Batailles spatiales réelles chez les enfants d'une terre morte, partie 2

Dans la première partie, nous avons parlé de l'apparence du champ de bataille dans le simulateur très réaliste de batailles spatiales Children of a Dead Earth, quels moteurs sont utilisés sur les navires, d'où ils tirent de l'électricité et comment ils éliminent l'excès de chaleur. Dans la deuxième partie, nous parlerons d'armes et d'armures.


Une flottille de drones lance une attaque de missiles, l'ennemi tente de répondre par des tirs anti-aériens

Arme

Fusées

Dans notre réalité, il y a déjà des roquettes pour frapper des cibles dans l'espace, et elles, bien sûr, diffèrent des versions atmosphériques. Dans le vide, les gouvernails aérodynamiques ne sont pas nécessaires (mais des moteurs d'orientation apparaissent), et une fusée peut être de n'importe quelle forme, même absolument non profilée.



La figure montre le projet soviétique «Satellite Fighter». Le fonctionnement du système a comporté plusieurs étapes: la fusée de lancement a mis le chasseur en orbite apte à l'interception, les orbites et les cibles du chasseur ont été spécifiées au premier tour, le chasseur a reçu des données correctives, s'est approché de la cible au deuxième tour, a allumé le radar et, guidé indépendamment, a fait exploser des ogives à fragmentation explosive frapper la cible. Sous le nom de «Flight», des appareils de vérification du système de manoeuvre ont été lancés dans les années 1960, et dans les années 1970 des tests ont été menés avec l'interception et la destruction des satellites cibles. Dans un test, moins de 45 minutes se sont écoulées entre la réception d'un ordre et la destruction d'une cible.


Et dans cette vidéo, tests d'un intercepteur cinétique pour détruire des ogives de missiles balistiques dans l'espace. Une vitesse élevée en sens inverse signifie que pour détruire une cible, il suffit d'une collision sans charge explosive supplémentaire.



Dans CoaDE, les missiles semblent presque atmosphériques, et la raison principale en est qu'ils n'ont pas encore été finalisés. L'algorithme de guidage de missile est conçu pour un moteur en rotation situé à l'arrière, et il ne peut pas implémenter la logique de contrôle comme dans la vidéo ci-dessus. Pour cette raison, la fusée ne peut pas rester strictement avec son nez sur la cible, vous devez donc la couvrir complètement avec une armure. De plus, l'algorithme de guidage consomme souvent du carburant de manière très peu rentable, ce qui finit par faire le bébête sur la cible, éteignant la fusée et la rendant inutile. De plus, les missiles ne savent pas comment distribuer efficacement les cibles, il n'y a pas de guerre électronique et les interférences se font jusqu'à présent à un niveau très primitif. Et enfin, les missiles sont dirigés vers un point du navire au lieu d'être efficacement distribués et d'infliger des dégâts de tous les côtés.

Une ogive anti-navire standard est une charge nucléaire (pour plus de détails sur la conception ci-dessous). Dans le même temps, une explosion nucléaire dans l'espace perd le principal facteur de choc - l'onde de choc. Combinées à des problèmes de guidage de missiles, les ogives nucléaires semblent nettement plus faibles que prévu - un navire peut survivre à des dizaines d'explosions dans le voisinage immédiat. Mais dans le contexte d'une équation à deux inconnues - les facteurs néfastes d'une explosion nucléaire et l'efficacité de l'armure du navire, on ne peut pas dire à quel point l'image affichée est réaliste.

Concevoir une ogive

Pourquoi n'ont-ils pas peur d'étudier la construction de la bombe atomique à l'école? Parce que, connaissant les principes généraux, les étudiants ne seront toujours pas en mesure d'extraire du minerai radioactif, de l'enrichir et de miner la charge de la bonne manière. Le programme nucléaire nécessite les efforts de tout un pays industrialisé, car la haute technologie est nécessaire pour créer une bombe nucléaire. Il faut comprimer très rapidement les matières fissiles pour qu'une explosion se produise, et non un «zilch» thermique avec un résultat très sale. Historiquement, le schéma de canon a été testé pour la première fois lorsqu'une charge a tiré d'un canon sur un autre, puis un schéma d'implosion circulaire, où la charge a été compressée par une onde de choc provenant de nombreuses charges d'explosifs ordinaires. Mais ces options étaient lourdes, complexes et inefficaces. Dans les années 1950, le schéma Swan a été développé avec seulement deux charges, dans lesquelles l'onde de choc qui en découle se propage de manière à comprimer uniformément les matières fissiles au centre.



Dans CoaDE, les développeurs sont obligés d'utiliser des calculs approximatifs (les vrais sont encore secrets), mais «l'oeuf» caractéristique de l'ogive est très reconnaissable.



Le concepteur vous permet de créer des ogives avec uniquement des matières fissiles et une fusion nucléaire améliorée. Cela se fait simplement - une partie d'un mélange de deutérium et de tritium est injectée dans la cavité de charge centrale (ce qui est utile pour les bombes à fission uniquement). Contrairement à la vie réelle, où l'amplification est toujours utile et très pratique pour contrôler la puissance d'une explosion, dans CoaDE en charges compactes, elle peut interférer. De plus, hélas, le jeu n'a pas de schéma Teller-Ulam qui vous permet de créer des ogives légères et compactes de dizaines et de centaines de mégatonnes.

Le désir de faire la charge la plus compacte vous fait regarder l'histoire des armes atomiques - quels succès y avez-vous obtenus? Le plus petit était l'ogive W54 (27x40 cm, 23 kg de masse, puissance de 10 tonnes à kilotonnes), qu'ils voulaient mettre sur le pistolet sans recul nucléaire Davy Crockett et l'utiliser comme une mine nucléaire.



Une question intéressante est l'équivalent de l'ogive TNT la plus appropriée. Dans le jeu, les expériences montrent que les ogives de l'ordre de 10 kilotonnes sont très efficaces - les plus petites sont trop faibles et les plus grosses deviennent lourdes et acquièrent la mauvaise habitude de la détonation de la chaîne, lorsqu'une explosion d'une fusée sape / détruit les roquettes volant à proximité.

Armes à feu

Les pistolets à poudre semblent trop dépassés pour combattre dans l'espace, cependant, ils ont déjà réussi à s'y rendre (et même à tirer!), Et à l'avenir, ils pourraient bien trouver leur créneau.



Dans la vraie histoire, le canon automatique de l'avion NR-23 a été installé sur la station orbitale Salyut-3 et, lors d'un vol en mode sans pilote, il a été testé avec succès. La portée de visée du canon était estimée à 300 mètres, de sorte que sa seule tâche était de se défendre contre des satellites s'approchant lentement ou des navires américains habités.

Une arme à feu est bonne en ce que l'énergie nécessaire au tir est déjà stockée prête sans qu'il soit nécessaire d'alimenter le canon à partir du réacteur. Mais les canons ont un grave problème - pour augmenter la portée de tir effective, il est nécessaire d'augmenter la vitesse du projectile, et avec des explosifs chimiques, il est difficile de le rendre supérieur à ~ 2 km / s. La raison est simple - dans le cas idéal, le projectile doit être dispersé uniformément, et avec la combustion de la poudre à canon et le mouvement du projectile, la pression dans le canon derrière le projectile change. Ils essaient de faire face à cela, par exemple, une charge de poudre d'artillerie spéciale brûle de l'intérieur vers l'extérieur à travers plusieurs canaux, augmentant la surface de combustion au fil du temps et émettant de plus en plus de gaz, mais elle ne suit toujours pas l'augmentation du volume dans le canon derrière le projectile.


Poudre à canon d'artillerie, les canaux sont clairement visibles, la surface extérieure est recouverte d'une composition spéciale non combustible

En technologie réelle, ils essaient d'augmenter la vitesse du projectile de diverses manières, par exemple, en fabriquant des canons à plusieurs chambres ou en expérimentant avec des canons à gaz légers (une vitesse de 8 km / s a ​​été atteinte). Dans CoaDE, les canons n'ont même pas besoin de refroidissement du canon, ce qui est irréaliste, mais l'incapacité d'accélérer le projectile à grande vitesse limite leur utilisation.


Vous trouverez ci-dessous un graphique typique des changements de pression dans le canon pendant le mouvement du projectile

Railgun (railgun)

Si nous prenons deux guides, leur appliquons une différence de potentiel et les fermons avec un conducteur, la force Ampère commence à agir sur le conducteur, l'accélérant le long des guides. Le résultat est un railgun, également connu sous le nom de railgun.



L'idée d'une arme à feu dans laquelle un projectile sera accéléré par l'électricité est née il y a longtemps, et le premier fusil expérimental a été construit au début du 20e siècle. Mais pendant tout ce temps, l'idée est restée dans les rêves - pour le tir, l'énergie de la centrale était nécessaire, que vous ne pouviez pas transporter sur le champ de bataille. Aujourd'hui, les pistolets sont testés et apparaîtront bientôt sur les navires de guerre, mais ils resteront longtemps un exotique rare.



L'atmosphère interfère grandement avec les obus à grande vitesse - leur énergie croît comme un carré de vitesse, mais la résistance de l'air - comme un cube de vitesse. Mais dans l'espace, les molécules de l'atmosphère ne seront pas un obstacle, et le railgun sera l'une des meilleures armes. Dans le monde réel, divers problèmes se posent tels que l'usure des rails, mais dans CoaDE, un railgun est l'arme la plus facile à concevoir et très efficace. Les obus légers peuvent être dispersés à des dizaines de kilomètres par seconde et inonder littéralement l'ennemi de leur courant, même au-delà de la portée d'observation prévue.


Vert - traceurs de projectiles, faites attention au graphique presque uniforme de l'accélération des projectiles, c'est un signe d'efficacité

Pistolet Gauss

Une autre option pour accélérer un projectile est l'attraction électromagnétique. Le projectile est placé devant la bobine, à laquelle un courant électrique est fourni, qui «attire» le projectile dans la bobine.



En théorie, un canon gaussien est capable de fournir une vitesse de projectile plus élevée qu'un fusil à rail, mais même dans CoaDE, il est beaucoup plus difficile à concevoir - la nécessité de comprendre l'influence du nombre de tours dans la bobine, ses couches d'enroulement et l'épaisseur du fil rend la tâche très difficile. En réalité, l'armée ne s'intéresse pas encore aux canons Gauss, contrairement aux pistolets à rail, et le sujet est principalement intéressant pour les amateurs qui assemblent des unités multi-étages assez compactes.


Un profil d'accélération étagée conduit à une grande masse du canon et à une faible vitesse totale

Lasers

Et enfin, les lasers de combat, qui sont devenus en grande partie un symbole de guerre dans l'espace. Je m'empresse de décevoir les fans - même sans interférence de l'atmosphère, les lasers ne sont pas une panacée. Le fait est que le faisceau se disperse inévitablement à cause de la diffraction, et avec une distance croissante, la quantité d'énergie tombant sur un centimètre carré de la surface de l'ennemi diminue. Et d'où vient-elle, au fait?



Un laser est l'abréviation de «amplification de la lumière par émission stimulée». Une lampe à pompe spéciale irradie le fluide de travail, lui envoyant des photons. Dans le fluide de travail, les atomes se déplacent vers un niveau d'énergie plus élevé, puis, sous l'influence d'un photon, ils émettent un nouveau photon (cohérent dans la même direction) (cohérent), amplifiant en fait la lumière.


Dans les équipements militaires réels, les lasers sont utilisés depuis longtemps pour la désignation des cibles et la mesure de la distance, mais ces dernières années, des options de combat sont également apparues. Ils ont une portée relativement courte et ne peuvent fonctionner qu'en complément des systèmes de défense aérienne existants. Quant à l'espace, alors le laser ne devient pas une super-arme. Hélas, malgré le fait que le principe physique lui-même fournit un rayonnement cohérent, les lasers souffrent de diffraction et la puissance de rayonnement diminue avec la distance. De plus, le laser nécessite beaucoup d'énergie et l'ensemble du processus a une efficacité déprimante. L'énergie thermique d'une réaction atomique en chaîne est convertie en énergie électrique, puis en lumière d'une lampe de pompe, transférée au corps de travail du laser et rayonnée à travers le système optique. Et à chaque étape, une partie de l'énergie est perdue, se transforme en chaleur parasite, qui doit être éliminée et dissipée.


Le rouge vif est une ellipse avec une lampe de pompe dans le foyer gauche et un fluide de travail dans le foyer droit. La surface de l'ellipse est un miroir, un refroidisseur est pompé à l'intérieur

Incertitude utile

Quelle arme est la meilleure? À ce jour, aucune des options d'armes n'est totalement dominante - vous pouvez construire un navire qui vaincra les navires existants, puis un autre qui vaincra tout le monde à nouveau. Ce qui rend la situation plus intéressante, c'est le fait que le jeu n'impose pas de restrictions sur la combinaison d'armes. Vous pouvez créer, par exemple, un canon tirant des charges nucléaires. Ou un drone lançant des fusées. Ou un railgun tirant des drones qui lâchent des drones laser sur une cible. En général, les missiles sont bons car ils peuvent se réunir très rapidement et ils peuvent être envoyés beaucoup, surchargeant toutes les cibles de défense antimissile. Les lasers peuvent pointer l'équipement endommagé sur de longues distances et devenir des canons antiaériens très efficaces avec une diminution de la distance à la cible. Les canons à rail prennent peu de place et peuvent inonder des cibles avec des jets d'obus sur de longues distances. Et un drone envoyé pour intercepter un groupe de missiles peut les obliger à manœuvrer, privant le delta-V ou simplement tirant. Il n'y a pas non plus de conceptions de navire parfaites. Quelqu'un préfère réserver des nœuds pour que le navire ne puisse pas être mis hors service d'un seul coup, tandis que quelqu'un, au contraire, construit pour le même montant de tonnage et d'argent de nombreux navires relativement petits qui survivront à la perte d'une partie du groupe. En général, jouer est intéressant.

Armure

Les navires de guerre de mer ont perdu leur armure avec l'avènement des armes atomiques et des missiles - aucune armure ne pouvait les protéger. Puis, après l'amère expérience de la mort de navires d'une arme relativement faible, l'armure est réapparue, mais reste très légère. La protection principale des navires marins modernes est la défense aérienne, ainsi que les systèmes d'interférence et les fausses cibles dans différentes portées. Dans CoaDE, cependant, l'armure est très demandée - elle ne vous permet pas de voir l'intérieur du navire afin de tirer avec précision, par exemple, des réacteurs ou des compartiments d'équipage, et, en plus, elle protège vraiment contre les armes ennemies. Comment puis-je arrêter un obus qui vole vers vous à une vitesse de 10 km / s? Paradoxalement, mais assez simple. La physique des collisions à des vitesses énormes est telle que si deux couches d'armure mince sont placées à une certaine distance l'une de l'autre, la coquille s'effondrera lorsqu'elle rencontrera la première couche et les fragments ne pourront pas pénétrer la seconde.



C'est sur ce principe que l'armure de CoaDE est construite. L'option standard consiste à combiner un métal relativement léger comme l'aluminium et des matériaux composites en dessous. Ils disent que dans l'une des versions précédentes, l'aérogel fonctionnait bien entre les couches (et cela devrait fonctionner, les micrométéorites attrapent les aérogels dans de vrais appareils scientifiques), mais pour une raison quelconque, maintenant, l'effet de celui-ci est invisible. Il y a quelques commentaires sur les limites de la construction de navires dans le jeu (vous ne pouvez pas, par exemple, remplir tout l'espace sous l'armure avec un aérogel), le système de dégâts (les blocs endommagés disparaissent trop rapidement et ne fonctionnent pas comme un bouclier, protégeant ce qui est en dessous), mais maintenant c'est très intéressant et continue de s'améliorer - dans la mise à jour de décembre, ils ont ajouté la possibilité de rendre l'armure étanche et de concevoir non seulement des navires ronds, mais aussi polygonaux.

Conclusion

Les enfants d'une Terre morte est un jeu très inhabituel, et c'est extrêmement curieux. Oui, elle a un seuil d'entrée assez élevé, mais la gravité des problèmes physiques résolus sous forme de jeu est telle qu'il vaut la peine d'essayer de repousser ses enfants au lycée, elle peut au moins améliorer leurs notes en physique.

PS Hélas, contrairement à Orbiter ou SpaceEngine, le jeu est payant, est vendu sur Steam. En outre, il n'y a pas encore de langue russe, mais dans la mise à jour de décembre, ils ont ajouté la possibilité d'ajouter des fichiers de localisation, la russification attend des amateurs altruistes.