Ich arbeite an einer Science-Fiction-Geschichte, die die folgende Prämisse enthält: Tony Stark erfindet einen reaktionslosen Unobtainium-Motor, und die Protagonisten wollen ein Raumschiff darum herum bauen, das groß genug ist, um eine nicht triviale Menge an Fracht zu transportieren. Sie haben ein Unternehmen ähnlich wie SpaceX, genug Geld, politische Autorität, um Bürokratie zu umgehen, und ein Mandat, alles andere als Zeit zu verschwenden.
Die aktuelle Idee ist, im Grunde das Design des C5 Galaxy zu nehmen, die Flügel viel kürzer zu schneiden und das Fahrwerk durch Helikopterskier zu ersetzen (der Unobtainium-Motor ist VTOL-fähig), ein paar andere Änderungen vorzunehmen und das sollte ziemlich viel sein es. (Geplante Flugzeiten sind nur ein oder zwei Tage, also keine Sorge wegen verlängerter Lebenserhaltung.)
Wie lange würde es dauern, das erste Modell zu bauen?
TLDR:
Überhaupt nicht lange. Ihr Motor ist so unglaublich übermotorisiert, dass es kein Hexenwerk mehr ist.
Als erstes schauen wir uns deinen Motor an.
Wenn man bedenkt, dass die Falcon 9 ungefähr 500 Tonnen Reaktionsmasse trägt, um nur 5,5 Tonnen in GTO zu bekommen. Sie werden schätzen, wie viel mehr Beinfreiheit Ihnen Ihre Magic Engine gibt.
Ehrlich gesagt, sobald Sie eine funktionierende Engine haben, ist das Problem sehr ähnlich zu einer Episode von Scrapheap Challenge/Junkyard Wars.
Ihre technischen Margen sind auf ein so niedriges Niveau gesunken, dass Sie Teile einfach an die magische Maschine schweißen könnten und sie würde immer noch gut funktionieren.
Der Ansatz, den ich machen würde, um Ihren Space Truck zu bauen, wäre einfach, 4 Ihrer magischen Motoren an die Enden eines X-Rahmens zu schrauben. Verwenden Sie dann einen modifizierten Quadcopter-Controller, um Ihren Space-Copter fernzusteuern.
Wenn Sie wie ein Kerbal iterieren, sollten Sie in der Lage sein, das Ding in ein paar Wochen zum Laufen zu bringen.
Du hast Unobtanium, du hast reaktionslose Antriebe, besagte Antriebe, die von einem Individuum erfunden wurden, du bist im Marvel-Comic-Universum.
Die Antwort hängt von Ihrer Handlung ab, nicht von realen Bauproblemen, da nichts in Ihrer Geschichte der realen Physik oder Projektplanung und -verwaltung folgt.
Wenn dies ein Gerät ist, das in der Geschichte verwendet wird, ist „ein Akt“ erforderlich, um gut genug zu funktionieren, um seine Aufgabe zu erfüllen. Wenn es in der Geschichte um das Handwerk geht, dauert es den gesamten Roman oder Bogen.
Betrachten Sie den ersten Iron Man-Film, in dem er das erste Ding in einer Höhle mit Schrott baute und der Bau des fertigen Anzugs kein bedeutender Zeitabschnitt war, in dem andere Dinge passierten und die Menschen älter wurden, sondern eine dramatische ganze Nacht voller Planung und Design und ein paar Treffen, um seine Entscheidungen mit anderen Mitarbeitern des Unternehmens zu erläutern.
Ich schlage vor, dass das Schiff der gleichen Idee folgt. Sehen Sie sich den Film an und beachten Sie, wie viel Zeit vergeht und wie sie die Logistik von Materialhandhabung und Industrieausrüstung in diesem Umfang handhaben: Im Grunde nicht . Stattdessen wurde die Bildschirmzeit mit wesentlichen Punkten belegt, die der Charakter benötigt .
Nun mag hier eine schriftliche Arbeit mehr Beachtung finden als eine grafische Arbeit. Aber es ist auch schriftlich einfacher, die Zeit zu ignorieren und eine unbestimmte Dauer stattfinden zu lassen.
Um die Dinge schnell voranzubringen ,
Im wirklichen Leben ist das Testen und Planen langsam (und langweilig). Glaubst du, Tony Stark wird das ertragen? nein ! Er wird lange bleiben, die letzten Komponenten zusammenbauen und selbst eine Runde drehen.
Ihr Universum wird von Drama und Plot angetrieben und hat alle möglichen „super“ Sachen und Funktionen (buchstäblich!) Comic-Buch-Physik. Es ist falsch, bei Ihrem angegebenen Setup nach Realismus zu fragen. Sie sollten sich das reine Schreibproblem des Pacing und Plotting ansehen.
Entscheiden Sie, wie lange es dauert (z. B. eine Woche). Finden Sie dann Wege, dies im erforderlichen Umfang zu rechtfertigen.
Sehr viel eine Frage des Risikos und der Bürokratie. Bei dieser Umstellung kann man viel falsch machen.
Die modifizierte C-5 könnte fliegen, aber die ersten paar Versuche könnten die Testpiloten töten. Mein Bauchgefühl ist, dass ein neues Design einfacher wäre.
Wenn Sie einen superstarken reaktionslosen Antrieb haben, werden die meisten Einschränkungen der Raumfahrt negiert. Raumfahrzeuge werden im Allgemeinen gebaut, um zwei widersprüchliche Anforderungen auszugleichen;
Beides könnte durch Ihren magischen Antrieb negiert werden. Wenn es die Fähigkeit hat, sehr schwere Dinge zu heben, ist es trivial, es stärker zu machen, schweißen Sie einfach etwas mehr Stahl an.
Wenn es mit langsamen konstanten Geschwindigkeiten beschleunigen kann, müssen Sie keine massive Beschleunigung überleben oder sich um die Aerodynamik mit hoher Mach kümmern. Sie könnten ein kastenförmiges Raumschiff haben, das sich langsam über die Atmosphäre erhebt und über mehrere Stunden langsam auf Umlaufgeschwindigkeit beschleunigt.
Wenn Sie nur Fracht brauchen, nehmen Sie eine Kiste und machen Sie sich keine Sorgen, sie unter Druck zu setzen. Abhängig von der Frachtmenge würde ich entweder einen großen Stahlcontainer oder ein großes Frachtschiff empfehlen, auf das Ihre Antriebe an strukturell gestützten Stellen geschweißt sind. Sowohl Container als auch Schiffe sind leicht käuflich zu erwerben und müssten lediglich Ihren Antrieb anschließen und mit Strom versorgen, dies könnte bei Bedarf sehr schnell geschehen.
Für die Einstufung durch Menschen würde es etwas länger dauern, aber wenn Sie mit einem Druckbehälter wie einem Boot, U-Boot oder Flugzeug beginnen, sollte es sehr wenig dauern, um ihn luftdicht zu machen. Ich persönlich würde ein Boot einem Flugzeug vorziehen, da sie tendenziell viel größer mit größeren strukturellen Sicherheitsfaktoren sind und Ihr Antrieb die Aerodynamik nicht benötigt.
Das Hinzufügen atmosphärischer Kontrollen ist schwierig, wenn Sie massenbeschränkt sind und automatisierte Kontrollen benötigen, wenn nicht, werfen Sie einfach eine ganze Reihe von Sauerstoffdruckflaschen und einige Kohlendioxidwäscher in Ihr Druckgefäß und lassen Sie jemanden die Gasmischungen in Ihrem Gefäß überwachen und manuell einstellen, falls Wenn Sie mit einem U-Boot beginnen, wären diese Systeme bereits vorhanden.
Wenn es Ihnen egal ist, wie es aussieht und Ihr Antrieb die Masse bewältigen kann, könnten Sie innerhalb weniger Tage ein großes Schiff im Orbit haben.
Dies ist kein Bau über Nacht.
Jemand muss das Fahrzeug so konstruieren, dass es den Kräften standhält, die Ihr Motor ausübt. Andernfalls nimmt Ihr Pilot es für den ersten Testflug heraus, drückt aufs Gaspedal und wird entweder Teil des Triebwerks oder sieht zu, wie das Triebwerk nach vorne durch den Rumpf rast und ihn und die Trümmer zurücklässt.
Ihre Ingenieure müssen sich also mit AutoCad (oder gleichwertigen Konstruktionssystemen) beschäftigen. Senden Sie dann ihre Rohentwürfe zum Testen in Simulationen; teils digital, teils physisch. Gleichzeitig wird eine Gruppe verschiedene Größen und Designs dieses neuen Motors bauen, ihn an Raketenschlitten befestigen und ihn zünden, um seine Beschleunigung und andere Kräfte genau zu messen.
Nachdem ein Design genehmigt wurde, werden verschiedene unbemannte Miniaturen gebaut, im Windkanal getestet, sicherheitsgetestet und dann testpilotiert. Jeder dieser Tests wird Zeit und Material verbrauchen. Jeder führt zu neuen Daten, die in das Design zurückfließen, sodass jeder neue Test eine Verfeinerung des vorherigen Designs darstellt. Die ersten Entwürfe werden nicht perfekt sein. Verdammt, das erste Mock-up würde wahrscheinlich einfach auf der Landebahn explodieren, wenn Sie direkt von der „Rückseite des Umschlags“ zum bemannten Prototyp gehen würden.
Irgendwann werden Sie sicher sein, dass das System sicher genug ist, um eine Person hineinzustecken. Sie werden einen freiwilligen Testpiloten finden. Sie werden einen Prototyp fliegen, der (hoffentlich) ein funktionierendes Design hat. Der Pilot wird alle verbleibenden Konstruktionsfehler entdecken. Es kann einige Änderungen und Wiederholungsprüfungen geben.
Ein Produktionsprototyp wird für noch mehr Testflüge ausgehen. An diesem Punkt ist Ihr Design solide. Das ist mehr Feintuning und das Entdecken der Grenzen. Der endgültige Bau wird einige Aufbauphasen haben, da Rohmaterialien nach Spezifikation in fertige Teile umgewandelt und dann zu einem funktionierenden System zusammengebaut werden.
Laut diesem Beitrag hat Boeing fast 9 Jahre gebraucht, um die 787 zu bauen. Das ist ein iteratives Update für Düsenflugzeuge, also keine neue Physik. Ihre neue Engine wird in der Anfangsphase wahrscheinlich eine etwas höhere Lernkurve haben. Aber das größere Budget wird Ihre Zeit reduzieren.
Elon Musk begann 2002 mit der Einstellung von Mitarbeitern für SpaceX . Das Ziel war, in 10 bis 20 Jahren zum Mars zu gelangen. Bis 2017 haben sie dieses Ziel noch nicht erreicht. Diese Zeitlinie liegt näher an Ihrem OP, da Elon Musk „Tony Stark“ näher kommt als die meisten Menschen in der realen Welt (zumindest in Bezug auf verfügbares Geld). Ihre Frage setzt mehr Geld und mehr Ressourcen voraus, sodass die Zeitlücke verringert wird. Mehr Ingenieure und ein strengerer Zeitplan sind möglich, aber nur bis zu einem bestimmten Punkt.
Das US -Space-Shuttle- Programm entschied sich 1972 für ein Design, nachdem das Projekt 1969 gestartet worden war . Der Erstflug war 1977. Der erste Orbitaltest war 1981. 1982 fand der erste Nicht-Testflug statt. Dreizehn Jahre von der Bildung der Arbeitsgruppe bis zum ersten Nicht-Testflug. Dank CAD, der Verfügbarkeit von Supercomputern für schnelle erste Tests und weil das Budget keine Beschränkungen für das Projekt darstellt, wird Ihre Gruppe schneller vorankommen.
Das Engineering für ein solches Projekt greift immer auf das Projektmanagement-Dreieck zurück . Sie haben 3 Eingaben: Zeit, Qualität und Kosten. Die alte Maxime lautet: "Günstig, schnell oder gut; Sie können zwei auswählen." Sie wollen schnell und gut. Ihre Kosten werden also ziemlich hoch sein.
Ich kann mir vorstellen, dass dieses Projekt nicht in weniger als fünf bis zehn Jahren sicher abgeschlossen werden kann. Aber einige dieser vorläufigen Designarbeiten würden (hoffentlich) stattfinden, während Mr. Stark in seinem Bourbon-betriebenen manischen Designzustand war. Hoffentlich bauen seine Ingenieure, während er das Motordesign optimiert, auch das langweilige alte Flugzeug, um diesen Motor zu tragen.
Noch ein paar Punkte zu beachten:
Sie würden einen C5 nicht für ein Raumschiff verwenden, da er speziell für den Betrieb als Flugzeug entwickelt wurde - bei dem ein großes Gewicht von zwei enormen Flügeln getragen wird. Das ist eine Menge Masse in der Flugzeugzelle für Belastungen, die Ihr Raumschiff niemals erfahren wird, und wahrscheinlich nicht für verschiedene Motoren, die an verschiedenen Orten montiert sind.
Denken Sie an Apollo/LEM - so würde ein reines Raumschiff aussehen. Keine Rücksicht auf die Aerodynamik. Oder Ästhetik ... aber das verleiht Ihrer Geschichte Authentizität.
Da ein Raumschiff den Druck im Inneren aufrechterhalten muss und Ihr Raumschiff um einiges größer als das LEM sein wird, wird es wahrscheinlich röhrenförmig sein, da dies der effizienteste Druckbehälter ist.
Wie lange würde es dauern, das zu bauen? Wie lange soll man die Mona Lisa malen ... solange es sinnvoll ist, den Rest Ihrer Geschichte zu unterstützen.
Boeing und Lockheed hatten ein Back-off, um den Joint Strike Fighter- Vertrag zu gewinnen. Die Aufgabe bestand darin, ausgehend von einem leeren Blatt Papier ein Flugzeug zu konstruieren und zu bauen, das sowohl Überschallflug als auch VTOL (eine zuvor noch nie erreichte Kombination) ausführen konnte, einschließlich vieler Testflüge, um zu beweisen, dass der/die Prototyp(en) funktionierten .
Sie hatten 18 Monate Zeit, um die Aufgabe zu erledigen. Beide haben das Ziel erreicht, und beide haben Hunderte von Top-Ingenieuren eingesetzt und die Vollzeitquote genutzt.
Der JSF hat eine ähnliche Komplexität, Technologie und Kontext Ihres Handwerks, also ...
18 Monate.
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