Ich habe mir mal Gedanken über mögliche Raumfahrt in der Zukunft gemacht und bin dabei auf einige Probleme gestoßen.
Im Weltraum braucht man sowohl zum beschleunigen als auch zum Abbremsen seinen Antriebsschub. Also wie positioniert man am besten seinen Antrieb?
Und fast noch wichtiger: Wohin mit der Abwärme des Schiffes?
Bei zivilen Schiffen ist das ganze kein Problem. Standardheckantrieb und möglichst große Radiatoren zur Wärmeabstrahlung. Das Schiff beschleunigt konstant bis zur Hälfte der Strecke (am besten mit 1g), wendet dann und bremst mit der selben Leistung bis zum Ziel ab. Auf diese Weise hat das Schiff während der Flugzeit (mit Ausnahme des Momentes in dem es wendet) sogar künstliche Schwerkraft.
Bei Kriegsschiffen sieht die Sache allerdings anders aus. Beim Angriff auf Ziele in einem Planetenorbit (was wahrscheinlich häufiger vorkommen wird als Gefechte im freien Raum) möchte ich meinem Gegner nicht das Heck zuwenden, da man aufgrund des Platzes den der Antrieb verbraucht dort weniger Waffen unterbringen kann und ein Treffer, das Schiff gegen den Planeten knallen lässt, da ein Abbremsen nicht mehr möglich ist. Auch sind große Radiatoren keine gute Idee (obwohl sie die beste Art der Wärmeabstrahlung darstellen). Diese sind nämlich verdammt große und verwundbare Ziele. So könnte man selbst das mächstigste Schlachtschiff mit wenigen Treffern außer Gefecht setzen, da es, wenn die Radiatoren zerstört sind, seine Systeme komplett herunterfahren muss, also wehrlos im All treibt.
Der Einbau eines zusätzlichen Frontantriebes ist nicht wirklich sinnvoll, da dieser trotz des Vorteils der nun bestehenden Redundanz einfach zu viel Platz braucht und das Problem nicht löst.
Ich habe hier 2 mögliche Antriebskonzepte die diese Wende beim Zielanflug vermeiden können:
1. Das Antriebssystem ist so gebaut, dass der Antriebsstrahl mittels Schubdüsen in alle Richtungen gelenkt werden kann. Die besten Beispiele sind hier wohl der Starfury Jäger aus Babylon 5, die Kugelschiffe aus Perry Rhodan und die Raumschiffe aus Starship Troopers.
Vorteile:
- Es besteht hier eine große Redundanz. Ein einzelner Treffer in den Antrieb schwächt nur die Leistung
- man kann den Hauptantrieb zum Steuern verwenden. Es werden also keine Steuerdüsen benötigt und man erreicht mühelos die maximal mögliche Wendigkeit, die Schiff und Besatzung aushalten.
-Das Heck des Schiffes kann genauso bewaffnet werden wie der Bug
Nachteile:
-Der Antrieb ist stark exponiert, da er in externen Gondeln oder einem Antriebsring um das Schiff herum mitgeführt werden muss. Dem Feind ist es also möglich den Antrieb zu beschädigen, egal aus welcher Richtung er angreift (von Vorne oder hinten kann er ihn sogar ganz zerstörten). Aufgrund der Redundanz braucht er dazu aber mehrere Treffer, wodurch der Nachteil teilweise revidiert wird.
-Was am Heck an zusätzlichem Platz für Waffen anfällt, fehlt in den Breitseiten. Der Nachteil ist aber auch hier nicht allzu groß, da ein Schiff mit Heckantrieb nach hinten wehrlos ist und sich so in alle Richtungen verteidigen kann.
Hier 2 Beispiele:
1. Thunderbolt-Starfury beim Abbremsen (B5)
2. Perry Rhodan Kugelraumer
2. Man benutzt einen Heckantrieb der aber mit zusätzlichen Klappen oder Blenden ausgestattet ist, auf welche der Antriebsstrahl beim Abbremsen trifft und die ihn so schräg nach vorne umleiten.
Vorteile:
-billigeres System
-Antrieb weniger exponiert und angreifbar
- mehr Platz in den Breitseiten
Nachteile:
-Verzögerung ist geringer als Beschleunigung. Was sich durch mehr Antriebsleistung aber ausgleichen lässt da ein Schiff wohl selten dauerhaft mit dem maximal möglichen beschleunigt, wodurch aber der Spritverbrauch und die Abwärme stark ansteigen.
-Hoher Verschleiß der Blenden (der Antriebsstrahl trifft direkt auf sie). Dieser lässt sich dadurch verringern, dass sie nur bei entsprechenden Situationen benutzt werden und das Schiff bei normalen Flügen wie Zivilschiffe wendet.
-geringere Redundanz (ein Treffer ins Heck und weg ist der Antrieb)
-Schiff beim Angriff von hinten verwundbarer (weniger Heck- als Bugbewaffnung)
Als Beispiel wie ich mir das Vorstelle ein Bild einer Hyperion-Variante von efni.org (B5-Schiff):
Ich persönlich würde die Heckklappenvariante bei kleineren Schiffen wählen, da der Verschleiß bei ihrer kürzeren Einsatzdauer (im Vergleich zu großen Schiffen) weniger ins Gewicht fällt und sie aufgrund ihrer geringen Größe wendiger sind (sie haben beim Wenden mit geringeren G-Kräften zu kämpfen als große Schiffe) und so dass verwundbare Heck besser vom Feind wegdrehen können.
Bei großen Schiffen würde ich die Schubdüsenvariante wählen, da so auch das Heck stark bewaffnet werden kann (Rundumverteidigung aufgrund der geringeren Wendigkeit), der Verschleiß geringer ist, größere Redundanzen als bei kleinen Schiffen möglich sind und die Zahl der Steuerdüsen stark verringert werden kann (oder die bestehenden verkleinert), da der Antrieb schon die maximal mögliche Wendigkeit aus dem Schiff heraus holt.
Kommen wir nun zur Abwärme. Das einzige mir bekannte SF-Universum in dem wirklich auf das Thema eingegangen wird, ist Mass Effect.
Wie schon erwähnt sind große Radiatoren aufgrund ihrer Verwundbarkeit eher suboptimal bei Kriegsschiffen. Hier ist es viel schwieriger ein Ersatzkonzept für die zivile Variante zu finden wie bei den Antrieben.
In Mass Effect gibt es dabei einige interessante Ansätze. An unwichtigen Stellen zwischen der Panzerung befinden sich Keramikstreifen, welche zur Wärmeabgabe benutzt werden (auf einem Wärmebild sehen sie aus wie Tigerstreifen, welche ein Erkennungsmerkmal für Kriegsschiffe sind da zivile Schiffe Radiatoren nutzen). Dieses System gibt im selben Zeitraum viel weniger Wärme ab als ein Radiator ist dafür aber weniger verwundbar.
Das Tarnsystem der Normandy beruht darauf, dass überschüssige Hitze in Wärmespeicher geleitet wird, statt über die Außenhülle abgegeben zu werden (Jedes Schiff lässt sich durch seine Abwärme auf große Entfernung orten). Natürlich funktioniert das nur eine Zeit lang, da die Wärmespeicher irgendwann voll sind.
Eine Kombination der beiden währe sinnvoll. So sollten die Streifen bei geringer Belastung reichen. Sollte das Schiff mehr Wärme produzieren, als diese ableiten können, wird diese in die Wärmespeicher geleitet. So können zeitweilige Überlasten abgefangen werden. Bei mittlerer Belastung, muss das Schiff allerdings immer mal wieder alle energieintensiven Systeme (hauptsächlich Antrieb) abschalten um die Speicher leeren zu können. Das sollte für den Standardgebrauch reichen. Aber gegen die gewaltige Wärmeentwicklung von Waffen bei einem Gefecht kommt es nicht an.
Auch hier gibt es aus Mass Effect ein Konzept. In Gefechten wird die Abwärme benutzt um Lithium zu erhitzen. Dieses wird dann als sehr feines Spray ins All geblasen (durch die feine Verteilung hat es eine große Oberfläche und kann so recht schnell seine Wärme abgeben) und am Heck wieder eingesammelt.
Ob das mit dem Einsammeln so gut funktioniert sei mal dahin gestellt. Aber selbst ohne Einsammeln ist es eine gute Idee. In Gefechten einfach, die Abwärme nutzen um eine Flüssigkeit zu erhitzen die bei hohen Temperaturen erst verdampft und diesen Dampf und damit die Hitze ins All zu lassen. Natürlich würde es nur in Situationen wie Gefechten genutzt werden, da man das Zeug immer wieder nachfüllen muss.
Dies Konzepte werden die Abwärme zwar nicht vollständig abfangen können aber immerhin so stark, dass eine längere Gefechtsdauer möglich ist, bevor man den Kampf abbrechen und sich zurückziehen muss um die überschüssige Hitze abzugeben.
Für Kritik, Anregungen und Bemerkungen, am besten noch eigene Konzepte währe ich sehr dankbar.
Im Weltraum braucht man sowohl zum beschleunigen als auch zum Abbremsen seinen Antriebsschub. Also wie positioniert man am besten seinen Antrieb?
Und fast noch wichtiger: Wohin mit der Abwärme des Schiffes?
Bei zivilen Schiffen ist das ganze kein Problem. Standardheckantrieb und möglichst große Radiatoren zur Wärmeabstrahlung. Das Schiff beschleunigt konstant bis zur Hälfte der Strecke (am besten mit 1g), wendet dann und bremst mit der selben Leistung bis zum Ziel ab. Auf diese Weise hat das Schiff während der Flugzeit (mit Ausnahme des Momentes in dem es wendet) sogar künstliche Schwerkraft.
Bei Kriegsschiffen sieht die Sache allerdings anders aus. Beim Angriff auf Ziele in einem Planetenorbit (was wahrscheinlich häufiger vorkommen wird als Gefechte im freien Raum) möchte ich meinem Gegner nicht das Heck zuwenden, da man aufgrund des Platzes den der Antrieb verbraucht dort weniger Waffen unterbringen kann und ein Treffer, das Schiff gegen den Planeten knallen lässt, da ein Abbremsen nicht mehr möglich ist. Auch sind große Radiatoren keine gute Idee (obwohl sie die beste Art der Wärmeabstrahlung darstellen). Diese sind nämlich verdammt große und verwundbare Ziele. So könnte man selbst das mächstigste Schlachtschiff mit wenigen Treffern außer Gefecht setzen, da es, wenn die Radiatoren zerstört sind, seine Systeme komplett herunterfahren muss, also wehrlos im All treibt.
Der Einbau eines zusätzlichen Frontantriebes ist nicht wirklich sinnvoll, da dieser trotz des Vorteils der nun bestehenden Redundanz einfach zu viel Platz braucht und das Problem nicht löst.
Ich habe hier 2 mögliche Antriebskonzepte die diese Wende beim Zielanflug vermeiden können:
1. Das Antriebssystem ist so gebaut, dass der Antriebsstrahl mittels Schubdüsen in alle Richtungen gelenkt werden kann. Die besten Beispiele sind hier wohl der Starfury Jäger aus Babylon 5, die Kugelschiffe aus Perry Rhodan und die Raumschiffe aus Starship Troopers.
Vorteile:
- Es besteht hier eine große Redundanz. Ein einzelner Treffer in den Antrieb schwächt nur die Leistung
- man kann den Hauptantrieb zum Steuern verwenden. Es werden also keine Steuerdüsen benötigt und man erreicht mühelos die maximal mögliche Wendigkeit, die Schiff und Besatzung aushalten.
-Das Heck des Schiffes kann genauso bewaffnet werden wie der Bug
Nachteile:
-Der Antrieb ist stark exponiert, da er in externen Gondeln oder einem Antriebsring um das Schiff herum mitgeführt werden muss. Dem Feind ist es also möglich den Antrieb zu beschädigen, egal aus welcher Richtung er angreift (von Vorne oder hinten kann er ihn sogar ganz zerstörten). Aufgrund der Redundanz braucht er dazu aber mehrere Treffer, wodurch der Nachteil teilweise revidiert wird.
-Was am Heck an zusätzlichem Platz für Waffen anfällt, fehlt in den Breitseiten. Der Nachteil ist aber auch hier nicht allzu groß, da ein Schiff mit Heckantrieb nach hinten wehrlos ist und sich so in alle Richtungen verteidigen kann.
Hier 2 Beispiele:
1. Thunderbolt-Starfury beim Abbremsen (B5)
2. Perry Rhodan Kugelraumer
2. Man benutzt einen Heckantrieb der aber mit zusätzlichen Klappen oder Blenden ausgestattet ist, auf welche der Antriebsstrahl beim Abbremsen trifft und die ihn so schräg nach vorne umleiten.
Vorteile:
-billigeres System
-Antrieb weniger exponiert und angreifbar
- mehr Platz in den Breitseiten
Nachteile:
-Verzögerung ist geringer als Beschleunigung. Was sich durch mehr Antriebsleistung aber ausgleichen lässt da ein Schiff wohl selten dauerhaft mit dem maximal möglichen beschleunigt, wodurch aber der Spritverbrauch und die Abwärme stark ansteigen.
-Hoher Verschleiß der Blenden (der Antriebsstrahl trifft direkt auf sie). Dieser lässt sich dadurch verringern, dass sie nur bei entsprechenden Situationen benutzt werden und das Schiff bei normalen Flügen wie Zivilschiffe wendet.
-geringere Redundanz (ein Treffer ins Heck und weg ist der Antrieb)
-Schiff beim Angriff von hinten verwundbarer (weniger Heck- als Bugbewaffnung)
Als Beispiel wie ich mir das Vorstelle ein Bild einer Hyperion-Variante von efni.org (B5-Schiff):
Ich persönlich würde die Heckklappenvariante bei kleineren Schiffen wählen, da der Verschleiß bei ihrer kürzeren Einsatzdauer (im Vergleich zu großen Schiffen) weniger ins Gewicht fällt und sie aufgrund ihrer geringen Größe wendiger sind (sie haben beim Wenden mit geringeren G-Kräften zu kämpfen als große Schiffe) und so dass verwundbare Heck besser vom Feind wegdrehen können.
Bei großen Schiffen würde ich die Schubdüsenvariante wählen, da so auch das Heck stark bewaffnet werden kann (Rundumverteidigung aufgrund der geringeren Wendigkeit), der Verschleiß geringer ist, größere Redundanzen als bei kleinen Schiffen möglich sind und die Zahl der Steuerdüsen stark verringert werden kann (oder die bestehenden verkleinert), da der Antrieb schon die maximal mögliche Wendigkeit aus dem Schiff heraus holt.
Kommen wir nun zur Abwärme. Das einzige mir bekannte SF-Universum in dem wirklich auf das Thema eingegangen wird, ist Mass Effect.
Wie schon erwähnt sind große Radiatoren aufgrund ihrer Verwundbarkeit eher suboptimal bei Kriegsschiffen. Hier ist es viel schwieriger ein Ersatzkonzept für die zivile Variante zu finden wie bei den Antrieben.
In Mass Effect gibt es dabei einige interessante Ansätze. An unwichtigen Stellen zwischen der Panzerung befinden sich Keramikstreifen, welche zur Wärmeabgabe benutzt werden (auf einem Wärmebild sehen sie aus wie Tigerstreifen, welche ein Erkennungsmerkmal für Kriegsschiffe sind da zivile Schiffe Radiatoren nutzen). Dieses System gibt im selben Zeitraum viel weniger Wärme ab als ein Radiator ist dafür aber weniger verwundbar.
Das Tarnsystem der Normandy beruht darauf, dass überschüssige Hitze in Wärmespeicher geleitet wird, statt über die Außenhülle abgegeben zu werden (Jedes Schiff lässt sich durch seine Abwärme auf große Entfernung orten). Natürlich funktioniert das nur eine Zeit lang, da die Wärmespeicher irgendwann voll sind.
Eine Kombination der beiden währe sinnvoll. So sollten die Streifen bei geringer Belastung reichen. Sollte das Schiff mehr Wärme produzieren, als diese ableiten können, wird diese in die Wärmespeicher geleitet. So können zeitweilige Überlasten abgefangen werden. Bei mittlerer Belastung, muss das Schiff allerdings immer mal wieder alle energieintensiven Systeme (hauptsächlich Antrieb) abschalten um die Speicher leeren zu können. Das sollte für den Standardgebrauch reichen. Aber gegen die gewaltige Wärmeentwicklung von Waffen bei einem Gefecht kommt es nicht an.
Auch hier gibt es aus Mass Effect ein Konzept. In Gefechten wird die Abwärme benutzt um Lithium zu erhitzen. Dieses wird dann als sehr feines Spray ins All geblasen (durch die feine Verteilung hat es eine große Oberfläche und kann so recht schnell seine Wärme abgeben) und am Heck wieder eingesammelt.
Ob das mit dem Einsammeln so gut funktioniert sei mal dahin gestellt. Aber selbst ohne Einsammeln ist es eine gute Idee. In Gefechten einfach, die Abwärme nutzen um eine Flüssigkeit zu erhitzen die bei hohen Temperaturen erst verdampft und diesen Dampf und damit die Hitze ins All zu lassen. Natürlich würde es nur in Situationen wie Gefechten genutzt werden, da man das Zeug immer wieder nachfüllen muss.
Dies Konzepte werden die Abwärme zwar nicht vollständig abfangen können aber immerhin so stark, dass eine längere Gefechtsdauer möglich ist, bevor man den Kampf abbrechen und sich zurückziehen muss um die überschüssige Hitze abzugeben.
Für Kritik, Anregungen und Bemerkungen, am besten noch eigene Konzepte währe ich sehr dankbar.
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