Техноересь

Давайте рассмотрим простую ситуацию — на орбите планеты находится имперский крейсер типа "Лунный". А к планете приближаются рейдеры эльдар.

Для крейсера типа "Лунный" известно довольно много.

Длина — 5 км = 5000 м.

Масса — 28 мегатонн = 28 млрд кг = 28Е9 кг

Предельное ускорение — 2,5g

Бронирование — 10 метров адамантия. В среднем. На носу толще, на корме нет совсем...

И сразу появляется интересность.

Предположим по рисунку размеры бронекорпуса.

При длине 5 км высота и ширина бронекорпуса составит около 1 км. Итого у нас есть коробка в габаритах 5*1*1 км из десятиметрового адамантия.

Четыре бронеплиты 5000*1000*10 и одна 1000*1000*20. Всего 220 миллионов кубометров. Допустим, плотность адамантия такая же, как у стали — 8 тонн на кубометр. Можно округлить до десяти. Итого 2,2 миллиарда тонн брони. Ой. Да ведь весь корабль весит 28 миллионов тонн. Наверное, они ошиблись. На три порядка. 28 миллиардов тонн. Тогда бронекорпус составит меньше 10 процентов массы покоя корабля. Можно жить.

Ну, или они просто отмасштабировали размеры вверх. В кубический корень из 1000 = 10 раз. Потому как для такой массы бронекорпус крейсера должен быть 500 метров длины и по сто метров в ширину и высоту. Мелковат. Опустим этот вариант.

Что ещё. Как он может двигаться и стрелять.

Во-первых — двигатели, которые работают ещё и источниками энергии.

Плазменные... Ну больше всего это похоже на двухконтурные ТЯРД.

Первый контур активный энергетический, с идущей реакцией D-D или D-He3, второй — многорежимный (тяговый/энергетический/аккумуляторный) с плазменной рабочей средой.

Тяга маршевых двигателей до 28Е12*2,5*9,8 = 6,86Е14 Н = 686 тераньютон.

Мощность маршевых двигателей 1,37 петаватт (1,37Е15 ватт). В тяговом режиме продукты реакции и плазма истекают из сопел, создавая тягу, в энергетическом плазма проходит через МГД-генераторы, передавая энергию в сеть.

Объём плазмы активной зоны — 27500000 м3.

Расход топлива — около тысячи тонн дейтерия в день.

Температура радиаторов до 3000К, площадь радиаторов маршевых двигателей 300 миллионов м2. Что там у нас сияет на кораблях Империума? Вот это и есть радиаторы.

Фотонная тяга от радиаторов до 9800000 Н, ускорение(если все светят в одном направлении) до 0,3 мм/с2.

Предельная скорость поворота корабля (определяется предельным ускорением):

тангаж и рысканье — 0.62 градуса в секунду

крен — 1,39 градусов в секунду

Предельная тяга маневровых двигателей

тангаж и рысканье — 74 тераньютона

крен — 23 тераньютона

Максимальная скорость поворота достигается за одну секунду на полной тяге с боковой перегрузкой 2,5g. Нормальная тяга маневровых двигателей — 30 и 9 тераньютонов соответственно, на набор максимальной скорости уходит 2,5 секунды, боковая перегрузка достигает 1 g.

Мощность маневровых плазменных двигателей 15 тераватт.

Расход топлива до 15 тонн в день.

(1,37 ПВт — 250 килотонн ТНТ в потоке частиц, 15 ТВт — 4 килотонны ТНТ. С хвоста лучше не подходить.)

Правда, много красивых и интересных чисел? Одно плохо, формул нет. Но здесь в основном физика 7 класс.

Жаль, по варп-двигателю данных мало. Но учитывая, что для его активации двигатели переходят в энергетический режим и ещё и накопители в расход идут — довольно много он энергии требует. Более петаватта в секунду на много секунд. А скорее — больше десяти. А в сумме эксаджоули, не меньше.

Ну и напоследок оружие крейсера. Макропушки, плазмопушки, лэнсы, Нова и всякие там торпеды. Авиацию опускаем.

Текст с картинками

Макропушка — хорошее слово для обозначения гаусс-пушки.

Запускают килотонные снаряды — масса снаряда 1000 тонн.

Нельзя не отметить упомянутый в наличии эффект массы, гасящий инерцию и позволяющий значительно более сильный разгон снаряда. Правда, более сильный... Что это значит? Ну, пусть будет 100 км/с. А без эффекта на всего двух катушках (см. график на картинке, момент выстрела, справа посередине) — 10, на таком наборе даже с офигенным количеством вложенной энергии многого не получить. Энергия не ускоренного масс-эффектом снаряда — 1000 000 кг * 10 000 м/с * 10 000 / 2 = 5Е13 Дж. Оно же — 12 с хвостом килотонн в снаряде. С ускорением — плюс два нуля — 5Е15 Дж. Одна с четвертью мегатонна. Даже с учетом совершенно лажового КПД двухкатушечного разгонника — максимум сто килотонн(4Е15) на выстрел. Нормально. То есть пипец как много, но сойдёт. Не непрерывно же стреляем. Плюс некие затраты на эффект массы... Но их пока даже считать непонятно как.

Плазменные пушки — тоже электромагнитный разгонник, гауссовка или, похоже, рейлган. Т.к. снаряд не твёрдый, а из плазмы, рельсой его разгонять удобнее. Основное отличие, как объясняется, в том, что плазма жжот. Это, конечно, так... Но кинетический снаряд на скорости в 100 км/с тоже жжот, до аж термоядерной реакции в месте импакта... Ну, плазма ещё может быть хорошим накопителем электроэнергии. Или бронебойным колпачком для кинетического снаряда на космических скоростях — ну, чтоб было понятно, смазкой для пенетратора.

Но в любом случае, от кинетической макропушки плазменные отличаются только видом снаряда.

Нова, как видится, подвид плазмопушки. Только суровей — её снаряды не просто могут запустить термояд в месте контакта(обычно-то там реагировать нечему, откуда на обшивке и броне дейтерий с тритием?), они его реально запускают. И, получается, снаряд Новы несёт термоядерный или, может, аннигиляционный заряд на гигатонну и выше (4Е18 джоулей). Это вдобавок к тому, что снаряд Новы имеет значительно выше скорость, чем снаряды кинетических макропушек. Допустим — в 4 раза.

Лазеры особого пояснения не требуют, кроме упоминания того факта, что их мощность достигает тераватт — ну или килотонн в луче.

А лэнсы, как мне и не только мне кажется, есть ускорители частиц. Пучковые орудия. Здесь трэша особого нет, кроме очередного подсчёта, на этот раз, бронепроникаемости. Тяжелые заряженные частицы выделяют максимум своей энергии внутри вещества — и чем быстрее они летят, тем глубже. А чем они тяжелее — тем более прям их путь.

Про альфа-частицы и их пробег

В общем, лэнсы выдают могучий пучок релятивистских альфа-частиц. А какова же их энергия?

Нашим частицам нужно пройти десять метров адамантия — пусть под этим громким названием, как и прежде, скрывается чугуний. Ну и там, под бронёй, выдать наружу свою энергию...

Пробег альфа-частицы в воздухе (в сантиметрах) считаем по формуле (из ссылки)

R0 = 0,316 * Энергия_альфа-частицы_в_МэВ^(3/2)

Пробег в веществе — R = R0 * (плотность_воздуха / плотность_адамантия) * (атомный_вес_адамантия/атомный_вес_воздуха)^(1/2)

R у нас должен быть равен хотя бы 10 метрам.

1000 = 0,316 * Э^(3/2) * (1,2/10000) * (56/14,4)^(1/2)

Мне что-то лень стало выводить расчётную формулу, так что я вставил это в эксель и подобрал правильный ответ. Получилось примерно 56500 МэВ или 56,5 ГэВ. С точностью до 15%.

При такой энергии альфа-частицы её скорость составляет... (опускаем страницу расчётов, формула отсюда последняя http://vedy.by/Vedy/Home/PartitionView/17274 ) примерно 0.9962 от световой.

И при такой скорости одна частица — это немного. 9 наноджоулей.

А нам нужно много. Хотя бы 4 петаджоуля, мегатонну. Т.е. 4*1Е15*1Е9... 4Е24 частиц. 4Е24/6Е23 = 6,66 молей гелия. 4 грамма на моль. 6,66*0,004 = 0,02664 килограмма гелия. Не так уж много, правда?

И энергии он потребляет немного. Даже с очень низким КПД на выстрел нужно всего в сто раз больше энергии, чем получится от выстрела. Т.е. 100 мегатонн.

Отличная же вещь, правда?

Торпеды же... То есть ракеты. Могут быть разные, разнообразные, и о них говорить я не хочу.

Аналогично — о гиперфизике варп-привода, полей Геллера и пустотных щитов. И эффект массы туда же. Они работают, они тратят энергию... И пожалуй всё. Даже не посчитать.

А теперь давайте посмотрим на эльдар. Там придраться к числам и концепции уже сложнее, но тоже можно.

И сразу же — двигатели.

ЛОР говорит нам, что чрезвычайно шустрые и маневренные корабли эльдар оснащены гигантскими световыми парусами.

Фрегат “Осколок Рассвета” для примера.

Как-то они маловаты для гигантских. Ведь давление солнечного света около Земли создаёт толкающую силу в 9 микроньютонов на квадратный метр паруса — а мощность солнечного света у Земли составляет 1367 ватт на тот же квадратный метр. Или 1 микроньютон тяги на 150 ватт, приложенных ко все тому же квадратному метру.

То есть чтобы ускориться на 1 метр в секунду, паруснику, допустим, массой в тысячу тонн с парусами как на рисунке — положим им целый километр площади — у Земли придется стоять хвостом к солнцу ... 9 микроньютон на миллион квадратных метров=9 ньютон. MdV=FdT, dT=MdV/F, или миллион кг поделить на 9(округлим) 10 ньютон. 100 000 секунд. Ну или где-то трое суток.

Ну да ладно. Главный нюанс светопаруса в том, что он действительно самый быстрый досветовой движитель. На нем можно разогнаться до половины световой — вот только маневрировать практически невозможно. Да и для разгона нужен очень мощный источник света. Даже для разгона крохотульки размером с истребитель в тысячу тонн массы, имеющей парус в квадратный километр, с ускорением, как у вышеописанного Имперского крейсера, нужно загнать в паруса примерно...

1 000 000 кг * 25 м/с2 (это 2,5g) = 25 млн ньютон. 25 Меганьютон. 25 МН / 9 ньютон ~= 3 миллиона *150 ватт = 450 миллионов ватт(мегаватт) на каждый кв.метр паруса или 450 триллионов ватт на весь километровый парус. 450 тераватт=45Е13 ватт для истребителя. Петаватты — ещё в тысячу раз больше, 45Е16 ватт — для кораблей. Для упомянутого фрегата “Осколок Рассвета” — 18Е17 ватт.

Конечно, в лоре указано, что эльдары владеют эффектом массы наподобие того, который помогает имперцам разгонять их снаряды, и это наверное их спасает.

Но в любом случае рейд эльдар — это очень быстрый пролёт мимо противника, за который нужно нанести урон. И на таких скоростях это очень просто — высыпать за борт горсточку дроби, ведь каждая 10-граммовая дробинка сработает как 150-килотонный термоядерный заряд, и улетать с гиканьем под фейерверк.

Но есть два нюанса. Первый — в такого налетчика даже стрелять не надо, вывесить перед ним икону с Императором — даже не на адамантии, можно просто на бумаге — и они взаимно аннигилируют, испуская святой свет. Второй — в лоре главным калибром эльдар указаны лазеры...

Стоп. Мощные лазеры. И паруса, которым нужен источник света...

Я понял! Лазеры — не главный калибр! Это вторая половина движителя!

Мало того, настолько мощный лазер работает и как фотонный двигатель! Им же можно и себя разогнать, и товарища сзади вперёд подтолкнуть!...

Фу блин. Ох уж эти эльдары. Готовые в любой момент подогреть товарищу зад главным калибром. Или сами получить по лучу от всех товарищей вокруг... Извращенцы, залюби их Слаанеш.

Но общую картину налёта это не меняет. Разгон друг друга где-то за краем карты. Налет с огневым контактом, в процессе которого можно увернуться от выставленных мин, если тебя подтолкнет товарищ или ты сам главным калибром пыхнешь. И улетание в закат.

Как-то так. Ну, или без улетания — можно же, наверное, и полностью оттормозиться главным калибром. Естесно, чтобы лучи не пожгли чего нужного, их лучше упирать в кого-нибудь ненужного.

Вообще даже разумно — это имперцам двигатели нужны, чтобы немного орбиту менять, а даже до Луны им удобнее и быстрее варп-переход совершить. А вот эльдарам порталы выхода и входа из Паутины в каком угодно месте не воткнуть. И потому нужен был шустрый способ перелёта в обычном пространстве... А привод, увеличивающий свой КПД с ростом скорости, в классической физике один — светопарус.

Который, кстати, у эльдар и приёмником может работать. Чтобы энергия зря не терялась, подзаряжая “мишени”.

А вот откуда она у них берётся — вопрос. Это не вполне себе понятный термояд Империума. Впрочем, эльдар — псионики. Возможно, их корабли питает аргент-плазма, создающаяся мышлением экипажа... Не знаю.

Дополнительно. Лучи и паруса могут быть не лазерными(ЛОР темнит). Что не меняет идею и концепцию, но тяга может быть сильно отличающейся. Т.е. например, на малых скоростях они друг друга плазмой(скорость истечения в 100 и более раз меньше, а тяга соответственно выше), а после нескольких процентов от световой — уже чисто лазерами...

...В ЛОРе всё ещё страннее.

На скриншоте видно, что корабль эльдар таки имеет и обычные реактивные двигатели. С обычным таким фиолетовым выхлопом.

Ну и хорошо. Для малых скоростей пусть будут. Я не против)

Собственно, теперь уже можно представить, как выглядит нападение эльдар с точки зрения имперского флота — и что будет делать крейсер типа Лунный.

Во-первых, он их всё-таки может засечь — свет все равно идёт быстрее. И, во-вторых, эльдары пусть летят именно к нему. Этакое нападение.

Задача крейсера — распихать снаряды и потоки частиц так, чтобы корабли эльдар а)нарвались сами и б)не сумели достаточно сильно врезать крейсеру.

Задачи эльдар, соответственно, вломить и удрать.

Один, соответственно, выводит снаряды и лучи навстречу — а другие выворачиваются и тоже... Ведут огонь. То друг по другу, смещаясь и корректируя курс, то по цели...

Ну а дальше — у кого что получится.

Такие дела.