Real Space Battles bei Kindern einer toten Erde, Teil 2

Im ersten Teil haben wir darüber gesprochen, wie das Schlachtfeld im sehr realistischen Weltraumschlachtsimulator Children of a Dead Earth aussieht, welche Motoren auf Schiffen eingesetzt werden, woher sie Strom beziehen und wie sie überschüssige Wärme abführen. Im zweiten Teil werden wir über Waffen und Rüstungen sprechen.


Eine Drohnenflottille startet einen Raketenangriff, der Feind versucht mit Flugabwehrfeuer zu reagieren

Waffe

Raketen

In unserer Realität gibt es bereits Raketen, die Ziele im Weltraum treffen, und sie unterscheiden sich natürlich von atmosphärischen Versionen. In einem Vakuum werden keine aerodynamischen Ruder benötigt (es erscheinen jedoch Orientierungsmotoren), und eine Rakete kann jede Form haben, auch wenn sie absolut nicht stromlinienförmig ist.



Die Abbildung zeigt das sowjetische Projekt „Satellite Fighter“. Der Betrieb des Systems bestand aus mehreren Phasen: Die Startrakete brachte den Jäger in eine zum Abfangen geeignete Umlaufbahn, die Umlaufbahnen und Ziele des Jägers wurden in der ersten Runde festgelegt, der Jäger erhielt Korrekturdaten, näherte sich dem Ziel in der zweiten Runde, schaltete das Radar ein und detonierte unabhängig voneinander Sprengköpfe das Ziel treffen. Unter dem Namen „Flug“ wurden in den 1960er Jahren Geräte zur Überprüfung des Manövriersystems auf den Markt gebracht, und in den 1970er Jahren wurden Tests zum Abfangen und Zerstören von Zielsatelliten durchgeführt. In einem Test vergingen weniger als 45 Minuten vom Erhalt eines Befehls bis zur Zerstörung eines Ziels.


Und in diesem Video werden Tests eines kinetischen Abfangjägers durchgeführt, um Sprengköpfe ballistischer Raketen im Weltraum zu zerstören. Eine hohe Gegengeschwindigkeit bedeutet, dass zur Zerstörung eines Ziels nur eine Kollision ohne zusätzliche Sprengladung ausreicht.



In CoaDE sehen Raketen fast atmosphärisch aus, und der Hauptgrund dafür ist, dass sie noch nicht fertiggestellt wurden. Der Raketenführungsalgorithmus ist für einen rotierenden Motor am Heck ausgelegt und kann die Steuerlogik nicht wie im obigen Video implementieren. Aus diesem Grund kann die Rakete nicht genau mit der Nase zum Ziel bleiben, sodass Sie sie vollständig mit Rüstungen bedecken müssen. Darüber hinaus verbraucht der Lenkalgorithmus häufig sehr unwirtschaftlich Kraftstoff, was am Ziel kitschig endet, die Rakete abschaltet und unbrauchbar macht. Außerdem wissen Raketen nicht, wie sie Ziele effizient verteilen können, es gibt keine elektronische Kriegsführung, und die Interferenz erfolgt bisher auf einer sehr primitiven Ebene. Und schließlich zielen Raketen auf einen Punkt des Schiffes, anstatt effektiv verteilt zu werden und von allen Seiten Schaden zu verursachen.

Ein Standard-Sprengkopf gegen Schiffe ist eine nukleare Ladung (für weitere Details zum Design unten). Gleichzeitig verliert eine nukleare Explosion im Weltraum den Hauptschlagfaktor - die Schockwelle. In Kombination mit Raketenlenkungsproblemen sehen Atomsprengköpfe merklich schwächer aus als erwartet - ein Schiff kann Dutzende Explosionen in unmittelbarer Nähe überleben. Im Zusammenhang mit einer Gleichung mit zwei Unbekannten - den schädlichen Faktoren einer nuklearen Explosion und der Wirksamkeit der Schiffspanzerung - kann man jedoch nicht sagen, wie realistisch das angezeigte Bild ist.

Sprengkopf entwerfen

Warum haben sie keine Angst, den Bau der Atombombe in der Schule zu studieren? Weil die Schüler die allgemeinen Prinzipien kennen, werden sie immer noch nicht in der Lage sein, radioaktives Erz zu gewinnen, es anzureichern und die Ladung auf die richtige Weise zu untergraben. Das Atomprogramm erfordert die Anstrengungen eines ganzen Industrielandes, da zur Herstellung einer Atombombe Hochtechnologie benötigt wird. Es ist notwendig, spaltbares Material sehr schnell zu komprimieren, damit eine Explosion auftritt, und nicht ein thermischer „Zilch“ mit einem sehr schmutzigen Ergebnis. In der Vergangenheit wurde das Kanonenschema zuerst getestet, als eine Ladung von einer Waffe in eine andere abgefeuert wurde, dann ein kreisförmiges Implosionsschema, bei dem die Ladung durch eine Stoßwelle aus vielen Ladungen gewöhnlicher Sprengstoffe komprimiert wurde. Diese Optionen waren jedoch umständlich, komplex und ineffizient. In den 1950er Jahren wurde das Swan-Schema mit nur zwei Ladungen entwickelt, bei denen sich die Stoßwelle von ihnen ausbreitet, um die spaltbaren Materialien in der Mitte gleichmäßig zu komprimieren.



In CoaDE sind Entwickler gezwungen, ungefähre Berechnungen zu verwenden (die tatsächlichen sind noch geheim), aber das charakteristische „Ei“ des Gefechtskopfs ist sehr gut erkennbar.



Mit dem Designer können Sie beide Sprengköpfe nur mit spaltbaren Materialien und einer verbesserten Kernfusion herstellen. Dies geschieht einfach - ein Teil einer Mischung aus Deuterium und Tritium wird in den zentralen Ladungshohlraum injiziert (der für Nur-Spalt-Bomben nützlich ist). Im Gegensatz zum realen Leben, in dem die Verstärkung immer nützlich und sehr praktisch ist, um die Leistung einer Explosion zu steuern, kann sie bei CoaDE in kompakten Ladungen stören. Leider verfügt das Spiel auch nicht über ein Teller-Ulam-Schema, mit dem Sie leichte und kompakte Sprengköpfe mit Dutzenden und Hunderten von Megatonnen erstellen können.

Der Wunsch, die kompakteste Ladung zu machen, lässt Sie einen Blick auf die Geschichte der Atomwaffen werfen - welche Erfolge haben Sie dort erzielt? Der kleinste war der Sprengkopf W54 (27 x 40 cm, 23 kg Masse, Leistung von 10 Tonnen bis Kilotonnen), den sie auf die rückstoßfreie Kanone von Davy Crockett setzen und als Atommine verwenden wollten.



Eine interessante Frage ist das am besten geeignete TNT-Sprengkopfäquivalent. Im Spiel zeigen Experimente, dass Sprengköpfe im Bereich von 10 Kilotonnen sehr effektiv sind - kleinere sind zu schwach und größere werden schwer und haben die schlechte Angewohnheit, Ketten zu detonieren, wenn eine Explosion einer Rakete in der Nähe fliegende Raketen untergräbt / zerstört.

Waffen

Schießpulverwaffen scheinen zu veraltet zu sein, um im Weltraum zu kämpfen, aber sie haben es bereits geschafft, sie zu besuchen (und sogar zu schießen!), Und in Zukunft könnten sie ihre Nische finden.



In der realen Geschichte wurde die automatische Flugzeugpistole NR-23 auf der Orbitalstation Salyut-3 installiert und beim unbemannten Flug erfolgreich getestet. Die Zielreichweite der Waffe wurde auf 300 Meter geschätzt, daher bestand ihre einzige Aufgabe in der Selbstverteidigung gegen sich langsam nähernde Satelliten oder bemannte US-Schiffe.

Eine Feuerwaffe ist insofern gut, als die zum Schießen erforderliche Energie bereits bereit gespeichert ist, ohne dass die Kanone aus dem Reaktor angetrieben werden muss. Die Geschütze haben jedoch ein ernstes Problem: Um die effektive Schussreichweite zu erhöhen, muss die Geschwindigkeit des Projektils erhöht werden, und mit chemischen Sprengstoffen ist es schwierig, eine höhere Geschwindigkeit als ~ 2 km / s zu erreichen. Der Grund ist einfach: Im Idealfall muss das Projektil gleichmäßig verteilt werden, und mit dem Verbrennen von Schießpulver und der Bewegung des Projektils ändert sich der Druck im Lauf hinter dem Projektil. Sie versuchen damit umzugehen, zum Beispiel brennt eine spezielle Artilleriepulverladung von innen nach außen durch mehrere Kanäle, vergrößert die Verbrennungsoberfläche im Laufe der Zeit und stößt immer mehr Gase aus, hält aber immer noch nicht mit der Volumenvergrößerung im Lauf hinter dem Projektil Schritt.


Artillerie-Schießpulver, Kanäle sind deutlich sichtbar, die Außenfläche ist mit einer speziellen nicht brennbaren Zusammensetzung bedeckt

In der realen Technologie versuchen sie, die Geschwindigkeit des Projektils auf verschiedene Weise zu erhöhen, indem sie beispielsweise Mehrkammerkanonen herstellen oder mit Leichtgaspistolen experimentieren (eine Geschwindigkeit von 8 km / s wurde erreicht). In CoaDE benötigen Kanonen nicht einmal eine Laufkühlung, was unrealistisch ist, aber die Unfähigkeit, das Projektil auf hohe Geschwindigkeit zu beschleunigen, schränkt ihre Verwendung ein.


Unten sehen Sie ein typisches Diagramm der Druckänderungen im Lauf während der Bewegung des Projektils

Railgun (Railgun)

Wenn wir zwei Führungen nehmen, eine Potentialdifferenz an sie anlegen und sie mit einem Leiter schließen, beginnt die Ampere-Kraft auf den Leiter zu wirken und beschleunigt ihn entlang der Führungen. Das Ergebnis ist eine Railgun, auch Railgun genannt.



Die Idee einer Waffe, mit der ein Projektil durch Elektrizität beschleunigt wird, entstand vor langer Zeit, und die erste experimentelle Railgun wurde im frühen 20. Jahrhundert gebaut. Aber die ganze Zeit blieb die Idee in Träumen - für den Schuss wurde die Energie des Kraftwerks benötigt, die man nicht auf dem Schlachtfeld mitnehmen konnte. Heute werden Railguns getestet und werden bald auf Kriegsschiffen erscheinen, aber für lange Zeit werden sie ein seltener Exot bleiben.



Die Atmosphäre stört Hochgeschwindigkeitsschalen stark - ihre Energie wächst wie ein Quadrat der Geschwindigkeit, aber der Luftwiderstand - wie ein Würfel der Geschwindigkeit. Aber im Weltraum werden die Moleküle der Atmosphäre kein Hindernis sein, und die Railgun wird eine der besten Waffen sein. In der realen Welt treten verschiedene Probleme auf, wie z. B. Schienenverschleiß. In CoaDE ist eine Railgun jedoch die am einfachsten zu entwerfende und sehr effektive Waffe. Leichte Granaten können auf mehrere zehn Kilometer pro Sekunde verteilt werden und den Feind buchstäblich mit seinem Strom überfluten, sogar außerhalb des geschätzten Sichtbereichs.


Grün - Projektil-Tracer, achten Sie auf den fast gleichmäßigen Graphen der Projektilbeschleunigung, dies ist ein Zeichen der Effektivität

Gauß-Pistole

Eine weitere Option zum Beschleunigen eines Projektils ist die elektromagnetische Anziehung. Das Projektil befindet sich vor der Spule, der ein elektrischer Strom zugeführt wird, der das Projektil in die Spule „zieht“.



Theoretisch kann eine Gaußsche Kanone eine höhere Projektilgeschwindigkeit als eine Railgun liefern, aber selbst in CoaDE ist es viel schwieriger zu konstruieren - die Notwendigkeit, den Einfluss der Anzahl der Windungen in der Spule, ihrer Wicklungsschichten und der Dicke des Drahtes zu verstehen, macht die Aufgabe sehr schwierig. In Wirklichkeit interessiert sich das Militär im Gegensatz zu Railguns noch nicht für Gauß-Kanonen, und das Thema ist vor allem für Enthusiasten interessant, die recht kompakte mehrstufige Einheiten zusammenbauen.


Ein abgestuftes Beschleunigungsprofil führt zu einer großen Masse des Laufs und einer geringen Gesamtgeschwindigkeit

Laser

Und schließlich Kampflaser, die weitgehend zum Symbol des Krieges im Weltraum geworden sind. Ich beeile mich, die Fans zu enttäuschen - auch ohne Störung durch die Atmosphäre sind Laser kein Allheilmittel. Tatsache ist, dass der Strahl aufgrund von Beugung unvermeidlich streut und mit zunehmender Entfernung die Energiemenge, die auf einen Quadratzentimeter der feindlichen Oberfläche fällt, abnimmt. Und woher kommt es übrigens?



Ein Laser ist eine Abkürzung für „Lichtverstärkung durch stimulierte Emission“. Eine spezielle Pumplampe bestrahlt das Arbeitsfluid und sendet Photonen dorthin. In der Arbeitsflüssigkeit bewegen sich die Atome auf ein höheres Energieniveau und emittieren dann unter dem Einfluss eines Photons ein neues (sich in die gleiche Richtung bewegendes) (kohärentes) Photon, das das Licht tatsächlich verstärkt.


In realen militärischen Geräten werden seit langem Laser zur Zielbestimmung und Entfernungsmessung verwendet, aber in den letzten Jahren sind auch Kampfoptionen aufgetaucht. Sie haben eine relativ kurze Reichweite und können nur als Ergänzung zu bestehenden Luftverteidigungssystemen eingesetzt werden. Was den Weltraum betrifft, so wird der Laser keine Superwaffe. Leider leiden Laser unter der Beugung, obwohl das physikalische Prinzip selbst kohärente Strahlung liefert, und die Strahlungsleistung nimmt mit der Entfernung ab. Ferner benötigt der Laser viel Energie und der gesamte Prozess hat eine deprimierende Effizienz. Die Wärmeenergie einer Kettenatomreaktion wird in elektrische Energie und dann in das Licht einer Pumplampe umgewandelt, auf den Arbeitskörper des Lasers übertragen und durch das optische System abgestrahlt. Und in jeder Phase geht ein Teil der Energie verloren und wird in streunende Wärme umgewandelt, die entfernt und abgeführt werden muss.


Hellrot ist eine Ellipse mit einer Pumplampe im linken Fokus und einer Arbeitsflüssigkeit im rechten Fokus. Die Ellipsenoberfläche ist ein Spiegel, ein Kühler wird hineingepumpt

Nützliche Unsicherheit

Welche Waffe ist besser? Bis heute ist keine der Waffenoptionen völlig dominant - Sie können ein Schiff bauen, das vorhandene besiegt, und dann ein anderes, das alle wieder besiegt. Was die Situation interessanter macht, ist die Tatsache, dass das Spiel die Kombination von Waffen nicht einschränkt. Sie können zum Beispiel eine Kanone erstellen, die Atomladungen abfeuert. Oder eine Drohne, die Raketen abfeuert. Oder eine Railgun-Schießdrohne, die Laserdrohnen auf ein Ziel abwirft. Im Allgemeinen sind Raketen insofern gut, als sie sehr schnell zusammenkommen können, und sie können viel gesendet werden, wodurch alle Raketenabwehrziele überlastet werden. Laser können beschädigte Geräte über große Entfernungen richten und zu sehr effektiven Flugabwehrgeschützen werden, wenn die Entfernung zum Ziel verringert wird. Railguns nehmen wenig Platz ein und können Ziele über große Entfernungen mit Granatenströmen überfluten. Und eine Drohne, die zum Abfangen einer Gruppe von Raketen geschickt wird, kann sie zum Manövrieren zwingen, Delta-V berauben oder einfach schießen. Es gibt auch keine perfekten Schiffsdesigns. Jemand zieht es vor, Knoten zu reservieren, damit das Schiff nicht mit einem Schlag außer Gefecht gesetzt werden kann, während jemand im Gegenteil für dieselbe Menge an Tonnage und Geld viele relativ kleine Schiffe baut, die den Verlust eines Teils der Gruppe überleben. Im Allgemeinen ist das Spielen interessant.

Rüstung

Seekriegsschiffe verloren ihre Rüstung mit dem Aufkommen von Atomwaffen und Raketen - keine Rüstung konnte vor ihnen schützen. Dann, nach der bitteren Erfahrung des Todes von Schiffen mit einer relativ schwachen Waffe, erschien die Rüstung wieder, bleibt aber sehr leicht. Der Hauptschutz moderner Seeschiffe ist die Luftverteidigung sowie Interferenzsysteme und falsche Ziele in verschiedenen Bereichen. In CoaDE ist Rüstung jedoch sehr gefragt - Sie können das Innere des Schiffes nicht sehen, um beispielsweise Reaktoren oder Besatzungsabteile genau abzuschießen, und sie schützt außerdem wirklich vor feindlichen Waffen. Wie kann ich eine Granate stoppen, die mit einer Geschwindigkeit von 10 km / s auf Sie zufliegt? Paradoxerweise aber ganz einfach. Die Physik von Kollisionen mit enormen Geschwindigkeiten ist so, dass, wenn zwei Schichten dünner Panzerung in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind, die Hülle zusammenbricht, wenn sie auf die erste Schicht trifft, und die Fragmente die zweite nicht durchdringen können.



Nach diesem Prinzip wird die Rüstung in CoaDE gebaut. Die Standardoption besteht darin, ein relativ leichtes Metall wie Aluminium und Verbundwerkstoffe darunter zu kombinieren. Sie sagen, dass in einer der vorherigen Versionen das Aerogel zwischen den Schichten gut funktioniert hat (und es sollte funktionieren, Mikrometeoriten fangen Aerogel in echten wissenschaftlichen Geräten auf), aber aus irgendeinem Grund ist die Wirkung jetzt unsichtbar. Es gibt einige Kommentare zu den Einschränkungen beim Bau von Schiffen im Spiel (Sie können beispielsweise nicht den gesamten Raum unter der Rüstung mit einem Aerogel füllen), zum Schadenssystem (beschädigte Blöcke verschwinden zu schnell und funktionieren nicht wie ein Schild und schützen das, was sich unter ihnen befindet), aber jetzt ist es sehr interessant und wird immer besser - im Dezember-Update wurde die Möglichkeit hinzugefügt, Rüstungen dicht zu machen und nicht nur runde, sondern auch polygonale Schiffe zu entwerfen.

Fazit

Children of a Dead Earth ist ein sehr ungewöhnliches Spiel, und das ist äußerst merkwürdig. Ja, sie hat eine ziemlich hohe Einstiegsschwelle, aber die Schwere der körperlichen Aufgaben, die in einer Spielform gelöst werden, ist so groß, dass es sich lohnt, ihre Kinder in der High School abzustreifen. Sie kann zumindest ihre Noten in Physik verbessern.

PS Leider wird das Spiel im Gegensatz zu Orbiter oder SpaceEngine bezahlt und bei Steam verkauft. Es gibt auch noch keine russische Sprache, aber im Dezember-Update wurde die Möglichkeit hinzugefügt, Lokalisierungsdateien hinzuzufügen. Russification wartet auf altruistische Enthusiasten.