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Unter der Haube: The Tie Fighter

Unter der Haube: The Tie Fighter

Der Tie Fighter (und Varianten in der gesamten Star Wars-Galaxie und im erweiterten Universum) ist einer der bekanntesten Star-Kämpfer (und Soundeffekte) im Bereich Science-Fiction für Jung und Alt. Gleichzeitig schlank, imposant und zerbrechlich strahlen sie militärische Macht aus. Ursprünglich von ILMs Colin Cantwell entworfen, ist das Design zu einer Ikone geworden…

Aber haben Sie sich jemals gefragt, welche Technologie für Design und Betrieb erforderlich ist und ob sie möglicherweise mit vorhandener Technologie gebaut werden können?

[Mit freundlicher Genehmigung von TF3DM]

Der Kürze halber konzentrieren wir uns auf die wichtigsten ikonischen Elemente der Tie-Serie, nämlich Antrieb, Waffen und „Flügel“…

Was jetzt binden?

Alles sehr schön, aber lass uns stecken bleiben ...

Soll ich raus und schieben?

Die Tie-Serie von Starfightern hat ihren Namen zumindest teilweise von ihrem Antriebssystem - Twin Ion Engines. Abgesehen davon wurden die typischen Brüllgeräusche aus einer Mischung von Elefantenschreien mit einem Auto erzeugt, das auf einer nassen Straße fährt. "Echte" Ionenstrahlruder sind natürlich leise ...

Ionenantriebe, Triebwerke oder Booster gehören zu einer Klasse von SEP-Motoren (Solar Electric Propulsion), bei denen ionisiertes Treibmittel auf der Rückseite des Motors fokussiert wird und einen Strom von Ionenstrahlen erzeugt, der als Ionenstrahl bekannt ist. Die Bewegung erzeugt den Schub, der das Fahrzeug bewegt. Diese Technologie wird derzeit auf Satelliten und Sonden wie Deep Space 1 eingesetzt.

[Mit freundlicher Genehmigung der NASA]

So weit so gut, aber ...

Ionenschubmotoren sind nur im Vakuum des Weltraums praktisch und können Fahrzeuge nicht durch die Atmosphäre befördern, da Ionenmotoren nicht in Gegenwart von Ionen außerhalb des Motors arbeiten. Ionentriebwerke haben einen Eingangsleistungsbedarf von 1–7 kW, eine Abgasgeschwindigkeit von 20–50 km / s, einen Schub von 25–250 Millinewton und einen Wirkungsgrad von 65–80%. Klingt beeindruckend, aber Sie würden zwei Tage brauchen, um ein Auto auf einer Autobahn auf 80 km / h zu beschleunigen…

Nun, das ist eindeutig nicht die Art von Performance, die wir in den Filmen sehen ... aber verliere nicht die Hoffnung ...

Es gibt ein ähnliches Prinzip, das als elektrohydrodynamischer Schub bezeichnet wird und auch als Ionenwind bezeichnet wird und erstmals in den 1960er Jahren erkannt wurde.

Ionentriebwerke sind einfach im Design. Sie verfügen über eine dünne Kupferelektrode, die als Emitter bezeichnet wird, und eine dickere Röhre aus metallähnlichem Aluminium, die als Kollektor bezeichnet wird. Ein leichter Rahmen trägt die Drähte, die an eine Stromquelle angeschlossen sind, und hält sie auseinander - der Abstand zwischen ihnen ist entscheidend für die Erzeugung von Ionenwind.

Wenn eine Spannung an die Drähte angelegt wird, zieht der resultierende Feldgradient Elektronen von den umgebenden Luftmolekülen weg und ionisiert sie. Die ionisierten Luftmoleküle werden vom Emitter stark abgestoßen und vom Kollektor stark angezogen. Wenn sie sich dem Kollektor nähern, schieben sie die anderen Luftmoleküle um sich herum und erzeugen Schub.

Designer sagen, dass sie das Potenzial haben, aktuelle Düsentriebwerke zu übertreffen. Ionentriebwerke sind leise und für Infrarotsensoren völlig unsichtbar, da sie keine Wärme abgeben. Sie können jedoch möglicherweise atmosphärische Konzentrationen von Molekülen erfordern, um zu funktionieren.

Grosses Maul aber nichts dahinter…

Fahrzeuge der TIE Fighter-Serie sind normalerweise mit einer oder mehreren „Laserkanonen“ bewaffnet. Fortgeschrittenere Versionen sind beispielsweise mit einer Vielzahl von Sprengkopfwerfern ausgestattet. Die Verwendung des Begriffs „Laserkanonen“ in Star Wars ist etwas irreführend, da sie eigentlich als Plasmawaffen betrachtet werden sollten.

Was jetzt tun? ... Tragen Sie mit mir ...

[Mit freundlicher Genehmigung von SpikeyBits]

In den meisten Science-Fiction-Filmen, insbesondere in Star Wars, sind „Laser“ -Schüsse sichtbar hell und bilden „Blobs“ oder „Energieblitze“. Dies entspricht eher den Entladungen von Plasmawaffen als dem fokussierten Licht. Da Laser keine Energie aus ihrer Fahrtrichtung abstrahlen, können die Bolzen keine Laser sein.

Außerdem haben Laserkanonen physische Löcher an den Enden ihrer Läufe. Da ein Laser am Ende eine Linse haben sollte, zeigt dies an, dass ein „physisches“ Objekt aus dem Zylinder austritt.

Plasmawaffen feuern einen Strahl, einen Bolzen oder einen Plasmastrom ab. Dies ist ein angeregter Materiezustand, der aus Atomelektronen, Kernen, freien Elektronen, wenn sie ionisiert sind, oder anderen Partikeln besteht, wenn sie eingeklemmt werden.

Aber sind Plasmawaffen nicht nur in Filmen und Spielen?

Diese Technologie wird derzeit mit Projekten wie Shiva Star entwickelt, mit denen zwischen 1989 und 1995 auch eine experimentelle Waffe namens MARAUDER für die SDI-Bemühungen entwickelt wurde.

Die Idee scheint darin bestanden zu haben, kompakte Toroide aus Plasma hoher Dichte zu erzeugen, die mit einem massiven Magnetimpuls aus dem Gerät ausgestoßen werden. Die Plasmaprojektile würden mit einer Geschwindigkeit von voraussichtlich 3000 km / s im Jahr 1995 und 10.000 km / s (3% der Lichtgeschwindigkeit) bis zum Jahr 2000 abgeschossen. Bei einem Schuss explodiert die Energie von 5 Pfund TNT… Cool!

[Bildquelle: Starwars.Wikia]

Hier besteht also Potenzial, die Waffenplattformen müssen nur minimiert werden, um in den Rahmen zu passen. Wir müssten sie auch effizient genug machen, um von der relativ kleinen Stromversorgung des Jägers angetrieben zu werden ... Ich glaube, ich kann fliegen ...

Ich glaube, ich kann fliegen….

Die ikonischen „Flügel“ der Tie Fighter-Serie werden oft als Sonnenkollektoren bezeichnet, aber dies ist möglicherweise nicht der Fall. Star Wars-Fans haben vor Ort häufig Kraftkerne, deren Flügel als Kühlschaufeln für diesen Kern dienen. Die allgemeine Ansicht ist jedoch, dass sie als Sonnenkollektoren für das Fahrzeug fungieren. Beide technischen Prinzipien (abgesehen vom Energiekern, außer natürlich der Kernspaltung) sind heutzutage gängige Praxis, daher können wir diesem einen großen Haken geben.

Natürlich wären die Flügel im atmosphärischen Flug für aerodynamische Zwecke unbrauchbar, aber da die meisten Fahrzeuge in Star Wars über irgendeine Form von Anti-Schwerkraft-Technologie verfügen, ist ihre Verwendung als herkömmliche Flügel irrelevant.

Fazit

So nah, aber keine Zigarre ...

Ionenmotoren existieren, aber es fehlt ihnen der Schub, um die in den Filmen gezeigte Beweglichkeit zu gewährleisten, und ihre Einschränkungen würden sie als tragfähiges Antriebssystem für die Manövrierfähigkeit des Jägers auf unserem gegenwärtigen technischen Niveau ausschließen.

Plasmawaffen sind im Prinzip funktionsfähig, erfordern jedoch eine umfangreiche Entwicklung, um die Größe für ein kleines Raumschiff zu verringern.

Und schließlich ist die Anti-Schwerkraft-Technologie vom Typ Star Wars noch lange nicht entwickelt.

Aber hey, ein Junge kann träumen.

Möge die Macht mit dir sein...

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über ScienceDaily und Wikipedia

Schau das Video: TIE Fighter - short film (Oktober 2020).