ENG Новый сайт

Расширенный поиск

[ Новые сообщения · Пользователи · Правила ]
Страница 2 из 24«12342324»
Форум » SpaceEngine » Геймплей » Физика космического полёта
Физика космического полёта
SHWДата: Пятница, 06.05.2011, 14:24 | Сообщение # 16
Строитель Миров
Группа: Команда SE
Нидерланды
Сообщений: 618
Награды: 10
Статус: Offline
Quote (kimitsu42)
Не могли бы вы оценить порядок энергий необходимых для: - полета между планетами - 10 парсеков ?

Всё зависит от конкретных планет и парсек (начальной и конечной точки).
Например, если корабль находится на орбите Солнца на расстоянии в 1 а.е., то чтобы его покинуть навсегда (на любое расстояние в пределах эквипотенциальной поверхности относительно галактики), нужно затратить ~885 МДж энергии на каждый килограмм корабля.
Для сравнения, энергия, выделяющаяся при термоядерном синтезе Дейтерий + Гелий 3 ~350 ТДж на килограмм, то есть почти в миллион раз больше.
Формула потенциальной энергии двух тел: -G*M*m/r. надо суммировать по всем телам, находящимся на достаточном расстоянии для взаимодействия (упрощённо - галактика, ближайшая звезда, ближайшая планета, спутник и т.д.)


Win7 Pro x64
Intel Core2Quad 2.5GHz 4GiB RAM
NVidia GForce 9800 1 GiB
Delta_QДата: Пятница, 06.05.2011, 15:01 | Сообщение # 17
Исследователь
Группа: Разработчики
Российская Федерация
Сообщений: 207
Награды: 1
Статус: Offline
Дело в том, что при включении силовой установки (СУ) которая действует не во все стороны, а в заданном направлении. Мы получаем возможность прыгать тока в ту сторону куда направленно воздействие СУ. Также стоит учитывать что во время активации СУ мы движемся не относительно планеты или звезды, а относительно пространства (ведь мы создаём перепад давления именно в пространстве). В результате этого нас не интересует боковые и сторонние скорости не совпадающие вектору прыжка начинают стремятся к нулю по мере входа в зону воздействия СУ.
Процесс входа в режим прыжка не мгновенный а плавный поэтому и скорости нарастают и гасятся не мгновенно. (то что и видите в движке при использовании клавиши "g"). Перегрузок экипаж при таком прыжке не испытывает т.к. СУ создавая узконаправленный воздействие вокруг корабля формирует обратно пропорциональное воздействию разряженность.

Поэтому прыжок с планеты может привести к гибели объекта совершающего прыжок . Если окажется что направление воздействия СУ не соответствует векторам движения.
Также по этой причине и выход из прыжка производится с упреждением. иначе есть шанс гибели при слишком близком выходе возле массивного тела.

З.Ы. Может как нить графически я попробую это продемонстрировать для большего понимания.


Win7 x64
Intel i7 [email protected], RAM 12.0GB
GeForce 560Ti 1024MB
_____________________
In nomine patris, et filii, et spiritus sanctis.
SpaceEngineerДата: Пятница, 06.05.2011, 19:25 | Сообщение # 18
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Quote (Digit1990)
Не могли бы вы оценить порядок энергий необходимых для: - полета между планетами - 10 парсеков

Рассмотрим полёт Земля-Марс, чисто разница механических энергий между начальной и конечной точками.
Энергия на поверхности Земли (вращением Земли приенебрежем):

Eз = Eк + Eп = m*Vз*Vз/2 - G*Mз*m/Rз - G*Mс*m/Aз.

m - масса корабля
Vз - орбитальная скорость Земли
G - грав. постоянная
Mз - масса Земли
Rз - радиус Земли
Mс - масса Солнца
Aз - радиус земной орбиты

Аналогично для Марса:

Eм = Eк + Eп = m*Vм*Vм/2 - G*Mм*m/Rм - G*Mс*m/Aм.

Разность:

Ем-Ез = m * (Vм*Vм/2 - Vз*Vз/2 - G*(Mм/Rм - Mз/Rз + Mс/Aм - Mс/Aз)) = m * 2.02406 * 10^8

Пусть масса корабля 1000 тонн, тогда

Ем-Ез = 2.02406 * 10^14 Дж = 202 тераджоулей (Если ничего не напутал).
Из них -152 тераджоулей это разность кинетических энергий и +355 тераджоулей разность потенциальных.

Соответственно, прыжок с Марса на Землю приведет к выделению такой же энергии, которая перейдёт в кинетическю:
v = sqrt(2*E/m) = 20.12 км/с - с такой скоростью выйдет корабль из прыжка у поверхности Земли. Так что прямо в атмосферу прыгать не стоит, нужно сначала скомпенсировать скорость. Поэтому и нужны космические корабли - в атмосфере такую скорость не набрать.

Таким образом, для прыжка на Марс нужно выйти из атмосферы Земли, набрать скорость 20 км/с в нужном направлении, и прыгнуть. Тогда окажемся на поверхности Марса с нулевой скоростью. Либо набрать 16.5 км/с, и окажемся на орбите Марса со скоростью 3.5 км/с.

Для точного расчета нужно учесть относительное движение планет в момент прыжка (тут оно считалось сонаправленным) и вращение планет или скорость движения корабля по орбите (тогда вместо радиуса планеты ставим расстояние до её центра).

Т.о., сам гиперпрыжок можно считать не требующим энергии. Но нужно набрать необходимую для прыжка скорость с помощью ракетных двигателей, и затраты энергии будут больше - в зависимости от конструкции и эффективности двигателей. Причём независимо от того, нужно ли разгоняться до 20 км/с для прыжка Земля-Марс, или тормозить для прыжка Марс-Земля. В космосе торможение это просто разгон в противоположную сторону.

Межзвездный прыжок - тот же порядок энергии. Просто подставляем нужные массы планет и звёзд и радиусы орбит.


SpaceEngineerДата: Пятница, 06.05.2011, 19:31 | Сообщение # 19
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Delta_Q, мы говорим о разных технологиях. Ты не про прыжок, а про полёт с разрежением пространства (варп-двигатель в терминах ОТО), я про мгновенную телепортацию - изменение координат с сохранением энергии.

ЗЫ: забыл добавить, что при прыжке в достаточно удаленную область галактики нужно добавить в уравнения ещё и разность потенциальных энергий звёзд в её поле (хотя это не существенная добавка), и учесть относительные скорости звёзд, которые могут достигать 500-1000 км/с (вот это уже реально большой довесок).


CrabДата: Пятница, 06.05.2011, 19:45 | Сообщение # 20
Первооткрыватель
Группа: Модераторы
Российская Федерация
Сообщений: 444
Награды: 1
Статус: Offline
Мне вот интересно вы действительно всё это в игру интегрируете или эти разговоры просто для удовлетворения эстетических потребностей?
На сколько я понимаю физика игры и физика жизни это две разные вещи...
Вопрос чисто интересу ради, не подумайте ничего плохого.


Windows 8 x64
Intel Core2 Duo CPU E7500 2.93GHz.
4 GB RAM.
Nvidia GeForce 550Ti 1024mb.
SpaceEngineerДата: Пятница, 06.05.2011, 20:23 | Сообщение # 21
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Конечно это обсуждение будущей игровой механики

Delta_QДата: Пятница, 06.05.2011, 23:27 | Сообщение # 22
Исследователь
Группа: Разработчики
Российская Федерация
Сообщений: 207
Награды: 1
Статус: Offline
Quote (Crab)
вы действительно всё это в игру интегрируете

Ну в игре же надо игроку объяснять технологию которой он будит пользоваться в игровой механике.
Причина такого подробного объяснения аналогична того что есть просто "фантастика" а есть "научная фантастики".


Win7 x64
Intel i7 [email protected], RAM 12.0GB
GeForce 560Ti 1024MB
_____________________
In nomine patris, et filii, et spiritus sanctis.
kimitsu42Дата: Суббота, 07.05.2011, 00:27 | Сообщение # 23
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 132
Награды: 0
Статус: Offline
Quote (SpaceEngineer)
Пусть масса корабля 1000 тонн, тогда

Ем-Ез = 2.02406 * 10^14 Дж = 202 тераджоулей (Если ничего не напутал).
Из них -152 тераджоулей это разность кинетических энергий и +355 тераджоулей разность потенциальных.

Соответственно, прыжок с Марса на Землю приведет к выделению такой же энергии, которая перейдёт в кинетическю:
v = sqrt(2*E/m) = 20.12 км/с - с такой скоростью выйдет корабль из прыжка у поверхности Земли.

У меня получилось следующее: Ек = -15,2 ТДж и Еп = 36,1 ТДж. Что в сумме дает 20,8 ТДж за прыжок или 6,5 км/с. Похоже при сокращении ноль лишний затесался.

Выгодней всего прыгать с поверхности Земли к Марсу, рассчитывая так, чтоб к моменту выхода на орбиту, успеть набрать 5,4 км/с потерянной скорости. При этом, прыгая с низкой земной орбиты (сотни километров), только 7% энергии тратится на отрыв от земли, остальное - влияние солнца. Если же предварительно выйти на высокую орбиту (тысячи километров), то влияние земли вообще померкнет.

https://spreadsheets.google.com/ccc?key=0At8VGH1YV6m_dGtwdHR4QUswN05GakJtRWZPQkFrcXc&hl=ru&authkey=CK3iiz8

Разогнаться, падая на планету - не получится. Но ведь гравитационные маневры это не отменяет?


AMD Athlon II X3 3GHz + 4GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit

Сообщение отредактировал kimitsu42 - Суббота, 07.05.2011, 00:34
SpaceEngineerДата: Понедельник, 09.05.2011, 18:16 | Сообщение # 24
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Может у тебя в расчетах масса корабля другая?

Гравитационные маневры должны работать сами собой (ничего кодить для этого не надо), но я сомневаюсь, что игроки будут ими пользоваться. Ждать три часа, пока корабль пролетит мимо Юпитера для набора дополнительных 10 км/с... При том, что запас дельта-V корабля сотни тысяч км/с - проще включить движки на 5 минут, потратив какие-то десятые доли процента от запаса реактивной массы.


kimitsu42Дата: Понедельник, 09.05.2011, 18:48 | Сообщение # 25
Космический пилот
Группа: Команда SE
Российская Федерация
Сообщений: 132
Награды: 0
Статус: Offline
Quote (SpaceEngineer)
Может у тебя в расчетах масса корабля другая?

Да вроде такую же указывал - 1000 тонн.

Quote (SpaceEngineer)
Гравитационные маневры должны работать сами собой (ничего кодить для этого не надо), но я сомневаюсь, что игроки будут ими пользоваться.

И в самом деле. Разгон на 1g займет 10 минут. Приятная неожиданность.
Остается только использовать как вид спорта - перелеты без реактивной тяги =)


AMD Athlon II X3 3GHz + 4GB DDR3 + ATI Radeon HD 5770 1024 MB + Win7 64bit
SpaceEngineerДата: Понедельник, 09.05.2011, 21:24 | Сообщение # 26
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Или последний шанс спасения от черной дыры... Хотя не, для грав. маневра нужно тело (планета), двигающееся вокруг солнца (черной дыры), чтобы отобрать у него немного энергии орбитального движения.

StalnhelmДата: Суббота, 09.07.2011, 14:43 | Сообщение # 27
Нет аватара
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 19
Награды: 0
Статус: Offline
А почему бы для движения не использовать, например, гравитационные волны. Предположим, есть двигатель типа "Гравитационный исказитель", который улавливает все волны гравитации и останется лишь их перенаправить - и готово - корабль будет двигаться со скоростью распространения гравитации (а скорость эта, вероятно, стремится к бесконечности). Для игры это можно ограничить "мощностью" гравитационного исказителя, например, сначала он позволяет достичь максимальной скорости лишь в 100 скоростей света, а максимально - в 1000 Мегапарсек в секунду (для транс-галактических перелётов, на короткое время)
SpaceEngineerДата: Суббота, 09.07.2011, 16:18 | Сообщение # 28
Автор Space Engine
Группа: Администраторы
Российская Федерация
Сообщений: 5547
Награды: 54
Статус: Offline
Stalnhelm
Скорость расространения гравитации равна скорости света. Так что не катит.


AndreyДата: Воскресенье, 10.07.2011, 12:31 | Сообщение # 29
Наблюдатель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 13
Награды: 0
Статус: Offline
Quote (SpaceEngineer)
Скорость расространения гравитации равна скорости света.

по ОТО - да, а в реальности еще не измерили с хорошей точностью...
MontesumaДата: Воскресенье, 10.07.2011, 14:35 | Сообщение # 30
Первооткрыватель
Группа: Пользователи
Российская Федерация
Сообщений: 539
Награды: 3
Статус: Offline
Quote (Andrey)
по ОТО - да, а в реальности еще не измерили с хорошей точностью...


Читаем здесь, что не всё так гладко с ОТО: http://www.ntpo.com/physics/studies/54.shtml


Если череп смеется - значит у него есть на то причины.
Слова Ванталы
Форум » SpaceEngine » Геймплей » Физика космического полёта
Страница 2 из 24«12342324»
Поиск:

>