Batallas espaciales reales en Children of a Dead Earth, Parte 2

En la primera parte, hablamos sobre cómo se ve el campo de batalla en un simulador de batallas espaciales muy realista Children of a Dead Earth, qué motores se usan en las naves, de dónde obtienen electricidad y cómo eliminan el exceso de calor. En la segunda parte hablaremos de armas y armaduras.


Una flotilla de drones lanza un ataque con misiles, el enemigo intenta responder con fuego antiaéreo

Arma

Cohetes

En nuestra realidad, ya hay cohetes para alcanzar objetivos en el espacio y, por supuesto, difieren de las versiones atmosféricas. En el vacío, no se necesitan timones aerodinámicos (pero aparecen motores de orientación), y un cohete puede ser de cualquier forma, incluso absolutamente no aerodinámico.



La figura muestra el proyecto soviético "Satellite Fighter". El funcionamiento del sistema consistió en varias etapas: el cohete de lanzamiento puso al luchador en órbita adecuada para la intercepción, las órbitas y objetivos del luchador se especificaron en el primer turno, el luchador recibió datos correctivos, se acercó al objetivo en el segundo turno, encendió el radar y, guiado independientemente, ojivas de fragmentación detonadas dar en el blanco Bajo el nombre de "Vuelo", se lanzaron aparatos para verificar el sistema de maniobras en la década de 1960, y en la década de 1970 se realizaron pruebas con la intercepción y destrucción de satélites objetivo. En una prueba, pasaron menos de 45 minutos desde la recepción de una orden hasta la destrucción de un objetivo.


Y en este video, pruebas de un interceptor cinético para destruir ojivas de misiles balísticos en el espacio. Una velocidad alta que se aproxima significa que para destruir un objetivo, solo una colisión sin una carga explosiva adicional es suficiente.



En CoaDE, los misiles se ven casi atmosféricos, y la razón principal de esto es que aún no se han finalizado. El algoritmo de guía de misiles está diseñado para un motor giratorio ubicado en la parte trasera, y no puede implementar la lógica de control como en el video de arriba. Debido a esto, el cohete no puede permanecer estrictamente con su nariz hacia el objetivo, por lo que debes cubrirlo completamente con una armadura. Además, el algoritmo de guía a menudo consume combustible de manera muy poco económica, lo que termina cursi en el objetivo, apagando el cohete y haciéndolo inútil. Además, los misiles no saben cómo distribuir objetivos de manera eficiente, no hay guerra electrónica y la interferencia se realiza hasta ahora a un nivel muy primitivo. Y, por último, los misiles apuntan a un punto de la nave en lugar de distribuirse de manera efectiva e infligir daño desde todos los lados.

Una ojiva antibuque estándar es una carga nuclear (para más detalles sobre el diseño a continuación). Al mismo tiempo, una explosión nuclear en el espacio pierde el principal factor de impacto: la onda de choque. En combinación con problemas de guía de misiles, las ojivas nucleares se ven notablemente más débiles de lo esperado: un barco puede sobrevivir a docenas de explosiones en las inmediaciones. Pero en el contexto de una ecuación con dos incógnitas: los factores dañinos de una explosión nuclear y la efectividad de la armadura del barco, no se puede decir cuán realista es la imagen mostrada.

Diseñando una ojiva

¿Por qué no tienen miedo de estudiar la construcción de la bomba atómica en la escuela? Porque, conociendo los principios generales, los estudiantes aún no podrán extraer mineral radiactivo, enriquecerlo y socavar la carga de la manera correcta. El programa nuclear requiere los esfuerzos de todo un país industrializado, porque se necesita alta tecnología para crear una bomba nuclear. Es necesario comprimir el material fisible muy rápidamente para que ocurra una explosión, y no un “zilch” térmico con un resultado muy sucio. Históricamente, el esquema de cañón se probó primero cuando una carga disparaba de un arma a otra, luego un esquema de implosión circular, donde la carga se comprimía por una onda de choque de muchas cargas de explosivos ordinarios. Pero estas opciones eran engorrosas, complejas e ineficientes. En la década de 1950, el esquema Swan se desarrolló con solo dos cargas, en las que la onda de choque de ellas se propaga para comprimir uniformemente los materiales fisibles en el centro.



En CoaDE, los desarrolladores se ven obligados a usar cálculos aproximados (los reales aún son secretos), pero el característico "huevo" de la ojiva es muy reconocible.



El diseñador le permite crear ambas ojivas con solo materiales fisibles y una fusión nuclear mejorada. Esto se hace simplemente: se inyecta una porción de una mezcla de deuterio y tritio en la cavidad de carga central (que es útil para bombas de solo fisión). A diferencia de la vida real, donde la amplificación siempre es útil y muy conveniente para controlar el poder de una explosión, en CoaDE en cargas compactas puede interferir. Además, por desgracia, el juego no tiene un esquema Teller-Ulam que te permite crear ojivas ligeras y compactas de decenas y cientos de megatones.

El deseo de hacer la carga más compacta te hace mirar la historia de las armas atómicas: ¿qué éxitos has logrado allí? El más pequeño fue la ojiva W54 (27x40 cm, 23 kg de masa, potencia de 10 toneladas a kilotones), que querían poner en el cañón sin retroceso nuclear Davy Crockett y usarlo como una mina nuclear.



Una pregunta interesante es el equivalente de ojiva TNT más apropiado. En el juego, los experimentos muestran que las ojivas en la región de 10 kilotones son muy efectivas: las más pequeñas son demasiado débiles y las más grandes se vuelven pesadas y adquieren el mal hábito de la detonación de la cadena, cuando una explosión de un cohete socava / destruye misiles cercanos.

Pistolas

Las pistolas de pólvora parecen demasiado anticuadas para luchar en el espacio, sin embargo, ya lograron visitar allí (¡e incluso disparar!), Y en el futuro bien pueden encontrar su nicho.



En la historia real, el cañón automático del avión NR-23 se instaló en la estación orbital Salyut-3 y, cuando volaba en modo no tripulado, se probó con éxito. El alcance de puntería del arma se estimó en 300 metros, por lo que su única tarea era defenderse de satélites que se acercaban lentamente o de naves tripuladas de EE. UU.

Un arma de fuego es buena porque la energía necesaria para disparar ya está almacenada lista sin la necesidad de alimentar el cañón desde el reactor. Pero las armas tienen un problema grave: para aumentar el alcance efectivo de disparo es necesario aumentar la velocidad del proyectil, y con explosivos químicos es difícil hacerlo más alto que ~ 2 km / s. La razón es simple: en el caso ideal, el proyectil debe dispersarse de manera uniforme, y con la quema de pólvora y el movimiento del proyectil, la presión en el cañón detrás del proyectil cambia. Están tratando de lidiar con esto, por ejemplo, una carga especial de polvo de artillería se quema desde adentro hacia afuera a través de varios canales, aumentando la superficie de combustión con el tiempo y emitiendo más y más gases, pero aún no se mantiene al día con el aumento de volumen en el cañón detrás del proyectil.


Pólvora de artillería, los canales son claramente visibles, la superficie exterior está cubierta con una composición especial no combustible

En tecnología real, intentan aumentar la velocidad del proyectil de varias maneras, por ejemplo, fabricando cañones multicámara o experimentando con cañones de gas ligero (se ha logrado una velocidad de 8 km / s). En CoaDE, las armas ni siquiera necesitan enfriamiento del cañón, lo que no es realista, pero la incapacidad de acelerar el proyectil a alta velocidad limita su uso.


A continuación se muestra un gráfico típico de los cambios de presión en el cañón durante el movimiento del proyectil.

Railgun (railgun)

Si tomamos dos guías, les aplicamos una diferencia de potencial y las cerramos con un conductor, la fuerza de Amperios comienza a actuar sobre el conductor, acelerándolo a lo largo de las guías. El resultado es un cañón de riel, también conocido como cañón de riel.



La idea de un arma en la que un proyectil será acelerado por la electricidad surgió hace mucho tiempo, y el primer cañón de riel experimental fue construido a principios del siglo XX. Pero todo este tiempo la idea permaneció en sueños: para el disparo, se necesitaba la energía de la central eléctrica, que no se podía llevar a lo largo del campo de batalla. Hoy en día, los cañones de riel se están probando y pronto aparecerán en buques de guerra, pero durante mucho tiempo seguirán siendo un raro exótico.



La atmósfera interfiere en gran medida con los proyectiles de alta velocidad: su energía crece como un cuadrado de velocidad, pero la resistencia al aire, como un cubo de velocidad. Pero en el espacio, las moléculas de la atmósfera no serán un obstáculo, y el cañón de riel será una de las mejores armas. En el mundo real, surgen varios problemas, como el desgaste del riel, pero en CoaDE, un rifle es el arma más fácil de diseñar y muy efectiva. Los proyectiles de luz se pueden dispersar a decenas de kilómetros por segundo y literalmente inundar al enemigo con su corriente, incluso más allá del rango de avistamiento estimado.


Verde: trazadores de proyectiles, preste atención al gráfico casi uniforme de aceleración de proyectiles, esto es un signo de efectividad

Pistola Gauss

Otra opción para acelerar un proyectil es la atracción electromagnética. El proyectil se coloca frente a la bobina, a la que se suministra una corriente eléctrica, que "atrae" el proyectil hacia la bobina.



En teoría, un arma gaussiana es capaz de proporcionar una mayor velocidad de proyectil que un cañón de riel, pero incluso en CoaDE es mucho más difícil de diseñar: la necesidad de comprender la influencia del número de vueltas en la bobina, sus capas de bobinado y el grosor del cable dificultan la tarea. En realidad, los militares aún no están interesados ​​en las armas Gauss, a diferencia de las armas de ferrocarril, y el tema es principalmente interesante para los entusiastas que ensamblan unidades de varias etapas bastante compactas.


Un perfil de aceleración escalonado conduce a una gran masa del cañón y a una velocidad total baja

Láseres

Y finalmente, los láseres de combate, que se han convertido en gran medida en un símbolo de guerra en el espacio. Me apresuro a decepcionar a los fanáticos, incluso sin la interferencia de la atmósfera, los láseres no son una panacea. El hecho es que el rayo se dispersa inevitablemente debido a la difracción, y al aumentar la distancia, la cantidad de energía que cae en un centímetro cuadrado de la superficie del enemigo disminuye. ¿Y de dónde viene, por cierto?



Un láser es la abreviatura de "amplificación de la luz a través de la emisión estimulada". Una lámpara de bomba especial irradia el fluido de trabajo, enviándole fotones. En el fluido de trabajo, los átomos se mueven a un nivel de energía más alto, y luego, bajo la influencia de un fotón, emiten un nuevo fotón (moviéndose en la misma dirección) (coherente), amplificando realmente la luz.


En equipos militares reales, los láseres se han utilizado durante mucho tiempo para la designación de objetivos y la medición de distancias, pero en los últimos años también han aparecido opciones de combate. Tienen un alcance relativamente corto y solo pueden funcionar como una adición a los sistemas de defensa aérea existentes. En cuanto al espacio, entonces el láser no se convierte en una super arma. Por desgracia, a pesar del hecho de que el principio físico en sí mismo proporciona radiación coherente, los láseres sufren difracción y la potencia de radiación disminuye con la distancia. Además, el láser requiere mucha energía, y todo el proceso tiene una eficiencia deprimente. La energía térmica de una reacción atómica en cadena se convierte en energía eléctrica, luego en la luz de una lámpara de bomba, se transfiere al cuerpo de trabajo del láser y se irradia a través del sistema óptico. Y en cada etapa, una parte de la energía se pierde, se convierte en calor perdido, que debe eliminarse y disiparse.


El rojo brillante es una elipse con una lámpara de bomba en el foco izquierdo y un fluido de trabajo en el foco derecho. La superficie de la elipse es un espejo, se bombea un refrigerador dentro

Incertidumbre útil

¿Qué arma es mejor? Hasta la fecha, ninguna de las opciones de armas es totalmente dominante: puedes construir una nave que derrotará a las existentes, y luego otra que derrotará a todos nuevamente. Lo que hace que la situación sea más interesante es el hecho de que el juego no impone restricciones a la combinación de armas. Puede crear, por ejemplo, un cañón disparando cargas nucleares. O un drone que lanza cohetes. O un cañón de rifle disparando drones que arrojan drones láser a un objetivo. En general, los misiles son buenos, ya que pueden unirse muy rápidamente, y pueden enviarse mucho, sobrecargando cualquier objetivo de defensa antimisiles. Los láseres pueden apuntar el equipo de daño a largas distancias y convertirse en cañones antiaéreos muy efectivos con una disminución en la distancia al objetivo. Los cañones de riel ocupan poco espacio y pueden inundar objetivos con corrientes de proyectiles a largas distancias. Y un avión no tripulado enviado para interceptar un grupo de misiles puede obligarlos a maniobrar, privando a delta-V o simplemente disparando. Tampoco hay diseños de barcos perfectos. Alguien prefiere reservar nodos para que el barco no pueda salir de acción con un solo golpe, mientras que, por el contrario, construye por la misma cantidad de tonelaje y dinero muchos barcos relativamente pequeños que sobrevivirán a la pérdida de parte del grupo. En general, jugar es interesante.

Armadura

Los buques de guerra marítimos perdieron su armadura con el advenimiento de las armas atómicas y los misiles; ninguna armadura podría proteger contra ellos. Luego, después de la amarga experiencia de la muerte de naves de un arma relativamente débil, la armadura apareció nuevamente, pero sigue siendo muy ligera. La protección principal de los buques marinos modernos son la defensa aérea, así como los sistemas de interferencia y objetivos falsos en diferentes rangos. Sin embargo, en CoaDE, la armadura tiene una gran demanda: no le permite ver el interior de la nave para disparar con precisión, por ejemplo, reactores o compartimentos de la tripulación y, además, realmente protege contra las armas enemigas. ¿Cómo puedo detener un proyectil que vuela hacia ti a una velocidad de 10 km / s? Paradójicamente, pero bastante simple. La física de las colisiones a velocidades tremendas es tal que si se colocan dos capas de armadura delgada a cierta distancia entre sí, el proyectil colapsará cuando encuentre la primera capa y los fragmentos no puedan penetrar en la segunda.



Es sobre este principio que se construye la armadura en CoaDE. La opción estándar es combinar un metal relativamente ligero como el aluminio y materiales compuestos debajo. Dicen que en una de las versiones anteriores, el aerogel funcionaba bien entre las capas (y debería funcionar, los micrometeoritos capturan aerogeles en dispositivos científicos reales), pero por alguna razón ahora el efecto es invisible. Hay algunos comentarios sobre las limitaciones de construir naves en el juego (no puedes, por ejemplo, llenar todo el espacio debajo de la armadura con un aerogel), el sistema de daños (los bloques dañados desaparecen demasiado rápido y no funcionan como un escudo, protegiendo lo que está debajo de ellos), pero ahora es muy interesante y continúa mejorando: en la actualización de diciembre agregaron la capacidad de ajustar la armadura y diseñar no solo naves redondas, sino también naves poligonales.

Conclusión

Children of a Dead Earth es un juego muy inusual, y esto es extremadamente curioso. Sí, tiene un umbral de entrada bastante alto, pero la gravedad de los problemas físicos resueltos en un juego es tal que vale la pena tratar de ayudar a sus hijos en la escuela secundaria, al menos puede mejorar sus calificaciones en física.

PS Alas, a diferencia de Orbiter o SpaceEngine, el juego se paga, se vende en Steam. Además, todavía no hay un idioma ruso, pero en la actualización de diciembre agregaron la capacidad de agregar archivos de localización, Russification está esperando entusiastas altruistas.