Skip to content
 

По поводу «Аватара»: примечание по космическим кораблям

В заметке про «Аватар» я вспомнил про компьютерные звездолёты из множества других кино. Появилось желание ещё немного их покритиковать.

Кстати, в «Аватаре»-то звездолёт сделан довольно грамотно. Я имею в виду большой «магистральный» корабль, на котором они летели в звёздную систему Пандоры. Он похож на то, что я давным-давно читал в одной маленькой, но вполне толковой брошюрке. Там были коротко описаны существующие разновидности ракетных двигателей и далее – сколько-нибудь возможные с точки зрения современной науки Последним там был звездолёт с аннигиляционным двигателем, использующим в качестве рабочего тела чрезвычайно разреженное вещество межзвёздной среды. Водород и антиводород для энергоустановки он должен был получать оттуда же.

Что такое аннигиляция в физике, вы знаете: это полное превращение массы в энергию при взаимодействии равных количеств материи и антиматерии. Автор брошюры предположил, что некоторое количество антивещества в космосе всё-таки есть, и это было приемлемое на то время предположение – да и на это время, по-моему, тоже. Остальное были, так сказать, наблюдаемые факты и допустимый научный оптимизм. Тогда очень популярна была тема токамаков, в которых происходила термоядерная реакция в жгуте плазмы, организуемом в тороидальной камере при помощи магнитного поля. Поле удерживало жгут с температурой в миллионы градусов на расстоянии от стенок камеры, что должно было защитить её от разрушения.

К допустимому оптимизму я отношу предположение автор брошюры о том, что как-нибудь так же можно будет удерживать и аннигиляционный процесс, и что будут найдены практически пригодные способы выделения и хранения антивещества. А рабочее тело – то, что нагревается от источника энергии и, приобретя за счёт этого скорость, выбрасывается из двигателя и создаёт тягу, – им должно было послужить, как я сказал, крайне разреженное, но реально существующее межзвёздное вещество. Для сбора его предполагалось использовать что-то типа пылесоса на носовой части корабля: некую крупногабаритную конструкцию, которая создаёт ещё куда более крупногабаритную полевую воронку – «рабочим диаметром», как мне помнится, в сотню километров. На скорости, измеряемой десятыми долями световой, этого «пылеуловителя» должно было хватить для сбора нужного количества космической пыли и газа.

Ясно, что напряжённость поля вблизи «всасывающей» конструкции должна достигать нечеловеческих значений, – в том смысле, что существование человека вблизи от неё невозможно. А вот вдали – пожалуйста; если считать эту конструкцию с её полем чем-то типа электрического заряда, то напряжённость будет падать пропорционально квадрату расстояния. Значит, надо удалить обитаемые помещения на расстояние, хотя и очень большое, но поддающееся расчёту. И соединить эти помещения с «пылеуловителем» фермой нужной длины и по возможности лёгкой.

Что мы и видим в первых кадрах «Аватара», когда показывают «магистральный» звездолёт: неимоверной длины ажурная ферма, двигательная установка на одном конце, обитаемые отсеки – на другом. Последние вращаются на поперечной ферме, создают центробежную силу, заменяющую силу тяжести – тоже нормально, прилеплять победу над гравитацией не нужно, одной небывальщиной меньше.

В целом, звездолёт фантастический, но с приличной долей научности. А вот про «челнок» такого сказать не могу.

Если правильно помню, маленький (относительно, конечно, маленький) корабль, на котором спецназ спускался с «магистрального» звездолёта на Пандору, назывался шаттлом, то есть «челноком». Название верное; я уже писал, что американцы назвали свою систему «Спейс шаттлом», т.е. «Космическим челноком» потому, что она, являясь частью более крупной системы, предназначалась для полётов с Земли на орбиту, с орбиты на Землю, туда-сюда – одно слово, челнок. Ну, и тут тоже – с орбиты на Пандору и обратно.

Но вот сделан камероновский «челнок» легкомысленно. Вы помните, какое впечатление массивности, грузности он оставляет? Помните, как по нему стреляют чем-то мощным, что-то взрывается на его корпусе, а он всё летит? То есть он просто-таки отлично бронирован, что, в общем-то, видно и на других кадрах, где открываются всякие двери и створки. И вообще, фундаментальность конструкции не вызывает сомнений.

А это неправильно. «Магистральный» звездолёт может быть сколь угодно массивным, толстостенным – он ведь всю свою жизнь проводит в невесомости. А если аппарату приходится садиться на планету, а тем более использоваться в чисто «авиационных» операциях в её атмосфере, – такой аппарат должен быть сравнительно лёгким, даже если на планете невеликая сила тяжести. Или тогда нужно вводить управление гравитацией, а мы уже похвалили авторов за то, что они сообразили без этого обойтись. Другой вариант «или» – двигатели страшной силы для создания вертикальной тяги. Но нет, этого нету, иначе мы бы увидели катастрофические разрушения в месте старта «челнока» и по трассе его полёта.

Чего я не помню, так это момента вылета «челнока» из недр звездолёта. А жалко, потому что тут у меня есть ещё одна придирка. Ладно, не буду трогать Камерона, но придирку всё же заявлю – давно хочется. Потому что её объект встречается буквально во всех фантастических фильмах, где кто-то летает в космосе хоть с каким-то маневрированием.

Особенно это заметно, когда показываются бои между «космическими истребителями». Я впервые обратил на это внимание, глядя фильм «Враг мой»; интересно, многие ли из вас его видели? Он выпущен в далёком теперь уже 1985 году… если интересно, он есть в Википедии.

Я имею в виду виражи. То есть повороты с креном.

Вы знаете, зачем самолёт кренится влево, когда совершает левый разворот? Объясню. Я буду описывать процесс весьма грубо, более чем приблизительно; но рассчитываю дать достаточное качественное представление о нём.

Первые авиаторы совершали повороты «блинчиком»; ещё говорят, повороты были плоскими. Лётчики побаивались лишних «телодвижений»; а поначалу, должно быть, и не понимали, зачем бы надо было накрениться. Лётчик отклонял руль направления, и всё. Скажем, влево. На руль действовала небольшая аэродинамическая сила, потому что площадь его небольшая. Эта сила заставляла хвост самолёта слегка сойти с направления полёта вправо, а нос, соответственно, влево. Вместе с носом отклонялась влево тяга винта. Инерция продолжала тащить самолёт прямо, а тяга – уже чуть-чуть влево. Тяга – килограммов 300–400 для какого-нибудь «Морана» 1913 года, или тонны 2–3 для истребителя Второй мировой. Если разложить на тягу составляющие, то та сила, которая тянет машину влево, будет килограммов 40 или 300 соответственно. Цифры очень приблизительные, но нам, для качественного сравнения, хватит.

А сравнивать будем с координированным разворотом, как называют поворот с применением крена.

Задача крена – направить в помощь вот этой «боковой» составляющей части тяги куда более мощную силу: аэродинамическую подъёмную силу, основное назначение которой – держать самолёт в воздухе. Берём тот же истребитель Второй мировой, он весит, скажем, 4 тонны. В координированном развороте в горизонтальной плоскости при угле крена 60° перегрузка составляет 2 единицы, то есть аэродинамическая подъёмная сила нашего истребителя равняется 8 тоннам. Берём её проекцию на горизонтальную плоскость, она равна в данном случае 4 тоннам – вот какая сила тащит теперь самолёт влево!

Конечно, самолёт разворачивают не силы, а моменты. Момент зависит от плеча, у силы тяги и, соответственно, её «боковой» составляющей плечо больше, но сама-то она, эта составляющая, – 300 кг, и это против 4 тонн! Короче говоря, каково бы ни было соотношение плеч этих двух сил, координированный разворот совершается в несколько раз быстрее, чем плоский.

Вот почему истребители в бою так резко кренятся. Даже лайнеры кренятся, кружа над аэропортом – замечали? Они задействуют для более энергичного поворота аэродинамическую подъёмную силу.

АЭРОДИНАМИЧЕСКУЮ!

А какая в космосе аэродинамическая сила? Там же нет «аэро», то бишь воздуха! Там для разворота нужно включить двигатели ориентации, направив в нужную сторону тягу основного движка. Крен в этом случае – абсолютно бесполезная вещь, а точнее, вредная, так как совершенно зря расходуется топливо микродвигателей, ответственных за вращение аппарата вокруг продольной оси. И пилотирование усложняется невесть зачем…

Но во всех фантастических фильмах «космические истребители» бодро кренятся, гоняясь друг за другом. В общем, конечно, понятно – так живописнее, а для кино это главное. Но уж очень мне хотелось высказаться на эту тему.

…Задумывал я этот пост совсем коротким и с одной малой целью: ради сарказма по поводу «тяжёлых крейсеров», фигурирующих в большинстве фильмов со звёздными войнами. Выше отметил, что аватаровский звездолёт, на мой вкус, представляет собой выгодной исключение из общей массы.

Впрочем, «общая масса» тоже разная. Иногда делают просто огроменную летающую тарелку, как, скажем, в «Дне независимости» и «Хищнике-2». Ну и ничего, не мудрят особо, и правильно. Я, когда говорил про танки «Виккерс», имел в виду другой «тип» – длинномерные сооружения, похожие на положенные на бок небоскрёбы. С разными прямоугольными, трапециевидными, полукруглыми, коническими выступами, не нарушающими, впрочем, общего «небоскрёбного» принципа. С трубообразными двигателями на крестообразных пилонах и так далее.

Верю, что художники, в рамках бюджета, стараются изобрести что-нибудь пооригинальнее и погрознее. А только в реальной жизни бывают конструкции, которые как минимум не слабее этих компьютерных фантазий. Вот я недавно прочитал книжку про японские линкоры. Японцы были очень оригинальны в архитектуре боевых кораблей, их линкоры не спутаешь ни с какими другими. И самым ярким их отличием были носовые надстройки.

Все большие артиллерийские корабли, построенные или модернизированные в 1930-х–40-х годах, получили более или менее высокие носовые надстройки более или менее замысловатого вида. Это было вызвано прежде всего бурным развитием систем управления огнём, сначала главного калибра, потом противоминного и/или универсального, потом многочисленной малокалиберной автоматической зенитной артиллерии… Да и самой этой малокалиберной автоматической требовалось такое количество, что её пихали, где можно и где нельзя, и в том числе – на площадках той же носовой надстройки. Ещё там же располагались всякие мостики для сигнальщиков и наблюдателей, прожекторы, локаторы… Мачта уже не могла разместить всё это великолепие, и её заменила вот эта самая башенноподобная надстройка весьма сложной архитектуры.

Так вот, японцы в этом, по-моему, превзошли всех – и в башенноподобности, и в сложности. Про их надстройки даже говорят – пагодообразные. Вот, посмотрите: слева – линкор «Фусо» после модернизации 1930-х годов. Справа – «Исе», корабль следующей серии, модернизированный примерно в то же время.

«Фусо»

«Исе»

Впечатляет? По-моему, и по сложности, и по грозности вида как минимум не хуже «тяжёлых крейсеров» из киношных звёздных войн. Что уж тут ещё придумаешь… А вот ещё картинка, это французский «Жан Бар», пожалуй, последний введённый в строй линейный корабль – его достроили уже после окончания войны. Не столь многосложно, как у японцев, но тоже грозно и красиво.

«Жан Бар»

Прошу извинить за качество картинок – снимал их простеньким аппаратом, положив книжку на табуретку под торшер. Потому что, повторюсь, думал написать крошечный шутейный пост, навеянный, с одной стороны, фильмом «Аватар», а с другой – книгой «Линейные корабли Японии (1909–1945)», авторы О.А. Рубанов, С.Б. Трубицын, «Авиакнига», 2007 г. Вы же знаете: корабли — моя давняя и непреходящая любовь…

Если не зарастёт народная тропа к блогу, мы ещё дойдём до них, до «Кавачи» и «Сетсу», «Фусо» и «Ямаширо», «Исе» и «Хьга», «Ямато» и «Мусаси»… И уж тогда я постараюсь показать их во всей красе.

10 комментариев

  1. admin:

    Ну, знаешь ли, ну нельзя же так. В Японии есть, например, культовый режиссёр-мультипликатор Лейджи Матсумото (Leiji Matsumoto), так у него, без лишних затей, эти пагоды в космос улетают прям с Земли. То есть, сначала всплывают из под воды:

    «Yamato»

    Потом, как гидроплан, разбегаются:

    «Yamato»

    ну и, эта, в космос:

    «Yamato»

    (Клип с ютюба)

    Критику можно писать до конца дней своих.

  2. master:

    Вот-вот, ты уловил: критику можно писать до конца дней. Глупо не пользоваться таким ресурсом.
    Вот, например, Матсумото… Моя к нему претензия — он не понимает. какой материал у него в руках! Видишь, насколько его надстройки беднее настоящих? Не то что на пагоду, на кумирню-то с трудом тянут.
    Про форму форштевня молчу.

  3. По поводу принципа работы двигателя челнока.
    Хоть я фильм и не смотрел, но в трейлере видел некий левитирующий минерал который 1000000$ за килограмм из-за которого, собственно, весь сыр-бор. Так может челнок как раз и использует этот минерал в своих двигателях?

  4. master:

    А ведь верно… из-за него всё. Просто, видать, в трейлере он запоминается, потому что трейлер маленький. А фильм большой, и из-за чего сыр-бор, там становится неважно на 7-й минуте, а на 10-й уходит из памяти.
    Да, вполне может быть, челнок левитирует. Очко я проиграл.
    Пытаюсь отыграть. А на кой тогда вертолёты лопастями машут? Жалко, что ли, материал расходовать? Так того количества левитанта, которое пошло на этот бронечелнок, хватит на двадцать вертолётов, чего уж так жмотиться… Больше потеряешь, когда они падают, сбитые. А так бы не падали. Между прочим, подготовка лётчика-истребителя уже лет 30 назад стоила 2 млн фунтов стерлингов, это я про английские ВВС читал в Зарубежном военном обозрении. А ударный вертолёт стоит миллионов 20 долларов. Вон, АН-64А, первая модификация «Апача», даже по расчётам стоила $14.3 млн. А теперь их серьёзно дооборудуют электроникой, модернизируя в вариант АН-64D «Апач Лонгбоу»; модернизация одной машины стоит $8 млн…
    Интересно, сколько левитанта надо на один вертолёт?
    Но, как бы то ни было, челнок в принципе оправдан… до необходимой степени.

  5. Имеем технологически развитую цивилизацию людей. Вполне возможно отличное развитие высокоавтоматизированных производств, любая техника клепается на конвейере роботами и при существенном увеличении объёмов производства стоимость этих вертолётов упирается в стоимость материалов. Вот поэтому они и стоят копейки по сравнению с челноками которые летают за счёт дорогого и дефицитного минерала. К тому же цена 1000000 долларов за килограмм это очень абстрактная сумма, может быть на этот миллион можно построить 1000 вертолётов или 1 челнок или треть челнока, поэтому ценами я бы остерёгся оперировать.

    По поводу дорогостоящего обучения пилота тоже есть соображения:
    1) Неизвестно на сколько автоматизированно управление вертолётом.
    2) Учитывая на сколько продвинулись наука в манипуляциях с мозгом и сознанием (судя по трансплантации сознания героя в тело аватара) вполне возможно что обучение лётчика стоит сущие копейки.

  6. master:

    По первому пункту.
    У меня давно уже пропал оптимизм по поводу высокоавтоматизированных производств и пр. По представлениям фантастов 1960-х, сейчас уже космические корабли должны были бороздить просторы Вселенной, а что видим? А видим, как на смену большому, маневрирующему, 100-разовому шаттлу идёт маленькая, почти без аэродинамического качества, 10-разовая капсула (по моему, 10-ти, и ещё не известно, что получится). Плюс одноразовый, полностью теряемый европейский грузовик ATV.
    Знаменитый Форд Т в 1917 году стоил 360 долларов. Автоматики никакой не было, был только конвейер. Сколько стоит современный американский массовый автомобиль? Тысяч 20? Ясно, что он сложнее; но технологии-то теперь на автозаводах какие?! Когда по ТВ показывают – сплошные манипуляторы, людей мало. И это на сборке, а что про механообработку сказать?
    Истребитель Второй мировой стоил 40–50 тыс. долларов, а сейчас – столько же миллионов. Да, он сложнее; а технологии?
    Короче, что видим? Видим, что на фоне совершенствования технологий стоимость продукции всё равно растёт, прежде всего из-за неизбежного и быстро прогрессирующего увеличения её сложности.
    Так что не верю я в «вертолёт будущего», стоящий 1000 долларов. Никогда такого не будет.
    По второму пункту.
    1). Управление автоматизировано «достаточно» для того, чтобы там сидел пилот. Да ещё пилот с таким понтом… профессионал! Как можно сомневаться! Это же элита! Они не только обучены, они обстреляны, и вообще…
    2). Ну, тут, пожалуй, да. Хотя, если бы я писал фантастику, я бы обязательно в такой ситуации заявил, что пересаженная часть сознания должна «срастись» с организмом. Это ведь не то, что впечатать в голову участковому фамилии и адреса уголовников, живущих на его участке. Тут нужен колоссальный объём чисто моторных навыков. Вот их и надо отрабатывать в многочисленных полётах, сжигая массу керосина и лётных часов ресурса машины.
    …Конечно, может быть и по-Вашему, и по-моему, и по-третьему. Фантастика же. Во всяком случае, дискуссия доставляет удовольствие, спасибо Вам.

  7. admin:

    Ещё имей в виду, что теперешний доллар обесценен к своему номиналу тридцатых годов процентов на девяносто. Так что стоимость — не показатель. Впрочем, ты сейчас именно про это книжку-то и читаешь.

  8. master:

    И ты туда же! Я вам стараюсь качественный процесс показать. Доллар подешевел на порядок, самолёт подорожал на три порядка — разве нельзя здесь качество увидеть?
    Тогда смотри по числу. Современные ВВС имеют численность на порядок меньшую, чем довоенные. Это «у них», про нас я не говорю. При том, что сейчас они имеют сравнительно большее значение. Я имею в виду значение ВВС в структуре вооружённых сил.
    Думаешь, не хоцца больше, да? Хоцца… Вон, хотели 30 «Замволтов» построить, а строят только 2. А В-2? Хотели 132, сделали 21… Не хватает денег. А бюджеты-то, между прочим, возросли пропорционально падению стоимости доллара. То есть всего лишь изменился коэффициент, но он одинаковый у суммы бюджета и у затрат на технику.
    Итого: кому стоимость не показатель, пусть посмотрит на количество. Может, через него увидит и стоимость.

  9. Scaner:

    Вот так фантазия и хитрость профанов рождает серьезные споры:
    http://www.lenta.ru/articles/2010/03/03/cameron/

  10. master:

    Спасибо, было интересно.
    А ещё интересно, что как раз сейчас делаю небольшой пост ради устранения ранее допущенной ошибки. Типа, может, и профан, но хоть честный… Вывешу в конце недели, по тактическим соображениям.

Написать отзыв

CAPTCHA изображение
*