Die Machbarkeit eines Roboters mit einem auf der Brust montierten Raketenwerfer

Raketen waren mein vorheriger Job

Ich habe 4 Jahre als Panzerabwehrkanonier verbracht und Raketen ausgiebig eingesetzt. Back-Blast ist ein großes Problem. Die Art und Weise, wie Raketen keinen Rückstoß haben, besteht darin, dass sie eine Sprengladung verwenden, um die Rakete aus dem Startrohr zu treiben, das aus der Rückseite des Werfers entlüftet wird. Vergessen Sie die rauschenden Raketen von Hollywood, wenn ein echter Raketenwerfer abgefeuert wird, klingt es wie eine Kanone, die losgeht. Tatsächlich ist der SMAW-Raketenwerfer so laut, dass man ihn nur ein paar Mal pro Woche abfeuern kann, ohne eine Netzhautablösung zu riskieren. Der Javelin gilt als "Soft Launch"-System und es ist nicht sicher, irgendwo innerhalb eines 75-Meter-Kegels hinter dem Werfer zu stehen, wenn er abgefeuert wird. Wenn Sie sich innerhalb von 30 Metern des Back-Blast-Kegels befinden, werden Sie sterben. Die Triebwerke der schultergefeuerten Raketen treiben die Rakete mit Geschwindigkeiten an, die sich der einer Handfeuerwaffenkugel annähern. Um Perspektive zu geben: Die TOW 2BA-Rakete legt innerhalb von 27 Sekunden eine Reichweite von 4,5 Kilometern zurück. Dies bedeutet, dass es sich mit einer Geschwindigkeit von 167 Metern pro Sekunde oder 547 Fuß pro Sekunde bewegt. All diese Beschleunigung tritt innerhalb der ersten 200 Meter nach dem Start auf. Das ist eine RIESIGE Menge an Macht im Spiel.

Um einen Überblick über Back-Blast zu geben: Wir waren einmal in einem Gebäude in Afghanistan, als der Raum über uns explodierte und die Decke einstürzte. Wir dachten, wir wären von einer Rakete oder so etwas getroffen worden, es stellte sich heraus, dass einer der afghanischen Nationalpolizisten eine Granate aus dem Fenster oben abgefeuert hatte. Raketen können nicht von innerhalb eines Gebäudes abgefeuert werden, diese Explosion, die die Struktur teilweise zum Einsturz brachte, war die Rückenexplosion des RPG, und das RPG ist einer der kleinsten schultergefeuerten Raketenwerfer, die es gibt.

Wenn Ihr Roboter Raketen oder Raketen aus seiner Brust abfeuert, müssen sich die Startrohre durch den ganzen Torso erstrecken, damit Startgase nach hinten abgelassen werden können. Wenn Ihr Roboter eine moderne Rakete oder Rakete abfeuert, ohne dies zu tun, wäre der Rückstoß etwa so, als würde eine Handgranate in seinem eigenen Gesicht explodieren. Es ist möglich, es muss nur richtig gemacht werden. Solange es einen Schlauch gibt, der sich ganz durch den Rücken erstreckt, wird es funktionieren. Was die Aufbewahrung betrifft, hat Ihr Roboter Arme, oder? Es kann sie an Brust und Schultern befestigt tragen und den Launcher neu laden, während es sich bewegt und Chaos an Ihren Comic-Helden aus den 1960er Jahren anrichtet.

Starten Sie die Rakete , bevor Sie sie abfeuern.

Einige Raketenstartsysteme arbeiten in zwei Phasen:

• Die Rakete wird aus ihrem Gehäuse "ausgeworfen", wobei "langsame" Methoden verwendet werden, die sie nicht stark beschleunigen, die aber (aufgrund der geringen Beschleunigung der Rakete) keinen großen Rückstoß auf die Startplattformen ausüben.

  Ein typisches Beispiel wäre die Verwendung von Druckluft zum Starten der Rakete, obwohl ich denke, dass Sie mechanische oder elektromagnetische Systeme oder sogar einen ersten, schwächeren Raketenmotor / Treibstoff verwenden können.

• Außerhalb des Werfers starten die eigenen Triebwerke der Rakete und beschleunigen die Rakete auf das Ziel zu.

Sie müssen immer noch mit den Abgasen rechnen und insbesondere darauf achten, dass keine anderen Raketen oder die robotereigene Elektronik kochen. Vielleicht deckt die "Tür" des Raketenrohrs die anderen Raketen ab und wird nach dem Gebrauch ausgeworfen, weil sie zu heiß ist.

Es hängt davon ab, worauf Ihre Zielsuchraketen zielen: Iron Man und andere scheinen meistens Immobilien zu zerstören/zu treffen oder Hunderte von Metern entfernte Ziele (=Vogelgeschwindigkeit) zu stürzen. Wenn Ihr Ziel von dieser Art ist, ist der Start kein großes Problem, ein Druckluftstoß zwingt die Raketen nach oben und nach oben, wo die Raketen dann ihren mickrigen Hauptantrieb abfeuern, um auf die Raketengeschwindigkeit des neuen Jahres zu beschleunigen / bei ihr zu bleiben (~100 m/s = 1/3 Mach), die die immer noch sichtbare, aber verschwommene Hauptstütze des filmischen Kampfes sind. Die Rakete erreicht ihr Ziel in 100 m Entfernung nach ein oder zwei gemütlichen Sekunden. Weder der erste Start noch das Haupttriebwerk werden Reaktionskräfte abgeben, die irgendetwas in der Nähe gefährden - 100 g Rakete, Bleistiftgröße, beschleunigt auf 100 m/s über die Tiefe einer Brusthöhle (25 cm): v²/2 l = 2000 G, oder mit anderen Worten , 200kg sitzend (nicht schlagen!, nur sitzen) auf der Brust Ihres Kriegsroboters. Das sollte innerhalb der Spezifikationen von Kriegsrobotern liegen. Dies alles hängt davon ab, dass die Raketen nicht sehr schnell sind - aber wenn der Zielsuchmechanismus gut ist, müssen sie es nicht sein, für quasistatische Ziele.

Um Raketen abzufangen, die selbst mit 1000-5000 m/s rasen, oder ähnliche Aufgaben, müssen die damit verbundenen Beschleunigungen natürlich viel drastischer sein. Bei weit entfernten Zielen kann es sich auch auszahlen, etwas schneller zu sein, da die Flugzeit der Rakete vom Ziel genutzt werden kann, um Deckung zu suchen. Eine kurze Dauer bis zum Ziel bedeutet auch eine hohe Geschwindigkeit (der Luftwiderstand hängt vom Quadrat der Geschwindigkeit ab, das ist also schlecht), was wiederum eine hohe Beschleunigung erfordert, die einen größeren Abstand zum Zünden des Haupttriebwerks benötigt (aus Sicherheitsgründen), was eine hohe Anfangsbeschleunigung erfordert , was Sprengstoff, viel Kickback usw. bedeutet.

Die meisten Mini-Suchraketen in Filmen werden jedoch mit niedrigen (raketenmäßigen) Geschwindigkeiten angezeigt: Das Laufen macht normalerweise einen echten Unterschied darin, wann und wie sie treffen, was bedeutet, dass ihre Geschwindigkeit nicht viele Größenordnungen über der eines Läufers liegt Ich schätze, solange du die cineastische Mitte spielst, geht es dir gut mit einer Wabe von Raketensilos in der Brust.

Das Verkleinern einer Rakete ändert mehrere wichtige Abhängigkeiten: Kleinere Größe bedeutet niedrigere Reynolds-Zahlen, was schlecht für die Aerodynamik ist (bei gleicher Geschwindigkeit wie eine große Rakete). Kleinere Größe bedeutet weniger Volumen (=Treibmittel) pro Flächeneinheit (Luftwiderstand), was eine schlechtere Langstreckenleistung bedeutet (eine 1/10-Rakete hat 1/1000 des Treibmittels, aber immer noch nur 1/100 der Seitenfläche der 1/ 1 Rakete, also wird es nicht 1/10 des Weges der 1/1 Rakete gehen, aber viel weniger.). Gleichzeitig steigen die meisten ingenieurtechnisch relevanten Werte für die Leistung von Strukturmaterialien beim Herunterskalieren, sodass Sie mit relativ dünneren Strukturen davonkommen (dies gleicht jedoch nicht das Treibmittelproblem aus). Oberfläche-zu-Volumen regelt auch die Wechselwirkungen aller Hebe-/Lenkflächen,

Ihre von der Brust abgefeuerten Zielsuchraketen werden wahrscheinlich coole Gadgets sein. Denken Sie daran, dass die Nutzlast einer Rakete etwa 5-10 % der Masse der gesamten Rakete ausmacht, also halten Sie Ihre Erwartungen an die Wirksamkeit niedrig. 5 Gramm ONC können immer noch etwa 10 kJ liefern, aber während das einen ungepanzerten Menschen leicht töten kann, wird es nur gepanzerte Ziele kitzeln. Möglicherweise ist es besser, spezifischere Ziele zu verfolgen, dh Tracker zu liefern, Optik/Radar zu deaktivieren.

1. Verwenden Sie die a=v²/2l-Formel (oder neu geordnete Version), um die Abhängigkeit von Beschleunigung (a), resultierender Geschwindigkeit (v) und verfügbarer Beschleunigungslänge (l) zu berechnen.
2. Verwenden Sie F=m*a (oder neu geordnete Version), um die Abhängigkeit der verwendeten Kraft (F), der beschleunigten Masse (m) und der erreichten Beschleunigung (a) zu berechnen.

(1) wird auch für den anderen Aspekt von zielsuchenden Raketen interessant sein: Angenommen, die Rakete fliegt mit 100 m/s einen Flur hinunter und hat jetzt eine T-Kreuzung von 2 Metern Breite vor sich. Es muss stimmen. Dies bedeutet, dass die Vorwärtsgeschwindigkeit auf 0 reduziert werden muss, während die Seitwärtsgeschwindigkeit steigen muss, und zwar innerhalb von 2 Metern (andernfalls wird es gegen die Wand schlagen). Also (nur das Bremsen, ohne die Wiederbeschleunigung zu zählen) wird mit (100m/s)²/2*2m = 2500m/s² (= 250G, dh 250-fache Erdbeschleunigung) durchgeführt. Für eine 50-g-Rakete (sie hat im Flug bereits einen Teil ihrer ursprünglichen 100-g-Masse verloren) bedeutet dies die Anwendung von 0,05 kg * 2500 m / s = 125 Newton Kraft über 2 Meter, was 125 N * 2 m = 250 Joule Energie bedeutet. Raketentreibstoff hat etwa 1 MJ/kg, das wäre also nur 1/4 Gramm verbraucht (+1/4 Gramm für Wiederbeschleunigung). Waidmanns Heil!

Mit diesem Problem sind bereits die berühmtesten Roboterdesigner konfrontiert worden: die japanischen Anime-Schöpfer der 70er Jahre, insbesondere Go Nagai.

Eine Nebenfigur von Mazinger, Hikaru Makiba, auch bekannt als Venusia oder Aphrodite, war ein Roboter, dessen Besonderheit darin bestand, Raketen aus der Brust zu starten. (Die Wikipedia-Seiten darüber sind nur auf Italienisch oder Französisch, sorry)

Berücksichtigt man jedoch den Knick, der der japanischen Animation innewohnt, spricht das Ergebnis möglicherweise nicht jeden Geschmack an:

Bewaffnet :

Starten :