Самоуплотняющийся космический корабль

Я пишу научно-фантастический рассказ, в котором космические корабли стреляют друг в друга, как это принято. Я использую много handwavium, например, безреактивные двигатели, FTL, гравитационное покрытие и т. д., но я хотел бы, чтобы реальный бой был ближе к реальности. Корабли в основном стреляют друг в друга ракетами с очень больших расстояний, но иногда подходят достаточно близко друг к другу, чтобы стрелять друг в друга снарядами, достаточно сильными, чтобы пробить броню друг друга.

Я представляю многослойную броню для космических кораблей, состоящую из нескольких слоев обшивки и неньютоновских жидкостей. Я также хочу добавить жидкость / материал как часть слоев брони, которые, подобно самоуплотняющейся велосипедной трубе, герметизируют броню от потери атмосферы, если поврежденная область достаточно мала, используя карманы, покрывающие внутренний слой корпуса, чтобы убедитесь, что более крупные повреждения, например, от попадания ракеты, не сливают жидкость из всего корпуса, пытаясь заделать десятиметровую пробоину.

Существует ли жидкость или другой материал, который затвердевает в вакууме и может создать уплотнение, достаточно плотное, чтобы выдерживать боевые маневры, или такое возможно?

Почему бы также не использовать метательное оружие на дальних дистанциях? Все-таки космос - никакого сопротивления воздуха.
Типичный диапазон поражения в моей книге составляет несколько световых секунд. К тому времени, когда снаряд преодолевает расстояние до цели, он уже двигался в течение нескольких секунд, игнорируя тот факт, что вы даже не видели его фактическое положение, когда производили выстрелы, что делало любой ненацеленный снаряд неэффективным и основанным на удаче. Даже на ближних дистанциях (10 000 км) для поражения корабля неуправляемым вооружением требуется множество цифр. Ракета может лететь в течение шестидесяти секунд, а затем все еще наводиться на цель и поражать ее, поэтому это основной метод боя.
Мне кажется, что гораздо больше шансов поразить кого-то метательным оружием, чем ракетным, за исключением некоторых технологий во вселенной, о которых я не знаю. Ракеты легко заметить, и, пока они управляемы, им приходится выбирать между медленным движением и такой же вероятностью промаха, как у снаряда. С другой стороны, вы можете предсказать движение вражеского корабля (развернуться сложно, на межпланетных скоростях) и вместо этого выпустить почти незаметный снаряд на нелепой скорости.
Представьте это так: вражеский корабль находится в 30 световых секундах от вас. Вы стреляете из воображаемой пушки, летящей со скоростью света. К тому времени, как выстрел достигает цели, она находится в 60 секундах от того места, где вы ее видели, когда произвели выстрел. Если бы он случайно добавил всего 1 г к своему поперечному движению, он покрыл бы 588 м поперечного расстояния. Чтобы поразить его, вам нужно покрыть снарядами площадь около 1 миллиона квадратных метров. Предполагая, что корабль имеет длину 100 м, высоту 20 м и показывает наибольшую площадь поверхности по направлению к вам, только 0,2% ваших выстрелов попадут в цель. Теперь увеличьте это расстояние до 60 световых секунд.
Я полагаю, моя точка зрения заключается в том, что, хотя у снарядов мало шансов попасть, у ракет еще меньше шансов. При ожидаемой скорости ракетам потребуются дни, чтобы даже достичь своей цели, после чего они либо промахнутся (затем нужно будет остановиться, развернуться, снова ускориться и вернуться), либо будут мгновенно сбиты. Они дороже, их сложнее производить, они медленнее и с такой же вероятностью промахиваются. Где выгода?
Ракеты могут двигаться с гораздо большими перегрузками, чем транспортные средства, занятые людьми. В моей истории ракеты разгоняются до 750 g, а это значит, что для того, чтобы пройти тридцать световых секунд, им нужно около 20 минут. Их конечная скорость составляет 11000 км/с, что составляет более 3% скорости света. У них есть свои собственные маневры уклонения, не ограниченные человеческими ограничениями на боковое движение, что в сочетании с их относительной скоростью делает их очень трудными для поражения. Большинство ракет промахиваются или сбиваются, но достаточно нескольких, чтобы уничтожить или вывести из строя корабль. Шанс попасть по-прежнему довольно низок, но это более надежно, чем накрытие области.
Ракеты также не поражают судно; им просто нужно подобраться достаточно близко, чтобы их осколки попали в судно. Не уверен, что фугасные ракеты сработают, не попав прямо в цель. Что еще более важно, ракеты направляются к цели, в то время как снаряды просто летят по прямой траектории.
По моим подсчетам, при ускорении 750 g ракетам потребуется 25 минут, чтобы разогнаться до 11 000 км/с. Точно так же им потребуется столько же времени, чтобы остановиться, если потребуется. По общему признанию, им не нужно было бы останавливаться, им нужно было бы «корректировать» свою траекторию по ходу движения, но на таких скоростях и с таким ускорением, я полагаю, они были бы более или менее неспособны на самом деле «направлять» себя в способ, который был бы полезен VS. опрыскивание территории дешевой шрапнелью. Но это становится слишком длинным, так что я просто соглашусь не согласиться.
Проблема в том, что броня твердая и имеет большую массу , а самоуплотняющиеся объекты гибкие и... резиновые. Эти двое не могут быть примирены.
Кроме того, « десятиметровая дыра » — это очень много . Например, 79 квадратных метров. Вам понадобится достаточно избыточности в окружающей области, чтобы заполнить это (каким-то образом), сохраняя при этом силу в этих областях.
@RonJohn Я, наверное, плохо выразился. Жидкость будет в карманах, поэтому она не будет пытаться заполнить 10-метровую скважину. Что касается гибкости и твердости, идея заключается в многослойной броне, и жидкость должна защищать только от вакуума, а не обеспечивать защиту, поэтому это будет только один из нескольких слоев между броней.
@Onyz Если это поможет, 100% существующего на вооружении оружия, предназначенного для поражения чего-либо в космосе, — это ракеты, и 100% будущего оружия, о котором я знаю, — это также ракеты. 0% — это снаряды, потому что снарядом на таких дистанциях поразить его намного-далеко-далеко гораздо сложнее. (определение границы между снарядом и ракетой при том, что ракеты управляемые)

Ответы (4)

Вода

введите описание изображения здесь

https://medium.com/starts-with-a-bang/does-water-freeze-or-boil-in-space-7889856d7f36

Залейте свой корабль водой. Внешний корпус не изолирован, поэтому эта вода будет ледяной. Входящие снаряды будут тратить свою энергию на разрушение и нагрев льда, что хорошо. Нагретый лед может стать жидким или даже паром, но быстро отдаст это тепло окружающему 100К льду с космическим холодом и регенерирует ледяную рубашку. Вы можете потерять некоторое количество пара или жидкости в космос.

Безметалловый внешний корпус из льда, покрытого пластиком, был бы довольно крут.

Это цветущий фантастический ответ, и у него есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что он настолько возмутительно прост, что читатели книги не заметят появления этой идеи. Прыжок в Google и обнаружение того, что все именно так, как вы объясняете, дало бы истории невероятные очки правдоподобия.
Это интересное решение. У воды есть некоторые недостатки, такие как плохая сжимаемость, и я не уверен, что она будет течь достаточно далеко, чтобы покрыть отверстие до замерзания. Может быть, потребуется соленая вода или растворы, подобные антифризу, чтобы понизить точку замерзания, чтобы дать ей больше времени для распространения перед замерзанием. Это определенно интересный подход, на изучение которого я потрачу некоторое время.
Космос очень плохо охлаждает - конвекции нет, а при 0С очень мало излучения. Вы имеете в виду испарительное охлаждение (которое прекращается, когда ваш материал затвердевает)?
Кусок льда с температурой в 100 кельвинов будет терять тепло очень медленно. Скорее всего, вместо этого он нагрелся бы из-за присутствия близлежащих звезд.
@JohnDvorak: Да: охлаждение в космосе должно происходить за счет радиационных потерь, поэтому внешний корпус максимизирует это (и минимизирует лучистое нагревание звезд с максимальной отражающей способностью). Тепловая масса хорошо служит ему в отношении повторного замораживания - даже если часть льда становится горячей, тепловая масса остатка велика, и горячая вода может отдавать тепло прилегающему остатку за счет теплопроводности и конвекции. Также хорошая вода, в отличие от всего остального: даже если она сильно разжижается при повторяющихся ударах, она все равно поместится в корпусе, потому что будет сжиматься при таянии.
@willk На самом деле ... я подозреваю, что частое тепловое расширение и сжатие принесут больше вреда, чем пользы.
Это имеет серьезные проблемы вблизи звезд. Звезда испарит воду, которой вы обшиваете свой корабль, если вы находитесь в пределах Морозной линии. en.wikipedia.org/wiki/Frost_line_(астрофизика)

Насколько большую дыру нужно заделать? Если речь идет о микро- или очень мелком масштабе, возможно, вы могли бы использовать порошок с высоким коэффициентом Хауснера , из-за которого порошок плохо течет и образует мостики . При воздействии вакуума отрицательное давление будет вытягивать порошок из отверстия до тех пор, пока он не перестанет двигаться дальше.

Однако я не уверен, как на это влияет 0g. Я не думаю, что это когда-либо изучалось. Я бы предположил, что густые жидкости имеют что-то подобное, но я зарабатываю на жизнь порошком, так что это мой опыт.

Еще одна вещь, о которой следует помнить, это то, что клетки предотвратят полную потерю, но также сделают ее более уязвимой по краям ячеек. С этим можно бороться с помощью шкалы, подобной наслоению клеток.

Было множество историй и фильмов, в которых жидкость, похожая на слизь, использовалась для латания небольших отверстий от микрометеоритов и тому подобного. Как вы сказали, в зависимости от размера бреши, это хорошее начало.
Я не совсем уверен, насколько большой снаряд размером с пистолетную пулю нанесет удар по корпусу на релятивистских скоростях после того, как он пройдет через обшивку, но я представляю отверстия размером около 2-10 см. Для чего-то большего инженеры должны были заработать свою зарплату. Масштабирование брони — хорошая идея, я уже пытался найти решение конкретно для краев. Я посмотрю на коэффициент Хауснера, может быть, он направит меня на правильный путь.
@SCMorfildur, зачем вам стрелять чем-то таким маленьким в космосе, это вопрос сам по себе, но давайте предположим, что это 9-миллиметровая пуля (7,5 г) и используем этот сайт , чтобы найти энергию пули при 0,9c: 2,36x10 ^ 15 джоулей. Ядерный взрыв мощностью 1 Мт высвобождает 4,18x10^15 джоулей. Таким образом, ваша 9-мм пуля при 0,9c эквивалентна ядерной бомбе мощностью в полмегатонны. Но, как я уже сказал, зачем стрелять из чего-то такого маленького? Отправим снаряд гаубицы M107: 43,2 кг -> 1x10^18J ~ 239 MT. Теперь мы готовим на газу!
@JBH Размер снаряда, который поражает вас, это не обязательно размер снаряда, которым враг хочет поразить вас, то есть любая шрапнель от ракеты, которую вы сбиваете, все еще может иметь несколько крошечных осколков, которые поразят вас. Очевидно, что вы хотели бы иметь массивный удар, чтобы нанести серьезный урон, но этот тип брони вряд ли поможет в серьезной бреши.

Это не жидкость, а самовосстанавливающиеся материалы, которые в настоящее время разрабатываются по всему миру — https://en.m.wikipedia.org/wiki/Self-healing_material .

При этом мой любимый вариант — это нанботы, в большом количестве они будут выглядеть как жидкость при движении, и в качестве плюса они придают вам дополнительное ощущение научной фантастики (оставаясь при этом в области жесткой научной фантастики), в нормальных условиях они находится между переборками, но когда они подвергаются воздействию вакуума, у них есть датчики, которые обнаруживают падение давления воздуха и активируются, закрывая любое отверстие в корпусе (извините за каламбур), перемещаясь к отверстию и прикрепляясь либо к переборке, либо друг к другу до тех пор, пока дырка заткнута.

они также могут храниться в резервуарах с трубой, ведущей к внешней стороне корпуса, поэтому после активации они перемещаются по внешней стороне корпуса, пока не достигнут необходимой области, в зависимости от стиля, который вы собираетесь наблюдать за приливной волной нанороботов, движущихся снаружи корпуса. Корабль, чтобы исправить причиненные ему повреждения, может быть настоящей сценой.

Наноботы — это всегда вариант, но для меня они всегда кажутся отговоркой. «Это сделали наноботы» может все объяснить. Это верное предложение, но я избегаю его по личному мнению. Спасибо за указание на самовосстанавливающиеся материалы. Похоже интересная тема.
Тогда как вы относитесь к не нано роботам? подумайте, как пауки, идущие по корпусу корабля к дыре, и выплевывайте жидкий металл, который затвердевает под воздействием космического холода, чтобы закрыть ее.

В настоящее время у военных вертолетов есть камера внутри камеры бензобака для герметизации пулевых отверстий, как слим, который вы вставляете в шины. пуля пройдет через первую камеру, тепло и контакт с топливом от пули, проходящей через клей, запечатывают отверстие.

Самоуплотняющийся космический корабль
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 3v