Вычёркивайте лученосец
Предметом обсуждения сегодня является предложенная коллегой fonzeppelin здесь и здесь концепция лазерного боевого корабля. С чего бы вдруг? Так получилось, что я пишу фантастический роман, к которому вёл цикл постов КГСС, и читатели интересуются, почему у кораблей такая масса, что там сколько весит. Поэтому я стал продумывать развесовку лазерного корвета,
( Read more... )
Эта модель на ресерчгейте это просто undergraduate thesis - поделка студента с простейшими ПИДами от этого и расколбасы на некоторых графиках.
Вот у нас маховик с моментом на 3 порядка меньше веса самого тела. Окружность маховика - хотя бы пару метров те нанеся туда метки мы определяем позицию маховика с точностью в тысячную оборота.
Это значит что повороту на одну метку соответствует поворот тела на одну угловую секунду.
Раскрутка маховика до сотни оборотов в секунду это уже один оборот в пару минут для тела - скорость поворота башни линкора.
При этом если мы из состояния покоя тела и маховика сначала разогнали маховик до сотни, потом резко оттормозились маховиком до нуля, то новую позицию мы будем знать с той же точностью до секунды - закон сохранения углового момента и скорость тела будет опять нулевой (ну плюс приливно-атмосферные возмущения, но они и меньше и компенсируются, и в глубоком космосе их не будет).
Откуда могут быть проблемы?
Масса десятитонной машины от испарения/микрометиоритов на несколько граммов за разумные сроки не изменится.
Вот температурные колебания уже проблема - на один градус для стали уже будет стотысячное изменение, но это решается термостатированной силовой рамой из материала с низким т коэффициентом. Да и алгоритмами думаю вполне можно компенсировать. Ну и без специальной рамы - это значит что придем мы куда надо плюс-минус угловые минуты, а это доработать - дело секунд.
У Хаббла я подозреваю на таких скоростях начнутся паразитные вибрации оборудования, но в военном серийном устройство будет попроще, пожестче, плюс input shaping
В общем никаких непреодолимых проблем для быстрой и точной наводки в невесомости я не вижу.
Под тягой разумеется из-за вибраций ничего не получится, скорее всего даже если тяга константная.
Reply
Откуда могут быть проблемы?
1) В умозрительных рассуждениях маховик можно раскрутить, например, волшебной палочкой сразу как надо. В моделях это делает электропривод, управляющим сигналом является подаваемое на него напряжение. И смысл не в том, чтобы "новую позицию знать с той же точностью до секунды" после того, как оттормозились до нуля, а чтобы знать её до, и чтобы реальное "после" совпало с ожидаемым "до". И вот здесь уже возможны трогательные сложности. Для количественной оценки которых существует имитационное моделирование. И оно не обнадеживает.
2) Учитывая нагревание зеркала в процессе работы (это же не телескоп, а лазер) и то, что там ещё активный теплоотвод нужен, температурные колебания действительно придется компенсировать алгоритмами, которые считают требуемое напряжение... с какой-то ошибкой, которая дополнительно накладывается.
3) Простой надежды на то, что волшебная палочка заклинанием "попрощикус-пожестикус" уберет паразитные вибрации, мало. Она, опять же, сделает это с какой-то ошибкой. И да, под тягой с вибрациями всё будет намного хуже, а двигаясь в бою равномерно и прямолинейно вы представляете собой слишком удобную мишень.
А вот что заклинание "попрощикус-пожестикус" точно делает, так это увеличивает массу комплектующих.
4) И если уж говорить о бое, может получиться так, что из четырех актуаторов какой-то один внезапно сбежит на свидание с миссис дробью. Заменить его некоей поправкой в работу остальных можно, но это тоже компенсация алгоритмами, не абсолютная точность которых дополнительно накладывается. Соображения резервирования могут требовать роста количества маховиков.
Reply
> Если бы его модель категорически не соответствовала реальному телескопу, защитить такое исследование было бы сложно.
Вы сами то защищались? Помнится у меня на курсе половина дипломных работ была - и смех и грех.
На спутнике примитивный ПИД использовать никто кроме студентика не будет.
ПИД хорош когда надо грубо приблизить сложную систему. Например моделить все конвекции в комнате это ужас. Проще грубо вилять туда сюда за температурой, плюс минус градуз юзверь даже не заметит.
А для механической системы с известными свойствами можно уже прогнозировать точную реакцию системы и приходить куда нужно с высокой точностью без расколбасов.
> Для количественной оценки которых существует имитационное моделирование. И оно не обнадеживает.
Чет я моделирования не вижу, вижу бла-бла-бла на тему моих доводов - сами то до этих результатов вы дойти не в состоянии.
Не согласны? Ну прикиньте характерную аплитуду вибраций для таких нагрузок и стальной рамы в тонну размахом в десяток метров, она вас неприятно удивит, хехе. Без меня справитесь? Блаблаблакайте дальше.
-
.Убрать несколько минут ошибки от тепловых расширений с данными ускорениями наведения - дело секунд.
Reply
Reply
Reply
> И да, под тягой с вибрациями всё будет намного хуже
Я ессно имел в виду современные химические с их дикими пулсациями, причем низкочастотными. Тут пожалуй и обсуждать смысла нет.
А так - и для химических возможно в будущем вибрацию уберут.
А уж какой нибудь термояд с выпуском плазмы через дырку в магнитном поле возможно или вибрации иметь не будет вообще или она будет настолько высокочастотной что ее съест простейший демпфер.
Reply
Но это (а) неинтересно и (б) слабая линия, которую многие таки считают харамом, gans2 в частности.
При этом, даже если придумают, если снабдят пушку невероятно точной численной моделью, оперативно выкупающей и вибрации, и нагрев, и изменение массы из-за столкновений с миссис дробью... она будет намного хуже справляться с ситуацией "лученосец+прокси", где элементы конструкции больше не являются жестко фиксированными относительно друг друга, и вообще удалены на тысячи км.
Reply
> gans2 в частности.
Кумир конечно характерный, хотя чего уж удивлятся после цитирования этого Салтыкова.
Воображает например то раз факел двигателя можно увидеть, значит невидимости в космосе нет. Типа определить направление и величину ускорения тривиально по спектру.
Объяснешь ему типичные скорости накопления спектров на примере ELODIE - ругается и банит.
Зато всем желающим и нежелающим рассказывает что "консультирует российских фантастов"
Reply
2) Если можно произволить алгоритмы наведения восхитительной точности, то распознание спектров с восхитительной скоростью можно произволить с тем же успехом. И это проблема.
Reply
Reply
Сентинел - прежде всего смотрим ширину измеряемых линий. Он смотрит +- 2-10 процентов от длины волны. А для измерения скоростей с точностями хотябы порядка 300 м/с нам нужно мерять отклонение в одну миллионную. И времена накопления немного так увеличиваются.
Сентинел смотрит не звезду н-надцатой величины, а на яркую землю.
> тепловое излучение, которое соотносить с интерполированным по траектории ускорением.
С расстояния в десятки миллионов км которое обычно рассматривается в обсуждениях по невидимости траектория это в лучшем случае пиксели.
-
Задача измерения спектра и съема интенсивности на нужных длинах это практически одно и тоже. У нас в зеркало пришли фотоны, мы призмой их размазали в спектр и смотрим что надо. Для интенсивности можно только немного сэкономить на матрице.
Reply
Reply
Вопрос не в риалтайме, а возможности измерить скорость пока движки корабля работают.
С выключенными движками уже возможности по маскировке очень богатые.
Если вы этого не успели измерить скорость пока движки работают то куда корабль полетел вы не знаете.
Знаете только что было что-то похожее на пуск. (а может был просто прожиг двигателей без отцепления)
Reply
Вообще на межпланетных дистанциях если это не целый флот, а один корабль, может быть проблемой даже набрать статистику фотонов. Закон обратных квадратов. И пример с атомикрокетс из серии "включение двигателей спейсшаттла видно от Плутона" умалчивает, что видно одно в масштабе типа тысячи фотонов на квадратный метр в секунду, и даже если ваша матрица улавливает отдельные фотоны, извлечь из такой потрясающей статистики особо ничего не получится. Потому что люди зря экстраполируют опыт наблюдения условно статичных объектов годами кряду на разовые события длительностью в минуты. Та же фигня, что с попыткой буквально переносить параметры Хаббла на лазерную турель.
Reply
Я запутался, кто кому доказывает что невидимость в космосе есть?
Reply
Reply
Leave a comment