|
Концепт космического сражения
|
|
| SHW | Дата: Четверг, 13.03.2014, 10:18 | Сообщение # 331 |
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Нидерланды
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
| Интересно.
Но, то что стрелять дробовиком с расстояния 300 000 км практически бессмысленно итак понятно. В рамках подобных исследований лучше вывести рубеж открытия огня для каждого вида оружия. И если мы находимся на орбите, то скорости нужно брать близкие к орбитальным. Тогда можно будет построить более точную картину боя.
Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Четверг, 13.03.2014, 11:30 | Сообщение # 332 |
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Я отталкивался от первого поста в этой теме, где рассматривался сценарий "полет на встречу друг с другом с расстояния 1 млн км".
Ну и скорости приводил разные: тут и орбитальные есть и фантастические по нынешним временам.
Еще момент: для разных людей может быть разным. Но без конкретных цифр и расчетов это будут лишь эмоциональные утверждения основанные на вере "я так полагаю".
Цитата В рамках подобных исследований лучше вывести рубеж открытия огня для каждого вида оружия.
Согласен. Но нужны все же какие-то цифры, от которых отталкиваться. В своем посте я варьировал только скорость и радиус сферы поражения. А так - возможны и разные ускорения, и разный объем заряда и разный материал/размер дробин и разный запас топлива для маневров и разный размер кораблей и т.д. и т.п.
Рисовать огромную портянку в xls файлике с перебором разных исходных данных не очень охота =)
А так, конечно, возможны разные ситуации:
- движение вокруг небесного тела по орбите (когда само тело закрывает противников друг от друга и нужно догонять или лететь на встречу)
- движение в межпланетном пространстве навстречу друг другу или когда один, догоняет другого
- различные виды маневров, когда тебе достаточно сбить противника с курса, чтобы он, например, не смог выйти на орбиту или, наоборот, важно именно поразить его, чтобы он не сбросил груз бомб
и т.п.
|
|
|
| |
| Космокрот | Дата: Суббота, 15.03.2014, 00:36 | Сообщение # 333 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 150
Награды: 2
Статус: Offline
| Просто напомню одну вещь, сильно влияющую на тактику, но которую вы, кажется, упустили: корабли могут "прыгать" . И пока никто не знает как и при каких условиях.
http://spaceengine.org/forum/11-87-5483-16-1328898829
"На этой луне жили эльфы, но прилетела звезда смерти и съела их планету, в результате луна осталась на вытянутой орбите вокруг солнца, а эльфы превратились в снежных людей"
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Суббота, 15.03.2014, 02:39 | Сообщение # 334 |
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| С этим можно бороться так: для прыжка нужно "зарядить" гипердвигатель - накопить энергию, раскрутить кольца. Можно конечно сразу после прибытия это сделать, и держать гипердвигатель "наготове", но это требует большого количества энергии, греет радиаторы, так что нельзя двигатели запустить на полную, а кроме того, делает корабль неуправляемым (кто держал в руках болгарку - поймёт).
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Среда, 19.03.2014, 14:13 | Сообщение # 335 |
|
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Следующий интересный момент в космических сражениях: реактивное движение. Хочется разобраться в цифрах, как долго, быстро и на каких расстояниях возможны космические сражения. Чтобы не как в низкопробной фантастической литературе "и тут он выскочил из астероидного поля" или "притаившись в засаде за планетой", а все же с учетом физических реалий.
/Просто устал от вала космической фантастики, где вспоминают про топливо только для межзвездных перелетов, а в рамках звездной системы: "да там же рукой подать!". Чуть ли на автомобилях летают с Земли на Луну и обратно/
Физика реактивного полета
Сила реактивного движения вычисляется по простой формуле:
F = w*q
где
w - скорость истечения реактивной струи м/с
q - расход рабочего тела в секунду кг/с
Естественно, при движении общая масса КА (космического аппарата) уменьшится. Пусть
m0 - начальная масса (mt+mk)
mt - масса топлива
mk - конечная/сухая масса (т.е. масса КА без топлива)
mp - полезная масса (mp < mk, т.к. КА помимо полезной нагрузки состоит еще из прочего оборудования и конструкций, необходимых для передвижения)
Тогда по формуле Циолковского, конечная скорость, которую сможет достичь КА равна
v = w * ln (m0/mk) = 2.30259 * w * lg (m0/mk)
(тут два варианта формулы с натуральным и десятичным логарифмом)
Такую скорость еще называют идеальной и естественно, летать будут на меньших скоростях, т.к. помимо разгона нужно будет еще тратить топливо на торможение и прочие маневры.
Что интересно, здесь мы никак не использовали расход массы топлива в секунду: конечная скорость в любом случае будет одна и та же. Просто на разгон будет потрачено больше времени. Расход массы топлива в секунду будет использоваться для определения достигаемых ускорений и времени работы реактивного двигателя.
Следует учитывать следующий момент: общая масса КА состоит из топлива, полезной нагрузки (оружие, боеприпасы, компьютеры и т.п.) и конструкционных элементов, которые позволяют использовать топливо для движения (двигатели, баки и пр.). Естественно, если большую часть сухой массы (без топлива) КА составляют двигатели, то говорить о какой-то серьезной военной начинке не приходится.
Ускорение можно получить из известной формулы:
a = F / m = w * q / m
здесь
m - текущая масса КА
w - скорость истечения реактивной струи м/с
q - расход рабочего тела в секунду кг/с
Предварительные расчеты
Прежде чем переходить собственно к полетам в рамках звездной системы (где мне теорию еще только предстоит подтянуть), сделаем некоторые промежуточные оценки.
Для начала зафиксируем характеристику
p=m0/mp
то есть какую часть КА от начальной массы будет составлять полезная нагрузка. Например ракета Протон при начальной массе в 705 т на низкую опорную орбиту может вывести до 22 т. Это чуть больше 3% от начальной массы. Остальные 97% начальной масс составляет топливо, двигатели и конструкции ступеней. Т.е. коэффициент p для такой ракеты примерно равен 705/22 = 32.
Так как у нас будущее и высокие технологии выделим под полезную нагрузку 25% от начальной массы корабля (цифра взята с потолка). Т.е. p будет равно 4. Остальные 75% начальной массы составляют топливо и двигатели с несущими конструкциями.
Очень большую роль играют скорость истечения топлива (т.е. насколько эффективно мы используем топливо) и расход массы топлива в секунду. Повышая скорость истечения топлива мы увеличиваем идеальную скорость КА и можем варьировать достигаемые ускорения и дальность полета в гораздо больших пределах. В современных реалиях достижимы скорости истечения в термохимических двигателях порядка 10000 м/с. В ионных двигателях достижимы на порядок большие скорости (порядка 100000 м/с) но данные двигатели обладают очень маленьким расходом массы в секунду q.
Идеальная достижимая скорость истечения равна скорости света. Зафиксируем достаточно оптимистичные характеристики:
w = 100.000.000 м/c (треть от скорости света)
массовый расход топлива будем подбирать исходя из требуемых ускорений:
a1 = 10 м/c^2 - "гражданский" вариант
a2 = 100 м/c^2 - "боевой" вариант
Выберем так же начальную массу 100 т (где 25 т составляют полезную нагрузку). Предположим, что из оставшихся 75 т, топливо составляет 60 т, и 15 т - составляют двигатели и несущие конструкции (очень оптимистичное допущение).
В этом случае идеальная скорость будет равна
v = 100000000 * ln (100/40) = 91629073 м/с или же 91629 км/с (32% от скорости света).
это очень хорошая скорость, при которой, кстати, уже следует учитывать релятивистские эффекты.
Оценим, на какое расстояние и за какое время сможет пролететь такой КА при сценарии: половина пути - постоянное ускорение, оставшаяся половина пути - постоянное торможение. Т.е. пока что игнорируем притяжение тел и орбитальные траектории и просто хотим с максимально возможной скоростью переместиться из одной точки пространства в другую с сохранением исходной скорости в конечной точке (т.е. мы хотим в конечной точке именно остаться, а не пролететь ее на всех парах).
при a1 равной 10 м/с расход топлива в начале пути равен
q1 = a1 * m / w = 10 * 100000 / 10000000 = 0.01 кг/с или 10 грамм в секунду
в конце пути
q2 = 10 * 40000 / 100000000 = 0.004 кг/с или 4 грамма в секунду
средний расход равен
q = 7 гр/сек
с таким расходом общее время полета составит
t = mt / q = 60000 / 0.007 = 8571428 сек (142857 минуты или 2381 час или 99.2 суток полета).
Причем половина этого времени будет потрачена на разгон, а вторая половина на торможение при этом будет преодолено следующее раcстояние (учитываем полет по схеме разгон-торможение)
s = 2 * a1 * (t/2)*(t/2) / 2 = 183673469387755 метров (или же 1227.78 астрономических единиц)
При ускорении a2 в 100 м/с расход топлива вырастает в 10 раз: в среднем 70 грамм в секунду.
Время полета тоже уменьшится в 10 раз:
t = 60000 / 0.07 = 857143 сек (14286 минут или 238 час или 9.92 суток полета).
Что характерно, расстояние при этом мы преодолеем заметно меньшее (в 10 раз):
s2 = 2 * a1 * (t/2)*(t/2) / 2 = 18367346938775 метров (или же 122.778 астрономических единиц)
Для сравнения:
1 а.е. - среднее расстояние от Солнца до Земли (ну, это-то, надеюсь, все в курсе)
40 а.е. - средний радиус орбиты Плутона
63 241 а.е. - один световой год
270 000 а.е. - расстояние до ближайшей звезды (Проксима Центавра)
---
Если урезать скорость истечения реактивной массы с 1/3 световой до 1/30 световой (100000 м/с), то время полета и преодолеваемое расстояние снижаются просто драматическим образом:
При ускорении 10 м/с средний расход топлива будет 700 грамм в секунду.
Время полета при этом сократится до 85714 секунд (1428 минут или 23.8 часов или чуть меньше суток)
За это время будет преодолено 18367224490 метров (0.123 а.е.)
Такие расстояния, это уже масштаб околопланетных маневров: 47.77 расстояния от Земли до Луны - и то, если лететь по прямой. В случае активных маневров, преодолеваемое расстояние падает еще сильнее.
И, в завершении, рассмотрим ускорение 100 м/с.
Средний расход:
q = (100+40) / 2 = 70 кг/с
t = 60000/70 = 857 cек (14 минут) - время общего полета (пока не кончится топливо)
То есть 7 минут ускорения и 7 минут торможения.
При это пролетим всего 18367 км (чуть меньше 3х радиусов Земли). За 14 минут. Но зато с ускорением 100 м/с!
Выводы
При ускорении в 100 м/c и очень оптимистичных предположениях о двигателе (скорость истечения в 1/3 от световой и сам двигатель весит 15т при 25т полезной нагрузки) мы сможем ОДИН (на самом деле мы пролетим в полтора раза большее расстояние 122 а.е. вместо 80 а.е., где 80 а.е. - диаметр орбиты Плутона) раз пересечь солнечную систему из края в край за 10 суток. И все.
При ускорении 10 м/с время полета растягивается до 99.2 суток (немного больше 3х месяцев) прежде чем закончится топливо. При этом мы можем пролететь (разогнаться и затормозить) или 0.45% расстояния до ближайшей звезды (менее половины процента) или же солнечную систему из края в край (80 а.е.) затрачивая на один перелет по 2187952 секунд (36465 минут или 607 часов или 25.32 суток) почти четыре раза. Количество перелетов не такое больше, т.к. при каждом пролете "из края в край" мы сбрасываем скорость до нуля, т.е. участок разгон-торможение равен 80 а.е.
Если скорость истечения уменьшаем до 100000 м/с то наш КА должен будет летать исключительно по заранее вычисленным орбитам крайне экономно расходуя топливо чтобы совершать маневры в масштабах орбит спутников планет. В этом случае автономность будет измеряться сутками или неделями при масштабах перелетов Земля-Луна. Условно говоря: вылететь с Луны, слетать к Земле активно маневрируя, чтобы по тебе не попали, после чего вернуться обратно. И все. Ну разве что масштаб перелетов можно увеличить до орбит спутников Юпитера.
В случае межпланетных перелетов полет возможен только по заранее вычисленным орбитам и преимущественно в пассивном режиме: на маневры топлива остается не так уж и много. Только слетать в одну сторону (естественно, я рассматриваю вариант с одноступенчатыми КА, которые будут многоразовыми, а не как в нынешних условиях - под каждую экспедицию КА строится заново и используется только для одного полета и все).
p.s. Все расчеты здесь совсем не учитывают силу притяжения и орбитальное движение: тупо летаем по прямой. Но зато можно делать выводы о времени полета с включенными двигателями и преодолеваемом при этом расстоянии.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Четверг, 20.03.2014, 03:07 | Сообщение # 336 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Цитата dubor (  ) Выберем так же начальную массу 100 т
Это очень мало. Просто нереалистично мало. Типичный тепловоз весит порядка 50 тонн. Масса пустого Спейс Шаттла - 57 тонн. Так что мы скорее говорим о боевом дроне, нежели об автономном полноценном корабле. Для него как раз "радиус действия" - масштаб лунной системы планеты.
Попробуйте повторить расчеты для массы 100 тысяч тонн - массы авианосца.
|
|
|
| |
| dubor | Дата: Четверг, 20.03.2014, 13:18 | Сообщение # 337 |
|
Космонавт
Группа: Пользователи
Пират
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата Попробуйте повторить расчеты для массы 100 тысяч тонн - массы авианосца.
расстояния и время полета те же самые: пропорционально изменится только расход топлива.
|
|
|
| |
| SpaceEngineer | Дата: Пятница, 21.03.2014, 17:14 | Сообщение # 338 |
|
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 55
Статус: Offline
| Неплохие видяшки, наглядно показывающие, как в настоящее время ведётся бой между кораблями с применением авиации. Какой там дог-файтинг, эти времена давно ушли в прошлое. Расстояния - сотни километров.
|
|
|
| |
| 5555 | Дата: Вторник, 08.04.2014, 18:47 | Сообщение # 339 |
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 19
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата EchoTango ( ) Любой предмет или элемент вселенной можно использовать во благо, или для убийства.
Согласен, даже вешалкой можно убить человека.Но не это главное, зачем предумывать боевую систему в игре где можно делать всё, игроки сами будут предумывать свою тактику.Это тагже глупо еслибы все войны на земле шли по одной тактике
|
|
|
| |
| PeterRoss | Дата: Среда, 09.04.2014, 02:48 | Сообщение # 340 |
|
Космонавт
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 65
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата 5555 ( ) Согласен, даже вешалкой можно убить человека.Но не это главное, зачем предумывать боевую систему в игре где можно делать всё, игроки сами будут предумывать свою тактику.Это тагже глупо еслибы все войны на земле шли по одной тактике
Кстати, согласен. Я в принципе против космических сражений - хочется верить в то, что с развитием цивилизации войны станут не нужны, но, поскольку виртуальные космические полеты у нас появятся, а уровень фактической цивилизованности игроков останется прежним, войны, похоже, не избежать. Но тогда не нужно разрабатывать тактику - нужно просто дать игрокам возможность самим выбирать оружие и вырабатывать тактику в процессе игры. Игроки сами найдут подходящий для себя баланс.
Сообщение отредактировал PeterRoss - Среда, 09.04.2014, 02:49 |
|
|
| |
| 5555 | Дата: Понедельник, 28.04.2014, 15:55 | Сообщение # 341 |
|
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 19
Награды: 0
Статус: Offline
| Цитата Aerospacefag ( ) В общем, проблема в том, что космос слишком огромен, слишком быстр и безумен для рядового человека, и ему сложно или вообще невозможно объяснить, насколько. Он может не догадываться, что его "лазерный/ионный суперлуч", как его изображают в кино и мультиках, на скорости в 5-8 км/с - может просто не догнать противника.
Я тогда долго думал над этими вопросами, и это именно те старые выводы. В прочем, для красоты можно и по щучьему веленью сделать, главное не переборщить.
Я хотел сказать тоже. Думаю у новичков понимающих космос только из научной фантастики и пришедших в игру будут с начала орать что у них лагает потом. Когда им раскажеш что должно быть имено так то: 1 будет разрыв шаблона 2 скажут что создатель не знает то такое космос,
|
|
|
| |
| Marss | Дата: Суббота, 03.05.2014, 13:28 | Сообщение # 342 |
|
Наблюдатель
Группа: Новички
Российская Федерация
Сообщений: 3
Награды: 0
Статус: Offline
| Кстати, никто не задумывался о размерах кораблей? Например, корабль, чей размер немного превышает размер Андромеды смотрелся бы эпично и внушал страх перед нубами. Трудно подумать, сколько бы жизней унес такой корабль в какой-нибудь битве. А почему бы и нет? Но это, скорее всего, просто мечты
А ведь космический бой с участием подобных колоссов мог выглядеть очень круто.
|
|
|
| |
| Nikita11 | Дата: Суббота, 03.05.2014, 14:09 | Сообщение # 343 |
Строитель Миров
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 762
Награды: 4
Статус: Offline
| Цитата Marss ( ) Кстати, никто не задумывался о размерах кораблей?
Бои будут (если будут) происходить на огромных расстояниях - доли световой секунды. На таком расстоянии корабль только в телескоп разглядишь. Понятно, что близкие бои выглядят зрелищно
но у нас же реализмъ.
Сообщение отредактировал Nikita11 - Суббота, 03.05.2014, 14:09 |
|
|
| |
| MikailllKavkaz | Дата: Суббота, 03.05.2014, 14:19 | Сообщение # 344 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 239
Награды: 1
Статус: Offline
| Цитата Marss ( ) Например, корабль, чей размер немного превышает размер Андромеды смотрелся бы эпично и внушал страх перед нубами.
Эмм... вы имеете в виду галактику Андромеда?)))
|
|
|
| |
| DIMON99 | Дата: Суббота, 03.05.2014, 18:04 | Сообщение # 345 |
Исследователь
Группа: Пользователи
Беларусь
Сообщений: 277
Награды: 7
Статус: Offline
| Цитата MikailllKavkaz ( ) вы имеете в виду галактику Андромеда?)))
Наверное.
Marss, вам я рекомендую сходить сюда, а также посмотреть это , это и это .
Карась любит, чтобы его жарили в сметане. Это знают все кроме карася.
Его даже и не спрашивали не только насчет сметаны, но и любит ли он
поджариться вообще.
Такова сила общего мнения.©
|
|
|
| |
ENG
Новый сайт
