Как S-фольга (X-фольга) может помочь в обогреве в космосе?

S-образные крылья прославились благодаря звездному истребителю X-Wing из «Звездных войн».

Схема X-Wing с закрытыми и развернутыми S-образными крыльями

Но зачем они нужны во вселенной, если не считать крутого «Зафиксировать S-фойлы в положении для атаки»?

S-foil Вукипедия говорит следующее:

Исторически сложилось так, что S-образные крылья разрабатывались для решения проблем перегрева крылатых истребителей. Из-за близости двигателей и систем вооружения к узкой проводке, умещающейся внутри тонких крыльев, избыток тепла может вызвать механические расплавления, которые будут разрушительны для работоспособности истребителей. S-образные крылья, подобные тем, что были на некоторых моделях истребителей Республики во время Войн клонов, содержали панели радиаторов, которые рассеивали тепло и охлаждали внутренние механизмы кораблей. S-образные крылья использовались, когда на системы корабля оказывалась нагрузка, обычно когда он двигался на высокой скорости или участвовал в воздушном бою. Эта идея в конечном итоге переросла в панели радиаторов серии TIE Галактической Империи.

Q1: Где именно в каноне есть такое объяснение? ("радиаторные панели")? Вукипедия не дает ссылки.

Q2: С каких это пор маленькие радиаторные панели работают в вакууме ? Обычно они должны быть довольно большими ( см. обсуждение МКС/шаттлов здесь ) из-за отсутствия воздуха, служащего теплоносителем; и S-образные крылья на маленьком звездном истребителе, кажется, не добавляют столько дополнительного размера.

Было ли это каким-то образом изменено в каноне, чтобы соответствовать «разумной» физике? (даже вымышленный)?

Панели радиаторов используют особый «космический воздух», которым вы не можете дышать, но который передает звуки, тепло, вибрацию и содержит достаточно кислорода, чтобы сделать взрывы красивыми.

Ответы (3)

Размер радиатора определяется скоростью, с которой он должен отводить тепло. Если X-wing не нужно отводить столько тепла, то вполне разумно, что ему не нужны массивные радиаторы. И хотя радиаторы на МКС большие, на самом деле они довольно малы по сравнению с поверхностями крыльев X-wing относительно общего размера корабля.

Радиаторы отводят тепло в вакууме посредством теплового излучения . Все объекты выше абсолютного нуля испускают тепловое излучение, которое избавляется от тепловой энергии независимо от того, имеют ли место теплопроводность и конвекция. Например, люди на самом деле теряют много тепла через тепловое излучение через нашу кожу из-за высокой излучательной способности человеческой кожи. Единственная причина, по которой в большинстве случаев это не проблема, из-за тепла, которое мы получаем за счет теплопроводности, а также теплового излучения от других объектов (включая отражение от стен и других поверхностей).

В глубоком космосе нет теплопроводности и мало теплых объектов, которые излучают тепло обратно в сторону космического корабля. Таким образом, радиаторы все еще могут быть очень эффективными. Радиаторы можно сделать еще более эффективными, запустив их невероятно горячими, увеличив скорость, с которой они излучают отработанное тепло. Например, используя охладитель Пельтье или другой тепловой насос, который отводит отработанное тепло на поверхности крыла.

В зависимости от теплоотводящей способности радиаторов X-wing (которая неизвестна), размер его радиаторов может быть полностью адекватным, совершенно неадекватным или полностью излишним.

Почему S-образные крылья должны открываться, очевидно. Если они останутся закрытыми, то прямой контакт между двумя противоположными поверхностями радиатора просто задержит тепло между ними, позволяя теплу излучаться только с одной стороны каждой S-образной фольги. Открытие крыльев позволяет теплу излучаться с обеих сторон, эффективно удваивая теплоотвод системы.

Настоящая проблема заключается в том, что раскрытие S-образных крыльев лишь частично означает, что большая часть лучистого тепла будет просто повторно захвачена противоположной поверхностью крыла.

Чтобы ответить на вопрос 1, я не смог найти источники, в которых говорится, что S-крылья X-wing используются для охлаждения, но Revenge of the Sith: Incredible Cross-Sections указывает, что крылья на ARC-170, V-wing, и Эта-2 (он же перехватчик джедаев) использовались для охлаждения. Для V-крыла говорится, что «панели радиатора [на крыльях] помогают отводить тепло во время интенсивной деятельности». Для Эта-2 там написано:

Сжатие огромной мощности истребителя в крошечном корпусе сделало перегрев проблемой, с которой справилась обширная система радиаторов, насосов и радиаторных крыльев.

Я не знаю, установлена ​​ли аналогичная цель для S-образных крыльев X-wing или нет. Однако, если вы продолжите читать статью в Вукипедии, вы увидите, что основной целью S-образных крыльев на X-wing (а также B-wing) было увеличение разброса оружия. Это соответствовало бы строке «Зафиксировать S-образные крылья в положении атаки».

Тепловые радиаторы абсолютно необходимы на ЛЮБОМ космическом корабле или мощном космическом корабле. Даже небольшой реактор или лазерное оружие будут генерировать колоссальное количество отработанного тепла из-за сочетания электрического сопротивления и других недостатков. Если вы установите эффективность на уровне 80% (помните, что текущая лазерная технология имеет эффективность только около 10%), то даже 20%, оставшихся от любого разумного лазерного оружия или двигателя, достаточно мощного для сжигания с высоким ускорением, будет достаточно, чтобы быстро нагреть корабль до неудобные температуры, а затем начинают плавиться более хрупкие компоненты. В космическом вакууме НЕТ конвекции или проводимости для отвода тепла, поэтому все должно происходить за счет излучения. Достаточно эффективный тепловой радиатор позволит излучать эту энергию более или менее с той же скоростью, с которой она производится. Большие радиаторы лучше, но даже маленькие полезны, если радиатор может передавать достаточно энергии на квадратный метр в секунду. лично я не беруКанон «Звездных войн» имеет большое значение при рассмотрении дизайна космического корабля.

Что касается X-Wing, то радиатор лучше всего расположить снаружи крыльев; если бы они были внутри, то большая часть тепла излучалась бы от одного радиатора прямо в другой. Некоторые убегут под углом, но это будет очень плохой способ сделать это. Лучшей причиной для таких S-образных крыльев было бы наличие блоков двигателей на каждом конце, как показано в « Вавилоне 5 : Звездная фурия», что сделало бы возможными большие крутящие моменты при минимальной тяге. Увы, в «Звездных войнах» никто никогда не использует то, что космический корабль может физически делать, а самолет — нет.