет снаряд по стволу с чрезвычайно высокой скоростью, пока он не прорвется сквозь тонкий пластиковый лист, закрывающий конец пушки. Все силы отдачи поглощаются рельсовыми салазками, которые движутся наружу вдоль своих рельсов.
Rather than a single straight barrel, the SHARP gun uses an L shape design with two separate sections; the 270 feet (82 m) long steel combustion section & pump tube section is connected to the 155 feet (47 m) long launch tube (or barrel) at a right angle. rail mounted sleds sit at both ends of the pump tube to absorb recoil energy from firing and a smaller sled is mounted on a perpendicular set of tracks at the aft end of the launch tube near the junction point. The firing sequence begins with the ignition of a methane gas mixture in the combustion section behind the piston at the far end of the pump tube. The resultant explosion rapidly drives the steel piston down the pump tube and further compresses the pre pressurized hydrogen gas that fills the other end of the pump tube. As the piston accelerates toward the junction point, it rapidly compresses the hydrogen gas in the pump tube to a pressure of The small projectile, meanwhile, rests in the adjacent depressurized launch tube. As the hydrogen gas reaches maximum pressure, a coupling holding the projectile in place is destroyed and the hydrogen drives the projectile down a diameter barrel at extremely high velocities until it bursts through a thin plastic sheet covering the end of the gun. All recoil forces are absorbed by the rail mounted sleds as they are propelled outwards along their tracks.
Испытания и отмена
Во главе с Джоном Хантером, пушка SHARP запускала снаряды, используя расширяющийся водород, и достигала скоростей в 8,8 Маха для этих снарядов. Если бы проект был продолжен, планировалось поднять ствол и начать испытания космических запусков, потенциально достигая скорости до 100 000 метров в секунду, или примерно 21 Маха. Эти испытания были задуманы как предшественник "Jules Verne Launcher" – еще более крупной легкой газовой пушки с длиной ствола, разработанной в начале 1990-х годов для запуска спутников первой ступени. Стоимость проекта оценивалась в 1 миллиард долларов, но финансирование не было получено, и в 1995 году проект был окончательно закрыт. Тем не менее, пушка SHARP продолжала использоваться для высокоскоростных испытаний в других областях исследований, например, при разработке прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Концепция достижения баллистической скорости убедительно доказана. Основная проблема заключается в поддержании таких высоких скоростей, поскольку сопротивление воздуха и аэротермический нагрев значительно замедлят любой объект.
Headed by John Hunter, the SHARP gun fired projectiles using expanding hydrogen and achieved velocities of or Mach 8.8 for projectiles. Had the project continued, there were plans to elevate the tube and begin space launch trials potentially reaching speeds of up to , or about Mach 21. The tests were designed as a precursor to the "Jules Verne Launcher," an even larger light gas gun with a barrel length designed in the early 1990s for first stage satellite launch. This was to cost $1 billion, but funding was not forthcoming and the project was eventually canceled in 1995. However, the SHARP gun continued to be used for high speed tests in other areas of research, such as scramjet development. The concept of ballistic escape velocity is well proven. The largest challenge is maintaining such high velocities, because air resistance and aerothermal heating will significantly slow down any such object.