死地儿童的真实太空战斗,第2部分

第一部分中,我们讨论了在一个非常现实的太空战模拟器中,战场的样子:《死地球的孩子》,舰船上使用了什么发动机,它们从那里获得电力以及如何去除多余的热量。 在第二部分中,我们将讨论武器和装甲。


无人机舰队发动导弹攻击,敌人试图用高射炮火做出回应

武器装备


火箭队


在我们的现实中,已经有火箭击中太空目标,当然,它们与大气火箭不同。 在真空中,不需要空气动力舵(但是会出现定向引擎),并且火箭可以是任何形状,甚至绝对没有流线型。



该图显示了苏联的“卫星战斗机”项目。 该系统的运行分为几个阶段:发射火箭将战斗机送入适合拦截的轨道,在第一回合中确定战斗机的轨道和目标,战斗机接收校正数据,在第二回合中接近目标,打开雷达,并单独导引爆炸碎片弹头击中目标。 1960年代,以“飞行”的名义推出了用于检查机动系统的设备,并在1970年代对目标卫星的拦截和破坏进行了测试。 在一项测试中,从接到命令到销毁目标不到45分钟。


在此视频中,测试了一种动力拦截器以摧毁太空中的弹道导弹弹头。 快来袭的速度意味着要摧毁目标,只需一次碰撞而无需额外的炸药就足够了。



在CoaDE中,导弹看上去几乎是大气的,其主要原因是它们尚未定型。 导弹制导算法是为位于后部的一台旋转发动机设计的,它无法实现如上面视频中所示的控制逻辑。 因此,火箭无法将鼻子紧贴目标,因此您必须用装甲完全覆盖。 此外,制导算法通常会非常不经济地消耗燃料,这将使目标处的角质层消失,关闭火箭并使其失效。 而且,导弹不知道如何有效地分配目标,没有电子战,到目前为止,干扰是在非常原始的水平上完成的。 最后,导弹瞄准的是飞船的某一点,而不是进行有效分配并造成各方伤害。

标准反舰战斗部是核弹头(有关以下设计的更多详细信息)。 同时,太空中的核爆炸失去了主要打击因素-冲击波。 再加上导弹制导问题,核弹头看上去比预期的要弱得多-一艘船可以在附近发生数十次爆炸。 但是,在一个方程式有两个未知数的情况下,即核爆炸的破坏因素和舰船装甲的有效性,人们无法说出所显示图像的真实性。

设计弹头


他们为什么不害怕在学校学习原子弹的构造? 因为了解了一般原理,学生仍将无法以正确的方式提取放射性矿石,使其富集并破坏电荷。 核计划需要整个工业化国家的努力,因为需要高科技来制造核弹。 有必要非常迅速地压缩易裂变材料,以便发生爆炸,而不是热的“热缩”,从而导致非常脏的结果。 从历史上看,大炮方案首先是当一种装药从枪支发射到另一种时进行测试的,然后是圆形内爆方案,其中装药被许多普通炸药装药的冲击波压缩。 但是这些选择麻烦,复杂且效率低下。 在1950年代,仅用两个装药开发了Swan方案,其中来自它们的冲击波传播,以便均匀压缩中心的易裂变材料。



在CoaDE中,开发人员被迫使用近似计算(真实的计算仍然是秘密的),但是弹头的特征“蛋”是非常容易辨认的。



设计人员可让您仅使用易裂变材料制造核弹头,并增强核聚变能力。 这很简单-将氘和tri的混合物的一部分注入中央弹药腔(这对仅裂变炸弹有用)。 与现实生活不同,在现实生活中,放大对于控制爆炸功率总是有用且非常方便,而在CoaDE中以紧凑装药会干扰它。 而且,a,该游戏没有Teller-Ulam计划,该计划不允许您创建数十个数百兆吨的轻巧紧凑的战斗部。

想要制造最紧凑的装药的愿望使您了解了原子武器的历史-您在那里取得了哪些成功? 最小的是W54核弹头(27x40厘米,重23公斤,功率从10吨到几千吨),他们想戴上戴维·克罗克特无核后坐力炮并将其用作核地雷。



一个有趣的问题是最合适的TNT战斗部。 在游戏中,实验表明,在10公斤范围内的弹头非常有效-较小的弹头太弱了,较大的弹头变得笨重,并且养成了不良的连锁爆炸习惯,因为一枚火箭的爆炸破坏/摧毁了附近飞行的火箭。

枪支


火药枪似乎已经过时,无法在太空中战斗,但是,他们已经设法访问了那里(甚至开枪!),而且将来他们可能会找到自己的利基市场。



在真实的历史中,NR-23飞机自动火炮被安装在Salyut-3轨道站上,并且在以无人驾驶模式飞行时被成功测试。 该枪的瞄准范围估计为300米,因此它的唯一任务是通过缓慢接近的卫星或有人驾驶的美国舰船进行自卫。

枪支的好处在于,发射所需的能量已经准备就绪,无需从反应堆为大炮供电。 但是,火炮有一个严重的问题-要增加有效射击距离,必须提高弹丸的速度,而对于化学炸药,很难使其高于2 km / s。 原因很简单-在理想情况下,弹丸必须均匀分散,并且随着火药的燃烧和弹丸的移动,弹丸后面的枪管压力也会发生变化。 他们正试图解决这一问题,例如,一种特殊的火炮装药粉末通过多个通道从内向外燃烧,随着时间的流逝增加了燃烧面积并释放出越来越多的气体,但仍无法跟上弹丸后面枪管体积的增加。


火炮火药,运河清晰可见,外表面覆盖有特殊的不燃成分

在实际技术中,他们试图以各种方式提高弹丸的速度,例如,通过制造多室枪或使用轻气枪进行试验(已达到8 km / s的速度)。 在CoaDE中,枪支甚至不需要枪管冷却,这是不现实的,但是无法将弹丸加速至高速会限制其使用。


下面是弹丸运动过程中枪管内压力变化的典型曲线图

gun弹枪(railgun)


如果我们采用两个导板,对它们施加电位差并用导体将其闭合,则安培力将开始作用于导体,并沿导板加速。 其结果是一枚电磁炮,也被称为电磁炮。



很早以前就出现了一种用电来加速弹丸的枪支的想法,并且在20世纪初期建造了第一台实验性的轨道炮。 但是,一直以来,这个想法一直存在于梦想中–对于射击,需要电站的能量,而您无法在战场上随身携带。 如今,轨道炮正在接受测试,并将很快出现在军舰上,但很长一段时间后,它们仍将是稀有的稀有武器。



大气层极大地干扰了高速壳体-它们的能量像速度的平方一样增长,而空气阻力却像速度的立方一样增长。 但是在太空中,大气分子不会成为障碍,而电磁炮将是最好的武器之一。 在现实世界中,会出现各种问题,例如轨道磨损,但在CoaDE中,轨道枪是最容易设计的武器,并且非常有效。 轻型炮弹每秒可散布数十公里,字面上确实会淹没敌人,甚至超出了估计的瞄准范围。


绿色-弹丸示踪剂,注意几乎均匀的弹丸加速度图,这是有效的标志

高斯枪


加速弹丸的另一种选择是电磁吸引。 弹丸放置在线圈的前面,向线圈提供电流,弹丸将弹丸“吸引”到线圈中。



从理论上讲,高斯枪能够提供比轨道枪更高的弹丸速度,但是即使在CoaDE中,其设计也要困难得多-需要了解线圈匝数,绕组层数和导线厚度的影响使得这项任务非常困难。 实际上,与轨道炮不同,军方对高斯炮还没有兴趣,这个话题对于组装非常紧凑的多级单元的发烧友来说主要是有趣的。


阶梯状的加速曲线导致发条盒的质量大且总速度低

雷射


最后,战斗激光在很大程度上已成为太空战争的象征。 我赶紧让粉丝失望-即使没有大气干扰,激光也不是万能药。 事实是光束不可避免地由于衍射而散射,并且随着距离的增加,落在敌人表面一平方厘米上的能量会减少。 顺便问一下,它从哪里来?



激光是“通过受激发射放大光”的缩写。 一个特殊的泵浦灯照射工作流体,向其发送光子。 在工作流体中,原子移动到更高的能级,然后,在光子的影响下,原子发射出新的(沿相同方向移动)(相干)光子,从而实际上放大了光。


在实际的军事装备中,激光长期以来一直用于目标的指定和距离的测量,但是近年来也出现了战斗选择。 它们的射程相对较短,只能作为现有防空系统的补充。 至于空间,那么激光就不会成为超级武器。 las,尽管物理原理本身会提供相干辐射,但是激光会发生衍射,并且辐射功率会随着距离的增加而降低。 此外,激光需要大量能量,并且整个过程具有令人沮丧的效率。 链式原子反应的热能转换成电能,然后转换成泵浦灯的光,传递到激光器的工作体并通过光学系统辐射。 在每个阶段,一部分能量会损失,变成杂散的热量,必须将其清除并消散。


鲜红色是椭圆形,泵浦灯在左焦点,工作流体在右焦点。 椭圆形表面是一面镜子,内部装有冷却器

有用的不确定性


哪种武器更好? 迄今为止,没有一种武器能够完全占据主导地位-您可以建造一艘将击败现有武器的船,然后再建造一艘将再次击败所有人的船。 使这种情况更有趣的是,该游戏没有对武器组合施加限制。 您可以创建例如发射核弹的大炮。 或无人驾驶飞机发射火箭。 或是将激光无人机投向目标的轨道炮射击无人机。 总的来说,导弹的优势在于它们可以很快地聚集在一起,并且可以发送很多导弹,从而使任何导弹防御目标超载。 激光可以在很长的距离上指向损坏的设备,并成为非常有效的高射炮,与目标的距离会减小。 轨道炮占用的空间很小,并且可以向远距离发射大量炮弹。 派出一架无人驾驶飞机拦截一组导弹的飞机可以迫使其机动,剥夺ΔV或仅仅射击。 也没有完美的船舶设计。 有人更喜欢保留节点,以免一击就使该船瘫痪,而有人则以相同的吨位和金钱建造许多相对较小的船,它们将在失去部分船体的情况下幸免于难。 通常,玩是有趣的。

护甲


随着原子武器和导弹的出现,海上战舰失去了装甲,没有装甲可以防御它们。 然后,在用相对较弱的武器杀死舰船的痛苦经历之后,装甲又出现了,但仍然很轻。 现代海洋船舶的主要保护是防空,以及不同范围的干扰和虚假目标系统。 但是,在CoaDE中,装甲的需求量很大-它不允许您看到船的内部以准确射击例如反应堆或机组人员的机舱,此外,它确实可以防御敌方武器。 如何阻止以10 km / s的速度飞向您的炮弹? 矛盾的是,但很简单。 高速碰撞的物理原理是,如果将两层薄装甲彼此隔开一定距离放置,则外壳在遇到第一层时会崩溃,而碎片无法穿透第二层。



正是基于这一原则,CoaDE中的装甲得以建造。 标准选项是将相对轻的金属(如铝)和下面的复合材料结合在一起。 他们说,在以前的版本之一中,气凝胶在各层之间效果很好(并且应该起作用,微陨石在真实的科学装置中捕获气凝胶),但是由于某种原因,现在它的作用是看不见的。 关于在游戏中建造飞船的局限性,有一些评论(例如,您不能用气凝胶填充装甲下的整个空间),损坏系统(损坏的方块消失得太快,不能像盾牌一样工作,不能保护它们下面的东西),但是现在非常有趣并不断变得更好-在12月的更新中,他们增加了使装甲更加紧密的能力,不仅可以设计圆形而且可以设计多边形的船只。



结论


死地的孩子是一个非常不寻常的游戏,这是非常好奇的。 是的,她的入学门槛相当高,但是以游戏形式解决的身体问题的严重性使得值得在高中时放下孩子,她至少可以提高他们的物理成绩。

PS Alas与Orbiter或SpaceEngine不同,游戏是付费的,在Steam上出售。 此外,还没有俄语,但是在12月的更新中,他们添加了添加本地化文件的功能,Russification正在等待无私的爱好者。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN412137/


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