Как работает силовое поле во многих научно-фантастических вселенных? Я вспомнил, когда в последний раз проверял, что сила электромагнитного поля, иначе силового поля, пропорциональна выходной мощности двигателя, так как же приложение дополнительной кинетической энергии к щиту влияет на выходную мощность? Это все равно, что сказать, что переполненный поезд на магнитной подвеске может эксплуатироваться только на половине своего нормального энергопотребления, что не имеет никакого смысла. Серьезно, Скотти, ты снова разбил мой корабль?
Я должен уточнить, что силовое поле в данном случае рассматривается как жесткая конструкция, а это означает, что оно может сломаться, как любой твердый объект, так что не беспокойте моего научного сотрудника!
Я вижу несколько способов, как это могло бы работать, не нарушая термодинамику слишком сильно. Но вы никогда не получите «щиты на N процентов» с любым магнитным или другим полем, известным нам сегодня. Это строго махание рукой.
Щит действует как капля теплопроводной вязкой жидкости, которая замедляет пули и поглощает тепло лазеров и другого энергетического оружия. Скорость, с которой может рассеиваться поглощенная энергия, зависит от размера экрана. ("Поврежденный", т.е. горячий, щит будет раскаляться докрасна.) Если он станет слишком горячим, могут произойти разные плохие вещи: генератор расплавится, щит станет критическим и сбросит всю энергию как внутрь, так и наружу, на ваш выбор. (Это подход, использованный Ларри Нивеном в «Соринке в глазу Бога»).
Щит состоит из множества управляемых прожекторов силового поля — что-то вроде CIWS с грави-пушкой из Half-Life 2 или что-то в этом роде. Если ему нужно отразить слишком много угроз за слишком короткое время, у них закончатся боеприпасы / запас энергии / топливо / что-то еще, и угрозы начнут проникать (сначала постепенно, надеюсь, система наведения расставит приоритеты.) (это возможно, это подход Mass Effect)
Вещество щита в некотором смысле ведет себя как обычная механическая твердая броня, только оно сделано не из обычного твердого вещества. Он повреждается так же, как и настоящая броня, рассеивая энергию приближающихся снарядов (путем разрушения) или оружия направленной энергии (путем испарения или рассеивания тепла). Если в нем открывается дыра, вы уязвимы.
(возможно, самый реалистичный) Щит состоит из настоящей жидкости, удерживаемой в каком-то силовом поле (может быть, феррожидкости?) и служит самовосстанавливающейся / гибкой инерцией и внешним слоем абляционной брони. (Он будет намного тяжелее и толще, чем настоящая броня, и, вероятно, лучше всего подойдет для очень больших кораблей в невесомости). При ударе жидкость испаряется или разбрызгивается, и если ее израсходуется слишком много, ее больше не будет.
Я думаю, что идея о том, что щиты имеют процент, который уменьшается, когда они отражают урон, — это в основном уступка видео и настольному геймплею, где полезно иметь очки жизни. В фильмах и тому подобном они, как правило, гораздо более «все или ничего», но, как правило, пропускают по крайней мере некоторые угрозы… которые могут повредить генератор щита… что приводит к отказу щита. Все равно не очень реалистично.
Щиты, которые имели для меня наибольшее значение, были гравитационным полем, а не электромагнитным. но это ничего не меняет, на самом деле.
Щит не был постоянным полем. На самом деле это был направленный эффект, создаваемый по запросу для экономии энергии. Когда что-то относительно легкое «ударяло» по щиту, оно израсходовало только энергию конденсаторов в узле, принявшем удар, — и все вернулось на круги своя за считанные секунды. Когда конденсаторы опустели и произошло очередное попадание, возникла необходимость в подаче питания от центрального аккумулятора, а не от двигателей (поскольку динамо-машина в машинном отделении все же работала медленнее, чем центральная аккумуляторная батарея). Это пополнялось медленно - и это будет ваш процент. Когда что-то тяжелое попадало в щит, существовал риск выгорания «узлов», что уменьшало способность останавливать несколько снарядов позже, чтобы спасти корабль сейчас. Когда было много снарядов, корабль использовал все узлы для короткого пика всенаправленного поля,
Основано на разговорах о пиве, книгах Вебера и нескольких других ресурсах.
Предупреждение Technobabble: я только что все это выдумал. Ни одно из них не имеет никакой научной обоснованности. Это все магия космических волшебников.
Щит представляет собой активную кристаллическую энергию, заключенную в определенную форму, окружающую корабль. При ударе по щиту кристаллы повреждаются, так как удар поглощается и распространяется по матрице щита.
Генераторы щита имеют запас энергии (в основном это конденсаторы и батареи). Генераторы постоянно заряжают конденсаторы, но энергия, необходимая для стабилизации и восстановления кристаллической энергетической матрицы, намного превышает то, что может поддерживать генератор. Это означает, что при тяжелых ударах конденсаторы разряжаются, а затем постепенно перезаряжаются генераторами щита.
Shields at 10% означает, что конденсаторы щита заряжены на 10%. Если они достигнут нуля, то щиты начнут дестабилизироваться и разрушаться. Если щит какое-то время не получает ударов, то конденсаторы восполнятся, поскольку для их зарядки используется выход генератора.
Другими словами:
Более крупные и прочные корабли могут иметь более мощные генераторы или конденсаторы большего размера, что означает, что урон, который они могут получить, будет больше. Если входящий урон меньше мощности генератора, то щиты никогда не опустятся ниже 100%.
Щит - это какое-то поле. Двигатели приводят его в действие. Когда происходит попадание, двигатели мгновенно вращаются быстрее, чтобы отразить его. Но есть еще батарея, обеспечивающая дополнительную мощность (технический термин). Батарея разряжается. Как только вы уходите из боя, батарея начинает перезаряжаться. Процент - это сколько заряда батареи осталось.
Щит фактически отталкивает летящие в него снаряды. Энергия для этого (которая может быть очень большой, в зависимости от снарядов) поступает из какого-то центрального источника питания корабля, который может быть чем угодно (антивещество, водород, плутоний, гигантская батарея, сюжетное устройство x и т. д.), если его мощность ограничена. Когда щиты на 10%, это означает, что в центральном резерве энергии, который питает ваши щиты, остается только 10% запаса энергии, который можно использовать для остановки снарядов.
Для других идей это может получать энергию из того же источника, что и (некоторые или все) другие компоненты корабля, в результате чего поднятие щитов для блокировки удара является выбором для жертвы другими компонентами, которым требуется такая же энергия, что может быть второстепенным. неудобство, если вы решите подключить средства связи или внутреннее освещение к одним и тем же системам, или большой повод для беспокойства, если критические функции, такие как движение или жизнеобеспечение, подключены к одному и тому же источнику питания.
Я видел документальный фильм о создании реального силового поля жизни, они предполагают, что наличие слоя горячей плазмы между двумя слоями холодной плазмы может создать непроницаемый щит, который поглотит любую энергию или метательное оружие. Я всегда представлял себе, что Щиты в научной фантастике будут работать примерно так, но для их поддержания потребуется невероятное количество энергии, которая в конечном итоге закончится в бою.
Возможно, щиты формируются как сочетание:
Электромагнитное поле имеет постоянный расход энергии, когда оно активно, и потребляет больше энергии, чем дальше оно увеличивается. Энергетический барьер имеет меньший постоянный расход, но потребляет значительное количество энергии при попадании, пропорциональное кинетической энергии остановленного снаряда.
Процентный рейтинг щита указывает, сколько энергии он имеет непосредственно в своих конденсаторах и / или батареях, без необходимости проходить через основную энергосистему корабля; корабль может легко перезарядить конденсаторы вне боя, но попытка сделать это во время боя подвергает его риску перегрузки (из-за того, что он уже потребляет значительно больше энергии, чем обычно, для оружия и маневров уклонения); также существует вероятность того, что любая обратная связь в системе защиты может повредить основную энергосистему, если вы попытаетесь перезарядиться, когда щит активен. Следовательно, щиты, скорее всего, либо вообще не будут перезаряжаться во время боя, либо перезаряжаются медленнее (из-за того, что основная система фактически перезаряжает вторичный конденсатор, который затем используется для перезарядки конденсаторов щита;
В качестве альтернативы, если щиты предназначены для поглощения входящей энергии, а не для ее остановки, процент может означать одно из двух: сколько энергии осталось для остановки снарядов материи или сколько возможностей остается для поглощения энергии. Если система поглощает слишком много энергии, она может перегрузиться, потенциально повреждая себя в процессе. И наоборот, если уровень мощности падает слишком низко, поле вообще нельзя поддерживать, что делает корабль уязвимым для любых атак.
В этой ситуации «Щиты на X%» могут иметь одно из двух значений:
... Это может сбивать с толку при работе со смешанным вооружением, но вполне вероятно, что щиты либо останутся более или менее постоянными, либо просто будут разряжаться медленнее (из-за того, что энергетическое оружие восполняет энергию, израсходованную физическим оружием).
Во-первых, краткий обзор того, чего мы пытаемся достичь:
Во-первых, мы начнем с предположения, что большинство представлений о том, как на самом деле работает силовое поле (что это единый щит, спроецированный вокруг всего корабля), ошибочны.
Вы когда-нибудь смотрели видео о том, как кто-то играет в настольный теннис парой нун-чаков?
Давайте возьмем это и расширим до силового поля.
Учтите, что корабль может крутить унобтаниевые нити на чрезвычайно высоких скоростях, таких, что движения нитей не видно, и что любой снаряд будет перехвачен движением нити, либо выбив его (предмет) из пути или уничтожить его — возможно, даже поглощая оружие энергетического типа, если в вашем мире существуют лазеры. (Вспомните теорию пластиковой нити газонокосилки).
Корабль может иметь датчики, которые определяют, насколько деградировали унобтаниевые нити, и выплевывают новые нити взамен старых — по мере того, как щит корабля получает больше ударов, нити теряются быстрее, и в конечном итоге у корабля заканчиваются нити (0% щиты остались). Корабль также может обнаруживать или предсказывать, какой снаряд перехватывает щит, что позволяет предсказать «еще 1 попадание, и мы потеряем наши щиты».
Унобтаниевые нити также могут иметь свойство, позволяющее им на короткое время излучать синий (или другой цвет) при попадании в них снарядов. Вы также сможете объяснить искры, возникающие при перехвате снарядов из нитей.
С помощью этой системы мы также сможем объяснить, почему щиты должны быть «включены» — потокам нужно немного времени, чтобы раскрутиться до нужной скорости. Мы также можем сказать, что скользящие попадания снарядов наносят меньше урона, чем прямые попадания (если вы хотите в своей истории — я считаю, что это работает с точки зрения физики, но если я ошибаюсь, пожалуйста, укажите на это)
«Но вы не можете покрыть весь корабль таким образом! В конечном итоге вы получите круглые вращающиеся пластинчатые щиты! » — скажете вы? Нет проблем — как насчет множества пластин меньшего размера, которые закрывают отверстия между пластинами большим количеством пластин? Подумайте о расположении типа кольчуги или расположении типа рыбьей чешуи.
Теперь мы также можем объяснить отсутствие «перенаправления энергии на генераторы переднего щита» — все, что они на самом деле делают, — это используют больше потоков для области, в которую они хотят перенаправить «энергию».
Хм... Щиты работают на Handwavium (термин заимствован из другого поста). Они полагаются на сеть проекторов, окружающих корабль, и их отдельные щиты перекрывают друг друга, что-то вроде чешуйчатой кольчуги. Каждый из них может отклонить только определенное количество энергии, прежде чем выйти из строя до перезарядки, что требует времени и энергии.
Если один отдельный щит поражен до тех пор, пока он не выйдет из строя, нагрузка будет взята на себя соседними щитовыми проекторами, но теперь они менее эффективны. Достаточное количество сбоев в системе означает дыру в щите, но не полный отказ всей системы.
Если в сети 100 проекторов, а 90 вышли из строя, экраны упадут до 10 процентов.
Этот тип сети дает дополнительное преимущество, заключающееся в возможности «перенаправлять энергию на кормовые щиты» за счет уменьшения количества энергии, поступающей на передние щиты.
Ремонт заключается в замене, ремонте или перезарядке поврежденных или разряженных проекторов, и это придало бы фразе «Щиты до 37%» немного больше смысла.
Звучит забавно!
Если бы мне пришлось делать щит для космического корабля, я бы попробовал использовать железные опилки на орбите вокруг корабля магнитным полем. Когда объекты или энергетические лучи попадут в железные опилки, они будут рассеяны и больше не будут находиться на орбите вокруг корабля. При щитах на 10% остается только 10% железных опилок.
На основе технологии в моем ответе в Hard Sci-fi энергетические щиты :
Технология основана на множестве элементов физического щита, которые удерживаются на месте и перемещаются с помощью закрепления сверхпроводящего потока.
Есть два ресурса, которые могут быть истощены: физические пластины и система управления.
Пластины, которые ударяются, могут сломаться или подвергнуться нагрузке, из-за которой при использовании образуются трещины, поэтому в конечном итоге они ломаются. Они предназначены для поглощения большего количества энергии за счет удаления пассивного покрытия, чтобы оно стиралось. Он также поглощает энергию, разрываясь вдоль инженерных швов, поэтому система все еще может контролировать более мелкие детали.
Пластины могут пострадать от удара и поглотить больше энергии, чем может «поймать» система закрепления потока, поэтому она будет выброшена из роя.
В любом случае необходимо установить свежие пластины, чтобы продолжать обеспечивать защиту. Чтобы переместить их, требуется время, и у вас может быть способность контролировать только определенное количество одновременно. Плохие все еще потребляют контрольную мощность, поэтому их необходимо удалить, прежде чем можно будет потушить новые.
Когда пластина закреплена на месте, любая сила, действующая на нее, индуцирует электрические токи, которые создают магнитные поля, точно противодействующие движению. При ударе пластина сильно ускоряется и, таким образом, вызывает огромные токи. Сверхпроводник имеет физические ограничения.
Чтобы изменить положение пластины, требуется активный контроль над токами, по сути, создание электрической голограммы, которая меняется со временем. Сколько тарелок можно контролировать одновременно, как быстро? Для машины будут ограничения reql.
Дефекты будут потреблять больше энергии и вызывать нагрев.
Боссу нужно одно число, указывающее, сколько ударов можно принять с определенного направления. Вы можете видеть, что после использования тарелки необходимо вернуть в правильное положение или вывести из эксплуатации. Необходимо отводить тепло от сверхпроводника и добавлять мощность, чтобы тщательно ослабить/устранить возмущения и изменить положение пластин. Пока это не будет выполнено, система будет иметь уменьшенную максимальную способность для следующего удара.
Это резюме , но на самом деле это оценка многих факторов. Таким образом, это действительно может быть непоследовательным в том, как оно действительно ведет себя. Это не просто подсчет очков жизни, а сложное динамическое состояние и беспорядочное разрушение физических пластин. То, как он действительно справляется со следующим попаданием, может быть весьма изменчивым.
Итак, когда мощность превышена, что происходит?
Если нет плиты, способной выдержать удар или полностью отразить его, то удар попадет в корабль. Это могут быть остатки, которые нельзя было вовремя замедлить, поэтому эффект может нарастать по мере превышения емкости.
Более того, что произойдет, если сверхпроводник перегрузится? Посмотрите, что произошло на БАК , когда он «погас». Накопление тепла заставило его выйти из сверхпроводящего состояния, а затем вся энергия, накопленная в виде электрических токов, внезапно почувствовала сопротивление материала.
Сверхпроводниковая оболочка, осуществляющая управление, должна окружать весь корабль. Он может быть разделен на отдельные единицы, которые имеют некоторую изоляцию друг от друга. Когда один из них взрывается, это похоже на взрыв гранаты прямо в обшивке корабля! Таким образом, это довольно легко соответствует телевизионному тропу.
Обычный троп работает следующим образом:
1 - Корабль имеет конечную способность генерировать энергию. То есть каждую секунду система «вырабатывает» конечное количество энергии.
2 - Эта мощность генерации энергии разделена между различными подсистемами - Двигатель, Оружие, Силовое поле и Жизнеобеспечение.
3 - Каждая подсистема имеет конечную емкость для хранения энергии.
4 - Каждый раз, когда подсистема «работает», она вытягивает определенное количество энергии из своего хранилища.
5 - Капитан может определить долю энергии, выделяемую каждой подсистеме. Другими словами, сколько из общей энергии, вырабатываемой в каждую единицу времени, получит подсистема.
6 - Количество энергии в каждой подсистеме, таким образом, является результатом того, сколько энергии было сохранено в предыдущую единицу времени, минус сколько было использовано в эту единицу времени, плюс сколько было выделено из генератора.
Итак, давайте предположим, что генератор генерирует 10 гигаджоулей в секунду (единица времени в этом примере), и капитан выделяет 5 гигаджоулей на жизнеобеспечение, 3 на оружие, 2 на щиты и 1 на двигатель, если вы стреляете из очень мощного оружия, которое использует 10 гигаджоулей за выстрел, 5 должны будут поступать из хранилища подсистемы, а это означает, что в следующую секунду у этой подсистемы будет на 5 гигаджоулей меньше. Если емкость хранилища подсистемы вооружения исчерпана, подсистема вооружения перестанет работать, в результате чего корабль не сможет вести огонь, пока не будет накоплено достаточно энергии. То же самое работает для щитов. Обычно количество энергии, потребляемой подсистемой щитов, пропорционально силе удара по кораблю. Поэтому, если ваш враг стреляет в вас из оружия, которое заставляет ваши щиты использовать больше энергии, чем генерирующая мощность, хранилище будет использоваться. Если ударить снова, это истощит его больше, и так далее. Таким образом, если вы ударите достаточно сильно или достаточно быстро, ваше хранилище будет превышено, и вы потеряете свои щиты, обнажив броню корпуса. Запас энергии обычно выражается в процентах от общей емкости.
В такой ситуации капитан, как правило, увеличивает количество энергии, выделяемой на щиты, оставляя вам меньше энергии на оружие и/или двигатели. Обычно в тропах вы не можете уменьшить количество энергии для жизнеобеспечения из-за риска жертв, или эта жертва рассматривается как демонстрация воинской чести и т. д.
Итак, по поводу вопроса "Щиты на 10%, еще один удар и..." Что?
Следующее попадание попадет в корпус корабля полностью или частично, нанося реальный ущерб кораблю, который может быть исправлен или не исправлен сторонами, занимающимися устранением повреждений.
Совершенно бессмысленный ответ, вас предупредили.
Мне всегда кажется, что для работы щита нужно много энергии, поэтому у них были конденсаторы/батареи. Когда щиты поглощали поступающую энергию, они истощали конденсаторы. В какой-то момент у этих конденсаторов перестанет быть достаточно «заряда», чтобы функционировать. Это даст вам шкалу, которую вы можете представить в процентах. Щиты либо сработали, либо нет, но у конденсаторов может остаться 10% заряда.
Конечно, в то же время, ваша совершенно потрясающая мощность двигателя будет перезаряжать конденсаторы. Так что, если бы вы могли просто увернуться от нескольких выстрелов, ваши конденсаторы щита увеличились бы до 15%.
В то же время вам не хотелось бы подключать излучатели напрямую к вашему двигателю, потому что, если бы произошел скачок мощности, вы бы получили действительно большой и громкий космический ка-бум.
Что касается того, как на самом деле работает щит, то у нас сегодня есть несколько щитов, но они не работают как научно-фантастические щиты. Они в основном излучают волну или импульс, который рассеивает другой тип волны или импульса. Например, «заблокировать» вспышку, включив потолочную лампу.
Однако я заметил, что научно-фантастические щиты обычно хороши против энергетических штуковин и ужасны против физических штуковин. Возможно, хорошим примером будет чтение о личных щитах Дюны и их недостатках.
Ваши щиты поглощают энергию вражеских атак в виде тепла и хранят ее в радиаторах до тех пор, пока она не рассеется. В конце концов, ваш радиатор превратится в шлак, и тогда вы больше не сможете направлять в него тепло. Следующая атака не будет поглощена и испортит ваш корабль.
ом
М я еч
нжзк2
Миндвин
Навин
ОганМ
пользователь 253751
JDługosz