Базовые требования к форме корпусов МКК в нормальной физике
Оригинал взят у sergeyr в Базовые требования к форме корпусов МКК в нормальной физике
1. Орлы мух не ловят! Требования к полетам в вакууме и в атмосфере противоречат друг другу чуть менее чем по всем пунктам.
Забудьте о посадках корабля на большие планеты, особенно - имеющие атмосферы. Как морские корабли не выскакивают на берег для разгрузки, так и космические корабли, как только они выходят из состояния своего младенчества, не должны нырять в атмосферу.
Для экстренной посадки существуют высадочные средства, для доставки грузов на орбиту - пусковые петли, для спуска грузов в атмосферу идеально служат простые жаростойкие капсулы-контейнеры с парашютами, а на настоящем космическом корабле не должно быть ни обтекателей, ни стабилизаторов, ни посадочных опор, ни пандусов.
Очень красивой была бы проработка корабля, который не приспособлен даже для захода внутрь планетной системы.
2. Стремительность силуэта в космосе контринтуитивно-многообразна.
2.1 Максимальное допустимое ускорение _падает_ с ростом длины корпуса и длины "нависающих" боковых частей.
Если ваша задача - сконструировать корабль, способный как можно быстрее набирать скорость или тормозить _в открытом космосе_, то он должен быть по форме как можно ближе к _блину_, а вовсе не к сигаре. При этом ускорение этого "блина" должно обеспечиваться всей кормовой поверхностью, а не единичным соплом по центру.
Отдельно подумайте о том, _всегда_ ли ускорение должно быть направлено в корму. Тут возможны большие неожиданности.
2.2 Полеты на большие дистанции требуют защиты от встречных частиц, что требует удлиннять корпус.
Как ни ухищряйся с защитными полями, а для оптимизации защиты все равно нужна форма корпуса, ровно противоположная предыдущему требованию: вместо блина опять нужна сигара, чтобы уменьшить площадь "загребания" корпусом всякого мусора. Жилые помещения, рубка и прочие наиболее уязвимые и ценные объекты в идеале всегда должны находиться в той части корабля, которая в данный момент отвернута от набегающего потока частиц - чтобы более стойкие и менее ценные части корпуса принимали на себя всё, что не удалось отвести полями и активной защитой.
Не хотите возиться с релятивистской защитой - не летайте в Андромеду, и даже на Альфу Центавра не летайте. Ограничьтесь планетной системой, поясом Койпера и ближайшей частью облака Оорта - там тоже можно понаступать на множество увлекательнейших граблей.
2.3 Быстрая смена _направления_ ускорения требует сокращать угловой момент корпуса.
Идеально-маневренный корабль (т.е. такой, что быстрее всего сможет развернуться и начать менять свою траекторию) имел бы форму как можно более плотного шара. Разумеется, в реальности шар не получится никак (из него как минимум должны торчать смотрящие в разные стороны сопла/эжекторы ориентационных двигателей), но к шару надо стремиться, если хотите иметь верткий кораблик.
Не хотите, чтобы кораблик был похож на ушастый мячик? Ok - тогда пусть маневрирует медленно и величаво. В принципе это для большого корабля все равно неизбежно.
3. Рабочая (реактивная) масса сильно мешает фотогеничности вашего стройного кораблика, превращая его в помесь люстры с помидором.
Для набора даже относительно небольших релятивистских скоростей необходима рабочая масса, сравнимая с массой самого корпуса. Даже если ускорение обеспечивается выбросом безмассовых частиц (идеальных с точки зрения данного пункта) - все равно для достижения скорости в 0.8c (80% от скорости света) придется потратить не менее 2/3 начальной массы корабля - и это если энергию добывать аннигиляцией. Если энергия добывается термоядерными реакциями, и/или скорость истечения реактивной массы много меньше скорости света, то доля рабочей (реактивной) массы в конструкции корабля возрастает еще куда более.
Бассардовская схема (она же - "таранно-черпальный" межзвездный двигатель, англ. ramjet) несколько смягчает проблему, но не снимает ее даже в аннигиляционном варианте, поскольку одна только энергия разгона до 0.8с примерно эквивалентна энергии массы покоя разогнанного корабля (т.е. для такого разгона нужно аннигилировать не меньше, чем еще столько же вещества, и всю эту энергию эффективно пустить на отталкивание встречных частиц за корму). Подчеркну, что бассардовская схема _не решает_ проблемы запаса энергии, поскольку попытка использовать энергию набегающего вещества немедленно приводит к торможению об это вещество. Для более реалистичных термоядерных схем рамджета предельная скорость вообще едва добирается до 0.1с.
Исходя из этого и из своих сюжетно-антуражных потребностей, каждый может смещать весовые коэффиценты этих пунктов (и подпунктов), соответственно получая потребную форму корпуса.
1. Орлы мух не ловят! Требования к полетам в вакууме и в атмосфере противоречат друг другу чуть менее чем по всем пунктам.
Забудьте о посадках корабля на большие планеты, особенно - имеющие атмосферы. Как морские корабли не выскакивают на берег для разгрузки, так и космические корабли, как только они выходят из состояния своего младенчества, не должны нырять в атмосферу.
Для экстренной посадки существуют высадочные средства, для доставки грузов на орбиту - пусковые петли, для спуска грузов в атмосферу идеально служат простые жаростойкие капсулы-контейнеры с парашютами, а на настоящем космическом корабле не должно быть ни обтекателей, ни стабилизаторов, ни посадочных опор, ни пандусов.
Очень красивой была бы проработка корабля, который не приспособлен даже для захода внутрь планетной системы.
2. Стремительность силуэта в космосе контринтуитивно-многообразна.
2.1 Максимальное допустимое ускорение _падает_ с ростом длины корпуса и длины "нависающих" боковых частей.
Если ваша задача - сконструировать корабль, способный как можно быстрее набирать скорость или тормозить _в открытом космосе_, то он должен быть по форме как можно ближе к _блину_, а вовсе не к сигаре. При этом ускорение этого "блина" должно обеспечиваться всей кормовой поверхностью, а не единичным соплом по центру.
Отдельно подумайте о том, _всегда_ ли ускорение должно быть направлено в корму. Тут возможны большие неожиданности.
2.2 Полеты на большие дистанции требуют защиты от встречных частиц, что требует удлиннять корпус.
Как ни ухищряйся с защитными полями, а для оптимизации защиты все равно нужна форма корпуса, ровно противоположная предыдущему требованию: вместо блина опять нужна сигара, чтобы уменьшить площадь "загребания" корпусом всякого мусора. Жилые помещения, рубка и прочие наиболее уязвимые и ценные объекты в идеале всегда должны находиться в той части корабля, которая в данный момент отвернута от набегающего потока частиц - чтобы более стойкие и менее ценные части корпуса принимали на себя всё, что не удалось отвести полями и активной защитой.
Не хотите возиться с релятивистской защитой - не летайте в Андромеду, и даже на Альфу Центавра не летайте. Ограничьтесь планетной системой, поясом Койпера и ближайшей частью облака Оорта - там тоже можно понаступать на множество увлекательнейших граблей.
2.3 Быстрая смена _направления_ ускорения требует сокращать угловой момент корпуса.
Идеально-маневренный корабль (т.е. такой, что быстрее всего сможет развернуться и начать менять свою траекторию) имел бы форму как можно более плотного шара. Разумеется, в реальности шар не получится никак (из него как минимум должны торчать смотрящие в разные стороны сопла/эжекторы ориентационных двигателей), но к шару надо стремиться, если хотите иметь верткий кораблик.
Не хотите, чтобы кораблик был похож на ушастый мячик? Ok - тогда пусть маневрирует медленно и величаво. В принципе это для большого корабля все равно неизбежно.
3. Рабочая (реактивная) масса сильно мешает фотогеничности вашего стройного кораблика, превращая его в помесь люстры с помидором.
Для набора даже относительно небольших релятивистских скоростей необходима рабочая масса, сравнимая с массой самого корпуса. Даже если ускорение обеспечивается выбросом безмассовых частиц (идеальных с точки зрения данного пункта) - все равно для достижения скорости в 0.8c (80% от скорости света) придется потратить не менее 2/3 начальной массы корабля - и это если энергию добывать аннигиляцией. Если энергия добывается термоядерными реакциями, и/или скорость истечения реактивной массы много меньше скорости света, то доля рабочей (реактивной) массы в конструкции корабля возрастает еще куда более.
Бассардовская схема (она же - "таранно-черпальный" межзвездный двигатель, англ. ramjet) несколько смягчает проблему, но не снимает ее даже в аннигиляционном варианте, поскольку одна только энергия разгона до 0.8с примерно эквивалентна энергии массы покоя разогнанного корабля (т.е. для такого разгона нужно аннигилировать не меньше, чем еще столько же вещества, и всю эту энергию эффективно пустить на отталкивание встречных частиц за корму). Подчеркну, что бассардовская схема _не решает_ проблемы запаса энергии, поскольку попытка использовать энергию набегающего вещества немедленно приводит к торможению об это вещество. Для более реалистичных термоядерных схем рамджета предельная скорость вообще едва добирается до 0.1с.
Исходя из этого и из своих сюжетно-антуражных потребностей, каждый может смещать весовые коэффиценты этих пунктов (и подпунктов), соответственно получая потребную форму корпуса.