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[SF: Redshift] Schiffsdesign und Technologie

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Feuersänger:
Gut, die Info mit der Frontpanzerung war zwar vor längerer Zeit schonmal da, aber natürlich kennt der Normaluser nicht den ganzen Thread auswendig. ;) Wie gesagt ist das Vorhandensein dieser Panzerung eigentlich notwendig und logisch, bedingt durch die hohe Reisegeschwindigkeit der Schiffe.

Übrigens ist das auch ganz interessant auszurechnen, wie dick diese Panzerung sein muss. Da sie vornehmlich gegen Impaktoren helfen muss, baut man sie am besten als Verbund- oder Schottpanzerung. Im Weltraumbereich haben wir sowas schon in Form von Whipple-Shields, die aber nur gegen Mikrometeoriten mit bis zu ca. 15km/s schützen müssen. Die Idee ist: der Kiesel kommt angeflogen, durchschlägt eine dünne äußere Schicht, wodurch bereits so viel Energie frei wird, dass der MM platzt. Die "Explosion" breitet sich entsprechend kegelförmig aus und verteilt so die Energie über eine wesentlich größere Fläche. Umso größer, je weiter der Abstand zwischen Whippleschild und Kernhülle ist.
Immerhin hat bereits ein 1g-Bröckchen bei "schlappen" 10km/s eine Energie von 50kJ -- das entspricht vermutlich so grob einem Schuss aus einer 20mm-Kanone.
Bei 250km/s hingegen hat dasselbe Kieselchen schon eine kinetische Energie von ca. 30MJ, das ist etwa das Dreifache eines Leo2-Schusses. Da ist also ohne Schottpanzerung nichts zu wollen. Aber wenn die äußere Schicht den Impaktor platzen lässt, und dann mit sagen wir mal 20cm Abstand die eigentliche Hülle den Blast abfängt, verteilt sich die Energie auf etwa rund 25kJ/cm² - und das lässt sich schon durch wenige cm Panzerung ganz gut abfangen.
Coilgun-Geschosse können zwar meinetwegen so konstruiert sein, dass sie sich nicht so leicht zerlegen - aber sie sind dann auch nur wenige Gramm schwer und werden mit einer relativen Geschwindigkeit von 10-15km/s auftreffen, sodass es schwer sein dürfte, damit durch eine meteoritensichere Frontpanzerung durchzukommen.

Ein Kriegsschiff müsste dagegen rundum starke Panzerung aufweisen, sowie weitaus stärkere Bordwaffen, und um diese Bordwaffen zu betreiben entsprechende Energiesysteme und Abwärmemanagement. Das sind erstens nicht zu unterschätzende technische Schwierigkeiten, zweitens wäre so ein Trumm auch teuer im Unterhalt, kann sich aber im Gegensatz zu einem Frachter nicht selbst bezahlt machen. Schlußendlich wären den Dimensionen von Kriegsschiffen sowieso enge Schranken gesetzt, wenn sie sprungfähig sein sollen -- weil ich ja festgelegt habe, dass es eine Massenobergrenze für Hyperraumsprünge gibt (im Bereich von ca. 3000 Tonnen).
Dies sind also alles so Gründe, warum es zumindest in der Settinggegenwart keine dedizierten Kriegsschiffe gibt.

Dark_Tigger:

--- Zitat von: Feuersänger am 25.03.2013 | 04:18 ---Coilgun-Geschosse können zwar meinetwegen so konstruiert sein, dass sie sich nicht so leicht zerlegen - aber sie sind dann auch nur wenige Gramm schwer und werden mit einer relativen Geschwindigkeit von 10-15km/s auftreffen, sodass es schwer sein dürfte, damit durch eine meteoritensichere Frontpanzerung durchzukommen.

--- Ende Zitat ---
Könnte man die Geschosse nicht so abfeuern das sie im kurzen abstand hintereinander einschlagen, so dass das zweite das Loch vom ersten nutzt?
Und wäre es nicht Sinnvoller bei Coilgun (heißt magnetischen Geschossen) mit Magnetfeldern für die Ablenkung zu arbeiten?

Yerho:

--- Zitat von: Dark_Tigger am 25.03.2013 | 09:14 ---Könnte man die Geschosse nicht so abfeuern das sie im kurzen abstand hintereinander einschlagen, so dass das zweite das Loch vom ersten nutzt?
--- Ende Zitat ---

Angesichts der Entfernungen und Geschwindigkeiten müssten die Geschosse schon verdammt schnell aufeinander folgen, um auch nur annähernd die selbe Stelle zu treffen.


--- Zitat ---Und wäre es nicht Sinnvoller bei Coilgun (heißt magnetischen Geschossen) mit Magnetfeldern für die Ablenkung zu arbeiten?
--- Ende Zitat ---

An sich schon, nur gibt es dabei eine massive Diskrepanz: Die Geschosse werden ein einem Magnetkanal über mehrere in Reihe geschaltete Felder beschleunigt. Diese Energie behält das Geschoss im Vakuum 1:1 bei. Ein Magnetschild müsste also so stark sein, dass er zig Geschosse auf etlichen Vektoren über ein diffuses Magnetfeld abbremst. Der Energieaufwand für so ein Feld wäre astronomisch und ich könnte gerade nicht einmal mit Sicherheit sagen, ob ein induziertes Feld dieser Stärke nicht mehr Schäden am Schiff (speziell an dessen Elektronik) abrichtet als die Geschosse.

Außerdem: Bei induktiven Coilguns sind die Geschosse selbst nicht magnetisch und selbst bei der ferromagnetischen Variante gäbe es sicher Mittel und Wege, Geschosse zu verwenden, die lediglich ferromagnetische Hüllen haben, während ihr Kern aus Materialien mit waffentechnischem Mehrwert (abereichertes Uran, Wolfram ...) besteht.

Ich verweise übrigens noch einmal auf die Variante, dass Weltraumgefechte nicht wie Seekriege bis zum frühen 20. Jahrhunderts geführt werden müssen. Wenn es mehr darum geht, unter dem Radar zu bleiben und beim Gegner Treffer zu landen, möglichst ohne sich selbst preiszugeben, wäre Gewicht von Panzerung kein Argument gegen die Existenz von Kriegsschiffen. Heutige Über- und Unterwasserschiffe setzen bekanntlich auch nicht auf Panzerung, sondern auf passiven und aktiven Ortungsschutz und Abwehr feindlicher Geschosse, während gleichzeitig überwiegend Lenkgeschosse eingesetzt werden. Draufholzen, bis der andere kaputt ist, gab's das letzte Mal im 2. Weltkrieg - und selbst dort nur deshalb, weil man noch maritime Altbestände verwertete.

Dark_Tigger:

--- Zitat ---An sich schon, nur gibt es dabei eine massive Diskrepanz: Die Geschosse werden ein einem Magnetkanal über mehrere in Reihe geschaltete Felder beschleunigt. Diese Energie behält das Geschoss im Vakuum 1:1 bei. Ein Magnetschild müsste also so stark sein, dass er zig Geschosse auf etlichen Vektoren über ein diffuses Magnetfeld abbremst. Der Energieaufwand für so ein Feld wäre astronomisch und ich könnte gerade nicht einmal mit Sicherheit sagen, ob ein induziertes Feld dieser Stärke nicht mehr Schäden am Schiff (speziell an dessen Elektronik) abrichtet als die Geschosse.
--- Ende Zitat ---
Es ging mir auch weniger um das Abbremsen als darum das Geschoss um ein paar Grad abzulengen. Dürfte (bei der Entfernung und Geschwindigkeit ;)) ja schon reichen damit es das Schiff gar nicht mehr trifft.

Feuersänger:

--- Zitat von: Fantomas am 25.03.2013 | 10:25 ---Außerdem: Bei induktiven Coilguns sind die Geschosse selbst nicht magnetisch und selbst bei der ferromagnetischen Variante gäbe es sicher Mittel und Wege, Geschosse zu verwenden, die lediglich ferromagnetische Hüllen haben, während ihr Kern aus Materialien mit waffentechnischem Mehrwert (abereichertes Uran, Wolfram ...) besteht.
--- Ende Zitat ---

Ich musste erstmal wieder nachvollziehen, was ich damals zu Coilguns recherchiert hatte, weil ich laut meinem Spreadsheet (zur Berechnung von Geschwindigkeit und Kadenz) offenbar von dichten Kernen und Hüllen mit niedriger Dichte ausgegangen bin. Der Punkt ist, dass die Hüllen supraleitend sein müssen, um auf interessante Werte zu kommen. Aber alle Supraleiter verlieren diese Eigenschaft, wenn sie warm werden, und beim Durchlaufen der Induktionsspulen werden sie auf jeden Fall wärmer.
Gesetzt den Fall, die Coilgun hat 98% Wirkungsgrad (realistisch), und von den 2% Abwärme gehen wiederum 2% auf das Projektil über (Schätzwert), und die Projektilhülle kann einen Temperaturunterschied von soundsoviel K vertragen. Daraus und aus der Masse und Wärmekapazität ergibt sich die Wärmetoleranz des Geschosses in Joule, und entsprechend die mögliche Geschossgeschwindigkeit.

Ein bißchen witzig ist daran, dass die Stärke des Magnetfelds "nur" die Baugröße beeinflusst, und die Leistung des Systems nur die Kadenz. Die einzige Möglichkeit, Projektile schneller zu machen ist, ihnen mehr Wärmetoleranz mitzugeben. "Mehr Power" bringt in dieser Hinsicht gar nichts. Theoretisch. In der Praxis wird die Baugröße dennoch der entscheidende Faktor sein.

Man würde jedenfalls idealerweise die Coilgun so konstruieren wollen, dass das Projektil exakt beim Verlassen der Mündung so aufgeheizt ist, dass es die Superkonduktivität verliert. Würde man da allerdings alles ausreizen, was die Supraleiter hergeben (die ja schon heute relativ warm werden dürfen), würde man eine mehrere Kilometer (!) lange Kanone benötigen. Das ist natürlich unpraktisch. Man wird also wohl eher möglichst billige Supraleiter verwenden und diese nur hauchdünn auftragen, weil man bereits mit 1K Temperaturunterschied eine Menge bewegen kann, im Wortsinn.

Um nun zu Tiggers Idee zu kommen: wenn das Geschoss nicht ferromagnetisch ist, lässt es sich auch nicht ablenken. Was in der Tat ein gutes Argument gegen ferromagnetische Geschosse ist. ;)

Man könnte allerdings verschiedene Munitionstypen verwenden, die sich v.a. im Material des Projektils unterscheiden. Beispielsweise Kupfer für hohe Geschwindigkeit, Blei für große Wucht bei niedrigstem Preis, Wolfram oder Uran für maximale Penetration.


--- Zitat ---Ich verweise übrigens noch einmal auf die Variante, dass Weltraumgefechte nicht wie Seekriege bis zum frühen 20. Jahrhunderts geführt werden müssen. Wenn es mehr darum geht, unter dem Radar zu bleiben und beim Gegner Treffer zu landen, möglichst ohne sich selbst preiszugeben, wäre Gewicht von Panzerung kein Argument gegen die Existenz von Kriegsschiffen. Heutige Über- und Unterwasserschiffe setzen bekanntlich auch nicht auf Panzerung, sondern auf passiven und aktiven Ortungsschutz und Abwehr feindlicher Geschosse, während gleichzeitig überwiegend Lenkgeschosse eingesetzt werden.
--- Ende Zitat ---

Da haben wir aber wieder das Problem, dass der Weltraum keinen Horizont hat und kein Unterwasser und es kein Stealth gibt. Lenkwaffen auf große Distanzen sind nur ein gefundenes Fressen für die Point Defense. Natürlich wäre es erfolgversprechend, sich unter falscher Flagge an sein Ziel anzupirschen und dann einen Überraschungsangriff zu führen -- aber das andere Schiff sieht dich ja die ganze Zeit annähern und wird sich schon seinen Teil denken, _warum_ du ihm jetzt unbedingt so nah auf die Pelle rücken willst. Die meisten Kriegslisten funktionieren halt nur ein oder wenige Male, ehe sie ausgelutscht sind. Dafür lohnt es sich nicht, auf dieser Prämisse eine Raummarine zu bauen. Diese Aufgaben können umgerüstete zivile Schiffe genauso gut erledigen, wenn nicht besser.

Die üblichen SF-Consim-Szenarien hingegen, die alles nur in Hinsicht auf militärische Effektivität ausloten, und irgendwie davon ausgehen dass beliebig hohe Budgets zur Verfügung stehen, devolvieren immer wieder zum gleichen "Bigger Hammer" Szenario. Größere Schiffe tragen größere Kanonen mit höherer Reichweite (v.a. Laser mit höherer Frequenz und stärkerer Bündelung) und haben dickere Panzerung, und können alle kleineren Schiffe abpflücken bevor diese ihnen gefährlich werden können. Es gewinnt immer die Seite mit der größeren Feuerkraft, quasi ein ideales Lanchester-Modell.

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