RU2422336C1 - Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start - Google Patents
Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start Download PDFInfo
- Publication number
- RU2422336C1 RU2422336C1 RU2009140208/11A RU2009140208A RU2422336C1 RU 2422336 C1 RU2422336 C1 RU 2422336C1 RU 2009140208/11 A RU2009140208/11 A RU 2009140208/11A RU 2009140208 A RU2009140208 A RU 2009140208A RU 2422336 C1 RU2422336 C1 RU 2422336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gun
- laser
- asv
- main
- heat channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для запуска с Земли как беспилотных, так и пилотируемых воздушно-космических аппаратов.The invention relates to rocket and space technology and can be used to launch from the Earth both unmanned and manned aerospace vehicles.
В настоящее время одним из перспективных направлений вывода полезной нагрузки на околоземную орбиту считается «пушечный» старт, т.е. вывод полезной нагрузки на околоземную орбиту с помощью электромагнитной или газодинамической пушки. В этом случае аппарат с полезной нагрузкой разгоняют до скорости порядка 10 км/с. Однако при вылете из пушки происходит интенсивное снижение скорости летательного аппарата вследствие высокой плотности атмосферы вблизи поверхности Земли. (RU 2343091 2009.01.10; RU 2239586 C3 2002.11.27; IEEE Transaction on Magnetics, vol. MAG-20. No 2. Mach 1984, pp.227-228; US 5950543 A, 14.09.1999; US 4795113 A, 03.01.1989; US 4881446 A, 21.11.1989; Шибанов Анатолий. Заботы космического архитектора. - М.: Детская литература, 1982, с.14-16, 28, 29).At present, one of the promising directions for bringing payloads to near-earth orbit is considered to be a “cannon” launch, i.e. Conclusion of the payload into near-Earth orbit using an electromagnetic or gas-dynamic gun. In this case, the payload apparatus is accelerated to a speed of about 10 km / s. However, when flying out of the gun, an intensive decrease in the speed of the aircraft occurs due to the high density of the atmosphere near the surface of the Earth. (RU 2343091 2009.01.10; RU 2239586 C3 2002.11.27; IEEE Transaction on Magnetics, vol. MAG-20.
При разработке перспективных образцов ракетно-космической техники возникает необходимость обеспечения потребных аэродинамических характеристик, а именно низкого коэффициента лобового сопротивления и заданного аэродинамического качества. Традиционными способами, например путем совершенствования геометрии летательного аппарата, этого достичь невозможно.When developing promising samples of rocket and space technology, it becomes necessary to provide the required aerodynamic characteristics, namely a low drag coefficient and a given aerodynamic quality. In traditional ways, for example, by improving the geometry of the aircraft, this is impossible to achieve.
Известен способ выведения воздушно-космического аппарата на околоземную орбиту (RU 2343091 2009.01.10), в котором для снижения силы лобового сопротивления воздушно-космического аппарата при полете в плотных слоях атмосферы используется тепловой канал, который создается в атмосфере в момент вылета аппарата из пушки ((1) фиг.1) с помощью наземного лазерного комплекса ((2) фиг.1) через зеркало ((3) фиг.1), посредством светодетонационного режима поглощения лазерного излучения ((4) фиг.1) в атмосферном воздухе, находящемся в пределах луча.A known method of launching an aerospace vehicle into near-Earth orbit (RU 2343091 2009.01.10), in which to reduce the drag force of an aerospace vehicle when flying in dense layers of the atmosphere, a heat channel is used that is created in the atmosphere at the time the spacecraft leaves the gun ( (1) FIG. 1) using a ground-based laser complex ((2) of FIG. 1) through a mirror ((3) of FIG. 1), by means of a light-detonation regime for absorbing laser radiation ((4) of FIG. 1) in atmospheric air located within the beam.
Недостатком указанного прототипа является то, что лазерный луч ((4) фиг.1) направляется через зеркало ((3) фиг.1), находящееся в атмосфере или околоземном космическом пространстве, при этом не рассмотрены пути решения задач ориентирования и удержания в неподвижном состоянии зеркала в течение промежутка времени, пока не будет создан тепловой канал необходимой длины (RU 2343091 2009.01.10).The disadvantage of this prototype is that the laser beam ((4) of FIG. 1) is directed through a mirror ((3) of FIG. 1) located in the atmosphere or near-Earth outer space, while the solutions to the problems of orientation and keeping it stationary are not considered mirrors for a period of time until a heat channel of the required length is created (RU 2343091 2009.01.10).
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение системы создания теплового канала за счет отказа от присутствия в атмосфере или околоземном космическом пространстве технических устройств для передачи основного лазерного луча.The objective of the invention is to simplify the system for creating a heat channel due to the rejection of the presence in the atmosphere or near-Earth space of technical devices for transmitting the main laser beam.
Этот технический результат достигается тем, что для упрощения системы создания теплового канала, необходимого для снижения высокого лобового сопротивления при полете в плотных слоях атмосферы воздушно-космического аппарата, используется два лазерных луча.This technical result is achieved in that two laser beams are used to simplify the system for creating the heat channel needed to reduce high drag when flying in dense layers of the atmosphere of an aerospace vehicle.
Сущность изобретения поясняется фиг.2, 3, 4 и 5.The invention is illustrated in figure 2, 3, 4 and 5.
На фиг.2 изображен момент перед запуском воздушно-космического аппарата. Основной лазерный луч надпороговой интенсивности (4), создаваемый с помощью наземного лазерного комплекса (2), через зеркало ((6) фиг.3), расположенное на мембране пушки ((7) фиг.3), направляется соосно стволу пушки (1). Инициирующий лазерный луч (5) направляется таким образом, что на границе реализуемости светодетонационного режима на высоте Н образуется область ((8) фиг.4), где интенсивность лазерного излучения достаточна для пробоя воздуха. В области совмещения двух лазерных лучей ((8) фиг.4) происходит пробой воздуха, и возникают условия для начала светодетонационого режима поглощения лазерного излучения основного луча надпороговой интенсивности (Полонский Л.Я., Пятницкий Л.Н. Сплошные протяженные лазерные искры в воздухе. / Оптика атмосферы. №7 1988, стр.86-92).Figure 2 shows the moment before the launch of the aerospace vehicle. The main laser beam above the threshold intensity (4), created using the ground-based laser complex (2), through the mirror ((6) of figure 3) located on the membrane of the gun ((7) of figure 3), is directed coaxially to the barrel of the gun (1) . The initiating laser beam (5) is guided in such a way that at the boundary of the realizability of the light-detonation regime at a height H, a region ((8) of FIG. 4) is formed where the laser radiation intensity is sufficient for air breakdown. In the region where two laser beams coincide ((8) of Fig. 4), an air breakdown occurs and conditions arise for the start of the light-detonation regime of absorption of the laser radiation of the main beam above the threshold intensity (Polonsky L.Ya., Pyatnitsky L.N. Continuous extended laser sparks in air . / Atmospheric Optics. No. 7 1988, p. 86-92).
На фиг.5 показана схема движения светодетонационной волны (9) навстречу лазерному излучению основного луча (4). Светодетонационная волна распространяется со скоростью порядка 100 км/с. В следе волны образуется тепловой канал (10) с высокой температурой и пониженной плотностью. В момент выхода воздушно-космического аппарата из пушки светодетонационная волна (9) дошла до зеркала. Таким образом, по оси пушки до высоты H (фиг.2) образовался тепловой канал (10) с высокой температурой и пониженной плотностью.Figure 5 shows the motion scheme of the light-detonation wave (9) towards the laser radiation of the main beam (4). Light detonation wave propagates at a speed of the order of 100 km / s. A thermal channel (10) with a high temperature and low density is formed in the wave trace. At the time of the release of the aerospace vehicle from the gun, the light-detonation wave (9) reached the mirror. Thus, along the axis of the gun to a height H (FIG. 2), a heat channel (10) was formed with high temperature and low density.
Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипами показывает, что создание теплового канала посредством светодетонационного режима поглощения лазерного излучения в атмосферном воздухе с помощью двух лазерных лучей (основного и инициирующего) позволяет не только добиться значительного снижения силы лобового сопротивления при прохождении летательным аппаратом плотных слоев атмосферы до тех пор, пока органы управления аппарата удерживают его в тепловом канале (RU 2343091 2009.01.10), но и позволяет упростить систему создания теплового канала за счет отказа от применения в атмосфере или околоземном космическом пространстве технических устройств для передачи основного лазерного луча.A comparative analysis of the proposed method with prototypes shows that the creation of a heat channel by means of a light-detonation regime for absorbing laser radiation in atmospheric air using two laser beams (the main and the initiating) can not only achieve a significant reduction in drag when the aircraft passes through dense layers of the atmosphere until while the controls of the device keep it in the heat channel (RU 2343091 2009.01.10), but it also allows you to simplify the system for creating heat channel due to non-use of atmospheric or near space engineering devices for the transmission of the main laser beam.
Предлагаемый способ позволяет отказаться от применения в атмосфере или околоземном космическом пространстве технических устройств для передачи основного лазерного луча.The proposed method allows to abandon the use in the atmosphere or near-Earth space of technical devices for transmitting the main laser beam.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140208/11A RU2422336C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009140208/11A RU2422336C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2422336C1 true RU2422336C1 (en) | 2011-06-27 |
Family
ID=44739097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009140208/11A RU2422336C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2422336C1 (en) |
-
2009
- 2009-10-26 RU RU2009140208/11A patent/RU2422336C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lubin | A roadmap to interstellar flight | |
Ahmed et al. | Survey and technological analysis of laser and its defense applications | |
Ebisuzaki et al. | Demonstration designs for the remediation of space debris from the International Space Station | |
Phipps et al. | Optimum parameters for laser launching objects into low Earth orbit | |
US6488233B1 (en) | Laser propelled vehicle | |
US6993898B2 (en) | Microwave heat-exchange thruster and method of operating the same | |
Mead, Jr et al. | Flight and ground tests of a laser-booted vehicle | |
Felicetti et al. | Nanosatellite swarm missions in low Earth orbit using laser propulsion | |
US5152135A (en) | Reflector for efficient coupling of a laser beam to air or other fluids | |
US20150041594A1 (en) | Kinetic energy storage and transfer (kest) space launch system | |
Rezunkov | High Power Laser Propulsion | |
Fűzfa et al. | Sailing towards the stars close to the speed of light | |
RU2422336C1 (en) | Method for creation of heat channel for spacecraft injection into earth orbit using "gun" start | |
RU2343091C2 (en) | Method for aerospace vehicle launching to orbit | |
Michaelis et al. | Laser propulsion: a review | |
Kremeyer | Energy deposition I: applications to revolutionize high speed flight and flow control | |
Lardier et al. | The Proton Launcher: History and Developments | |
Phipps et al. | Laser space propulsion overview | |
Mori | Beamed Launch Propulsion | |
Davis et al. | Review of laser lightcraft propulsion system | |
RU2782278C1 (en) | Method for acceleration of space vehicle in interstellar space when flight to nearest star systems | |
Allen | Hypersonic aerodynamic problems of the future | |
Rezunkov | Active space debris removal by using laser propulsion | |
Morad et al. | Building small-satellites to live through the kessler effect | |
Eckel et al. | Concept for a laser propulsion based nanosat launch system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111027 |