Batalhas espaciais reais em crianças de uma terra morta, parte 2

Na primeira parte, falamos sobre como o campo de batalha se parece em um simulador de batalhas espaciais muito realista Children of a Dead Earth, quais motores são usados ​​em navios, de onde eles extraem eletricidade e como removem o excesso de calor. Na segunda parte, falaremos sobre armas e armaduras.


Uma flotilha de drones lança um ataque de míssil, o inimigo tenta responder com fogo antiaéreo

Arma

Foguetes

Em nossa realidade, já existem foguetes para atingir alvos no espaço e, é claro, diferem das versões atmosféricas. No vácuo, os lemes aerodinâmicos não são necessários (mas os motores de orientação aparecem), e um foguete pode ter qualquer forma, mesmo que absolutamente não aerodinâmico.



A figura mostra o projeto soviético "Satellite Fighter". A operação do sistema consistiu em várias etapas: o veículo de lançamento lançou o caça em órbita adequado para interceptação, as órbitas do caça e os alvos foram especificados no primeiro turno, o lutador recebeu dados de correção, aproximou-se do alvo no segundo turno, ligou o radar e, guiado de forma independente, ogivas de fragmentação detonadas atingindo o alvo. Sob o nome "Vôo", aparelhos para verificação do sistema de manobras foram lançados na década de 1960 e, na década de 1970, foram realizados testes com a interceptação e destruição de satélites-alvo. Em um teste, menos de 45 minutos passaram do recebimento de um pedido para a destruição de um alvo.


E neste vídeo, testes de um interceptador cinético para destruir ogivas de mísseis balísticos no espaço. Uma alta velocidade de ataque significa que, para destruir um alvo, basta uma colisão sem uma carga explosiva adicional.



No CoaDE, os mísseis parecem quase atmosféricos, e a principal razão para isso é que eles ainda não foram finalizados. O algoritmo de orientação de mísseis foi projetado para um motor rotativo localizado na parte traseira e não pode implementar a lógica de controle como no vídeo acima. Por causa disso, o foguete não é capaz de ficar estritamente com o nariz voltado para o alvo, então você deve cobri-lo completamente com armadura. Além disso, o algoritmo de orientação muitas vezes consome combustível de maneira muito econômica, o que acaba brando no alvo, desligando o foguete e tornando-o inútil. Além disso, os mísseis não sabem como distribuir alvos com eficiência, não há guerra eletrônica e a interferência é feita até agora em um nível muito primitivo. E, finalmente, os mísseis são direcionados a um ponto do navio, em vez de serem efetivamente distribuídos e causar danos por todos os lados.

Uma ogiva anti-navio padrão é uma carga nuclear (para mais detalhes sobre o design abaixo). Ao mesmo tempo, uma explosão nuclear no espaço perde o principal fator de impacto - a onda de choque. Combinadas com problemas de orientação de mísseis, as ogivas nucleares parecem visivelmente mais fracas do que o esperado - um navio pode sobreviver a dezenas de explosões nas imediações. Mas, no contexto de uma equação com duas incógnitas - os fatores prejudiciais de uma explosão nuclear e a eficácia da armadura do navio, não se pode dizer o quão realista é a imagem exibida.

Projetando uma ogiva

Por que eles não têm medo de estudar a construção da bomba atômica na escola? Porque, conhecendo os princípios gerais, os alunos ainda não serão capazes de extrair minério radioativo, enriquecê-lo e minar a carga da maneira correta. O programa nuclear requer os esforços de todo um país industrializado, porque é necessária alta tecnologia para criar uma bomba nuclear. É necessário comprimir o material físsil muito rapidamente para que ocorra uma explosão, e não um “zilch” térmico com um resultado muito sujo. Historicamente, o esquema de canhão foi testado pela primeira vez quando uma carga disparou de uma arma para outra, depois um esquema de implosão circular, onde a carga foi comprimida por uma onda de choque de muitas cargas de explosivos comuns. Mas essas opções eram complicadas, complexas e ineficientes. Na década de 1950, o esquema Swan foi desenvolvido com apenas duas cargas, nas quais a onda de choque a partir delas se propaga de modo a comprimir uniformemente os materiais físseis no centro.



No CoaDE, os desenvolvedores são forçados a usar cálculos aproximados (os reais ainda são secretos), mas a característica "ovo" da ogiva é muito reconhecível.



O designer permite criar duas ogivas apenas com materiais físseis e fusão nuclear aprimorada. Isso é feito simplesmente - uma porção de uma mistura de deutério e trítio é injetada na cavidade central de carga (o que é útil para bombas somente de fissão). Diferentemente da vida real, onde a amplificação é sempre útil e muito conveniente para controlar o poder de uma explosão, no CoaDE, em cargas compactas, pode interferir. Além disso, infelizmente, o jogo não possui um esquema de Teller-Ulam que permite criar ogivas leves e compactas de dezenas e centenas de megatons.

O desejo de fazer a carga mais compacta faz você olhar para a história das armas atômicas - que sucessos você alcançou lá? A menor era a ogiva W54 (27x40 cm, 23 kg de massa, potência de 10 toneladas a quilotons), que eles queriam colocar na pistola de Davy Crockett, sem recuo, e usá-la como mina nuclear.



Uma pergunta interessante é o equivalente de ogiva TNT mais apropriado. No jogo, experimentos mostram que ogivas na região de 10 quilotons são muito eficazes - as menores são muito fracas e as maiores se tornam pesadas e adquirem o mau hábito de detonar em cadeia, quando uma explosão de um foguete mina / destrói foguetes que voam por perto.

Armas

As armas de pólvora parecem desatualizadas demais para lutar no espaço, no entanto, elas já conseguiram visitá-la (e até atirar!), E no futuro poderão encontrar seu nicho.



Na história real, a pistola automática para aeronaves NR-23 foi instalada na estação orbital Salyut-3 e, ao voar em modo não tripulado, foi testada com sucesso. O alcance da mira foi estimado em 300 metros, então sua única tarefa era a autodefesa de se aproximar lentamente de satélites ou de navios tripulados nos EUA.

Uma arma de fogo é boa, pois a energia necessária para o disparo já está armazenada pronta, sem a necessidade de alimentar o canhão do reator. Mas as armas têm um problema sério - para aumentar o alcance efetivo de tiro, é necessário aumentar a velocidade do projétil e, com explosivos químicos, é difícil aumentá-lo para mais de ~ 2 km / s. A razão é simples - no caso ideal, o projétil deve ser disperso uniformemente e, com a queima da pólvora e o movimento do projétil, a pressão no cano por trás do projétil muda. Eles estão tentando lidar com isso, por exemplo, uma carga de pó de artilharia especial queima de dentro para fora por vários canais, aumentando a superfície de combustão ao longo do tempo e emitindo mais e mais gases, mas ainda não acompanha o aumento de volume no barril atrás do projétil.


Pólvora de artilharia, canais são claramente visíveis, a superfície externa é coberta com uma composição incombustível especial

Na tecnologia real, eles tentam aumentar a velocidade do projétil de várias maneiras, por exemplo, fabricando armas de várias câmaras ou experimentando armas de gás leve (uma velocidade de 8 km / s foi alcançada). No CoaDE, as armas nem precisam de refrigeração por barril, o que não é realista, mas a incapacidade de acelerar o projétil a alta velocidade limita seu uso.


Abaixo está um gráfico típico de mudanças de pressão no cano durante o movimento do projétil

Railgun (railgun)

Se pegarmos duas guias, aplicamos uma diferença de potencial a elas e as fechamos com um condutor, a força Ampere começa a atuar no condutor, acelerando-o ao longo das guias. O resultado é uma ferrovia, também conhecida como ferrovia.



A idéia de uma arma na qual um projétil será acelerado pela eletricidade surgiu há muito tempo, e a primeira ferrovia experimental foi construída no início do século XX. Mas, durante todo esse tempo, a idéia permaneceu em sonhos - para o tiro, era necessária a energia da usina, que você não podia carregar no campo de batalha. Hoje, as ferrovias estão sendo testadas e em breve aparecerão em navios de guerra, mas por um longo tempo permanecerão um raro exótico.



A atmosfera interfere bastante com as conchas de alta velocidade - sua energia cresce como um quadrado de velocidade, mas a resistência do ar - como um cubo de velocidade. Mas no espaço, as moléculas da atmosfera não serão um obstáculo, e a ferrovia será uma das melhores armas. No mundo real, vários problemas surgem, como o desgaste dos trilhos, mas no CoaDE, uma arma é a arma mais fácil de projetar e muito eficaz. Os projéteis de luz podem ser dispersos a dezenas de quilômetros por segundo e literalmente inundam o inimigo com seu fluxo, mesmo além do alcance estimado da mira.


Traçadores de projéteis verdes, preste atenção ao gráfico quase uniforme da aceleração de projéteis, este é um sinal de eficácia

Arma Gauss

Outra opção para acelerar um projétil é a atração eletromagnética. O projétil é colocado na frente da bobina, à qual é fornecida uma corrente elétrica, que "atrai" o projétil para a bobina.



Em teoria, uma pistola gaussiana é capaz de fornecer uma velocidade maior de projétil que uma ferrovia, mas mesmo no CoaDE é muito mais difícil projetar - a necessidade de entender a influência do número de voltas na bobina, suas camadas de enrolamento e a espessura do fio dificulta a tarefa. Na realidade, os militares ainda não estão interessados ​​nas armas Gauss, ao contrário das ferrovias, e o tópico é principalmente interessante para os entusiastas que montam unidades de vários estágios bastante compactas.


Um perfil de aceleração escalonado leva a uma grande massa do barril e a uma baixa velocidade total

Lasers

E, finalmente, lasers de combate, que se tornaram em grande parte um símbolo da guerra no espaço. Corro para decepcionar os fãs - mesmo sem interferência da atmosfera, os lasers não são uma panacéia. O fato é que o feixe inevitavelmente se espalha devido à difração e, com o aumento da distância, a quantidade de energia que cai em um centímetro quadrado da superfície do inimigo diminui. E de onde vem, a propósito?



Um laser é uma abreviação de "amplificação de luz por emissão estimulada". Uma lâmpada de bomba especial irradia o fluido de trabalho, enviando fótons para ele. No fluido de trabalho, os átomos se movem para um nível de energia mais alto e, sob a influência de um fóton, emitem um fóton novo (movendo-se na mesma direção) (coerente), amplificando a luz.


Em equipamentos militares reais, os lasers são usados ​​há muito tempo para designação de alvos e medição de distância, mas nos últimos anos também surgiram opções de combate. Eles têm um alcance relativamente curto e só podem funcionar como um complemento aos sistemas de defesa aérea existentes. Quanto ao espaço, o laser não se torna uma super arma. Infelizmente, apesar do próprio princípio físico fornecer radiação coerente, os lasers sofrem difração e o poder de radiação diminui com a distância. Além disso, o laser requer muita energia e todo o processo tem uma eficiência deprimente. A energia térmica de uma reação atômica em cadeia é convertida em energia elétrica, depois na luz de uma lâmpada de bomba, transferida para o corpo de trabalho do laser e irradiada através do sistema óptico. E em cada estágio, parte da energia é perdida, transforma-se em calor perdido, que deve ser removido e dissipado.


Vermelho brilhante é uma elipse com uma lâmpada de bomba no foco esquerdo e um fluido de trabalho no foco direito. A superfície da elipse é um espelho, um refrigerador é bombeado para dentro

Incerteza útil

Qual arma é melhor? Até o momento, nenhuma das opções de armas é totalmente dominante - você pode construir um navio que derrotará os já existentes e outro que derrotará todos novamente. O que torna a situação mais interessante é o fato de o jogo não impor restrições à combinação de armas. Você pode criar, por exemplo, um canhão disparando cargas nucleares. Ou um drone lançando foguetes. Ou um canhão ferroviário que dispara drones que lançam drones a laser em um alvo. Em geral, os mísseis são bons, pois podem se unir muito rapidamente e podem ser enviados muito, sobrecarregando qualquer alvo de defesa antimísseis. Os lasers podem apontar equipamentos danificados por longas distâncias e se tornarem armas antiaéreas muito eficazes, com uma diminuição na distância do alvo. As armas ferroviárias ocupam pouco espaço e podem inundar alvos com correntes de projéteis por longas distâncias. E um drone enviado para interceptar um grupo de mísseis pode forçá-los a manobrar, privando o delta-V ou simplesmente disparando. Também não há desenhos de navios perfeitos. Alguém prefere reservar os nós para que o navio não possa ser posto fora de ação com um golpe, enquanto alguém, pelo contrário, constrói para a mesma quantidade de tonelagem e dinheiro muitos navios relativamente pequenos que sobreviverão à perda de parte do grupo. Em geral, jogar é interessante.

Armadura

Os navios de guerra marítimos perderam a armadura com o advento de armas atômicas e mísseis - nenhuma armadura poderia proteger contra eles. Então, após a amarga experiência da morte de navios por uma arma relativamente fraca, a armadura apareceu novamente, mas permanece muito leve. A principal proteção dos navios marítimos modernos é a defesa aérea, bem como sistemas de interferência e alvos falsos em diferentes faixas. No CoaDE, no entanto, a armadura é muito procurada - não permite que você veja o interior do navio para disparar com precisão, por exemplo, reatores ou compartimentos de tripulação e, além disso, realmente protege contra armas inimigas. Como posso parar uma concha que voa em sua direção a uma velocidade de 10 km / s? Paradoxalmente, mas bastante simples. A física das colisões em velocidades tremendas é tal que, se duas camadas de armadura fina forem colocadas a alguma distância uma da outra, a concha entrará em colapso quando encontrar a primeira camada e os fragmentos não conseguirão penetrar na segunda.



É nesse princípio que a armadura do CoaDE é construída. A opção padrão é combinar um metal relativamente leve como alumínio e materiais compósitos por baixo. Eles dizem que em uma das versões anteriores, o aerogel funcionou bem entre as camadas (e deve funcionar, os micrometeoritos capturam géis de ar em dispositivos científicos reais), mas, por alguma razão, agora o efeito é invisível. Existem alguns comentários sobre as limitações de construir naves no jogo (você não pode, por exemplo, preencher todo o espaço sob a armadura com um aerogel), o sistema de danos (blocos danificados desaparecem muito rapidamente e não funcionam como um escudo, protegendo o que está sob eles), mas agora é muito interessante e continua a melhorar - na atualização de dezembro, eles adicionaram a capacidade de tornar a armadura mais firme e projetar não apenas navios redondos, mas também poligonais.

Conclusão

Children of a Dead Earth é um jogo muito incomum, e isso é extremamente curioso. Sim, ela tem um limiar de entrada bastante alto, mas a gravidade dos problemas físicos resolvidos em uma forma de jogo é tal que vale a pena tentar afastar seus filhos na escola, ela pode pelo menos melhorar suas notas em física.

PS Infelizmente, ao contrário do Orbiter ou do SpaceEngine, o jogo é pago, é vendido no Steam. Além disso, ainda não existe um idioma russo, mas na atualização de dezembro, eles adicionaram a capacidade de adicionar arquivos de localização. O Russification está aguardando entusiastas altruístas.