Зачем ракетоплан паро-панку

В 1728 году в «Трактате о системе мира» Исаак Ньютон предложил идею пушки на высокой горе, которая выстреливает снаряд с орбитальной скоростью - и таковой снаряд, обогнув Землю, вернётся точнёхонько к пушке. Разумеется, сопротивление воздуха тут не учитывалось. Но идея уже была высказана, и как раз накануне Эпохи Пара.

• Чего не рассказал Ньютон
• На что способна сила пара
• Реальные пушки
• Не был он плоско-земельщиком
• Так зачем ракетоплан
• Давайте подсчитаем
• Почта
• А может заправить ракету водородом?

Чего не рассказал Ньютон

Вы конечно помните со школьной скамьи его закон всемирного тяготения:

---

---

Всё в этой формулировке хорошо и понятно - вот только подсчитать по ней что-нибудь практическое невозможно. Ибо забыли рассказать вам, да и мне, короче всем нам в школе не сказали, а какая же именно та пропорция? Во сколько именно раз?

(Так же всем нам в школе забыли рассказать, что уважаемый сэр Исаак Ньютон был алхимиком, весь свой недюжинный ум употребившим на бесплодные поиски пресловутого философского камня – кое занятие и полагал важным. Ну а прочие открытия, вроде закона всемирного тяготения или принципов механики, сделал мимоходом - и вообще считал их каким-то пустяком. Как жаль что этот гений устремил свой ум к бессмысленной цели)

А ту самую пропорцию впервые обозначил француз Пуассон в своём «Трактате по механике» 1809 года. Но назвали её константой Ньютона - в честь Ньютона. А обозначают латинской буквой G. И место её в формуле закона таково:

где

• F = сила взаимного притяжения
• G = универсальная гравитационная постоянная
• m₁ и m₂ = массы тел
• R = расстояние между центрами тяжести тел

Не перепутай:

• g (строчная буква) - ускорение свободного падения на поверхности небесного тела, и для каждого тела оно своё собственное
• G (заглавная буква) - всемирная гравитационная постоянная, то бишь константа, суть неизменная, и вот именно она используется в формуле закона всемирного тяготения и равна
  G = 6,67430(15)*10^-11 м³/(кг•с²)
  короче очень небольшая величина, но с огромными последствиями для всей Вселенной

Даты нам важны, чтоб понять:
на начало Эпохи Пара наука уже вполне способна провести расчёты космических полётов.

Не верите? И правильно - не надо верить, а надо проверить! Для начала вот статья про компьютеры XIX века:

Итак, вычислять с необходимой точностью уже научились. А что нужно было считать? Ну например, какую скорость должна сообщить снаряду та самая пушка Ньютона. И скорость для круговой орбиты вычисляется из закона тяготения вкупе с уравнением кругового движения, звучит сложно, но умные люди всё давно свели вот к этой простой формуле:

где

• v_орб = орбитальная скорость
• G = универсальная гравитационная постоянная
• m_E = масса Земли
• R = расстояние от центра Земли до объекта на орбите

Понятно, что формула эта для полётов вне атмосферы, ведь сопротивление воздуха она не учитывает. Что ж, условная граница космоса находится в 100 км над нашими головами, ибо там уж точно атмосферы настолько мало, что лететь опираясь на крылья не получится. И если совсем пренебречь тем слабым сопротивлением, то на высоте в 100 км над землёй орбитальная скорость 7.85 км/с.

Но таких высоких гор на Земле нет. Значит снаряд на ту высоту ещё нужно как-то поднять. А сколько для этого потребно затратить энергии?

Энергия затрачивается на работу (в данном случае по подъёму). А работа эта рассчитывается следующим образом:

где

• A = работа по подъёму груза
• F_g = вес груза
• h = высота подъёма груза

Вес в ньютонах, высота в метрах - и получим работу в джоулях.

Для подъёма 1 кг массы на высоту 100 км это составит
= (1 х 9,81) Н х (100 х 1000) м
= 981 000 джоулей

Много это или мало? Вот тут у меня есть:

Можете поиграть с разными значениями и посмотреть далеко ли улетит.

Без малого мегаджоуль энергии или, если угодно в килограммо-метрах то 100 тонно-метров - это на каждый килограмм массы, который нам вздумалось закинуть на 100 км высоту.

Если совсем просто, представьте себе качели из доски. На одну сторону ставим гирьку в килограмм, на другую кидаем 100 тонн с высоты в метр - гирька улетает до границы атмосферы с космосом.

Правда эта наша гирька только долетела до нужной высоты. На которой мы собирались стрелять ею из пушки, чтоб гирька стала искусственным спутником Земли. А вот закинуть на ту высоту ещё и пушку, да способную выпалить нашей гирькой, чтоб та разогналась почти до 8 километров в секунду...

Нет, такое Эпохе Пара явно не под силу. А значит и ракетопланам в ней не место... или всё же есть вариант?

На что способна сила пара

Как известно Жюль Верн предлагал лететь на Луну внутри снаряда, выстреливаемого из гигантской пушки. Пушку, естественно пришлось бы заряжать порохом... А вот и вовсе не обязательно!

Реальные пушки

Гигантские пушки были в военной истории. И первой на память приходит немецкая "Дора", обстреливавшая Севастополь в Великую Отечественную. Калибр 800-мм, но дальность стрельбы 40 км хоть и впечатляющая, однако отнюдь не рекордная. Кто-то вспомнит другое изделие той же самой фирмы Круппа - 600-мм самоходную мортиру "Карл". Но мортира стреляла на ещё меньшую дистанцию. А рекорд дальности стрельбы принадлежал орудию Первой Мировой... А вот и вовсе не "Большой Берте"! На самом деле это имя носила осадная гаубица, названа она была в честь жены Круппа, но естественно не была рекордсменом ни по размеру снаряда, ни по его скорости.

Рекорд же принадлежит "Колоссаль", так же известной как "Парижская пушка", и что не удивительно, тоже изготовленной фирмой Круппа. Подробнее о ней вот тут:

Калибр пусть меньше, чем у помянутых выше, зато дальность 120 км - это по сути предел того, чего могло добиться орудие классической схемы с обычным порохом.

Проблема прежде всего в порохе. Вернее в том, как и где он сгорает. Нам кажется, что он сгорает мгновенно, но на деле горение пороха хоть и очень быстрое, но растянуто во времени. Именно благодаря постепенному горению порох и успевает разгонять снаряд. А если бы горение было ещё быстрее - снаряд не успевал бы продвинуться по стволу, и ствол разорвало бы внутренним давлением пороховых газов.

Но вот казалось бы снаряд начал движение, всё хорошо? Не совсем. Получив мощный начальный толчок, снаряд устремляется по стволу - а вот пороховые газы за ним поспевают всё хуже. Ведь пороховой заряд-то горит где-то там позади, в зарядной каморе - от которой снаряд с каждым мгновением всё дальше. И как ни наращивай пороховой заряд, но он увеличивает давление в каморе - а на дно снаряда давит лишь малая часть пороховых газов.

Пытались решить эту проблему, сделав экспериментальное орудие с множеством зарядных камор, закреплённых по бокам от ствола по всей его длине. Идея была в том, чтоб снаряд, проскальзывая по стволу мимо очередной каморы, замыкал электрическую цепь воспламенения заряда в этой каморе. Таким образом пытались поддерживать постоянное нарастание давления пороховых газов за дном снаряда.

Испытания в целом были удачны. Но ствол приходилось делать таким длинным, что наводить его стало совершенно невозможно. Орудие могло стрелять лишь в ту точку, куда был нацелен ствол при постройке. А максимальная дальность стрельбы всё равно не так сильно превзошла "Парижскую пушку".

Проблема опять же крылась в порохе. Его горячие газы состоят из мельчайших твёрдых частиц. Которые довольно плотные. Иначе говоря, имеют заметный удельный вес. А оказалось, что чем удельный вес газа меньше, тем он стремительнее способен расширяться.

И в 1960-е годы был предложен "Проект исследования большой высоты", примерно так его название можно перевести с английского High Altitude Research Project или сокращённо HARP. Руководил им канадец Джеральд Булл. Он придумал заряжать орудия не порохом, а лёгким газом - водородом или гелием, который сжимался и разогревался во внешнем устройстве, а затем уже максимально разогретым подавался в ствол под давлением. В общем почти как пневматическая пушка, только вместо воздуха водород или гелий. Всего были построены 3 экспериментальные установки - на Барбадосе, в Канаде и в США. Калибр пушек был 406-мм (как у американских линкоров), длина ствола 40 м. Для снаряда весом 180 кг удалось достичь скорости в 3800 м/с. Это конечно примерно вдвое меньше скорости необходимой для поддержания круговой орбиты, но зато более чем вдвое лучше чем у "Парижской пушки", и позволяло закинуть снаряд на высоту в 180 км.

Джеральд Булл и хотел использовать свои пушки для запуска некрупных спутников на орбиту. По расчётам цена запуска 1 кг груза составила бы всего 600 американских долларов - это фантастически дешёвая цена.

Для сравнения на 2005 год:

• полёт на самолёте через Атлантику обходится пассажиру от 3 до 6 долларов за фунт веса
• вывод спутника на околоземную орбиту обходится заказчику более 10 тысяч долларов за фунт веса
• обещают, что лазерная система запуска могла бы снизить цену до всего лишь 100 долларов за фунт веса, вот только пока это лишь очень туманные предположения

Справедливости ради упомянем об успешном испытании лазерной системы. В октябре 2000 года 10-киловаттный лазер на Ракетном полигоне «Белые пески» в Нью-Мексико поднял 50-граммовый груз на 60 метров по вертикали. Груз поднимался не столько за счёт давления светового луча, сколько за счёт разогрева воздуха и поверхности груза лучом до мгновенного испарения. Итак, концепция может работать, но пока её успех поднять 50 граммов на 60 метров - от этого очень далеко до полёта в космос.

А Булл уже в 1960-е придумал, а затем и успешно испытал свои пушки. И неоднократно. Пора было сделать следующий шаг - запуск на орбиту. Но для этого нужно было увеличить калибр орудий хотя бы до 1 метра. Вот только добиться финансирования на это в Британской империи (а Канада и поныне не является независимой страной, а входит во владения Британской короны) изобретатель не смог. Однако денег пообещал дать Саддам Хуссейн. И Джеральд Булл ездил в Ирак. Но был убит по возвращении в Европу.

И заметим, возродить HARP не решается даже такой смелый Илон Макс.

Хотя проект вполне жизнеспособен. Это доказано неоднократными испытаниями установок Булла. Ну а получать в любых потребных количествах дешёвый водород научились ещё до Эпохи Пара, о чём читай здесь:

Ладно, всё понятно, летать как Мюнхгаузен на пушечном ядре запрещено. Но может были какие-то другие паровые альтернативы?

Не был он плоско-земельщиком

23 февраля 2020 года ряд новостных агентств не без злорадства известил мир о гибели Майка Хьюза. Мол вот же чудак, верил в плоскую землю, а чтоб доказать это построил, вы только подумайте, паровую ракету, а она его и погубила, как смешно.

На деле всё было не совсем так. Или даже совсем не так. Кроме факта гибели в паровой ракете. Которая всё же полетела.

Майк Хьюз не был никаким плоско-земельщиком. Но смолоду мечтал прославиться. Знаете, эта стандартная американская мечта об успехе. Любой ценой. А если ты не сумел добиться успеха, ты аутсайдер. Ты неудачник. Майк был не из тех, кто сдаётся. И первое чего он добился это автогонки. Где его и прозвали «Безумным Майком". Но автогонки это очень дорого, столько денег у Майка не было.

Тогда он решил, что раз на продолжительную спортивную карьеру денег не хватает, то он совершит всего один трюк. Зато такой, какой до него никто ещё не делал. И он пытался несколько раз. И некоторые попытки были относительно успешными. Но были и травмы, по правде говоря не раз он чудом оставался живым. А лечение стоило ещё больших денег.

Но он уже не мог отступить. Поставить трюк стало последним и единственным смыслом жизни.

И однажды он узнал, что ещё в 1930-е годы, во времена Великой Депрессии, некий американский инженер запатентовал паровую ракету "для развлекательных целей". Проще говоря, предлагалось запускать модели ракет, но без использования горючего, а только силой пара.

Заметим, что создать реактивную тягу можно даже силой выплёскиваемой под давлением воды. И более того, такие модели ракет успешно летали, и даже в 1980-е годы подобные игрушки производились массово. Но про них Майку никто не рассказал.

А вот идея паровой ракеты выглядела необычно. Такого трюка точно ещё никто не делал. И Майк решил лететь в паровой ракете! К тому же сперва это казалось недорого. Чтоб обеспечить тягу в 2 тысячи кгс нужно превратить в пар всего лишь 300 литров самой обыкновенной воды.

Однако, когда от идеи перешли к детальной инженерной проработке, выяснилось что затраты на постройку ракеты на 1 пассажира для достижения скромной высоты полёта чуть более полукилометра, обойдутся в 20 тысяч долларов. Таких денег у Майка не было.

Он пытался организовать сбор пожертвований. Но никого не смог заинтересовать.

И тогда кто-то из его друзей предложил:
  — Сейчас в моде разговоры про плоскую землю. Майк, прикинься будто ты один из этих чудаков, да рассказывай всем будто твоя паровая ракета докажет, что Земля плоская.

Майк последовал совету, и действительно деньги появились. Но теперь он уже был обязан взлететь. На фото ниже он рядм со своей первой ракетой.

Было 2 попытки. Первая в 2014 году, тогда Майк сумел привлечь внимание телевизионщиков, и перед их камерами взмыл в небо под углом 52 градуса к горизонту, а через 11 секунд приземлился в 348 м от точки старта. Но приземление вышло не вполне удачным. И однако Майку опять повезло, травмы зажили.

Тогда он взялся за постройку новой ракеты. Вот он сам на снимке рядом с нею. Хорошо виден двигатель в виде шара. Туда перед стартом закачивался перегретый пар, а затем следовало открыть заслонку и, толкаемая силой вырывающегося из сопла пара, ракета устремлялась в полёт. 424 литра превращённой в пар воды должны были обеспечить тягу в 3200 кгс. На фото ниже ракета на стартовой направляющей.

Как рассказывают товарищи Майка, погубила его экономия. Делать управляемую заслонку дорого. Майк принял решение сделать заслонку самой простой, а в момент старта просто подорвать её небольшим зарядом взрывчатки. Неизвестно, было ли это обстоятельство ведомо федеральным властям, только в 2017 году разрешения на полёт они не дали. Как рассказывал сам Майк, сперва пообещали устно, но позже отказались предоставить официальный документ.

А собранные деньги потрачены. Майк обязан лететь - или вернуть деньги организации плоско-земельщиков. Он выбрал полёт.

При подрыве, заслонка разорвалась несимметрично. Ракета на старте дёрнулась в сторону, парашют, на котором должно было осуществляться приземление, зацепился за одну из деталей стартовой платформы - и Майк улетел в ракете без шанса на мягкую посадку. Смерть от удара на скорости более 500 км/ч была практически мгновенной.

Но в известном смысле он сумел исполнить свою мечту - совершить такой полёт, какой до него не совершал никто! Правда ценой собственной жизни. Все 64 года которой он потратил ради этого дня. Когда станет известным. И стал. Но посмертно.

Так зачем ракетоплан

Итак, мы видели, что полёты из пушки возможны - но технически трудно осуществимы. Зато полёты на ракете даже паровой - осуществимы вполне. И такую ракету может собрать у себя в гараже любой желающий.

Но вот вопрос:
а зачем?

Думается, я могу предложить некоторые варианты ответов.

И первый и самый очевидный - ракетоплан.

Эта идея настолько на поверхности, что я даже не знаю, кто её придумал первым. Сейчас мне начнут напоминать про Зенгера - не надо, Ойген Зенгер предлагал орбитальный полёт с рикошетами от атмосферы. Но как мы уже выяснили в начале статьи, на это энергии в Эпоху Пара не хватает. Так что наша задача скромнее - летать в атмосфере. Но быстро, за минуты, преодолевая те расстояния, которые едучи по земле или даже паря над нею, преодолевались бы часами.

Лично я впервые описание такого транспорта прочёл у Ивана Ефремова в его "Туманности Андромеды". Там развитое коммунистическое общество предоставляет всем всё желаемое. Надо тебе лететь за тыщу километров, но желательно побыстрее? Пожалуйста, приходи на аэродром ракетопланов, пилот уже в кабине, залезай и ты туда, при старте придавит перегрузками, зато через четверть часа ты уже в совсем других краях.

Итак, ракетоплан-такси.

Только ведь, ясное дело, никакой силы пара не хватит на перелёт, к примеру, из Москвы в Питер. Но почему мы думаем только о дальних перелётах?

Давайте представим себе будто современная Москва, город с окружностью в 109 км, и вдруг вернулась на век назад. Пересечь Москву пешком - день. В карете полдня, но когда все улицы запрудят кареты, там такая толчея будет, что пешком выйдет быстрее. Можно на поезде, и кабы по прямой ехать, то и за час добрались бы, благо на железных дорогах не бывает пробок. Но по рельсам можно приехать только туда, куда рельсы проложены. А нам непременно захотелось вот сей момент из Жуковского попасть в Шереметьево. Прямого рельсового пути между ними и поныне нету. А с пересадками, да ожиданием поездов на вокзалах тратим опять же полдня. Так как быть?

Вот тут и выручило бы такси-ракетоплан. И силы пара на перелёт в полсотни вёрст вполне хватило бы. И есть где взлететь - с аэродрома Жуковского. И есть где безопасно приземлиться - в международном аэропорту Шереметьево.

Собранная буквально в гараже самодельная паровая ракета Майка Хьюза разгонялась до скорости 560 км/ч на горизонтальном участке полёта - что позволяет долететь из Жуковского в Шереметьево за 10 минут. А по расчётам могла бы достигнуть и 800 км/ч, что позволяет сократить время перелёта до 5 минут, правда без учёта обязательного сброса скорости перед посадкой.

Но даже с учётом того, что посадка будет занимать времени больше чем сам полёт, мы видим транспорт относительно дешёвый, экологичный, ведь его движет безвредный водяной пар, и, отметим это особо, вполне конкурентно-способный даже на фоне современных чудес техники.

Давайте подсчитаем

Насколько реален проект? За основу возьмём ракету Майка Хьюза, ведь она точно летала. Но конструкцию изменим, сделав более надёжной, безопасной и самое главное управляемой. Схематично стартовая установка с ракетопланом выглядела бы вот так:

Паровой котёл показан условно. Пар генерируется и сохраняется в нём, а в ракетоплан подаётся только непосредственно перед стартом. Этим избегаем преследовавших Майка проблем то с перегревом ракеты, то с остыванием пара в ней. У нас пар остыть не успеет, ведь если он подан, то через несколько секунд старт.

Пар подаётся через трубу, входящую в сопло. Эта труба имеет конический наконечник, плотно сопрягаемый с соплом. Из-за этого в сопле нет той заслонки, которая погубила Майка.

По заправочной трубе, через сопло, перегретый пар попадает в прочный стальной шар, одновременно являющийся и хранилищем пара и двигателем. Как только давление в шаре достигает расчётного - сцепное устройство отпускает ракетоплан, и тот начинает стремительный разгон по стартовой направляющей.

Как и ракета Майка Хьюза, наш рекетоплан стартует под углом в 52 градуса к горизонту. Почему так, ведь наибольшая дальность полёта достигается при угле взлёта в 45 градусов? Но дело в том, что своей расчётной скорости в 560 км/ч, аппарат достигнет не сразу. Уже сойдя с направляющей, он продолжит разгоняться, движимый силой вырывающегося из сопла пара. Однако одновременно его нос будет склоняться к горизонту. И к моменту достижения максимальной скорости как раз и будет направлен под углом 45 градусов.

Теперь идём в уже знакомый нам:

Скорость 560 км/ч = 155 м/с. Через 11 секунд полёта ракетоплан достигнет высоты около 600 м. Здесь его подъём прекратиться, и, на расстоянии в 1.2 км от старта, он перейдёт в горизонтальный полёт. При довольно умеренном аэродинамическом качестве 10, он пролетит ещё около 6 км в режиме планирования. Вполне неплохо.

Полёт будет полностью управляемым. Видите крылышки на носу ракетоплана? Это элевоны, они работают и как элероны для введения аппарата в крен, и по тангажу как рули высоты. Наш пилот управляет ими с помощью простейших рычагов. Тут нечему ломаться. Всё максимально надёжно.

И мы знаем, у ракеты Майка Хьюза были резервы повышения скорости полёта до 800 км/ч, а вдобавок мы можем значительно улучшить аэродинамическое качество нашего ракетоплана до 20. В этом случае высота, с которой начнётся планирование = 1.2 км, аппарат в этот момент будет в 2.5 км от старта, и пролетит как планёр ещё 24 км.

26 км это несколько меньше диаметра Москвы, но мы уже вплотную приблизились к перелёту через неё.

Заметим, что аэродинамическое качество 20 не является какой-то заоблачной величиной. У лучших планёров качество намного выше. В разы выше. Но мы намеренно ограничим себя.

Другими словами, с одной посадкой для дозаправки свежим горячим паром, паровой ракетоплан в самом деле был бы способен перелететь из аэропорта Жуковского в аэропорт Шереметьево. Если же мы хотим долететь без промежуточных посадок, то нужно увеличить запас пара на борту - например, поставив два шара с соплами, вместо одного. Или один, но большей ёмкости. Так же у нас есть некоторый резерв по части повышения аэродинамического качества. Проект выглядит вполне реалистичным.

А сколько потребуется энергии на перелёт?

Давайте считать вес:

• вес пустого аппарата 130 кг - максимально разрешённый для ультра-лёгких летательных аппаратов
• вес пара (да-да, пар имеет вес) - 300 кг
• вес пилота 80 кг

Итого:

• 510 кг вес аппарата на старте
• 210 кг в режиме планирования

Для развлекательного полёта на дистанцию в 7 км потребуется энергия более 6 мега-джоулей. Что эквивалентно 625 тонно-метрам. Вспомнили аллегорию с качелями? Да с такой энергией можно до границы космоса закинуть больше 6 кг груза!

Тем не менее, как показали полёты паровой ракеты Майка Хьюза - пар придаёт такую энергию летательному аппарату.

Ещё больше впечатляют параметры усовершенствованной ракеты Майка. Её стартовая масса должна была быть больше на 124 кг пара. Итого = 634 кг на старте.

Для её полёта потребовалось бы 15 мега-джоулей энергии, что эквивалентно почти 1600 тонно-метрам. Этого хватит, чтоб поднять на 1 м целый эсминец времён Первой Мировой!

Это очень большая энергия. И однако расчёты показывают что пар мог бы дать и такую громадную энергию. Собственно и выдавал, вспомните величественный "Титаник" или грозные дредноуты - всё это были корабли водоизмещением в десятки тысяч тонн! И все они бороздили волны, будучи движимы силой пара.

Но паровая ракета удивляет не столько своей энергией, сколько простотой устройства. Её двигатель это просто стальной шар с соплом - что может быть проще?

А ведь мы говорим про то, что смог бы склепать любой деревенский кузнец XIX века!

Но если вы удивлены таким выводам, то подождите удивляться. Ведь я не рассказал ещё про другой вариант использования паровых ракетопланов.

Почта

А вот эта идея моя. По крайней мере мне неизвестно, чтоб кто-либо в мире запатентовал такую систему доставки посылок. И, дорогой мой читатель, быть может ты читаешь эти строки первым - так поспеши подать заявку на патент. Но не забудь указать в соавторах и меня, идею тебе рассказавшего. А идея вот в чём.

В любом современном крупном городе, немалая часть пассажиров общественного транспорта это курьеры. И не меньше различных курьеров колесит по улицам, кто на велосипедах, а кто и на моторизованном транспорте. Венчают же всю эту цепочку доставки грузов большегрузные фургоны. Собственно, такая картина сложилась в том же Лондоне уже в XIX веке, просто теперь всё это происходит не в пример интенсивнее и по всему миру. И все мы пользуемся услугами этих перевозчиков грузов. Так, в прошлом году тираж моей книги "Крепости-звёзды, пришельцы, пирамиды, потоп" был доставлен в город Химки из типографии в городе Дзержинский.

А оба пункта - по разные стороны от громадной Москвы.

И все мы, живя в любом современном мегаполисе, нуждаемся в доставке грузов. И подчас очень срочной доставке. Но, как поучает нас старинная народная мудрость: гладко было на бумаге, да забыли про овраги, а по ним ходить. И самая срочная доставка через мегаполис легко может растянуться на полдня, а то и дольше.

Современные проекты быстрой доставки предлагают - доставку по воздуху. Пилотируемыми вертолётами дорого. Поэтому предлагается использовать беспилотные квадрокоптеры. С умным компьютером внутри и спутниковой навигацией.

Так вот, умный квадрокоптер способен продержаться в воздухе считанные минуты. А на большее аккумулятора не хватает. Либо надо возить совсем лёгкие грузы. Но тогда опять встаёт вопрос экономической выгоды, ведь если везёшь мало, то за каждый килограмм груза придётся брать дороже, чтоб окупить полёт. Многие ли будут готовы платить по высоким расценкам?

А что там с экологией? Не забываем, что электричество для зарядки аккумуляторов квадрокоптера вырабатывают электростанции - сжигая топливо. Так что умный квадрокоптер никак нельзя назвать экологически безвредным. Не говоря уже о том, что вся эта умная электроника просто обожает выходить из строя в самый непредсказуемый момент.

Я же предлагаю - запускать посылки в паровых ракетах.

Эти ракеты беспилотные, они меньше по размерам - а значит при том же запасе пара, который успешно получал в своей реально летавшей ракете Майк Хьюз, мои почтовые ракеты смогут улететь гораздо дальше, чем рассмотренный нами выше проект пилотируемого ракетоплана.

Как для почтовых квадрокоптеров требуются станции, где происходит подзарядка, откуда они взлетают и куда приземляются - точно так же и тут потребуются станции для пуска и приёма ракет. Зато ракета летит по заранее вычисленной на запускающей станции траектории. Только на финальном участке осуществляется её точное наведение на принимающую станцию с помощью простейшего приводного радиомаяка, каковые не диковинка уже с середины прошлого века.

При этом скорость ракеты намного выше – а значит и посылка будет доставлена быстрее. В отличие от квадрокоптера, ракета не петляет между зданиями, она перелетает высоко над их крышами, потому нет никаких рисков столкновений. И даже если её автопилот выйдет из строя в полёте (что крайне маловероятно, ведь автопилот ракеты предельно прост) - ракета просто приземлится на принимающую станцию в аварийном режиме с помощью тормозного парашюта, срабатывающего автоматически через время, установленное при старте ракеты.

Траектория ракеты полностью предсказуема - в отличие от загадочного поведения квадрокоптера.

Может возникнуть вопрос: а не столкнётся ли такая ракета в полёте с самолётом или вертолётом?

Ответ уже есть и давно: всеми полётами управляют диспетчеры. Они знают обо всех летательных аппаратах в воздушном пространстве целых стран. И все пилоты обязаны подчиняться диспетчерам - и обязаны сообщать о том куда намереваются лететь. Точно так же и пуски ракет должны быть поставлены под контроль. И там, где собрался пролететь любой летательный аппарат, пуски почтовых ракет на время будут приостановлены.

А может заправить ракету водородом?

Экология тема модная. И нынче у всех прогрессивных экологов на устах водород.

Действительно, водород в качестве топлива очень привлекателен. При его сжигании тепла выделяется больше, чем при сжигании дров, антрацита, нефти или даже керосина, который едва ли не самое лучшее горючее, какое можно произвести из нефти. То есть водород оказывается лучше любого ископаемого топлива или его производных. И экологически процесс сжигания водорода абсолютно безвреден, так как в результате получается обыкновенная вода. Чистейшая вода вместо грязного дыма, что может быть лучше? И в двигателях водород никакого нагара или сажи не оставляет. Всем выгоден.

Кроме одного пустячка. Так, безделица не стоящая упоминания, потому самозваные экологи об этом и забывают. А напрасно.

Этот пустяк - сложность добычи водорода.

Вообще в природе водород самый распространённый элемент. Его в космосе 3/4 от массы Вселенной. Только в свободном виде он встречается разве что в космическом пространстве, где его плотность 1 атом на кубометр. Пожалуй, там мы потребного нам количества топлива не соберём.

А на планетах водород присутствует только связанным в составе различных веществ, самое распространённое из коих - вода. Водорода в воде очень много. И выделить его из воды казалось бы не так уж сложно. Вот только для этого выделения приходится затратить всегда больше энергии - чем в итоге получишь от сжигания водорода.

Этот закон нерушим. Увы, к сожалению никак невозможно придумать способ, позволяющий получать водород из воды без больших затрат энергии.

Хотя возможно кто-то вспомнит школьный опыт, где в воду насыпают обычную соль, а затем пропускают через эту крепко солёную воду электрический ток и - вот вам пожалуйста водород!

Но эта реакция выделяет ещё и побочные продукты - соляную кислоту, очень едкое вещество, и хлор, очень ядовитый газ. Как их утилизировать? Думаю, не нужно объяснять, что просто выливать соляную кислоту в реки и выпускать хлор в атмосферу это совсем не экологично.

Говоря о водороде, экологи-любители совершают грубую ошибку, не принимая во внимание весь цикл производства, от добычи исходных ресурсов до утилизации отходов. А он очень энергозатратный.

Всё дело в том, что молекула воды очень прочная. И чтоб вырвать из неё водород, приходится в сумме затратить энергии куда больше, чем потом этот водород вернёт при своём сгорании. Вот почему просто сжигать с таким трудом добываемый водород в качестве топлива - неразумно. А с учётом анализа полного цикла производства водорода - и экологически вредно. Да и просто дорого.

В противовес этому чтоб получать перегретый пар из воды, энергии требуется намного меньше. А устройства для этого массово производились ещё с XIX века - это паровозные котлы. Они конструктивно просты и надёжны, а потому и цена их умеренная и вреда экологии от них немного. Ведь всё, что они делают, это превращают обычную воду в безвредный водяной пар.

Но ведь паровозным котлам нужно топливо. А можно так чтоб полететь на пару - но без топлива?

Да, можно.

Любители экологии часто рассуждают про солнечные панели, забывая что к примеру в Москве за весь декабрь норма солнечного света всего лишь 8 часов. За весь декабрь-месяц 8 часов солнце светит в Москве. Какая тут будет эффективность солнечных панелей? Сколько они выработают электричества?

Но уже давно придуманы устройства под названием тепловые коллекторы - они коллекционируют, то есть собирают, не свет, а тепло. А через самые плотные тучи солнечного тепла до поверхности Земли пробивается всё же больше, чем света. Поэтому как ни удивительно, но факт: тепловой коллектор работоспособен не только в Москве, но даже в Архангельске!

Конструктивно тепловой коллектор намного проще любой солнечной панели, а значит надёжнее. При том эффективность заметно выше. Ведь если солнечная панель преобразует энергию света в электрический ток, что всегда происходит с большими потерями, то тепловой коллектор просто собирает и удерживает в себе тепло. Никаких преобразований одного вида энергии в другой не происходит. Нет преобразования – нет и потерь на него. Отсюда и намного большая эффективность.

В грамотно спроектированном тепловом коллекторе можно доводить температуру воды до +80 градусов Цельсия. Это уже близко к точке кипения. Но всё же вода ещё не кипит. А можно ли сделать так, чтоб вода закипела - от солнечного тепла?

Да, можно. И этот способ знал ещё Архимед. И успешно применял для сожжения римских кораблей. Это направление лучей Солнца множеством зеркал в одну точку. Такие электростанции были построены ещё в прошлом веке, и они разогревают воду до +300 градусов Цельсия, превращая в перегретый пар. Как раз такой, как и нужен нам для полёта.

В таком виде наш паровой ракетный проект стал и весьма экономичным в эксплуатации, поскольку не требует ни топлива, ни электричества, и максимально удовлетворяющим требованиям экологии.

Поэтому ракетопланы-такси или почтовые ракеты на паровой тяге - вполне реалистичный и конкурентно-способный проект развития транспортной инфраструктуры современных мегаполисов.

А самое удивительное, что все эти паровые ракетопланы, в том числе и с разогревом пара солнечным теплом, можно было делать ещё в XIX веке. Но почему-то изобретатели того времени оставили эту прекрасную возможность без своего внимания. Что ж, зато возможно нам предстоит полететь на пару!