See-/Luftkämpfer mit aktueller/naher Zukunftstechnologie?

Extrem grobe Näherung: Widerstandskräfte sind proportional zur mittleren Dichte. Der Übergang von Luft zu Wasser erhöht die Dichte um 3 Größenordnungen, daher wird auch die Kraft so stark erhöht.

1. VERLANGSAMEN SIE WIRKLICH, bevor Sie tauchen!

Scherwellen und Kompressionswellen haben im Wasser unterschiedliche Geschwindigkeiten und führen daher zu Stoßwellen

1. VERLANGSAMEN SIE WIRKLICH, bevor Sie tauchen!

Auch die Auftriebskräfte ändern sich mit der Dichte des Mediums, sodass luftgroße Flügel im Wasser zu viel anheben! Sehen Sie, was Tauchvögel tun, wenn sie tauchen!

2. kürze deine Flügel einmal unter Wasser

Versuchen Sie auch im Allgemeinen, eine möglichst hydrodynamische Form zu erhalten, damit Sie durchstechen und nicht auf die Wasseroberfläche schlagen können.

Einige Arten von Seevögeln tun dies die ganze Zeit, ohne sich den Hals zu brechen. Tieftauchende Seevögel, die lieber durch den Ozean „fliegen“ würden

Tölpel werden oft als „Raketenvögel“ bezeichnet und können Geschwindigkeiten von bis zu 60 Meilen pro Stunde erreichen, während sie aus einer Höhe von bis zu 100 Fuß in der Luft auf den Ozean zusteuern!

Wenn Sie herausfinden können, wie sie es tun, haben Sie Ihre Lösung. Oder Sie können einfach davon ausgehen, dass es möglich ist, da sie es bereits tun, und sich keine Gedanken über die Wissenschaft oder Mechanik machen.

Die Natur und das Leben machen sich so gerne über unsere materialistische, unbelebte Sichtweise der Physik lustig. Tieren ist es egal, dass sie sich unserem Verständnis der Regeln der klassischen Physik widersetzen. Sie tun es trotzdem.

Freche Tiere, die unsere Gesetze brechen. Wie wagen sie es?

Bitte schön, Beispiel aus der realen Welt:

Flugzeug zum U-Boot

Dieses Fahrzeug ist nicht unmöglich, die Materialzusammensetzung ist das geringste Ihrer Probleme. Sie müssen sich damit befassen, wie der Übergang von der Luft zur See erleichtert werden kann. Verlangsamen ist der erste wichtigste Aspekt. Es ist wahrscheinlich mechanisch unmöglich, den Übergang mit voller Düsengeschwindigkeit zu übernehmen, ganz zu schweigen davon, dass der Pilot wahrscheinlich getötet wird.

Das Einziehen der Flügel wie ein Pelikan ist ein weiterer wichtiger Aspekt, je weniger Oberfläche der Übergang macht, desto weniger Luftwiderstand/Widerstand/Verzögerung/G würden das Flugzeug und der Pilot erleiden.

Wenn Sie sich auf Formen verlassen müssen, würde ich erwarten, dass so etwas wie die Form des B2-Bombers idealer dafür wäre als ein Mantarochen. Kritisch wären nach innen klappbare Flügel.

Sogar Pelikane, die nach Nahrung tauchen, können durch das wiederholte Trauma des Tauchgangs schließlich erblinden.

Als ich über die Möglichkeit nachdachte, ein angetriebenes Leichter als Flugzeug zu haben, das Helium in Tanks pumpen könnte, um ins Wasser abzusteigen, stieß ich auf diese Seite. Da gibt es viel. Auszüge unten.

https://frankgermano.wordpress.com/bio-sphere-airship/

Frank Germano, akkreditierter Luft- und Raumfahrtingenieur, hat ein revolutionäres Luftschiffsystem entworfen, das die bahnbrechenden Konstruktionskonzepte von Viktor Schauberger und Nikola Tesla einbezieht – Im vorderen Teil des Flugzeugs befindet sich ein Lufteinlassplenum (die große Öffnung), das atmosphärische Luft durch eine Spirale ansaugt Wirbel erzeugender Kegel. Die Luft wird über ein Tesla-Scheibenluftpumpensystem beschleunigt. Diese beschleunigte und unter Druck stehende Luft wird durch einen äußeren Ring von Schlitzen an der Seite des Fahrzeugs herausgedrückt (denken Sie an die Kiemen eines Fisches), und die sauerstoffarme, unter Druck stehende, beschleunigte Luft bildet Wirbel entlang der Außenhülle des Luftschiffs.

Das neue Luftschiff von Global Energy Technology hat die Fähigkeit, seine Dichte (Masse als Gewichtseinheit pro Kubikfläche) im Verhältnis zur Masse der umgebenden Luft durch die Verwendung von kollabierbaren Gassäcken zu verändern, die sich im Inneren der Hülle des Luftschiffs befinden Helium mit niedrigem Druck und niedriger Dichte wird expandiert, was dazu führt, dass die Gesamtdichte des Flugzeugs leichter als Luft ist, oder durch Bildung eines Vakuums in den Zellen, um einen Vakuumauftrieb zu erzeugen, der leichter als Luft wird.

Dieser genaue Prozess und dieses Design können auch in Tauchbooten verwendet werden (was, grob gesagt, Viktors ursprüngliche Absicht war!). Dies schafft einige einzigartige Möglichkeiten in Bezug auf den Seetransport. Da das Fahrzeug nun unter der Wasseroberfläche betrieben würde, wäre es praktisch weitgehend immun gegen Wetterbedingungen an der Oberfläche. Die Geschwindigkeit würde gegenüber der Meeresoberflächengeschwindigkeit eines Standardschiffs stark erhöht.

Dieses Schiff ist, wie oben beschrieben, um den Vortex-Motor zentriert und kann leichter als Luft werden, indem der Raum innerhalb des Fahrzeugs mit Helium gefüllt wird. Obwohl dies nicht Teil von Herrn Germanos Plan ist, behaupte ich, dass derselbe Antriebsmechanismus gemäß der OP-Anforderung unter Wasser funktionieren kann, wobei die Schiffsdichte durch Füllen der Heliumkammer mit Wasser erhöht wird.

Man könnte meinen, ein Leichter als ein Flugzeug wäre nicht sehr schnell, weil wir es gewohnt sind, an Zeppeline zu denken. Ein aerodynamischer ringförmiger Ballon um einen riesigen Wirbelmotor könnte schnell sein. Außerdem kann die Vorderkante scharf sein, was beim Eintauchen ins Wasser hilft - oder möglicherweise als Widder fungiert.

Wenn Sie die aktuelle Technologie verwenden und eine „Blase“ aus Superkavitation um das Objekt herum erzeugen, können Sie die Luft/Meer-Grenzfläche in beide Richtungen durchdringen. Die USN hat mit der Verwendung verschiedener Kugelformen experimentiert, damit ein Schütze in einem Hubschrauber durch das Wasser schießen kann, um darunter verborgene Minen zur Detonation zu bringen, und der russische Shkval-Raketentorpedo verwendet Superkavitation, um eine "Blase" um sich herum zu erzeugen, damit er reisen kann mit 300 km/h durchs Wasser.

Dies gibt uns einige Parameter. Um in das Wasser einzudringen und die Kavitationsblase zu erzeugen, muss das Flugzeug oder Projektil eine Form haben, die das Wasser auf die richtige Weise beiseite schieben kann, und es muss auch solide genug gebaut sein, um ein Knicken oder Aufbrechen beim Aufprall zu verhindern (Wasser ist 800-mal dichter als Luft). ). Ein superkavitierendes Geschoss liefert die Grundform:

Unterwassermunition

Wenn das Fahrzeug unter Wasser ist, braucht es jetzt ein Kraftwerk, das in der Lage ist, hohe Schubkraft durch die dichten flüssigen Medien zu liefern. Der Shkval verwendet eine Rakete, die jedoch nur eine begrenzte Reichweite bietet.

Shkval-Torpedo

Damit dies funktioniert, müssen mehrere Dinge erledigt werden:

1. Es wird eine hochenergetische (wahrscheinlich nukleare) Energiequelle benötigt, die sowohl in der Luft als auch unter Wasser arbeiten kann. Die Verwendung der flüssigen Medien sowohl zum Kühlen des Reaktors als auch zum Bereitstellen des Schubs kann sowohl in der Luft (ein nuklearer Strahl) als auch unter Wasser (ein Wasserstrahl mit sehr hoher Leistung) funktionieren.
2. Leichte Abschirmung. Sofern Sie nicht beabsichtigen, die Bordsysteme und mögliche Besatzung zu kochen, muss der Reaktor abgeschirmt werden. Herkömmliche Abschirmungen wiegen viele Tonnen und beeinträchtigen die Leistung.
3. Hochfeste Konstruktion. Es ist ein Muss, mit ausreichender Geschwindigkeit auf das Wasser zu treffen, um die Kavitationsblase zu erzeugen, ohne dass das Fahrzeug zusammenbricht. Wieder einmal ist das Gewicht der Feind der Leistung.
4. Schutz der Besatzung. Wenn man ins Wasser schlägt, werden hohe "g"-Kräfte erzeugt, also müssen die Besatzung und alle Systeme und Elektronik irgendwie abgefedert werden.
5. Einziehbare Steuerflächen. Die Flügel müssen eingeklappt werden, bevor sie auf das Wasser treffen, und Unterwassersteuerflächen müssen eingesetzt werden. Beim Auftauchen müssen die Flügel schnell ausfahren, um einen Flug zu erreichen, sobald sie sich vom Wasser entfernt haben und während das Düsentriebwerk in der Luft Schub aufbaut.

Sie können also sehen, dass dies ein sehr komplexes und teures Teil des Kits sein wird. Jemand muss das Kalkül ausarbeiten, um zu sehen, ob es sinnvoll ist, Ressourcen für den Bau dieser Schiffe umzuleiten oder stattdessen regulärere U-Boote und Flugzeuge zu bauen.

Als Alternative könnte ein Unterwassertorpedo mit großer Reichweite geschaffen werden. Wenn es das Ende seiner programmierten Unterwasserreise erreicht, feuert es ein Raketentriebwerk ab, um die letzte Etappe mit hoher Geschwindigkeit zurückzulegen, mit der Möglichkeit, dass es auftaucht und sich in eine Rakete verwandelt, um die Verteidigung zu verwirren, die sich sowohl um Unterwasser als auch um Rakete kümmern muss Anschläge.

Ihre Aliens sollten leicht und mit einem sehr hohen strukturellen Widerstand bauen. Also würde ich mich für eine Art Verbundmaterial entscheiden (wie Kohlefaser, Kevlar oder vielleicht so etwas wie Spinnenseide), das den strukturellen Widerstand bieten sollte, den sie benötigen.

Unter der Annahme, dass sie das Antriebsproblem gelöst haben, indem sie wahrscheinlich zwei Antriebsmethoden verwendet haben, um das Beste aus beiden Welten zu erhalten, ist das nächste Problem der Übergang. Wie Sie bemerkt haben, ist eine gute Form so etwas wie der Mantarochen. Eine andere gute Form kann die des B2 Spirit sein, aber kompakter. Ein wichtiger Punkt ist, dass es keine externe Nutzlast haben sollte.

All das löst das Problem noch nicht vollständig, da Sie immer noch den Übergang zwischen Luft und Wasser haben. Die einzige Lösung hier ist, langsam zu sein, idealerweise sollten sie schweben, bevor sie von der Luft ins Wasser gehen, während der Jäger vom Wasser in die Luft geht, da er einige Auftriebsprobleme hat, also sollte er so schnell wie möglich gehen.

Etwas zu beachten: Das schwache Glied in aktuellen Hochgeschwindigkeitsjägern ist nicht das Material, sondern der Pilot. Sie werden matschig, wenn sie sehr hohen G-Kräften ausgesetzt werden. Das wird passieren, wenn man von einem Medium zum anderen übergeht, ohne die Form des Fahrzeugs zu verändern. Es gibt jedoch Möglichkeiten, wie Sie damit umgehen können.

Wenn Ihr Fluggerät Starrflügler sein muss , ziehen Sie eine langsamere, elegantere Annäherung in Betracht. Lassen Sie das Fahrzeug mit einem extrem flachen Vektor nähern, fast parallel zur Oberfläche, während Sie viel Geschwindigkeit verlieren. Sobald es eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, kann es tauchen. Es gibt viele Flugzeuge da draußen, die auf der Oberfläche eines Gewässers landen. Der Nachteil ist, dass diese Formen im Luftkampf unbeholfen sein können.

Was ich mir vorstelle, ist ein langer, schlanker Rumpf mit einem V-förmigen Boden, wie ein Zigarettenboot. Die Tragflächen werden nach hinten gekehrt und am hinteren Ende des Rumpfes zentriert, mit kleineren Steuerflossen weiter vorne, ähnlich wie bei This Beechcraft. Der Unterschied besteht darin, dass der Flügel eher hoch als niedrig montiert werden sollte, damit er schneller über die Wasseroberfläche gleiten kann, wenn er versucht, genug Auftrieb zu erzeugen, um in die Luft zu kommen

Strahlantrieb sollte für die Luft in Ordnung sein, aber für Unterwasserantrieb müssen Sie möglicherweise etwas anderes finden. Normale Düsentriebwerke werden überschwemmt und unter Wasser nicht mehr funktionieren.

Ich weiß mit Sicherheit, dass, wenn Sie versuchen, eine Starrflügelkonfiguration beizubehalten, ein hoher Anstellwinkel ins Wasser dazu führen wird, dass Ihr Flugzeug auseinandergerissen wird oder Ihr Pilot in einer dünnen Schicht auf der Innenseite verschmiert wird das Handwerk

Werfen Sie einen Blick auf das bereits erwähnte Faltflügelkonzept. Als erstes fällt mir ein schlauchartiger Körper ein, in den sich die Flügel komplett einfalten lassen. Der Antrieb kann den gleichen Propeller verwenden, der im Flug wie im Wasser verwendet wird. Der Schlüssel könnte ein Propeller mit veränderbarer Steigung und ein Motor sein, der niedrigere Drehzahlen unter Wasser unterstützt. Der Körper im Detail sollte ziemlich lang und nadelförmig sein, um den Luftwiderstand im Wasser wie in der Luft zu verringern. Dabei ist das WIE beim Bauen wichtiger als das WAS und sollte mit den heutigen Materialien und Konstruktionskenntnissen auch so möglich sein.

Ein stromlinienförmiges "Rohr" in Wasser fallen zu lassen, erzeugt den geringstmöglichen Widerstand und verringert wahrscheinlich den Aufprall beim Übergang zwischen den Medien so weit, dass Sie nicht zu sehr langsamer werden müssen. Natürlich ist der Eintrittswinkel von größter Bedeutung, um das Fahrzeug nicht zu beschädigen. Das Verlassen des Wassers und die Rückkehr zum Flug ist wahrscheinlich etwas schwieriger. Das Fahrzeug sollte in der Lage sein, auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die groß genug ist, damit die Flügel ausklappen und der Motor auf Drehzahl hochdrehen kann, um einen angemessenen Auftrieb zu erzeugen. Eine andere Lösung besteht darin, einen Rumpf zu haben, der so geformt ist, dass das Fahrzeug mit einer angemessenen Geschwindigkeit über die Oberfläche fahren kann, bei der die Flügel genügend Auftrieb geben können. Natürlich habe ich an Raketen gedacht, aber das scheint verschwenderisch für wiederholte Starts und Landungen zu sein und fügt eine weitere Ebene der Komplexität hinzu.

Waffen in der Luft werden wahrscheinlich unseren Waffen ähneln; Maschinengewehre, Raketen usw. Die Maschinengewehrläufe können bei Bedarf mit Luken abgedeckt werden, wenn sie untergetaucht sind, und die Raketen können sich in Innenräumen der Karosserie des Fahrzeugs befinden. Unter Wasser ändert sich das Szenario jedoch. Hier macht der erhöhte Widerstand Kugelwaffen über wenige Meter hinaus unbrauchbar. Torpedos sind schwer und groß und wären wahrscheinlich nicht effizient. Selbst kleine Torpedos hätten aufgrund ihrer Größe eine begrenzte Reichweite und Effizienz.