Преимущества запуска очень большой ракеты при погружении на плаву в водоеме

Я смутно припоминаю, что читал о некоторых предполагаемых преимуществах запуска очень больших ракет ( размером с Сатурн и больше) из-под воды в океане или подобном большом водоеме. Недавно мне напомнила об этом короткая сцена в популярном шоу (без спойлеров), показывающая ракету размером больше Сатурна , вылетающую из моря в огненном пуске.

Каковы преимущества подводного запуска, если таковые имеются? Проделана ли серьезная работа в этом направлении? Или эта идея всего лишь творческая научная фантастика?


Шоу…

это: For All Mankind на Apple TV+ , последняя серия первого сезона , после финальных титров.

Интересно, что баллистическими ракетами подводных лодок запускались малые космические спутники: en.wikipedia.org/wiki/Submarine-launched_satellite .
284 страницы крутости Sea Dragon здесь: neverworld.net/truax/Sea_Dragon_Concept_Volume_1.pdf
Sea Dragon — безумный и совершенно наивный дизайн. Нет никаких шансов, что это действительно сработало бы так, как задумал Truax. О правильно задуманной ракете морского базирования см. en.wikipedia.org/wiki/Zenit-3SL .
@leftaroundabout Какая наивность была упущена TRW при рассмотрении предложения Sea Dragon?
@RussellBorogove Я не читал этот обзор. Но что я нахожу самым забавным в Sea Dragon, так это двигатель, работающий под давлением. Это типичная идея «почему бы нам просто не...» звучит хорошо, если вы предполагаете, что все ведет себя идеально в соответствии с уравнениями, по которым вы ее разработали, но ужасно ломается, если появляются реальные эффекты, которые вы не проектировали . в игру. Этот двигатель будет иметь чрезвычайно нестабильные режимы колебаний. Судя по всему, инженеры и рецензенты не особо задумывались о таких режимах до Аполлона (который страдал от колебаний, хотя и использовал меньшие по размеру и насосные двигатели).
Они учитывали стабильность горения; Aerojet, по-видимому, придерживается мнения, что масштабирование двигателей до такого размера вернет их в стабильную область : «Анализ на основе чувствительной теории временного запаздывания показывает, что двигательная камера Sea Dragon будет работать далеко за пределами области нестабильности сгорания. ... Одно из основных преимуществ опытно-конструкторских испытаний на море заключается в том, что они позволяют провести раннюю экспериментальную оценку стабильности горения в полномасштабном масштабе без непомерных затрат на оборудование». (1/2)
К этому времени Aerojet уже несколько лет решала проблемы с пого на Титане II; они, конечно, не были бы наивными в этом отношении. (2/2)
@leftaroundabout гм, нет на «Очевидно, инженеры и обозреватели не особо задумывались о таких режимах еще до Аполлона». Почитайте о проблемах нестабильности горения с Атласом. en.wikipedia.org/wiki/SM-65D_Atlas
Тем не менее, в дискуссиях о Sea Dragon я всегда задавался вопросом, как, черт возьми, вы будете тестировать этот двигатель?
Как я уже отмечал в ответе на связанный с этим вопрос, я думаю, что «одно из основных преимуществ опытно-конструкторских испытаний в море заключается в том, что они позволяют провести раннюю экспериментальную оценку стабильности горения в полномасштабном масштабе без непомерных затрат на оборудование» «Если мы собираемся взорвать один, давайте взорвем его посреди океана».
Для пушечных заходов также предлагались пуски с моря. По сути, у вас может быть очень длинный ствол без массивной опорной конструкции, что снижает перегрузку.
@Heopps - единственная причина запуска с (вероятно, надводной подводной лодки) - это легко выйти на орбиту с наклоном, не предлагаемым ни одной из ваших территорий , с которых вам разрешено строить и запускать межконтинентальные баллистические ракеты.
Как называется шоу? Используйте '>!' (спойлерный абзац)
@Mazura Я добавил детали шоу, используя предложенный вами тег спойлера. Спасибо.

Ответы (4)

Морской дракон

Очень большая ракета, вероятно, была Морским драконом , и преимущества были больше в возможности построить массивную машину, чем в неотъемлемых преимуществах запуска под водой.

введите описание изображения здесь

( кредиты изображения )

Строительство ракеты-носителя на стапеле и подвоз ее к месту запуска позволяет обойти ряд ограничений по размеру при строительстве и перемещении больших сборок (возможно, мифический пример) на суше. Это также потенциально позволяет выбрать оптимальную стартовую площадку и упростить расчистку полигона. Резервуары для затопления, чтобы поставить автомобиль в вертикальное положение, может быть проще организовать, чем очень большие краны или вертикальную интеграцию .

Запуск ракеты в подводном положении технически позволяет аппарату начать движение вверх из положительной плавучести, сбрасывая балласт и получая подъемную силу «бесплатно». С другой стороны, транспортному средству, стартующему на суше, не нужно ничего делать, чтобы достичь уровня моря.

На самом деле запуск ракеты в подводном положении технически приведет к увеличению тяги из-за эффекта земли, но с эффектами давления и потенциалом гидравлического удара будет сложно справиться, и, в частности, баллистические ракеты, запускаемые с подводных лодок, обычно запускают холодным способом, всплывают на поверхность и стреляют только после очистки.

Недостатком подводного запуска является то, что ракета также должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать избыточное давление, волновое движение и соленую воду, которые, по-видимому, намного перевешивают преимущества, кроме особого случая запуска с подводной лодки . Он также по определению запускается на малой высоте в более плотной атмосфере, где можно получить некоторые незначительные преимущества при запуске с возвышенности.

Конечно, преимущества запуска с подводной лодки не имеют ничего общего с фактическим запуском ракеты, а с тем, что может сделать с вами другая сторона, когда увидит, что вы всплыли на поверхность, чтобы запустить ее.
Не забывайте о снижении шума . Большая часть первоначальной звуковой энергии будет поглощена океаном, а сам запуск будет осуществляться в море далеко от суши.
@RonJohn Sealife может не согласиться с этим пунктом о снижении шума.
@BasilBourque, они не голосуют и не платят налоги. Кроме того, Sea Dragon был родом из мужественных дней 1962 года.
Озеро Титиката на высоте 3812 м должно стать отличной стартовой площадкой. На 15° южной широты это также относительно близко к экватору. Не нужно запускать в соленой воде с уровня моря ;)
@Michael: Однако он немного страдает из-за того, что вы не можете построить свою ракету в удобном порту, а затем отбуксировать ее к озеру Титиката.
Напоминает эпизод из Футурамы, где космический корабль главных героев утаскивают на дно океана. Когда они спускаются, кто-то нервно спрашивает, какое давление в атмосфере рассчитан на корабль, на что профессор отвечает: «Это космический корабль , поэтому где-то между 0 и 1».
Стоит отметить, что проект разработки Sea Dragon (до того, как он был отменен) провел испытательный запуск двух ракет меньшего размера (Aerobee и Corporal) из-под воды и обнаружил, что запуск ракетного двигателя под водой работает отлично и не доставляет проблем.
@NuclearWang, хотя однажды они приземлились на этой планете со сверхвысокой гравитацией, которая, вероятно, имела бы давление> 1 атм на уровне земли ...
@NuclearWang Вот клип: youtube.com/watch?v=7GDthiBGMz8

Возможно, вы думаете о проекте Sea Dragon , хотя он так и не вышел за рамки концептуальных/начальных стадий планирования.

Некоторые из преимуществ морского запуска заключаются в том, что вы можете находиться далеко от жилья, а вода может обеспечить охлаждение и акустическое демпфирование во время запуска.

Но и недостатки серьезные. Вы еще больше зависите от погоды, чем традиционный запуск, а морская вода вызывает коррозию ракетных двигателей и содержит всевозможные организмы, которые хотели бы покрыть ракету коркой и превратить ее в свой дом.

Плюс, конечно... на каждые 30 с лишним футов вниз давление окружающей среды увеличивается на 13 фунтов/кв. как только он будет запущен. Любая выгода от гидростатической подъемной силы будет съедена выносом тонн воды в атмосферу.

В начале разработки ракетного комплекса Polaris была проведена большая работа по пуску ракеты из-под воды.

Polaris был средством ядерного сдерживания для быстрого запуска нескольких ракет с полностью погруженной подводной лодки. Ключевой задачей было оставаться под водой до тех пор, пока не будет завершена пусковая нагрузка лодки: лодку должно было быть очень трудно отследить и уничтожить, даже когда с нее поднималось несколько ракет.

Было известно, что прямой запуск из ракетных шахт невозможен без разрушения лодки из-за тепла и давления при запуске. В отличие от путешествия по воздуху, когда шлейф может быстро расширяться от ракеты и платформы в воздух, труба ракеты и окружающая вода будут ограничивать выхлопные газы, так что давление и температура будут быстро повышаться до давления и температуры в камере ракетного двигателя.

Проект пытались запустить с использованием гораздо меньшего «экстракторного» двигателя, но это тоже не увенчалось успехом. Конструкция трубы (для защиты подводной лодки) и хвостовой части ракеты (для защиты ракеты во время пуска, в чем, в конце концов, и заключался смысл) не совместима с вытяжным двигателем, который мог поднять ракету на поверхность.

В конце концов, они вышли на поверхность с помощью воздушного толчка с последующим запуском двигателя, когда ракета оторвалась от поверхности.

Раннее видео запуска Polaris

Ходят упорные слухи, что в некоторых российских торпедах используются ракетные двигатели. Торпеды маленькие, прочные, и их вес не так важен.

Polaris и его последователи — это баллистические пусковые установки; они не выходят на орбитальные скорости. Трудно поверить, что ракета для орбитального использования может быть построена достаточно прочной, но при этом достаточно легкой, чтобы ее можно было запускать из-под воды.

Интересный материал, но цель моего вопроса - об очень больших ракетах, плавающих в открытой воде, а не о работе на глубине, таких как торпеды и подводные лодки. Извините за путаницу. Я отредактировал заголовок, чтобы быть более понятным.
Я думаю, у вас будут те же проблемы с ракетой, «плавающей» в той мере, в какой сопла находятся под водой. (И они не плавают)
Торпеда не нужна — российская ракета «Булава», не сравнимая с «Сатурном-5», запускалась с подводных лодок. Хотя это спорно, зачем это нужно, мне любопытно, сможет ли ракета, запущенная с подводной лодки, выйти на орбиту.
@Roundel, русские сделали это en.wikipedia.org/wiki/Tubsat-N

Запуск из международных вод.

В дополнение к факторам, упомянутым в других сообщениях, есть дополнительное преимущество запуска из океана: вы можете запускать из международных вод. Это может быть удобно, если вы запускаете ракету, в которой используется какой-либо материал или процесс, который является незаконным или строго регулируется для гражданского использования в вашей стране. Например, вы могли бы потенциально использовать законное убежище в международных водах для запуска ракеты с двигателем «Орион»/импульсной ядерной двигательной установкой, поскольку Договор о запрещении ядерных испытаний запрещает подписавшим его странам разрешать использование ядерных взрывных устройств в гражданских целях (хотя в данном конкретном случае вы, вероятно, захотите, чтобы обычная, химическая первая ступень освободила его от воды, прежде чем вы активируете главный двигатель).

Неважно, откуда вы запускаете или что вы запускаете, оказавшись за пределами атмосферы, вы можете даже не нести (или взорвать!) атомные бомбы. space.stackexchange.com/a/12961/1235
@CamilleGoudeseune Если вы запускаете из международных вод, вам не нужно заботиться о таких договорах, поскольку они обязательны для стран, а не для частных лиц, которые их не подписали.
Хм. Интересно, есть ли у отдельного миллиардера или корпорации достаточное количество бомб для этого...
@ nick012000 Эти люди и их компании по-прежнему подчиняются законам своих стран.