В первой части мы поговорили о том, как в очень реалистичном симуляторе космических сражений Children of a Dead Earth выглядит поле боя, какие двигатели используются на кораблях, откуда они берут электроэнергию и каким образом отводят излишнее тепло. Во второй части мы поговорим об оружии и броне.
Флотилия дронов начинает ракетную атаку, противник пытается отвечать зенитным огнем
В нашей реальности уже есть ракеты для поражения целей в космосе, и они, конечно же, отличаются от атмосферных версий. В вакууме не нужны аэродинамические рули (зато появляются двигатели ориентации), а ракета может быть любой, даже абсолютно необтекаемой, формы.
На рисунке — советский проект “Истребитель спутников”. Работа системы состояла из нескольких этапов: ракета-носитель выводила истребитель на орбиту, пригодную для перехвата, на первом витке уточнялись орбиты истребителя и цели, истребитель получал корректирующие данные, на втором витке сближался с целью, включал радар и, наводясь самостоятельно, подрывал осколочные боеголовки, поражая цель. Под названием “Полет” в 1960-х были запущены аппараты для проверки системы маневрирования, а в 1970-х проводились испытания с перехватом и уничтожением спутников-мишеней. В одном из испытаний от получения приказа до уничтожения цели прошло меньше 45 минут.
А на этом видео испытания кинетического перехватчика для уничтожения боеголовок баллистических ракет в космосе. Большая встречная скорость означает, что для уничтожения цели достаточно просто столкновения без дополнительного заряда взрывчатки.
В CoaDE ракеты выглядят почти как атмосферные, и главная причина этого — то, что они еще не доработаны. Алгоритм наведения ракеты рассчитан на один поворачивающийся двигатель, расположенный сзади, и логику управления как на видео выше он не умеет реализовывать. Из-за этого ракета не способна держаться строго носом к цели, поэтому приходится покрывать ее броней полностью. Кроме этого, алгоритм наведения часто очень неэкономно расходует топливо, которое банально кончается уже у цели, выключая ракету и делая ее бесполезной. Также ракеты не умеют эффективно распределять цели, радиоэлектронная борьба отсутствует, а помехи сделаны пока на очень примитивном уровне. Ну и, наконец, ракеты наводятся на одну точку корабля вместо того, чтобы эффективно распределиться и нанести урон со всех сторон.
Стандартной противокорабельной боеголовкой является ядерный заряд (более подробно про проектирование ниже). При этом ядерный взрыв в космосе теряет главный поражающий фактор — ударную волну. В сочетании с проблемами наведения ракет ядерные боеголовки выглядят заметно слабее ожидаемого — корабль может пережить десятки подрывов в непосредственной близости. Но в условиях уравнения с двумя неизвестными — поражающими факторами ядерного взрыва и эффективностью корабельной брони, нельзя сказать, насколько реалистична отображаемая картина.
Почему конструкцию атомной бомбы не боятся изучать в школе? Потому что, зная общие принципы, школьники все равно не смогут добыть радиоактивную руду, обогатить ее и подорвать заряд правильным образом. Атомная программа требует усилий целой промышленно развитой страны, потому что для создания ядерной бомбы нужны высокие технологии. Необходимо очень быстро сжать делящийся материал, чтобы произошел именно взрыв, а не тепловой “пшик” с очень грязным результатом. Исторически сначала испытали пушечную схему, когда один заряд выстреливался из пушки в другой, затем круговую имплозионную схему, где заряд обжимался ударной волной от многих зарядов обычной взрывчатки. Но эти варианты были громоздкими, сложными и неэффективными. В 1950-х разработали схему “Лебедь” всего с двумя зарядами, в которой ударная волна от них распространяется так, чтобы равномерно сжать делящиеся материалы в центре.
В CoaDE разработчики вынуждены использовать примерные расчеты (настоящие секретны до сих пор), но характерное “яйцо” боеголовки очень узнаваемо.
Конструктор позволяет создавать как боеголовки с только делящимися материалами, так и усиленные ядерным синтезом. Делается это просто — в центральную полость заряда (которая полезна и для бомбы только на делении) впрыскивается порция смеси дейтерия и трития. В отличие от реальной жизни, где усиление всегда полезно и очень удобно для управления мощностью взрыва, в CoaDE в компактных зарядах оно может мешать. Также, увы, в игре нет схемы Теллера-Улама, позволяющей создавать легкие и компактные боеголовки в десятки и сотни мегатонн.
Желание сделать максимально компактный заряд заставляет посмотреть на историю атомного оружия — каких успехов добились там? Самой маленькой была боеголовка W54 (27х40 см, 23 кг массы, мощность от 10 тонн до килотонны), которую хотели ставить на ядерное безоткатное орудие Davy Crockett и использовать как ядерный фугас.
Интересен вопрос наиболее подходящего тротилового эквивалента боеголовки. В игре эксперименты показывают, что весьма эффективны боеголовки в районе 10 килотонн — меньшие слишком слабы, а бОльшие становятся тяжелыми и приобретают дурную привычку цепной детонации, когда взрыв одной ракеты подрывает/уничтожает без всякого вреда для цели летящие рядом ракеты.
Пороховые пушки кажутся слишком устаревшими, чтобы воевать в космосе, тем не менее, они уже успели там побывать (и даже пострелять!), и в будущем они вполне могут найти свою нишу.
В реальной истории авиационная автоматическая пушка НР-23 была установлена на орбитальную станцию “Салют-3”, и, при полете в беспилотном режиме, ее успешно испытали. Прицельную дальность пушки оценивали в 300 метров, поэтому единственной ее задачей была самооборона от медленно подлетающих спутников или пилотируемых кораблей США.
Огнестрельное оружие хорошо тем, что энергия, необходимая для выстрела, уже хранится в готовом виде без необходимости запитывать пушку от реактора. Но у пушек есть и серьезнейшая проблема — для увеличения эффективной дальности стрельбы необходимо повышать скорость снаряда, а с химическими взрывчатыми веществами сложно сделать ее выше ~2 км/с. Причина проста — в идеальном случае снаряд необходимо разгонять равномерно, а при горении пороха и движении снаряда давление в стволе за снарядом изменяется. С этим пытаются бороться, например, специальный артиллерийский пороховой заряд горит изнутри наружу по нескольким каналам, увеличивая со временем поверхность горения и выделяя все больше газов, но он все равно не успевает за увеличением объема в стволе за снарядом.
Артиллерийский порох, отлично видны каналы, внешняя поверхность покрыта специальным негорючим составом
В реальной технике скорость снаряда пытаются повышать разными способами, например, изготовляя многокамерные орудия или экспериментируя с легкогазовыми пушками (достигнута скорость в 8 км/с). В CoaDE огнестрельные орудия не нуждаются даже в охлаждении ствола, что нереалистично, но невозможность разогнать снаряд до высокой скорости ограничивает их применение.
Внизу виден типичный график изменения давления в стволе при движении снаряда
Если мы возьмем две направляющие, приложим к ним разность потенциалов и замкнем их проводником, на проводник начнет действовать сила Ампера, разгоняющая его по направляющим. Получится рельсотрон, он же известный как рейлган.
Идея орудия, в котором снаряд будет разгоняться электричеством, возникла давно, и первый экспериментальный рельсотрон построили в начале 20 века. Но все это время идея оставалась в мечтах — для выстрела требовалась энергия электростанции, которую по полю боя не повозишь. Сегодня рейлганы проходят испытания, и в скором времени появятся на боевых кораблях, но еще длительное время будут оставаться редкой экзотикой.
Атмосфера сильно мешает высокоскоростным снарядам — их энергия растет как квадрат скорости, а вот сопротивление воздуха — как куб скорости. Но в космосе молекулы атмосферы не будут помехой, и рейлган будет одним из лучших вариантов вооружения. В реальном мире возникают различные проблемы вроде износа рельсов, но в CoaDE рейлган является самым простым для проектирования видом оружия, и весьма эффективным. Легкие снаряды можно разогнать до десятков километров в секунду и буквально заливать врага их потоком даже за пределами расчетной прицельной дальности.
Зеленое — трассеры снарядов, обратите внимание на почти ровный график ускорения снаряда, это признак эффективности
Еще один вариант разгона снаряда — электромагнитное притяжение. Снаряд ставится перед катушкой, на которую подается электрический ток, “втягивающий” снаряд в катушку.
В теории пушка Гаусса способна обеспечить большую скорость снаряда, чем рейлган, но даже в CoaDE ее гораздо сложнее проектировать — необходимость понимания влияния количества витков в катушке, слоев ее намотки и толщины провода делает задачу очень сложной. В реальности военные пока не интересуются пушками Гаусса, в отличие от рейлганов, и тема интересна в основном энтузиастам, собирающим достаточно компактные многоступенчатые агрегаты.
Ступенчатый профиль ускорения приводит к большой массе ствола и невысокой итоговой скорости
Ну и, наконец, боевые лазеры, ставшие во многом символом войны в космосе. Спешу разочаровать фанатов — даже без помех от атмосферы лазеры не являются панацеей. Дело в том, что луч неизбежно рассеивается из-за дифракции, и с ростом расстояния падает количество энергии, попадающее на квадратный сантиметр поверхности противника. А откуда она, кстати, берется?
Лазер — это аббревиатура, обозначающая “усиление света посредством вынужденного излучения”. Специальная лампа накачки облучает рабочее тело, посылая ему фотоны. В рабочем теле атомы переходят на более высокий энергетический уровень, а затем, под воздействием фотона излучают двигающийся в том же направлении (когерентный) новый фотон, фактически, усиливая свет.
В реальной военной технике лазеры давно используются для целеуказания и измерения расстояния, но в последние годы появляются и боевые варианты. Они имеют сравнительно небольшую дальность и могут работать только как дополнение к уже существующим системам ПВО. Что же касается космоса, то и тут лазер не становится супероружием. Увы, несмотря на то, что сам физический принцип обеспечивает когерентное излучение, лазеры страдают от дифракции, и мощность излучения падает с расстоянием. Далее, лазер требует очень много энергии, и весь процесс обладает удручающим КПД. Тепловая энергия цепной атомной реакции превращается в электрическую, затем в свет лампы накачки, передается рабочему телу лазера и излучается через оптическую систему. И на каждом этапе какая-то часть энергии теряется, превращается в паразитное тепло, которое надо удалять и рассеивать.
Ярко красное — эллипс, в левом фокусе которого находится лампа накачки, в правом — рабочее тело. Поверхность эллипса — зеркало, внутри прокачивается охладитель
Какой из видов оружия лучше? На сегодняшний момент ни один из вариантов вооружения не является тотально доминирующим — можно сконструировать корабль, который будет побеждать уже существующие, а потом еще один, который опять всех победит. Ситуацию делает интересней тот факт, что игра не налагает ограничений на комбинацию вооружений. Можно создать, например, пушку, стреляющую ядерными зарядами. Или дрон, запускающий ракеты. Или рейлган, стреляющий дронами, которые сбрасывают у цели дроны с лазером. В целом, ракеты хороши тем, что могут сближаться очень быстро, и их можно отправить очень много, перегрузив любую ПРО цели. Лазеры могут точечно повреждать оборудование на больших расстояниях, и становятся очень эффективными зенитными орудиями с уменьшением дистанции до цели. Рейлганы занимают мало места, и могут заливать цель потоками снарядов на больших расстояниях. А один дрон, отправленный на перехват группе ракет, может заставить их маневрировать, лишив delta-V или просто расстрелять. Также нет идеальных конструкций кораблей. Кто-то предпочитает резервировать узлы, чтобы корабль нельзя было вывести из строя одним попаданием, кто-то, наоборот, конструирует на то же количество тоннажа и денег много сравнительно небольших кораблей, которые переживут потерю части группы. В общем, играть интересно.
Морские боевые корабли лишились брони с появлением атомного оружия и ракет — никакая броня не могла от них защитить. Затем, после горького опыта гибели кораблей от сравнительно слабого оружия, броня появилась снова, но остается очень легкой. Основной защитой современных морских кораблей являются ПВО, а также системы помех и ложных целей в разных диапазонах. В CoaDE же броня весьма востребована — она не позволяет увидеть внутренности корабля, чтобы прицельно расстрелять, например, реакторы или отсеки экипажа, и, кроме того, реально защищает от вражеского оружия. Как можно остановить снаряд, который летит к тебе со скоростью в 10 км/с? Парадоксально, но довольно просто. Физика столкновений на огромных скоростях такова, что, если поместить два слоя тонкой брони на некотором расстоянии друг от друга, снаряд разрушится при встрече с первым слоем, а осколки не смогут пробить второй.
На этом принципе и построена броня в CoaDE. Стандартным вариантом является сочетание сравнительно легкого металла вроде алюминия и композитных материалов под ним. Говорят, в одной из предыдущих версий между слоями хорошо работал аэрогель (а он и должен работать, аэрогелем ловят микрометеориты в реальных научных аппаратах), но почему-то сейчас эффект от него незаметен. Есть некоторые замечания к ограничениям конструирования кораблей в игре (нельзя, например, забить аэрогелем все пространство под броней), системе повреждений (поврежденные блоки слишком быстро исчезают и не работают как щит, защищая то, что под ними), но уже сейчас она весьма интересна и продолжает становиться лучше — в декабрьском обновлении добавили возможность делать броню облегающей и конструировать не только круглые, но и многоугольные корабли.
Children of a Dead Earth — очень необычная игра, и этим крайне любопытна. Да, у нее достаточно высокий порог вхождения, но серьезность решаемых в игровой форме физических задач такова, что обязательно стоит попробовать подсунуть ее детям в старшей школе, она может, как минимум, улучшить их оценки по физике.
P.S. Увы, в отличие от Orbiter или SpaceEngine, игра платная, продается в Steam. Также пока нет русского языка, но в декабрьском обновлении добавили возможность добавления файлов локализации, русификация ждет энтузиастов-альтруистов.
Флотилия дронов начинает ракетную атаку, противник пытается отвечать зенитным огнем
Оружие
Ракеты
В нашей реальности уже есть ракеты для поражения целей в космосе, и они, конечно же, отличаются от атмосферных версий. В вакууме не нужны аэродинамические рули (зато появляются двигатели ориентации), а ракета может быть любой, даже абсолютно необтекаемой, формы.
На рисунке — советский проект “Истребитель спутников”. Работа системы состояла из нескольких этапов: ракета-носитель выводила истребитель на орбиту, пригодную для перехвата, на первом витке уточнялись орбиты истребителя и цели, истребитель получал корректирующие данные, на втором витке сближался с целью, включал радар и, наводясь самостоятельно, подрывал осколочные боеголовки, поражая цель. Под названием “Полет” в 1960-х были запущены аппараты для проверки системы маневрирования, а в 1970-х проводились испытания с перехватом и уничтожением спутников-мишеней. В одном из испытаний от получения приказа до уничтожения цели прошло меньше 45 минут.
А на этом видео испытания кинетического перехватчика для уничтожения боеголовок баллистических ракет в космосе. Большая встречная скорость означает, что для уничтожения цели достаточно просто столкновения без дополнительного заряда взрывчатки.
В CoaDE ракеты выглядят почти как атмосферные, и главная причина этого — то, что они еще не доработаны. Алгоритм наведения ракеты рассчитан на один поворачивающийся двигатель, расположенный сзади, и логику управления как на видео выше он не умеет реализовывать. Из-за этого ракета не способна держаться строго носом к цели, поэтому приходится покрывать ее броней полностью. Кроме этого, алгоритм наведения часто очень неэкономно расходует топливо, которое банально кончается уже у цели, выключая ракету и делая ее бесполезной. Также ракеты не умеют эффективно распределять цели, радиоэлектронная борьба отсутствует, а помехи сделаны пока на очень примитивном уровне. Ну и, наконец, ракеты наводятся на одну точку корабля вместо того, чтобы эффективно распределиться и нанести урон со всех сторон.
Стандартной противокорабельной боеголовкой является ядерный заряд (более подробно про проектирование ниже). При этом ядерный взрыв в космосе теряет главный поражающий фактор — ударную волну. В сочетании с проблемами наведения ракет ядерные боеголовки выглядят заметно слабее ожидаемого — корабль может пережить десятки подрывов в непосредственной близости. Но в условиях уравнения с двумя неизвестными — поражающими факторами ядерного взрыва и эффективностью корабельной брони, нельзя сказать, насколько реалистична отображаемая картина.
Проектируем боеголовку
Почему конструкцию атомной бомбы не боятся изучать в школе? Потому что, зная общие принципы, школьники все равно не смогут добыть радиоактивную руду, обогатить ее и подорвать заряд правильным образом. Атомная программа требует усилий целой промышленно развитой страны, потому что для создания ядерной бомбы нужны высокие технологии. Необходимо очень быстро сжать делящийся материал, чтобы произошел именно взрыв, а не тепловой “пшик” с очень грязным результатом. Исторически сначала испытали пушечную схему, когда один заряд выстреливался из пушки в другой, затем круговую имплозионную схему, где заряд обжимался ударной волной от многих зарядов обычной взрывчатки. Но эти варианты были громоздкими, сложными и неэффективными. В 1950-х разработали схему “Лебедь” всего с двумя зарядами, в которой ударная волна от них распространяется так, чтобы равномерно сжать делящиеся материалы в центре.
В CoaDE разработчики вынуждены использовать примерные расчеты (настоящие секретны до сих пор), но характерное “яйцо” боеголовки очень узнаваемо.
Конструктор позволяет создавать как боеголовки с только делящимися материалами, так и усиленные ядерным синтезом. Делается это просто — в центральную полость заряда (которая полезна и для бомбы только на делении) впрыскивается порция смеси дейтерия и трития. В отличие от реальной жизни, где усиление всегда полезно и очень удобно для управления мощностью взрыва, в CoaDE в компактных зарядах оно может мешать. Также, увы, в игре нет схемы Теллера-Улама, позволяющей создавать легкие и компактные боеголовки в десятки и сотни мегатонн.
Желание сделать максимально компактный заряд заставляет посмотреть на историю атомного оружия — каких успехов добились там? Самой маленькой была боеголовка W54 (27х40 см, 23 кг массы, мощность от 10 тонн до килотонны), которую хотели ставить на ядерное безоткатное орудие Davy Crockett и использовать как ядерный фугас.
Интересен вопрос наиболее подходящего тротилового эквивалента боеголовки. В игре эксперименты показывают, что весьма эффективны боеголовки в районе 10 килотонн — меньшие слишком слабы, а бОльшие становятся тяжелыми и приобретают дурную привычку цепной детонации, когда взрыв одной ракеты подрывает/уничтожает без всякого вреда для цели летящие рядом ракеты.
Пушки
Пороховые пушки кажутся слишком устаревшими, чтобы воевать в космосе, тем не менее, они уже успели там побывать (и даже пострелять!), и в будущем они вполне могут найти свою нишу.
В реальной истории авиационная автоматическая пушка НР-23 была установлена на орбитальную станцию “Салют-3”, и, при полете в беспилотном режиме, ее успешно испытали. Прицельную дальность пушки оценивали в 300 метров, поэтому единственной ее задачей была самооборона от медленно подлетающих спутников или пилотируемых кораблей США.
Огнестрельное оружие хорошо тем, что энергия, необходимая для выстрела, уже хранится в готовом виде без необходимости запитывать пушку от реактора. Но у пушек есть и серьезнейшая проблема — для увеличения эффективной дальности стрельбы необходимо повышать скорость снаряда, а с химическими взрывчатыми веществами сложно сделать ее выше ~2 км/с. Причина проста — в идеальном случае снаряд необходимо разгонять равномерно, а при горении пороха и движении снаряда давление в стволе за снарядом изменяется. С этим пытаются бороться, например, специальный артиллерийский пороховой заряд горит изнутри наружу по нескольким каналам, увеличивая со временем поверхность горения и выделяя все больше газов, но он все равно не успевает за увеличением объема в стволе за снарядом.
Артиллерийский порох, отлично видны каналы, внешняя поверхность покрыта специальным негорючим составом
В реальной технике скорость снаряда пытаются повышать разными способами, например, изготовляя многокамерные орудия или экспериментируя с легкогазовыми пушками (достигнута скорость в 8 км/с). В CoaDE огнестрельные орудия не нуждаются даже в охлаждении ствола, что нереалистично, но невозможность разогнать снаряд до высокой скорости ограничивает их применение.
Внизу виден типичный график изменения давления в стволе при движении снаряда
Рельсотрон (рейлган)
Если мы возьмем две направляющие, приложим к ним разность потенциалов и замкнем их проводником, на проводник начнет действовать сила Ампера, разгоняющая его по направляющим. Получится рельсотрон, он же известный как рейлган.
Идея орудия, в котором снаряд будет разгоняться электричеством, возникла давно, и первый экспериментальный рельсотрон построили в начале 20 века. Но все это время идея оставалась в мечтах — для выстрела требовалась энергия электростанции, которую по полю боя не повозишь. Сегодня рейлганы проходят испытания, и в скором времени появятся на боевых кораблях, но еще длительное время будут оставаться редкой экзотикой.
Атмосфера сильно мешает высокоскоростным снарядам — их энергия растет как квадрат скорости, а вот сопротивление воздуха — как куб скорости. Но в космосе молекулы атмосферы не будут помехой, и рейлган будет одним из лучших вариантов вооружения. В реальном мире возникают различные проблемы вроде износа рельсов, но в CoaDE рейлган является самым простым для проектирования видом оружия, и весьма эффективным. Легкие снаряды можно разогнать до десятков километров в секунду и буквально заливать врага их потоком даже за пределами расчетной прицельной дальности.
Зеленое — трассеры снарядов, обратите внимание на почти ровный график ускорения снаряда, это признак эффективности
Пушка Гаусса
Еще один вариант разгона снаряда — электромагнитное притяжение. Снаряд ставится перед катушкой, на которую подается электрический ток, “втягивающий” снаряд в катушку.
В теории пушка Гаусса способна обеспечить большую скорость снаряда, чем рейлган, но даже в CoaDE ее гораздо сложнее проектировать — необходимость понимания влияния количества витков в катушке, слоев ее намотки и толщины провода делает задачу очень сложной. В реальности военные пока не интересуются пушками Гаусса, в отличие от рейлганов, и тема интересна в основном энтузиастам, собирающим достаточно компактные многоступенчатые агрегаты.
Ступенчатый профиль ускорения приводит к большой массе ствола и невысокой итоговой скорости
Лазеры
Ну и, наконец, боевые лазеры, ставшие во многом символом войны в космосе. Спешу разочаровать фанатов — даже без помех от атмосферы лазеры не являются панацеей. Дело в том, что луч неизбежно рассеивается из-за дифракции, и с ростом расстояния падает количество энергии, попадающее на квадратный сантиметр поверхности противника. А откуда она, кстати, берется?
Лазер — это аббревиатура, обозначающая “усиление света посредством вынужденного излучения”. Специальная лампа накачки облучает рабочее тело, посылая ему фотоны. В рабочем теле атомы переходят на более высокий энергетический уровень, а затем, под воздействием фотона излучают двигающийся в том же направлении (когерентный) новый фотон, фактически, усиливая свет.
В реальной военной технике лазеры давно используются для целеуказания и измерения расстояния, но в последние годы появляются и боевые варианты. Они имеют сравнительно небольшую дальность и могут работать только как дополнение к уже существующим системам ПВО. Что же касается космоса, то и тут лазер не становится супероружием. Увы, несмотря на то, что сам физический принцип обеспечивает когерентное излучение, лазеры страдают от дифракции, и мощность излучения падает с расстоянием. Далее, лазер требует очень много энергии, и весь процесс обладает удручающим КПД. Тепловая энергия цепной атомной реакции превращается в электрическую, затем в свет лампы накачки, передается рабочему телу лазера и излучается через оптическую систему. И на каждом этапе какая-то часть энергии теряется, превращается в паразитное тепло, которое надо удалять и рассеивать.
Ярко красное — эллипс, в левом фокусе которого находится лампа накачки, в правом — рабочее тело. Поверхность эллипса — зеркало, внутри прокачивается охладитель
Полезная неопределенность
Какой из видов оружия лучше? На сегодняшний момент ни один из вариантов вооружения не является тотально доминирующим — можно сконструировать корабль, который будет побеждать уже существующие, а потом еще один, который опять всех победит. Ситуацию делает интересней тот факт, что игра не налагает ограничений на комбинацию вооружений. Можно создать, например, пушку, стреляющую ядерными зарядами. Или дрон, запускающий ракеты. Или рейлган, стреляющий дронами, которые сбрасывают у цели дроны с лазером. В целом, ракеты хороши тем, что могут сближаться очень быстро, и их можно отправить очень много, перегрузив любую ПРО цели. Лазеры могут точечно повреждать оборудование на больших расстояниях, и становятся очень эффективными зенитными орудиями с уменьшением дистанции до цели. Рейлганы занимают мало места, и могут заливать цель потоками снарядов на больших расстояниях. А один дрон, отправленный на перехват группе ракет, может заставить их маневрировать, лишив delta-V или просто расстрелять. Также нет идеальных конструкций кораблей. Кто-то предпочитает резервировать узлы, чтобы корабль нельзя было вывести из строя одним попаданием, кто-то, наоборот, конструирует на то же количество тоннажа и денег много сравнительно небольших кораблей, которые переживут потерю части группы. В общем, играть интересно.
Броня
Морские боевые корабли лишились брони с появлением атомного оружия и ракет — никакая броня не могла от них защитить. Затем, после горького опыта гибели кораблей от сравнительно слабого оружия, броня появилась снова, но остается очень легкой. Основной защитой современных морских кораблей являются ПВО, а также системы помех и ложных целей в разных диапазонах. В CoaDE же броня весьма востребована — она не позволяет увидеть внутренности корабля, чтобы прицельно расстрелять, например, реакторы или отсеки экипажа, и, кроме того, реально защищает от вражеского оружия. Как можно остановить снаряд, который летит к тебе со скоростью в 10 км/с? Парадоксально, но довольно просто. Физика столкновений на огромных скоростях такова, что, если поместить два слоя тонкой брони на некотором расстоянии друг от друга, снаряд разрушится при встрече с первым слоем, а осколки не смогут пробить второй.
На этом принципе и построена броня в CoaDE. Стандартным вариантом является сочетание сравнительно легкого металла вроде алюминия и композитных материалов под ним. Говорят, в одной из предыдущих версий между слоями хорошо работал аэрогель (а он и должен работать, аэрогелем ловят микрометеориты в реальных научных аппаратах), но почему-то сейчас эффект от него незаметен. Есть некоторые замечания к ограничениям конструирования кораблей в игре (нельзя, например, забить аэрогелем все пространство под броней), системе повреждений (поврежденные блоки слишком быстро исчезают и не работают как щит, защищая то, что под ними), но уже сейчас она весьма интересна и продолжает становиться лучше — в декабрьском обновлении добавили возможность делать броню облегающей и конструировать не только круглые, но и многоугольные корабли.
Заключение
Children of a Dead Earth — очень необычная игра, и этим крайне любопытна. Да, у нее достаточно высокий порог вхождения, но серьезность решаемых в игровой форме физических задач такова, что обязательно стоит попробовать подсунуть ее детям в старшей школе, она может, как минимум, улучшить их оценки по физике.
P.S. Увы, в отличие от Orbiter или SpaceEngine, игра платная, продается в Steam. Также пока нет русского языка, но в декабрьском обновлении добавили возможность добавления файлов локализации, русификация ждет энтузиастов-альтруистов.
wtigga
Очень интересная серия статей, но мало скриншотов и/или видео из самого геймплея. И не совсем понятно (опять же, без видео/скринов) до какой степени простирается свобода постройки кораблей, например по сравнению с тем же KSP.
lozga Автор
wtigga
Кайф, KSP на стероидах.
vassabi
всегда поражало использование снарядов\пуль в космосе по-авиационному — они же так и будут там летать по орбите, сбивая не только текущую цель, но и любой будущий аппарат на их пути…
GreatRash
А ещё они будут импульс назад давать, чтобы стрелять и не терять скорость (или стрелять и не терять ориентацию) придётся постоянно сжигать чутка топлива.
killik
Можно вместо металла использовать ледяные поражающие элементы в виде длинных игл, через некоторое время солнце их испарит.
green_worm
А Вы, наверно, автор идеи что сосулька — идеальное орудие убийства, которого не остается? ;)
killik
А уж если сосулька из углекислоты… ;)
green_worm
Из углекислоты сосулька слишком быстро будет возгоняться, если не ошибаюсь. Можно даже не успеть стукнуть как следует.
Зато, плотность у твердой углекислоты выше в полтора раза, чем у воды (льда). Вот только не смог найти информацию об ударных нагрузках, которые может выдержать твердый СО2
GeekberryFinn
У Брюса Стерлинга в «Паучьей Розе» стреляют сосульками из аммиака, который после пробития брони растаяв ещё и вызывает отравление.
Zenitchik
Но вероятность случайного столкновения двух тел в космосе ОЧЕНЬ маленькая.
Кроме того, можно вести огонь назад, относительно собственной скорости, тогда «промахнувшиеся» снаряды будут падать на планету (упомянутый в статья “Истребитель спутников” предусматривал именно такое направление разлёта осколков).
vesper-bot
Мда, ракеты недопилены. Как минимум не хватает гиперзвуковых, а-ля просто движок высокой мощности и двухслойная болванка для пробития брони, наподобие наземных противокорабельных крылатых ракет, которые летят вначале на крейсерской, в конце на гиперзвуке и пролетают ПРО с на порядок меньшим шансом потери ракеты. Непонятно, что с кумулятивными боеприпасами — какая там в итоге скорость столкновения, нужны ли они вообще?
Реализация логики типа swarm скорее всего просто сложна, плюс в космосе она требует дополнительной deltaV, так как об атмосферу не поманеврируешь, что в свою очередь ослабляет БЧ. Но это поправимо, если запиливать логику на этапе старта ракет по разным траекториям, тогда они в цель придут с разных углов.
Странно, что к рейлгану нельзя присобачить электромагнитный коллиматор или корректор курса на том же принципе, что у ЭЛТ-монитора ранних реализаций. Заряжать вылетающий объект пучком электронов, две пары отклоняющих пластин, дальше пучок позитронов, чтобы не терять заряд на корабле. Всяко поточнее окажется, чем 0.008 градусов (которые, как я понимаю, обусловлены механикой поворота всего рейлгана).
А расстреливать прицельно надо не реакторы как таковые, а узлы подключения радиаторов. Если от реактора некуда отводить тепло, его придется или заглушить, или вообще отстрелить, иначе расплавится и угрохает весь корабль.
lozga Автор
Этот сценарий можно сделать — обвешиваем ракету сбрасываемыми баками и разгоняем до огромной скорости. Из-за дурного алгоритма наведения я ставлю мегатонные боеголовки, очень точно прицеливаюсь и выключаю двигатели в тактическом режиме. Можно подгадать так, чтобы построение ракет оказалось вокруг противника и нанесло урон с разных сторон. Но если бы можно было сделать нормальный кинетический боеприпас, он мог бы оказаться эффективней.
Кумулятивные боеголовки не реализованы — есть ядерные и осколочные. Да и не нужны они, по-моему.
Достаточно просто держать построение «сфера», восстанавливая равномерную плотность при потерях от ПРО.
Учитывая то, что система прицеливания регулярно тупит и не умеет брать поправки на неучтенный параметр (например, может несколько минут постоянно мазать на несколько метров за корму/в сторону), наоборот, имеет смысл делать менее точные рейлганы, чтобы получить эффект дробовика.
Да, это стандартная тактика, после уничтожения радиаторов корабль выходит из строя, но иногда возникает проблема достать радиаторы, которые закрыты корпусом.
vesper-bot
По мне, это багрепорт. Что это за система прицеливания, которая умеет выцеливать сегмент на корабле, но не умеет ручные поправки? Или автоматические, по результатам наблюдений за трассерами.
Респект кораблестроителю в этом случае. Сдается мне, разработчик не учитывает вторичный нагрев корпуса от радиаторов, иначе закрыть радиатор даже на десятую часть сферы было бы проблемно для того куска, который имеет облучаемую поверхность. На интерес, что будет, если взять сферу диаметром метров 500 из двухслойной брони миллиметровой толщины, а внутри разместить корабль, оставив в сфере порты для пушек, радаров и остального, что должно чем-то плеваться наружу — взлетит, перегреется, ещё что? Понятно, что стрельба по такому шарику будет очень легкой, мне интересен тепловой баланс конструкции в первую очередь.
Гиперскоростная ракета с осколочной боеголовкой должна сносить овердофига всего, если подорвать боеголовку на удалении в 20-50 км от массы флота, как ракеты обычного ПВО. Набить её граммовыми плюшками килограмм так на сто, вот тебе 100000 осколков, каждый с относительной скоростью под 20 км/с — всё в плазму, плюс остаток ракеты куда-то таки прилетит, тоже немало.
eoffsock
Вспоминаю «Шагающую смерть» Уильяма Кейта. Там были такое вооружение, как например экранирующие облака, поглощающие лазерное излучение, или боеголовки, набитые вольфрамовыми шариками, выстреливаемыми в одном направлении.
killik
А щит состоит из пены. И толщину имеет те самые 20-50км. А массу несколько сотен тонн, сколько там шариков из плёнки получается? Сферу Дайсона тоже из пены строить будем.
vesper-bot
Э-э-э, несколько сот тонн объект объемом не меньше 8000 км^3? Прочности не будет, как минимум, как максимум будет совершенно неуправляемый. Кроме того, "ведро гаек" в таком исполнении предназначено против описанной в статье брони. А так — стройте, ради Бога, придумаем оружие и против такого щита — не забываем, что мерилом эффективности в игре является масса КА, и если ваш щит имеет запредельную массу, его уничтожение можно будет пытаться выполнять оружием настолько же запредельной массы — скажем, совершенно бешеным по параметрам рельсотроном/гауссом, который стреляет, скажем, раз в минуту, но прицельная дальность по такой сфере — миллион километров, скорость вылета болванки из ствола — 100 км/с, а масса, скажем, около килограмма. Энергия будет 5e9 Дж, хотя и многовато, но в этой игре окажется достижимо — хмм, хммм. К нему понадобится батарея аккумуляторов тонн на овердофига, батарея генераторов, чтобы их заряжать, коммутация и всё такое, ствол, рельсы и прочее, но бабахать будет мама не горюй, я думаю, что 50 км пены такой снаряд пролетит, разрывая её на неравные части ударными волнами.
Zenitchik
Вангую, что не хватит.
vesper-bot
Смотря какую боковую скорость разлета осколков задать. Если уменьшить, конус будет Уже, радиус поражения меньше, но плотность осколков выше. Тут нужен компромисс между желанием поразить побольше целей (или получить шанс поразить эти цели) и желанием уничтожить конкретную цель. Хорошо бы было ещё, чтобы эту скорость можно было выбрать уже в полете — но это, скорее всего, нагрузит разработчика всерьез, а востребовано может не быть после очередного патча.
Zenitchik
Хотя бы что-то.
Если осколочное поле недостаточно плотное для обеспечения приемлемой вероятности поражения цели, его размер уже не важен.
vesper-bot
Ну, там в скриншотах указывались три типичные сечения цели — 1, 10 и 1000 кв.м., причем это фронтальное, боковое будет в разы больше. Для тысячи влепить в неё 100 осколков вполне себе поражение (хотя и на уничтожить не хватит), для этого поле должно быть не меньше 1 осколка на 10 кв.м., тогда для сотни тысяч осколков радиус поля (в предположении равномерного распределения осколков по круговому сечению) будет 564м, что при относительной скорости в 10км/с, дистанции до цели 50 км на момент подрыва даст скорость разлета 112 м/с — ИМХО даже много! А задать 10 м/с (просто контейнер со сжатым газом где-то столько и даст) — диаметр облака будет 100м, плотность 3 на кв.м. — более-менее. Плюс не забываем о самой ракете — если удастся её впилить в противника, уничтожение будет гарантированное, там тонны на 10 км/с, а не граммы.
Вообще, по мне тактика использования таких ведер с гайками вырисовывается примерно такая: Запускаем три флота с несколькими ракетами такого класса в точку рандеву с уже летящим на нас противником (особенно хорошо, если он летит одним куском, но это в общем случае вряд ли), ставим им расхождение на скорости в 1м/с под 120 градусов, т.е. они будут лететь в построении вида расширяющийся треугольник, корректируем скорость и курс, если противник маневрирует, набираем в итоге дистанцию между флотами в несколько сотен км, чтобы все сразу под вражеский огонь не попали, потом за 5-10 минут до точки рандеву запускаем ведра с гайками с интервалом в пару секунд между ракетами, те разгоняются с ускорением в много «же», набирают относительную скорость от флота в 10 км/с (или сколько получится, все равно относительная скорость движения флотов тут будет под 20 км/с), и глушат налетающий флот облаками осколков с трех сторон. ПРО сколько-то собьет, но даже сбитые ракеты можно подорвать, выпустив осколки с невысокой скоростью (смотря сколько до цели, если меньше желаемой дистанции, то они давно сами взорвались), в результате вероятность уничтожения слабо маневрирующего (а тяговооруженность там непохожа на хотя бы один «же» для больших кораблей) корабля будет практически стопроцентной. Ракеты можно запускать не только в один корабль, а так, чтобы захватить в конуса побольше противников, и просто их потрепать, необязательно даже уничтожать, если есть чем встретить в конце пути. Запустившие корабли после точки рандеву сходятся, если требуется, или перестают разлетаться, потратив 2 м/с deltaV, после чего скорее всего (в каждом конкретном случае считать надо!) можно выполнить не слишком затратный маневр, чтобы выйти на курс сближения с подходящей гравитационной массой, чтобы развернуться на базу.
di2mot
Вот бы ещё лазеры с накачкой от ядерного взрыва. Запускаем их поем и взрываем на подлёте, и помехи и урон.
Или лазером светим по радиаторам и перегриваем их, тепло не сбрасывается, корабль недееспособен.
SHVV
Учитывая КПД лазеров, чтобы перегреть радиаторы противника, надо самому иметь радиаторов на порядок (а то и два) больше, чем у него. Что не очень эффективно.
killik
КМК, атака "сферой", то есть распыление сил по фронту, это наиболее проигрышный вариант. Долбить надо в одно место, всем что есть. Бум-зум, бронированный кулак, и все такое ;)
Zenitchik
А он доработке не поддаётся?
pavel_kudinov
Какой гиперзвук в космосе?
vesper-bot
Это земной аналог предполагаемых ракет в CoaDE, понятный для человека. Само собой, в космосе такие ракеты будут по-другому называться.
nomadmoon
Russian localization / Перевод на русский
steamcommunity.com/app/476530/discussions/0/2549465882935545550
Hellsy22
«Настоящие космические сражения»… только ракеты как из середины XX века; огнестрельное тоже из XX века и не перегревается, в случае рельсотрона и пушки гаусса КПД про КПД как-то позабыли (а оно там существенно ниже чем у лазеров), а лазеры не выполняют свою основную роль — блокировать/уничтожать средства наблюдения.
К слову, раз уж говорим о твердом НФ, лазер может быть и одноразовым, с химическим источником энергии так чтобы ракете с лазерной боеголовкой достаточно было пролететь хотя бы в километре от цели.
killik
Волоконные лазеры на 100квт уже имеют КПД 30%. Технологически обещают 50%, волокно ОЧЕ хорошее зеркало.
killik
При наличии жидкого кислорода или АТ делать огнестрел на селитре или любом другом твердом топливе само по себе странная идея. Это как катапульту в космос притащить.
Zenitchik
Твёрдые пороха лучше хранятся. Оружие на их основе — конструктивно проще.
leotsarev
Кстати да зашёл спросить именно про установку лазеров на ракеты, как в honorverse. Лазер с ядерной накачкой, стреляет один раз, проблемы теплоотвода нет.
Правда, там это делали в основном из-за плотной ПРО — близко ракете не подлететь.
Вопрос к автору статьи — насколько такая штука возможна (а) в реальности и (б) в игре?
Alexsandr_SE
В реальности встречал когда-то мол для космоса делали пистолеты лазерные с накачкой от химии типа как в обычном пороховом пистолете. Получается для большой ракеты это вполне реально.
lozga Автор
В реальности возможна, но пока никто не делал, насколько я знаю. Зато масса упоминаний в фантастике. В игре пока не сделали.
SantrY
Кстати о Davy Crockett. Хотели и ставили, а то прочитав текст можно подумать, что это были всего лишь планы. Эта штука стаяла на вооружении американских войск от Европы до Окинавы вплоть до 1971-го.
Листал рассекреченное руководство к ней, кратко можно ознакомиться в статье. Самое занятное, то, что W54 взрывался по таймеру, один в один такому, как можно найти на кухне.
zuborg
Вместо программирования ИИ дронов, свормов и прочего автоматического оружия автору стоит реализовать возможность дать это сделать самому игроку. А мультиплеере (если вдруг появится) возможность продавать/покупать прошивки оружия с пользовательским ИИ ;)
AndreyMtv
Заведите себе уже аккаунт в eve online и успокойтесь. Если интересны игры на космичечкую тематику, то ева всегда будет вне конкуренции.
nomadmoon
Все равно что сказать «зачем вам Homeplanet, возьмите Wing Commander». В Ив очень, очень очень упрощенная физическая модель.
AndreyMtv
Играть в жизнь глупо. В нее надо просто жить. В евке физическая модель упрощена ровно настолько, что бы не усложнять излишне игровой процесс.
Масса, инерция, скорость, ускорение, время, обьем, температура, сопротивление воздействию различных физических сред, химические реакции, чего вам еще не хватает в физической модели? И все это приправлено сверху политикой и экономикой.
Zenitchik
Полностью отсутствует. Называть это убожество физикой — язык не поворачивается.
Вакуума, разумеется. И честной орбитальной динамики.
Firelander
>Играть в жизнь глупо
Вы не представляете насколько вы правы. Играя в еву, в какой-то момент я понял, что она напоминает мне жизнь настолько сильно, что я не хочу в неё играть, потому что у меня уже есть одна, в которую «играть» я обязан, а вторую тянуть нет желания.
Firelander
Что за броня такая, способная выдержать многократные попадания болванок на космических скоростях? Да, в статье про неё есть, но мне трудно поверить, что оно так хорошо работало бы в реальности.
Ph_trader
«Самой маленькой была боеголовка W54 (27х40 см, 23 кг массы, мощность от 10 тонн до килотонны), которую хотели ставить на ядерное безоткатное орудие Davy Crockett и использовать как ядерный фугас.»
Распространенное заблуждение.
Советский 152-мм ядерный снаряд 3БВ3 и американский 155-мм M454 гаубичный снаряд были компактнее.
Да, они тяжелее — около 40 кг (с толстыми стенками чтобы выдержать выстрел из гаубицы на полном заряде), но это полная масса снаряда. И если сравнивать их с выстрелом «Davy Crockett» перевес будет не в его пользу так как «выстрел» это не только «боеголовка».
Уровень «Davy Crockett» по степени миниатюризации ядерного устройства — это 203-240мм ядерные снаряды.
lozga Автор
В данном случае при проектировании важнее масса. Вы случайно не знаете вес этих боеголовок без стенок?
Ph_trader
Без стенок они не работают. Имплозия (хотя там химера с почти пушечной схемой, но конкретно за эти боеприпасы не скажу) учитывает их наличие. Если уберете всё пойдет не так. Стенки также могут выполнять и роль отражателя нейтронов. Но они стальные по механическим требованиям (не факт, в действительности. но точно не чистый беррилий), а значит отражатель почти никакой. (в отличии от W54 где он просто должен быть по соображениям экономии не столько массы — ведь он сам немало весит — сколько расхода дорогущего плутония)
Поэтому сказать об этом точно не могу. Но, например в осколочно-фугасном снаряде 152мм:
Масса снаряда, 43,56 кг
Масса ВВ, 7,65 кг
т.е. большая часть массы — стальной корпус снаряда. Толщина стенок определяется при этом в первую очередь баллистикой пушки. Т.е. хотелось бы меньше чтобы ВВ больше и осколочнсоть выше, да нельзя.
И может вам это будет интересно. Из вики, ибо лень искать: «Критическая масса чистого металлического плутония-239 сферической формы 11 кг (диаметр такой сферы 10 см)» Но там не указано про плотность плутония при экстремальных давлениях имплозии в одной хитрой фазе. В действительности, с учетом этого и бериллиевого отражателя плутония можно и в два раза меньше использовать.
И оффтоп — это очень неэффективное использование плутония в оружии. С помощью того же самого физпакета можно зажечь вторую ступень — синтез. Кроме того, чем больше боремся за массу, тем раньше и станет подкритическим и распадётся ядро, тем меньший процент плутония поделится. Данных по иным сверхкомпактным боеприпасам у меня нет, но они удивительно дорогие в расчете на 1КТ мощности.
Но «Davy Crockett» — это всё-таки не самый новый спецбоеприпас. Поэтому я уверен, что нет проблем в том, чтобы сделать более легкий спецбоеприпас. Но это мало кому нужно тут на Земле — выше написал почему.
lozga Автор
Ну вот, в два раза тяжелее Davy Crockett, а меня при проектировании боеголовки для ракеты или пушки интересовала минимальная масса — она была главным ограничителем.
В CoaDE боеголовка минимальной массы, скорее всего, весит 609 грамм и имеет тротиловый эквивалент 100 тонн, но, подозреваю, это скорее баг игровой физики.
А схемы Теллера-Улама нет, а то бы все проблемы решались легким добавлением дополнительных сотен мегатонн.
vesper-bot
А можно ли шар из U-235 массой грамм 300 обклеить бериллием и сжать имплозией так, чтобы он таки хоть как-то прореагировал? Или выход ожидается смешной?
По поводу сотен мегатонн — можно случайно своих поджарить, а дистанции боевого соприкосновения, судя по остальным текстам, там не слишком-то большие. А так да, даешь «Кузькину Мать» в космосе :)
Ph_trader
«А можно ли шар из U-235 массой грамм 300 обклеить бериллием и сжать имплозией так, чтобы он таки хоть как-то прореагировал? Или выход ожидается смешной?»
Считать нужно. Локальная(!) критичность в центре ядра может и будет. Но не факт. Одногрупповая модель тут не справляется — утечка велика.
И возраст нейтронов в отражателе приближается к размеру ядра — а это значит что качественно, без расчета я уже сомневаюсь в том, что это бахнет.
А если и будет взрыв, то он точно будет пшиком. Кроме того, уран? Плутоний для ЯО лучше и дешевле. Хотя это зависит от стоимости обогащения урана до оружейной концентрация 235-го.