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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie
Funktionalist:
Mit Hilfe von Superlinsen aus (modifizierbaren?) Metamaterialien können bestimmte bauteile für bestimmte Wellenlängen unsichtbar und damit unverwundbar gemacht werden,
Weiß jemand, wie die emissionswerte solche Superlinsen aussehen und ob sich damit vielleicht Radiatoren panzern lassen könnten?
Prinzip: http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=6192
Tarnkapppe: http://www.dradio.de/dlf/sendungen/wib/767934/
http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=1081
http://www.spektrumverlag.de/artikel/939878
Feuersänger:
Ich versuche derzeit gerade wieder, interessante und praktikable Muster zu entwerfen. Momentan suche ich nach einer Möglichkeit, wie im anderen Thread angesprochen, die Schubtriebwerke des Landeschiffs als Manövriertriebwerke des Hauptschiffs verwenden zu können.
Ich glaube, DeKrit war's der zuerst von modularen Schiffen geredet hat; das Konzept hat einiges für sich. Da sähe ein Standardschiff vielleicht ungefähr so aus:
--- Code: --- ooo[][][]
}}}|=========|>>
ooo[][][]
--- Ende Code ---
wobei
}}} Hauptantrieb
== Zentralrumpf (lang und dünn)
o Treibstofftanks
[] Frachtmodule
|>> Kommandomodul
sowie Radiatoren, hier nicht im Bild, ebenfalls entlang der Hauptachse.
--
Wie das mit Objekten mit negativem Brechungsindex aussieht, keine Ahnung. Aber so wie ich das verstehe, ist das so: "tarnen" können die Dinger nur vor _auftreffender_ Strahlung; d.h. auf das Objekt fallendes Licht wird um dieses herumgelenkt. Das heisst, es ist unsichtbar für _aktive_ Sensoren im entsprechenden Spektrum.
Aber vom Objekt selber _abgegebene_ Strahlung kann nicht negiert werden. Ein Raumschiff muss seine Abwärme loswerden, und das geht nur durch Strahlung. Diese Strahlung nicht entweichen zu lassen, würde Hitzetod bedeuten. Sobald die Strahlung aber entweicht, kann sie nach wie vor von _passiven_ Sensoren registriert werden. Und das geht, wie wir gesehen haben, noch auf sehr große Entfernungen. Kurzum, es hätte überhaupt keinen Sinn, Radiatoren damit zu beschichten.
Alternative Ideen zu Radiatoren:
Tröpfchen- oder selbst Dünnfilmradiatoren halte ich inzwischen nicht mehr für praktikabel, aufgrund der schlechten Emissivität flüssigen Lithiums; außerdem weisen neuere Forschungen darauf hin, dass die Dinger auch nur mit <1000K arbeiten könnten.
Dann gibt es noch als Konzept sog. Curie-Point Radiatoren, die ähnlich wie Tröpfchenradiatoren funktionieren, aber mit Metallpulver als Kühlmittel arbeiten. Der Curiepunkt ist die Temperatur, an dem ein Metall seine magnetischen Eigenschaften verliert. Was man also macht: man bläst das heiße Pulver (jenseits der Curie-Temperatur) ins All, dort strahlt es Wärme ab, und sobald die Temperatur unter den Curiepunkt gesunken ist, wird es von Magnetfeldern wieder eingefangen und in den Kühlkreislauf zurückgeführt.
Ein erstes Google-Fu deutet darauf hin, dass es Metallverbindungen mit Curietemperaturen um 1500K gibt. Allerdings steht da natürlich nichts zu deren Emissivität. Aber es wäre einer näheren Überprüfung würdig.
Wieder eine andere Idee wäre, basierend auf neuen Kohlenstoff-Werkstoffen flexible Radiator-Segel zu entwickeln. Kohlenstoff hat die Vorteile, dass es auch bis ca. 1600K eingesetzt werden kann und dabei eine sehr hohe Emissivität besitzt. Stellt euch eine Art Segel oder Haut aus dem Zeug vor, durchzogen von unzähligen Äderchen (aus Karbonröhrchen), durch die siedend heißes Lithium gepumpt wird. Das Lithium überträgt seine Wärme per Konduktion auf den Kohlenstoff, der sie dann effizient abstrahlt.
So, muss eben den Rechner hier räumen, melde mich nachher wieder.
Funktionalist:
@Feuersänger
Radiatoren zu tarnen macht wirklich keinen Sinn, da hast Du recht. Sie allerdings vor Lasern in den wichtigen Wellenlängen zu schützen könnte den Atem eines Kampfschiffes verlängern.
Ein Schiff gegen aktive Sensoren zu Schützen kann auch wichtig sein, um die Unterscheidbarkeit zwischen Attrappe und echtem Schiff (beim Treiben oder unter der Annahme, dass es nahezu unsichtbare Abgasstrahlen gibt) zu verringern.
Als Panzerung gegen Laser könnten die sich auch eignen und vielleicht auch als Schutz gegen Überhitzung und als Tarnung vor hellen Hintergründen, wie in tiefen Sonnenorbits. Das könnte für Satteliten zur Systemverteidigung wichtig sein.
Ein Schwarm von zentralen getarnten Stationen, die von der Sonnenhitze überdeckt eine Flotte von Waffenplattformen den Angreifern entgegenschicken. Der Vorteil ist, dass so mit recht wenigen Stationen ein großer Winkel^2 abgedeckt werden kann, da die Stationen nahe der Spitze sitzen.
Wenn die Abgefeuerten Stationen jetzt wegwerfwaffensind, wie z.B. Explosionsgepumpte Laser, kann man auch von einer höheren oder gleichen Reichweite als die Waffen der Angreifer ausgehen, sodass sie auch zum Einsatz kommen können.
@Modularbauweise
Die Schubdüsen könnten selbst modular sein und als Düsen der Landungsfähren/Kapseln von den Auslegern (Momenterhöhung bei Zündung) an selbige versetzt werden.
Ein solches Schiff sähe dann z.B. so aus:
x
ooo[][][] |
}}}|=========|>>OO——-x
ooo[][][] |
x
x: Manöverdüsen
O: Eisschild oder anderer Spaß
Jede weitere Unterteilung eines Schiffes in Module erhöht dess Robustheit auf Kosten von Masse. Das ist ein weiterer Tradeoff.
Eine Weitere Konstruktionsart, die Gewicht sparen könnte, ist folgende:
ooo
}}}|[][][][][][][][][]|>>
ooo
Da ein erhöhter Querschnitt eine höhere Steifigkeit bringt, könnten die Wände der Module selbst die Tragenden Elemente sein. so werden zwar die Module schwerer, aber man spart sich das Gerüst. (Wie bei einem Alurad) Vielleicht ist diese Bauart für kleinere Schiffe sinnvoll. Große Pötte nutzen dann zum Beispiel Skaleneffekte beim hauptantrieb aus, um die größere Masse zu kompensieren.
Auch Konfigurationen, wie:
}|[][][]|>
oooooo
}|[][][]|>
Wären möglich und reduzieren den Bedarf an Steuerdüsen auf Kosten komplizierteren Manövrierens.
Feuersänger:
--- Zitat von: Destruktive_Kritik am 16.06.2010 | 16:45 ---@Eulenspiegel
--- Ende Zitat ---
Eh!
--- Zitat ---Radiatoren zu tarnen macht wirklich keinen Sinn, da hast Du recht. Sie allerdings vor Lasern in den wichtigen Wellenlängen zu schützen könnte den Atem eines Kampfschiffes verlängern.
--- Ende Zitat ---
Da muss man auch gleich die Konsequenzen bedenken: gesetzt den Fall, das ist machbar, und würde sich weit verbreiten, sodass Laser quasi wirkungslos werden, würde sich der Raumkampf entsprechend weg von Lasern, hin zu Partikelstrahlern oder Railguns etc. verlagern.
Davon abgesehen meine ich mich zu erinnern, dass FEL ihre Wellenlänge quasi nach Bedarf ändern können (bis zu einer bestimmten Untergrenze).
--- Zitat ---@Modularbauweise
Die Schubdüsen könnten selbst modular sein und als Düsen der Landungsfähren/Kapseln von den Auslegern (Momenterhöhung bei Zündung) an selbige versetzt werden.
--- Ende Zitat ---
Ja, das mit den Auslegern hab ich mir auch überlegt, war einer der allerersten Gedanken in diesem Thread. Die Dinger dann einfach bei Bedarf da ab- und am Shuttle anzumontieren, ist zwar vielleicht nicht ganz elegant, aber dürfte funktionieren.
Generelles Problem: solange das Shuttle unterwegs ist (btw, Heinlein nannte solche Beiboote "Jeep", find ich eigentlich auch nicht schlecht), kann das Hauptschiff quasi nicht manövrieren. Es kann also z.B. nicht ein mit Schwung hochschießendes Shuttle aus der Parabel heraus auffangen - das Beiboot muss in der Lage sein, aus komplett eigener Kraft in den Orbit einzutreten.
Aber vielleicht kann man das ja von Fall zu Fall entscheiden -- bei einem hochtechnisierten Planeten lässt man die Triebwerke am Hauptschiff, landet mit Atmosphärenbremsung und lässt sich hinterher von Katapulten und Laser-Ram wieder raufschießen, wo man vom noch manövrierfähigen Hauptschiff aufgefangen wird (zur Not per Riggerkontrolle ferngelenkt). Bei einem "wilderen" Planeten nimmt man die Triebwerke mit runter und fliegt aus eigener Kraft wieder hoch.
--- Zitat ---Da ein erhöhter Querschnitt eine höhere Steifigkeit bringt, könnten die Wände der Module selbst die Tragenden Elemente sein. so werden zwar die Module schwerer, aber man spart sich das Gerüst.
--- Ende Zitat ---
Möglich. Ich stelle mir aber den zentralen Rumpf dabei auch nicht als Gittergerüst vor, sondern mehr so als Röhre -- die gleichzeitig als Zugangstunnel zur Triebwerkswartung etc. dient. Wenn man nur Container aneinanderstöpselt, kommt man ja nicht mehr von einem Segment zum anderen.
--- Zitat ---}|[][][]|>
oooooo
}|[][][]|>
--- Ende Zitat ---
Bei meinem Antriebskonzept nicht möglich, da so die beiden Triebwerke einen Teil ihrer Verlustleistung ineinander strahlen würden, und das könnte fatale Folgen haben. Im Wesentlichen ist man bei meinem Torch-Konzept auf ein einzelnes Haupttriebwerk beschränkt. Je mehr Leistung, desto größer der Durchmesser. Der maximale Durchmesser wiederum ist davon abhängig, wie weit man das eindämmende Magnetfeld ausweiten kann.
Allerdings ist - ebenfalls durch magnetische Manipulation des Abgastrahls - auch zu einem gewissen Grade Thrust Vectoring möglich - um wieviel, kann ich bestenfalls vermuten, vielleicht 10° oder so.
Die Manövrier- bzw. Shuttletriebwerke funktionieren zwar nach demselben Grundprinzip, sind aber viel schwächer dimensioniert (ca 5% der Leistung des Hauptantriebs, 1/40 der Ausströmgeschwindigkeit, aber mehr Schub) und werden durch ihren höheren Massedurchsatz auch besser gekühlt. Daher können hier mehrere Aggregate nebeneinander montiert werden. (Aber ehrlich gesagt ist da auch ein Stück Handwedelei dabei.)
--
Achja, ich war ja vorhin eigentlich bei den Segelradiatoren stehengeblieben:
Diese "Tücher" sind vor allem relativ dünn und leicht im Vergleich zu soliden Paneelradiatoren. Außerdem lassen sie sich aufgrund ihrer Flexibilität je nach Bedarf aus- und einrollen. Jedes Segel wird durch eine Anzahl "Arterien", die jeweils viele "Haargefäße" versorgen, mit Kühlmittel "durchblutet". Das flüssige Lithium kann dabei magnethydronamisch gepumpt werden, ohne bewegliche Teile. Wird ein Segel beschädigt, kann aus den relativ dünnen Gefäßen das Lithium nicht allzu schnell entweichen. Wird ein Druckabfall registriert, kann einfach die betroffene Arterie abgeschaltet werden, bis das Leck geflickt ist.
Trotzdem ist diese Technik natürlich nicht gerade beschußfest. Aber man kann wohl nicht alles haben.
Funktionalist:
Oh, sorry für den Eulenspiegel. Ich weiß nicht genau, warum ich alle möglichen Nutzer so antexte und ich habe es jetzt sofort korrigert. Man, ist mir das peinlich...Liegt wahrs. daran, dass ich direkt vorher ein post von Eulenspiegel gelesen habe. Mistmistmist.
@sich ändernde Wellenlänge bei FELs
OK, dann taugen die Linsen nichts, wenn sie nicht ebenfalls so veränderbar sind.
@Containergänge
Naja, die Gänge können ja weich sein und außen entlanglaufen.
@Umstecken Manövrierdüsen
Das ist ein sehr wichtiger Gegengrund.
Ich dachte kurz auch, dass es Sinn machen würde, Rettungsboote zu haben, dann viel mir wieder ein, dass man einfach das gefährliche Modul wegschießen kann und im größten und damit sichersten Teil des Schiffes auf REttung warten kann...
@Segelradiatoren
Ich mag die Idee. EIne Reperatur per Katheter stelle ich mir auch lustig vor. ;) Wahrscheinlich wäre es einfacher einen Flicken drauf zu setzen, aber die andere Variante braucht weniger Material und ist von Innen durchführbar...
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