從現實角度考慮,未來的太空戰艦會是什麼樣子?


之前贊最多的那個人說引用的貼吧內容,其實就是我發的。

我很喜歡「死球孩子」(Children of a Dead Earth)那個遊戲,所以在貼吧對那個遊戲進行了一個粗略的介紹。不得不說,這個遊戲確實非常符合題主的設想,未來百年科技水平的宇宙戰爭。故事中的地球因為超級大國的世界大戰而在短時間內毀滅了,剩餘的地球人不得不被迫成為了太陽系人。經過百年的發展,太陽系內又形成了兩大敵對勢力,終於爆發了戰爭。

既然題主說的是「太空戰艦」的樣子,那我就著重在這方面講一下。

注意題主說了是百年以內,因此不應該考慮任何黑科技,而是以現有技術或者即將實現的技術為準。

1,推進器

既然是百年左右的科技水平,那麼太空戰艦的動力應該還是與火箭相同。在可以預見的近未來,效率最高的火箭發動機,應該是裂變推進器。但是即便如此,高效的裂變推進器的效率也並沒有比現今的化學火箭發動機高出幾倍。為了實現太陽系內的航行與作戰,一艘太空戰艦,採用裂變推進器,也依然需要相當大的一部分體積用來攜帶推進劑。在太空戰艦中,推進劑一定是質量和體積佔比最高的部分之一。

宇宙作戰肯定需要靈活的控制姿態,因此,戰艦要麼使用側面安裝的姿態控制推進器來轉身,要麼就在主推進器上安裝萬向節,直接轉動尾部推進器的角度來實現轉向等動作。

對於不同尺寸的推進器來說,質量相同的情況下,肯定是一個大的推進器效率高於多個小推進器。但是一個大推進器在戰鬥中被打壞就完全不能再用了,多個小推進器則被打壞一個,剩餘的還能繼續運作。如果是有較大調整角度的萬向節推進器,即使不對稱的損壞了一部分,剩餘的推進器也依然能讓戰艦按照預想的航向加速和轉向。因此,究竟選用多少個推進器,就需要謹慎考慮進行取捨了。

裝有萬向節的推進器噴口

2,裝甲和外觀

太空戰艦要能夠承受敵方武器打擊,裝甲肯定是必不可少的。在體積一定的情況下,球形的表面積最少。但是,球形並不一定是最好的選擇。

第一,太空戰艦有火箭推進器,通常就裝在尾部,這裡肯定不能被裝甲遮蓋起來,因此太空戰艦是有前後之分的。第二,太空戰艦通常不會全方位遭受打擊,敵人也是按軌道移動,肯定是從某一個主要方向攻過來,因此並不需要全方位防護的球形裝甲。第三,裂變推進器、核反應堆這些部分會產生核輻射,不利於戰艦內人員的健康,因此人員艙和反應堆、推進器之間需要防輻射板的隔離,因此內部結構也應該是有前後之分的。第四,球形雖然是表面積最小,但並不是橫截面積最小的形狀,太空戰艦為了避免被敵方炮火擊中,應該讓橫截面積儘可能小。

因此,太空戰艦的主體外觀應該是近似圓柱形的結構,外面是比較平滑的裝甲層。當然,傾斜裝甲肯定也是有效的,近似圓錐形或者炮彈形也是不錯的選擇,在船頭對敵的姿態戰鬥,自己的橫截面積最小,裝甲的傾斜角度最大。

太空戰艦的典型外觀

3,散熱

太空戰艦的能量消耗一定不小,各種武器系統肯定需要大量電力來運行,發電機是必然產生廢熱的,人員生命維持系統的各種設備也都需要散熱。如果是在地球上,核動力航母、核潛艇散熱不是問題,因為它們在海里,用海水散熱;飛機、坦克散熱不是問題,因為它們用空氣散熱。但是太空是真空環境,唯一的散熱手段就只有熱輻射,因此,太空戰艦必然有面積巨大的散熱板。

可能有很多人不知道,國際空間站、美國太空梭等載人航天器,其實全都有面積巨大的散熱板。

國際空間站,這幾片白色的物體,並不是太陽能板,而是散熱片!

太空梭在太空中為什麼要一直敞開艙門呢?因為這個艙門內壁其實是散熱片!

散熱片是通過熱輻射實現散熱的,散熱效率和面積成正比,因此如果被遮擋肯定會影響散熱效率,無法覆蓋厚重的裝甲。因此,戰鬥中瞄準對方艦船的散熱片進行攻擊,也是一種不錯的策略。當然,在太空戰艦的設計中,也需要考慮是否要將散熱片留有冗餘,以便在被摧毀一部分散熱片的情況下依然能有足夠的散熱功率。

戰艦的內部結構,以及不同大小與溫度的散熱片

需要注意,不同工作溫度的設備,需要分別採用不同的散熱片進行散熱。因為,如果將不同溫度的設備接入同一散熱迴路,那麼溫度會從高溫部件傳向低溫部件,工作溫度較低的部件不但無法散熱,反而會被其他設備加熱!

還有一點需要知道,散熱效率和溫度的三次方成正比,散熱溫度越高效率越好,因此工作溫度低的部件反而需要更大的散熱片!對於人員艙來說,必須保持室溫,因此空調散熱片雖然工作溫度並不高,散熱面積卻並不是特別小。而飛船的主核反應堆和一些武器系統,則會使用溫度高、看起來紅熱的散熱片。

4,武器

太空戰艦可選的武器基本可以分為3大類:激光,動能炮,導彈,射程依次增加。

首先說激光,這是很多科幻小說中首選的武器裝備。激光有不少優點:1,光速發射,瞄準必定命中,無法躲避;2,只要有電即可發射,對於核動力太空戰艦來說相當於彈藥無限。當然,激光也有缺點:1,由於衍射,威力與距離成反比;2,激光炮需要大量電力,因此發熱量極大,大威力激光炮需要巨大的散熱板才能工作。

以激光為主炮的太空戰艦,擁有巨大的散熱板。

動能炮的優缺點幾乎與激光相反。在太空中沒有空氣阻力,因此炮彈的飛行距離可以說是無限的,威力不會隨著距離增加而降低。當然,對方也不會原地站著挨打,命中率可以說隨距離下降,有效作戰距離也不是無限的。動能炮可以是火藥炮,也可以是電力驅動的磁軌炮或者線圈炮,各有優缺點。

火藥炮優點就是耗電量很低,除了轉動炮塔和裝填系統之外不需要電力,缺點就是彈藥庫被擊中會引發殉爆,並且化學炸藥的威力也無法做到太高。磁軌炮和線圈炮就可以通過增加電源功率、增加電磁部件等方式將威力顯著提高。磁軌炮發射時炮彈與軌道是有直接摩擦接觸,因此威力提升也不是無限的,適合發射質量小、射速高的小口徑子彈。線圈炮的炮彈不需要與線圈接觸,適合發射口徑大一些的物體,但是線圈炮只能發射永磁體製成的炮彈,在磁場強度過高的情況下會使炮彈退磁,所以威力也不能無限提升。

宇宙戰中的相對速度可能會很高,達到幾千米每秒,雙方炮戰的交火距離可達幾十甚至幾百千米,因此,炮彈初速比較高的小口徑炮會比較有優勢,太空戰艦很可能會選擇每顆子彈質量只有幾克或幾十克、初速幾千米甚至幾十千米每秒、每分鐘數百甚至上千發的類似機關炮的小口徑炮塔為常見武器。

從外觀上來看,這些威力巨大的炮塔可能也只有幾米的大小,相對於幾十米粗、百米長的戰艦來說,炮塔就顯得比較小了。

各炮塔開火!

最後說一下導彈和與導彈類似的無人機

地球上的艦隊中,最強大的是航母。這是因為,地球是圓的,戰艦無法偵察到更遠的距離,必須通過飛機才能在遠距離搜索到敵方艦隊實施攻擊。由於地球引力的存在,導彈的射程也很有限,對艦作戰的效率很難超過飛機。但是在太空中,這些問題都不存在。太空與海洋不同,不同大小的太空戰艦的機動性,並不會像飛機和船舶那樣有數量級的差異,並且在激光、高速電磁炮面前,這點機動性的差異也不會有本質的區別,無非就像輪船和快艇的區別罷了。在地球上,你會想用快艇跟巡洋艦戰鬥嗎?

另外,如果在太空中使用戰鬥機,那麼需要讓它返航回收,推進劑的攜帶量就必須是單程的2倍,甚至是導彈的4倍。(導彈出發後與敵方撞擊之前只需要單程加速,但飛機需要180度掉頭返航,然後還要再減速到0)上面已經說過,宇宙航天器中質量佔比最大的肯定是推進劑,一架可返航的戰鬥機比導彈大4倍,卻並不比4枚導彈的作戰效率更高。

因此,對於遠距離交戰,肯定是導彈和不需回收的一次性無人機作為主力。(一次性無人機也可以視為子母彈類型的導彈)

太空中雖然沒有空氣阻力,但是導彈的外形應該和地球上的區別不大,也是尖頭的圓柱形。上面已經說過,圓柱正面的橫截面積最小,尖頭又能增加正面裝甲的傾斜度,使得導彈達到最佳的突防能力。

太空導彈的形狀,也是尖頭的圓柱形

上面所說的激光和動能炮也都可以作為點防禦武器,攔截導彈和無人機。所以導彈和無人機應該也是成群結隊,以數量取勝。太空中的反艦導彈的大小應該也與地球上的類似,大約幾米長、幾十厘米粗。可以搭載核彈頭也可以是破片動能彈頭,因為太空中沒有空氣,核彈並不會像地球上那樣擁有威力巨大的衝擊波,只能以高溫損傷敵方裝甲,並不一定比破片彈頭殺傷力高。當然,也有將金屬破片裝在核彈頭前面的組合式彈頭,利用核彈的爆炸力將高溫高速的金屬射向敵方。

5,人員與作戰

太空飛行器是火箭動力,任何一點質量都是寶貴的,因此載人艙在太空戰艦中應該只佔很小的體積。太空戰艦與其叫「戰艦」,不如叫「太空潛艇」更合適一點,不會有非常寬敞的艦橋和艙室。艦上的人員編製應該也與現代核潛艇類似,幾十人編製是比較合理的,而不應該像地球上的戰艦或航母那樣有幾百上千人。

注意太空戰艦的甲板方向,應該與推進器的方向垂直,而不是飛機那樣與推進方向平行。(駕駛員可以有一個面向前方的座位)因為太空中沒有重力,戰艦在戰鬥中需要頻繁的加速,只有垂直方向的甲板才能在加速時讓人們更穩定的行動,而不是被甩到後面的牆上去。

與潛艇類似,太空戰艦應該也無法提供逃生艙。地球上戰艦被擊毀會沉沒,救生艇可以讓人們漂浮在海面上等待救援。但是在太空中,戰艦並沒有「沉沒」一說,「棄艦」把自己用小型逃生艙發射到宇宙中,並不會增加生還幾率。

實際上,百年左右近未來的宇宙軌道戰爭,幾乎就是你死我活的戰爭,戰敗的的一方几乎沒有退路。上面我一直強調,太空中的質量很寶貴,最大的質量就是推進劑。那麼,戰艦為了最高的作戰效率,通常應該只攜帶單程燃料(如果讓戰艦攜帶可以返程的燃料,那不如直接派2艘單程燃料的戰艦了,戰鬥力就是二倍啊!)所以,每次戰役的參戰雙方,應該都只有單程燃料,戰勝的一方可以在軌道上等待補給然後返航,失敗的一方是沒有撤退能力的,要麼被俘,要麼就只能原地餓死了。可以這麼說,以百年內的科技水平進行太陽系內的宇宙戰爭,那麼每一場戰鬥都要做好自殺式襲擊的準備,取得勝利才有活路,戰敗了絕對沒有退路。


不好意思看錯題目了,題主問的是百年之內,
我回答的可能要以千年為尺度了。百年之內的話,可能也就第一第二階段吧。

——————假裝有分割線———————


好像大家都忘了一個問題。

太空戰艦的敵人是誰?
太空戰艦的敵人是誰?
太空戰艦的敵人是誰?

很不幸,太空戰艦首要的敵人是太空,然後才是敵軍/敵艦。

太空戰艦的設計,首先考慮的是生存能力和損管。
然後是宇航和機動性。
然後才是武器性能和破壞力。

最開始的時候,飛船來源幾乎都是地球,一般是在地球生產和發射,然後直接在太空執行任務或者近地軌道組裝之後再去執行任務。

這一階段段,太空活動主要圍繞科學探索和經濟開發。並沒有專門用於太空作戰的艦船。各個任務飛船並沒有冗餘設計和燃料去執行對艦攻擊。太空中,打不起來。

不過這不意味著沒有太空戰爭,此時的太空戰的目標集中在地面和近地軌道,講真,打起來和現在區別不大,主流還是導彈和其他答主說得一些空天戰機,間雜著流氓衛星故意撞別人啊一類的小伎倆。
基本,沒得看。


第二階段,終於人類在外太空立足,經濟開發和人口遷移逐漸趨向飽和。各個太空實體的競爭從"增量競爭"開始轉變為"存量爭奪"。

這一階段,太空戰以"擾襲戰"為主。

需要說明的是,這一階段,太空船塢已經可以自行生產中小型艦船了,雖然核心精密部件還是要從地球進口。
武器也多以一次性導彈為主,產地主要是地球。

很可笑,這時候的作戰主體是"太空治安隊和救援隊"。名頭上掛著治安何救援,骨子裡全特么是海盜流氓。是各個實體互相噁心對方用的。

艦船設計以機動性為首要指標。和主流民用船隻區別主要在更快且加裝少許武器,定位類似於巡洋艦。畢竟這個時代,各個太空基地和飛船還屬於餡大皮薄一打就跪的地步。
所以,雙方艦隊直接交鋒的情況不多,基本就是打造就跑搶完就溜,靠時間差獲利。也不敢玩毀城滅艦的勾當,畢竟做的過分了也沒好處,政治上也不好看。
更何況,他們還真做太空救援任務,只是收費不止是有些黑,也出現了價格沒談好故意援救不力的事情。甚至還玩過"修自行車路上撒釘子"的勾當。
即使在自己國家內部,這些人名聲也不不敢恭維。

為了抗騷擾,逐漸發展到了武裝商船執劍經商的階段,太空科技的進步和經濟實力的增長,雙方軍備競賽式的優化強化,最終發展到了第三階段——大艦巨炮階段。

能夠支撐巨艦大炮的基礎是太空船塢造船能力的極大進步。雖然在精密零件上還要地球進口,但是"巨型化部件"幾乎全部都是太空生產了。特別是船殼和動力裝置,完全是暴力美學的天堂。

最直觀的是就是船體,因為不需要考慮空氣摩擦力和氣動性能,也沒功夫精雕細琢,所以飛船和太空站的特點都是又粗又硬,往大了造,往結實方面造,幾米厚甚至十厘米厚的船殼越來越多,多炮塔神教也逐漸復興,用的也多是動能武器,激光武器,輻射武器一類的暴力型,
地球產的導彈以及核武器已經啃不動這些巨艦,硬扛下來也就一個坑而已,損管部門三下五除二填補好連眉頭都不帶皺一下的。

呵呵,地球上那些以馬赫為單位的導彈?
因為自身重量和燃料的限制,簡直像小孩子過家家。完全沒有近身的機會,甚至你飛的還沒有目標艦船快,打打固定基地也還行,打飛船就算了吧。

其實,這時候,動能武器也有類似的特點,除了打基地之外,幾乎也就只有癱瘓敵人之後用得上,性質上就像現在的近戰機炮,必須有,只是盡量不用,用的時候要麼是基本勝了要麼是基本敗了。

必須一提的是,這時候艦船的動力統統是核聚變,和地球生產的發動機強調小型化高效率不同。太空產的各個型號聚變發動機都強調"簡單易用可靠性高",簡直是燃料大桶大桶的倒,野蠻殘暴又有效。

巨艦大炮階段維持了很久,直到聯合艦隊模式逐漸出現並穩固下來,人稱歷史的終結。

巨艦大炮階段,所有的艦船幾乎都是全能型的。獨立生存能力很強,又因為艦船協調和資源交流不容易,所以大家都是獨狼,各干各的,每艘都能獨立作戰。大規模艦隊互毆也有,只是不是主流,有些類似戰列艦時代。
巨艦大炮既要考慮防護,有要考慮機動,又想多拉快跑又想加重全能,很不容易找到平衡點,自身天花板很低,所以最後還是被多艦分工編隊模式取代。


多艦分工協作編隊行動逐漸固定為"旗艦+功能艦"的形態,艦隊的核心是"船塢級旗艦"。作戰主要靠各類功能特化的功能艦,旗艦起到基地的作用,人口,後勤,生產全靠旗艦。
之所以叫船塢級旗艦,是因為,在長距離機動的時候,功能艦全部依附旗艦,直接靠旗艦的動力。功能艦可以根據功能定位,簡化動力系統,減少燃料攜帶,把更多的資源總在特化的功能上。
雖然一般見不到船塢級旗艦對決,但是這些被戲稱為"殲星艦"的旗艦打起來起來,那真是一個毀天滅地級別啊。

旗艦的主炮,如果能打中,那幾乎是一炮毀一艘護衛艦的級別,一炮一城也不成問題,是標準的"對城寶具",輕易不用,一旦使用,祈禱別打中自己。


最後來個彩蛋,上面說的是太陽系內作戰模式。而星際殖民立刻就又滾回了巨艦大炮時代。


百年以內的近未來,可能都不會出現制式的太空戰艦吧……

戰爭是利益衝突激化到一定程度後的極端手段,我覺得百年以內,人類向太空邁進的步伐應該到不了那種矛盾激化階段。

如果沒有外星科技突然降臨,百年之內,真要打太空戰爭,近地軌道或地月系統內,太空戰爭的主流方式大概率會是視距內動能武器交戰,基本就是過去那種騎士比武對沖,一把定勝負。這種方式對飛船外形沒啥特別要求,因為作戰肯定不是飛船主要任務,沒必要為此特別設計和製造。

(解釋一下)視距內作戰就是指數百公里範圍內,再遠就不太可能了。除了探測能力外,你發射的動能武器飛過去也得花時間啊,目標會存在一個逃逸區間,超過後飛船就可以通過機動變軌躲避。發射的太早基本會浪費,所以有點像過去排隊槍斃戰術,發射太早基本什麼都打不著,發射太晚對方已經把你打的千瘡百孔。要等到一個最佳時機,一把扔出去所有武器直接轟殺對方。

這種作戰方式,如果是兩艘飛船之間的對決,就很像騎士比武,兩邊對沖,然後一把定勝負。如果是隊列作戰……估計就是太空BB對轟吧……近地軌道上的太空BB對轟場景想想都感動的要哭,但如果都能造太空BB了,有什麼利益是不能通過坐下來談解決的呢?

行星際戰爭……我估計打不起來吧……最多是發射軌道襲擾戰。只要進入軌道,也就沒啥可打的了,跑就是了,有本事追上來咬我呀!(真追上了也就剩下開罐頭+白刃戰了)

所以從經濟角度來說,百年之內可能都不會有制式太空戰艦,因為不划算啊……最多是武裝商船,在船上裝幾個大號電磁加特林和一些魚雷,偷空摸你一把,撈不著轉身就走。(這個場景可直接參考美劇《太空無垠》S2結尾的幾場戰鬥,無制導的大鋼球漫天飛舞,外加一些小火箭趁火打劫……)

這種作戰方式肯定犯不著為此特別設計飛船結構和功能,因為不划算啊。好幾百噸的專用載具啊,發射成本多高啊,只用來互相毀滅太浪費了。


謝邀

這是一個非常非常複雜的話題,不是一下子就能說清楚的,還是回顧一下歷史,看看現實中的雛形吧。現實中最接近太空戰艦的東西就是蘇聯發射失敗的「極地」(Polyus)號激光戰鬥平台,裝有1兆瓦的二氧化碳激光用來打擊敵方航天器,此外還有低功率輔助瞄準激光和自帶的可拋放試驗靶,飛船總重80噸,1987年5月15日發射,因為火箭控制系統故障而墜毀。

極地號激光戰鬥飛船結構圖

捆綁在「能源」超重型運載火箭側面的極地號

我覺得這有一定參考價值,對近未來太空戰艦的設計,我覺得可預見未來作戰航天器還是會以無人化為主,因為要長期載人,質量得額外增加20噸以上,大大增加了成本。無人化更高效、經濟,可能是少量載人戰鬥航天器(旗艦作用)指揮大量無人航天器戰鬥。載人航天器在太空指揮的最大意義就是克服通信延遲問題。畢竟如果戰鬥發生在離地球比較遠的地方,光速限制導致的通信延遲會讓地面指揮太空戰鬥變得不可能。

至於美國戰略防禦倡議(俗稱的「星球大戰計劃」)里構想的五花八門的戰鬥航天器因為並沒有實際製造出來,所以就不發了。

關於太空戰艦的武器除了各類高能激光外,現有的薩德(THAAD)和標準3導彈也許稍加修改可以作為太空戰艦的武器,因為都能在大氣層外攔截高速目標,例如彈道導彈乃至衛星。


更新一下

什麼時候人類才真正需要類似太空戰艦的航天器?我認為是人類開發地外天體例如月球、小行星的資源之後了。因為攻擊地球軌道上的航天器,用薩德、標準3、中段攔截彈乃至殺手衛星(機動變軌接近敵方航天器後自爆,同歸於盡的衛星)就夠用了。前三者美國已經實際部署,標準3也成功摧毀過衛星。而殺手衛星,蘇聯在上世紀80年代也多次成功試驗過。

當開發了地外天體後,傳統的太空武器就難以勝任,保衛太空殖民地、基礎設施、資源等深空軍事任務,才需要深空戰鬥航天器來完成這類使命。距離和光速限制導致的通訊延遲也導致地面不便於遙控指揮遙遠深空例如火星軌道、小行星帶中的戰鬥,就需要有人在前線指揮,這樣的戰鬥航天器不會太小,而現代海軍對艦的定義是標準排水量超過600噸,如果深空戰鬥航天器的質量超過600噸了,那就成了太空戰艦。

SpaceX的BFR超級火箭在可重複使用的情況下載荷為150噸,也就是說,BFR發射4次,把戰鬥航天器的模塊在空間站對接組裝就能達到600噸,成為名副其實的艦。

如果使用核脈衝推進技術,那未來可以建造4000噸-10000噸的乃至更大的真正太空戰艦,美國空軍曾經在上世紀60年代認真研究過,其中4000噸級的獵戶座核脈衝推進戰艦。戰艦上的武器包括500個核彈頭和3門127毫米炮。依靠一系列微型核彈在安全距離的引爆產生的巨大推力從地面直接起飛進入太空當時的研究證明這技術上可行。當空軍展示這超前的方案時把肯尼迪總統嚇懵了。後來因為經費被砍和政治原因而流產了,如果當年獵戶座核脈衝飛船計劃繼續投巨資搞下去,美國空軍就會有一支幾十艘太空戰艦組成的星際艦隊,能夠進行行星際航行,4000噸級的就能攜帶200噸載荷往返火星,10000噸級的更先進型號可以在攜帶1300噸載荷的情況用3年往返土星系統。當然從地面起飛時產生的核污染又是另一回事了。

美國空軍880噸級獵戶座核脈衝推進飛船示意圖,單位為英尺。

核脈衝戰艦戰鬥草圖

核脈衝推進原理示意圖

如果當年麥克納馬拉(美國時任國防部長)繼續給獵戶座計劃經費,也許現在人類已經在大規模開發太陽系了。再想像一下一支幾十艘4000-10000噸級的核脈衝推進太空戰艦組成的行星際艦隊會是多麼的可怕。

有人說量子通信已經能超光速了,而據我所知現在的量子通信只是量子信息加密,避免密匙被竊聽。傳送量子信息本身還是要通過激光或者光纖傳輸。跟科幻里無視光速瞬間即達的量子糾纏通信完全是兩回事。


請看太空戰模擬器——死球孩子
《Children of a Dead Earth》(簡稱CDE)2016年9月在Steam上發售的超真實的太空戰鬥模擬遊戲。

它的軌道規劃。
和KSP(坎巴拉太空計劃)基本相同,它也是使用軌道規劃器進行變軌操作。不過它的軌道規劃是四維的,除了3個方向維度,還有一個時間拉杆,可以前後微調執行時間。

與KSP不同的是,它的軌道預覽可以變更參考系。除了以圍繞的中心天體為參考系之外,還能以任意目標為參考系,直接顯示與該目標的相對位置變化軌道。這在進行軌道交匯的時候非常有用。在CDE中,飛船不能手動駕駛,只能使用軌道規劃器來變軌。它採用了積分演算法計算軌道,所以可以模擬推進器長時間開啟的狀態下的軌道變化,並不像KSP那樣開啟推進器時就無法加速和規劃軌道了。

長達數小時、數天的持續推進變軌也可以在一瞬間完成。CDE中採用了真正的多體引力模擬,圍繞拉格朗日點的8字形軌道也是可以實現的。

作為太空戰鬥模擬,與目標交匯是非常重要的。CDE的軌道工具中提供了一些快捷的輔助功能,除了圓化軌道這種操作之外,還有匹配目標軌道、飛躍目標、攔截目標等功能,可以自動生成一系列變軌機動並執行。

在開始交戰時,就會從軌道界面切換到戰鬥界面。

在軌道上的戰鬥,雙方的相對速度通常都有數百米每秒甚至數千米每秒,相距幾十公里的一陣對射,通常會在幾十秒內結束戰鬥。
因為戰鬥基本是在軌道上擦肩而過,所以戰鬥中可選的命令不多,基本只有調整飛船朝向、向某方向持續加速等命令。各炮塔會根據雙方的速度和加速度自動進行射擊。

可以選擇瞄準敵人的某個模塊進行攻擊。

目標的裝甲損壞也精確到每平方米

被大量火力轟擊成篩子或斷成兩截也是常有的事。
這遊戲實際上最出彩的地方在於設計,因為無論是引擎、反應堆、還是武器,都有很多的參數可以調整,可以設計出任何引擎,並用某種模擬來計算貼近實際的引擎功率、推力、isp,等等。
遊戲的作者之前好像說這隻算是proof of concept,離真正成為遊戲還有一定的距離(確實是,光憑畫質就說不過去。。)
不過對硬科幻迷來說確實已經比較優秀了。
作為一個太空沙盒模擬遊戲,自己造船當然是不可或缺的功能。

和KSP相比,CDE的造船相對簡單,燃料箱、發電機、乘員艙等部件只能縱向堆疊,不可橫向放置。所以船身的設計只能是「串糖葫蘆」一樣的調整各個模塊的前後位置,不能調整左右位置。
炮塔、散熱片等部件大部分都安置在船體側面。所以很多太空戰艦都像二戰的戰列艦一樣,用側面對敵的方式對射。
和KSP最大的不同是,艦船必須要考慮散熱問題!
KSP中的太空船,最重要的能量來源是太陽能電池板。而CDE中,能源依靠核動力發電機,不需要太陽能,但發電機都必須要搭配散熱片!那些好像太陽能電池板的東西其實都是散熱片。
每個乘員艙也要有散熱片,磁軌炮、線圈炮要有散熱片,激光炮更是散熱大戶。不同的部件可能有不同的工作溫度,因此是不能共用散熱片的,否則溫度高的部件會傳熱給溫度低的部件,使得溫度低的部件不但無法散熱反而會被加熱。而工作溫度越低,散熱片的熱輻射作用越小,所以同樣的功率下,溫度低的部件反而需要更大面積的散熱片。
散熱片是不可能包裹在裝甲內的,必須立在表面,並且周圍還不能有阻礙,否則散熱效率下降。
所以戰鬥中擊毀對方散熱片就成了一種非常有效的戰術。
一艘能夠獨立作戰的宇宙戰艦,人員配置需求很高。不像KSP一艘飛船隻要幾個人就能駕駛,一艘續航時間數個月的宇宙戰艦,需要數十人才能運轉。
船長、大副、文書、後勤、廚師、軍醫,通信、導航、感測器、生命維持系統,反應堆、推進器的維護人員,各種武器炮手,都是不可或缺的。通常一艘船40~80人是正常配備。

下面說到重點了!
最有趣的是,它的模塊設計。推進器、發電機、各種炮塔武器,它們的性能都不是憑空編出來的,而是根據設計的材料參數計算生成的。

一個核反應發電機,需要配置燃料棒、控制棒的材料和尺寸,冷卻劑的選擇,冷卻泵的材料、尺寸、轉速,熱電偶的材料和尺寸等。每個部分都有數十種現實存在的材料可選,每種材料都有不同的密度、受力強度、耐熱程度、價格等參數。將各個參數進行優化搭配才能做出性價比最高的部件來。
核動力推進器,除了調整反應堆的參數之外,還要設計燃燒室的尺寸,調整噴嘴的材質、角度、長度、厚度,還有轉動機構的材質和尺寸。綜合這些就形成了一個推進器的推力和噴射速度,以及轉動速度等性能參數。

一門磁軌炮,可以設置炮管材料、長度、厚度、口徑,設置子彈的材料、重量、尺寸,電容器的材料和尺寸,裝填機構的功率,設置炮塔的裝甲材料厚度,炮塔轉動機構的材料和尺寸。綜合這些參數,生成炮塔的初速、精度、炮塔轉速等性能。

遊戲中的一切都力求做到最真實。
宇宙中沒有空氣不能傳遞聲音,所以遊戲中敵人被擊中爆炸都沒有音效,自己被擊中能聽到從船內結構傳來的碰撞聲。
推進器在宇宙中不會噴出火焰,噴出的氣體呈圓錐形擴散,並且錐形的角度與噴出物質的聲速有關,錐形氣體還會根據真實的折射率讓光線產生扭曲。
激光在宇宙中不可見,激光炮開火只能看到目標身上被燒灼飛濺的火花。
各種實彈類武器根據選擇曳光彈材料的焰色反應,呈現出各種顏色。

除了實彈武器、激光武器之外,另一種重要武器就是導彈了。

導彈可以搭載破片彈頭,也可以搭載核彈頭。

太空中沒有空氣,所以核彈爆炸不會有衝擊波,只能以高溫傷害敵方裝甲。
核彈爆炸需要一個複雜的過程,所以多枚核彈是不可能連鎖爆炸的,一枚核彈爆炸只會把周圍別的核彈炸壞失效。所以100枚核彈同時攻擊一個目標,結果只等於1枚核彈會成功爆炸。

炮塔除了發射彈丸,也可以用來發射任何東西。你可以製造炮射導彈,甚至炮射核彈、炮射無人機。
炮台可以是磁軌炮、線圈炮,也可以是火藥炮。但是火藥武器炮塔被擊毀會引起彈藥殉爆,直接在自己船身上炸出一個大窟窿,甚至炸成兩截。
官方預告片
視頻:https://www.bilibili.com/video/av6761306/視頻:#(null) https://www.bilibili.com/video/av6761306/

網友評論,這個遊戲叫做Children of a dead Earth也是真的非常應景,不僅因為遊戲中地球因為核戰爭引發核冬天成為了一顆死球,還因為人們都已經丟掉自己土生土長的家園了,還在拿低的可怕的技術水平互相爭鬥。遊戲中的技術水平可能只比現在先進不超過20年,如果現在現實中火箭全部換成直通太空的傳送門的話,我想造出來的戰艦也就是遊戲里這樣。化學引擎普通又現實的推力和比沖,核動力火箭也僅僅是裂變驅動,比沖最高也沒有超過化學多少倍,為了保證dv只能選擇堆燃料湊干質比,結果導致成千噸成千噸燃料艙的出現,即使對於這樣的行星際戰爭來說也是相當於爬一樣的效率,更像是一群乳臭未乾的孩子剛從家裡被丟出來,連落腳的地方都沒站穩就想徒手爬上大樓然後在上面拿石頭丟對方,遊戲中這種科技與場景的極大落差更是這個遊戲叫做Children of a dead earth
文字,圖片偷自百度貼吧。


略吐槽一下覺得激光會是以後宇宙戰爭主要武器的童鞋。

  1. 激光的「高方向性」不是說激光器打出來就是絕對的平行光,而是因為激光從諧振腔出來以後近似平行,而且由於單色性好,所以容易利用光學器件聚焦。但是,既然我們的加工精度不能保證得到絕對的平行光,那麼在經過了很長的距離之後,光斑仍然會擴大到(作為武器)不可容忍的程度。典型的,測地月距離的時候射向月面的激光落點的光斑有千米級。
  2. 即使我們獲得了絕對的平行光,仍然有一個嚴重的問題就是發射激光的平台其指向性是受到非常多因素限制的。如果以發射點為圓心來計算的話,在10千米的距離上,每0.1度的指向誤差都會導致落點17米以上的偏移。更不要提有些人很喜歡玩的「XX光秒」距離的交戰了。你能打得到敵人嗎?
  3. 激光是一種光(廢話)所以具有光的一切特性,很容易被散射、折射和反射,良好的鏡面可以反射掉90%以上的激光能量(激光機上用的反射鏡能反射掉95%甚至更高)。
  4. 激光的殺傷方式是使照射點溫度升高以破壞照射點結構或內部的設備,那麼反過來說就是良好的散熱系統和避免激光長時間聚焦於一點即可有效避免裝備受到激光的破壞。想像一個不斷旋轉的帶散熱系統的高反射率傘狀護盾,基本可以無視激光武器的傷害了。
  5. 想得到高功率和高持續時間的激光,非常、非常、非常、難。

太空戰艦這個很不好估計,因為別說太空戰了就連個像樣的太空船現在也沒有,但是硬要推可以根據幾個原則推一下,在技術條件限於現在這種軌道拼接的情況下飛船可能會是長條形的,多個艙段發射上去拼接,推進艙段放尾部,縱向可以承受一定的過載但是橫向極脆,類似2001太空漫遊里那種。如果技術條件跟經濟條件都允許了,這就可以長點出息不用艙段拼接改空間船塢現場搭建了,這樣形狀上就可以有所變化,比較合適的是球形,表面積小容積大,結構上也比較結實,如果要考慮加速性的話搞成圓柱體或者錐體也不錯,太空沒空氣阻力所以不需要在乎形狀是不是流線型。飛船內部可能更類似潛艇,控制艙指揮艙埋在靠里的位置提高生存性,之後各個艙室按功能跟關鍵程度往外堆,最外面估計是各種功能艙,例如氣閘艙作業艙貨倉這種。講這麼多都沒講武器是因為這裡有個非常尷尬的問題,對於軍用來說,無人現在是比有人更有優勢的,人上去的優勢也就是個指揮判斷,這個並不是不可替代的優勢,冷戰期間就已經有自動化指揮系統了,以後人工智慧技術發展了這方面性能只會更好,而把人放到飛船上,首先船要增壓,需要增加一堆維生系統,還要顧及船員的生活娛樂,這都是多餘重量,另外人扛不住大過載,在需要大動作機動的時候這是個很大的劣勢,雖然有科幻小說設想人泡水裡來提高過載耐受,但是一個這個耐受還是有限制,一個這套液體系統占的體積重量都非常可觀。對於作戰來說,無人系統顯然是更具優勢的,最後導出的結果大致就是一些無人的軍事衛星,根據武器的發展,一段時期內可能是分散的小衛星群,如果出現需要一定體量才能搭載的大件才可能出現戰艦級別的玩意,但是現在還看不到有啥特別有價值且體積重量巨大的武器這個條件。

前面說了這麼多,簡單總結,就是軍用來說,無人比有人的好,體積大小形狀要看具體的武器技術發展,但是不管怎麼說,有一個結論是可以下的,絕大部分科幻電影/小說/動漫里的太空船/太空戰艦,都是純扯淡


【配圖】我認為飛船是圓柱型(或圓筒型)的,理由如下:

行星之間載人航行需要生命維持系統,足夠的艦載機,能源儲備以及動力系統等等,總之這種飛船的體積一定是巨大的,大到使用火箭發射各個模塊在軌道組裝不現實。

再說飛船的建造,很大概率是太空3D列印建造的,一個空間站,一條滑軌上面安裝一個機械手臂,機械手臂圍繞著滑軌旋轉,如下圖(下圖是自製的《三體》CG短片截圖)

圖上的空間站明顯比飛船大了很多,畢竟這個空間站只是木星觀測站(順便猜下是三體中哪裡的情節哈哈),它「列印」的也許只是無人探測器,如果是行星際飛船,飛船要比空間站大得多。

為了列印精度更高,飛船的建造過程自始至終會有一條滑軌穿在飛船中間固定,機械臂繞滑軌做圓周運動,在機械臂長度一定,列印圓桶形的飛船體積更大,出航時可以繞中心軸自旋,圓筒形的飛船裡面適合人們活動的空間更大(「引力」更加平均)。

「列印」完成離港後,可以把不適合列印的大體積模塊比如引擎、核聚變電池等塞到中間。

(「水滴」引擎關閉後,人類在柯依伯帶炸油膜)利益相關:本科機械設計畢業課題是3D列印相關的,正在準備跨專業工業設計。


胡扯一點。

1.激光武器肯定是個好方向。
一來,沒有大氣折射雲彩干擾,激光的DPS和準頭肯定高,二來就是可以用太陽能充電,而且畢竟是太空飛船,不用特別考慮體積重量問題,相比于飛機我的意思是,畢竟你想在戰鬥機上裝個激光炮目前是不可能了。
但是目前激光小型化技術也沒啥大突破,可能還不如搞彈丸武器來的實在。

2.常規彈丸武器。
我覺得這玩意是最靠譜的,當然我只是業餘的軍迷。
畢竟一來技術成熟,美國搞的電磁驅動比激光武器要成功。同樣的,太空中沒有空氣,風阻也無從考慮,簡單的講,就是造個太空AK47。

3.爆炸武器,導彈這種。
導彈技術也很成熟了,而且太空火箭本身就是導彈,軍民兩用,裝上炸藥,長征火箭就算是某種導彈了,當然,不能當洲際導彈使……
而且導彈武器的優勢主要是能夠自帶機動能力,可以變軌,這一點在太空很重要,畢竟大家都在地球軌道或者某個星球軌道上轉啊轉,你要是不能變軌,人家稍微一機動,你的彈頭就自己在那轉啊轉,卻打不到人了。所以彈頭武器也有個問題,那就是太空中距離尺度變大了,要考慮地心引力那個圓圈的問題了——懂我意思就行……

至於說飛船吧,這個話題很難說。
1.首先動力問題我估計頂多是核動力,什麼反物質引擎,超空間引擎咱們這輩子別想了。
怎麼推動,用什麼工質,我只是電氣狗,不懂。

2.外形上肯定是海軍類型,全封閉,自帶乾糧,那基本就是太空上的「潛艇」,所以基礎工程還是得依賴船舶和潛艇技術。
至於長什麼樣,我覺得別抱太多希望,什麼宇宙戰艦大和號,或者星際爭霸大和艦那種,基本都很懸吧。
可能你們幻想了半天,你發現美國人搞了一個「太空戰艦」居然跟俄亥俄級核潛艇一個吊樣……
大艦巨炮不靠譜,一來造不起,二來目標太大,三來船大了,動力問題就來了。
這其實也是個很現實的問題,就像載人火箭的那個問題,增加重量就要增加燃料和發動機尺寸,但是增加了動力,重量又增加了,所以一定有一個技術上的瓶頸點,也就是說,不可能無限地增加太空船大小,一定有一個根據目前科技的,最大尺寸或者重量,學工程應該都懂。
所以宇宙戰艦大和號很懸。更何況你的那麼多炮,開火的時候後坐力不會把船弄得亂轉嗎……畢竟太空又不是海上,海上有海水阻力,太空可沒有。而且太空是純3d作戰,海上畢竟少了一個維度(至少你的大炮不會安在船底和船舷上吧)

3.作戰形式更是難講了。
戰術永遠是根據技術來的,再聰明的軍事家,也得依照當前的科技來想法子,比如西班牙大方陣,之所以當時好用,還是因為早期火槍和長槍的配合,純火槍近戰菜,純冷兵器被人放風箏……
所以在沒有具體的太空武器實踐之前,咱們所謂的戰術打法都是自嗨……
最起碼,我覺得《無盡空間》裡面的就不靠譜,遊戲里為了增加熟悉度,基本上是照搬地球海戰,甚至刻意復古,搞戰艦對轟……好看是好看,好理解是好理解,就是不現實。

4.護盾這種看似稀鬆平常的構想,我是不知道怎麼實現。
你用某種能量場,比如磁場吧,來干擾,偏轉,或者減弱激光或者某種電磁波是有可能的,但是抵擋彈丸或者爆炸?
恕我才疏學淺,想不出怎麼搞。
而且護盾作為一種全身「護甲」,我覺得從能量使用效率上,比較浪費,因為敵人只想打你一個部位,你卻要全身都護著……關鍵在於,你是費電的啊,不是說裝個鐵板就完了,你想用護盾就得費電,太空中能量肯定是非常重要的物資。

5.至於啥,重力模擬,氧氣水分供應之類的,更遠了。我不覺得為了製造人工重力,而讓每個太空船都是滾筒洗衣機是靠譜的想法……
那還不如就這麼失重著呢……


我覺得原則就一個:

同等體積下,表面積最小;

或者,同等體積下,投影面積最小(被敵方在任何角度實行打擊的暴露面積最小)

無疑是球形


給題主推薦一部美劇 「The Expanse」

裡面的太空戰雖然談不上嚴謹合理(無人艦明顯太少)。但乍一看還真的有點像那麼回事,不會有非常低級的力學破綻,這點在硬科幻影視作品中還是很少見的。也算是原小說作者對未來太空載具發展的一種推想。

當然這僅僅限於裡面的太空載具戰鬥,劇里還是有一些比較魔幻的情節的……

------------------------------------------------
評論里就無人機的問題吵起來了,似乎都把無人機當成浮游炮那麼大的小不點了,那我改成無人艦總行了吧

另外很多人提到了激光的問題,其實在現實生活中,激光在超遠距離上也是會出現散射的,因為太空不是完美真空,而你發出的激光束也不是理論上的完美平行光。哪怕是極微小的散射也會使殺傷力大打折扣,小說里動不動就在幾萬公里的距離上一大堆核聚變引擎制導魚雷打出去,在這個距離上激光散射已經不能忽視了,如果散熱問題可以解決的話,作為pdw倒是不錯的選擇。

但是散熱還真的不好解決,再nb的激光照射器,自己產生的熱都比投射出去的能量高。


ps:軍盲太多 浪費心力
鍵盤俠最牛掰 打仗為天皇省子彈 站起來慢慢瞄 美帝都是垃圾
鍵盤俠最牛掰 男人的宇宙戰要浪漫 對撞最帥氣
寫那麼多字還是有一群沒完沒了的一定要來
鄧世昌都能被氣活

基本不是雪茄就是個長筒
因為這符合太空推進的 結構
也符合從星球(行星衛星小行星) 生產 到太空組裝的結構

一切長得像船的都是太空歌劇刷流氓


講真 太空飛船長得都挺隨便的 一切從符合實際需求來
哈勃望遠鏡你還可以騙自己說 這就是我的小望遠鏡放大版

但是詹姆斯韋伯望遠鏡 你給小白看 都不知道這坨玩意是啥 紙蓮花嗎?


還有 我想說一句 不要太受 電影的影響
電影里的戰爭 都很刺激 實際的戰爭 都很無聊(不說血腥問題)
電影里的古代戰爭人人都是英勇廝殺 血流成河 你自己試試就會發現 媽的怎麼揮舞棍子三下就累了 真的古代戰爭 還有圍城磨十年的
二戰一戰 電影里倒是挺還原了 但是也沒有電影那麼誇張 比如鋼鋸嶺那種 一個屏幕幾十個人 你真要站那麼密 鬼子一顆手雷讓你全連報廢

現代戰爭更無聊了 導致很多鍵盤俠對戰爭的了解來自遊戲和電影
美軍上傳的真實戰鬥視頻 b站一堆鍵盤俠 說 打啥呢敵人都看不見 浪費子彈 怕死

實際上 這是個便攜攝影設備很發達的年代 但是攝影設備終究比不上人眼 人家幾百米看到敵人 一個螞蟻大就要開槍了 生死相搏 而攝影設備 沒法那麼快對焦 也沒時間認真拍 講真的 就算距離五十米 戰鬥 往往也是拍不清

我說這個的意思是 遊戲電影 能讓你看到戰鬥那麼激烈那麼刺激那麼炫酷
是因為他們都把敵我塞進很小的屏幕里了 真的大家都在那麼小的視野範圍里 隨便什麼炮彈都是一發送走

這還是說小兵作戰 空戰早期還能肉眼看看 現在都是超視距


海戰就更無聊了 大家對著雷達度數據

不過海面你還能看看窗外風景


潛艇才是真無聊 敵人? 看不見的 都是聲納 屏幕上一個點 一船倉兄貴算數據 艦長發號司令 導彈魚雷發射 看不見的 導彈發射 看不見的 擊中目標?看不見的 都是數據


我這裡扯了幾百字的意思是

這只是真實的地球地表戰爭
真實的宇宙戰更無聊 更接近潛艇戰

什麼太空歌劇里的小飛船biubiubiu你就別想了

什麼船型的太空戰機 宇宙戰艦大和號你就別想了 傻的才在戰艦開玻璃窗 就算開了你也什麼都看不見

哪怕是激光對擼 對不起 宇宙沒有介質 你看不到炫酷的光線 只有我方激光炮正面 和敵人被擊中才會有閃光 聲音都沒有 超級無聊

基本上宇宙戰打起來 和你在古老電腦上 玩「文字遊戲」沒啥區別……


美國那個瀕海戰鬥艦水面以上部分×2,上下對稱,壓扁一些,基本就是宇宙用艦艇的基本造型咯~當然,不會有舷窗和煙囪,艦橋也會收納到中心部分(在宇宙環境中指望靠肉眼了解戰局簡直是天方夜譚)。如果以後電磁炮等動能彈大行其道,將其在前部沿中軸線布置可以保證正前方和側弦接敵能讓火力最大化,也比較容易進行重點防護布置。


圓盤,別問我為啥,畢竟外星人都這麼設計了,應該有咱們沒發現的道理吧。


太空戰艦沒有前後左右之分,無論哪個方向,都會有推進器,都會有武器發射口,導彈僅僅是用來對付到達近處的敵人,不再具有遠程打擊能力,宇宙戰爭將回到大炮巨艦時代。

並且太空戰艦的外形要麼是球體,要麼是正方體。


唉,已有的答案,沒有一個能打的,連個科幻迷都沒有。

好歹來一票認認真真討論一下不同階段能夠實現的。

從太空電梯,核聚變發電,小行星帶挖礦,拉格朗日點城市群,木星土星基地 這麼一系列的發展腳步。

在這不同的階段,估計能夠使用的發動機,先不說無工質發動機那麼玄乎的,咱們必然是從化學燃料發動機,離子發動機,核脈衝發動機等等。

再討論一下武器系統,電磁炮,激光,次聲波

再到防護盾,電磁場防護,激光防護等等

最後必然得出結論:引擎越大越革命,炮管越粗越革命,大炮萬歲,戰列艦萬歲。


挖坑等填。


第二波補充
有很多人會對激光和電磁炮或者是導彈無人機之類的武器作戰效能有質疑。比如激光威力如何小之類的吧啦吧啦。
確實是。面對一大堆受熱後直接揮發的裝甲高能激光完全沒卵用。並不能直接撕裂裝甲帶。而高速電磁炮很容易就能做到。
然而最大的問題還是動能武器加速問題。
現實裡面不可能做到cde裡面1克甚至0.1克的彈頭被磁軌推出幾百km的速度。早被融化了。要麼就要來個幾百米以上的導軌,最後就變成軸炮了。然而靠引擎進行瞄準預判。。。。emmmm。靠魔法吧。
而激光再怎麼樣對裝甲無力你也沒法無視這玩意聚焦射擊你的武器模塊。要麼你要龜縮要麼你就只能等著被穿。所以這方面沒什麼好說的。
當然,也有例外

(圖片來自群內,全部圖片都是,我筆記本壞了沒法截圖)
沒錯,超光速彈頭2333333命中完全是概率了,理論上你在哪裡你都會被打23333
我磁軌炮神教天下第一呀!

補充一波

遊戲裡面的武器裝備有核彈,電磁炮,火藥炮,導彈。磁軌炮,線圈炮(線圈炮低速效率高,磁軌炮則是高速效率好。分水嶺在10km/s的速度上)還有無人機。或者你願意的話還可以給戰艦裡面塞一堆核彈去炸。不過效果不是很好。


這裡推薦題主玩個遊戲,steam上有售。名叫Children of a Dead Earth
這遊戲幹什麼的呢?你可以理解為一個ksp加上了武器模組。但是這裡面的武器都可以由玩家自行設計。從外殼形狀到裝甲材料結構厚度都行。包括武器具體參數,比如磁軌炮磁軌材料和電容,炮塔裝甲板之類的都是自行設計(當然要打劇情到一定關卡後才能解鎖)
還有你的反應堆,推進器。以及所用的燃料。都能自己搭配。
當然。還有一個宇宙戰爭模擬遊戲裡面很少有的模塊。散熱板。玩過ksp的都不陌生。
當然,這裡面所有的裝甲在被武器攻擊後都是按照相對真實的毀傷來進行計算。比如在撞擊表面裝甲層後產生的等離子體什麼的也有。當然,正確不正確就不一定了。
說說遊玩心得吧。

在這個遊戲裡面單純的裝甲厚度不能決定你的生死。因為散熱板的存在。或許動能武器能搞一次性的擊穿厚實的裝甲層。但是。。。。一旦爆了你的散熱板。你的核推和武器模塊不能使用。那麼你還是船棍。所以在設計上要儘可能的掩藏或者加大散熱板的數量。
最後會變成這樣

(別在意這玩意實際作戰效能,找不到圖了拿這個最像的湊合一下)
把散熱板和推進器隱藏,這樣才能在激光和核彈面前生存。
所以總上所述。未來的宇宙戰艦會是一個正面一個巨大的菱錐(是這麼叫的嗎?)後面一個小於前方投影的長方型發動機和散熱板模塊。武器則堆疊在正面和側面的升降系統上。
至於被側面攻擊?不存在的。要進行真正的星際戰爭靠的必然是核引擎。從前面答主所說的核彈推進也好正常的核引擎也好(加熱噴出工質)或者電推也好(不推薦使用,加速度太低容易被無人機和導彈懟爆),除非你的探測系統是二五仔,不然來自散熱板和引擎巨大的熱量和光芒是極度容易被探測的。
最後來宣波群,歡迎加入地球遺族遊戲交流群,群號碼:131688707,來和我們一起玩耍啊~


完美!


本來以為是個很有趣的科幻話題可以討論一下,結果發現在這種簡單的問題里我居然還要科普……

好,那就來吧,補充幾個本來以為大家都知道的小知識:

第一,以現有的人類科技推斷,太空戰的武器可能是什麼?

在不考慮反物質炸彈折躍空間導彈之類黑科技的前提下,以現有人類科技,最可能應用在太空戰艦上的是多段制導集束炸彈。第一段由戰艦發射,將彈頭送入目標數百公里範圍內;第二段彈頭分離為指引部和打擊部,指引部提供近距離無線信號引導,打擊部分裂為數十個自帶姿態修正的分彈頭,將分彈頭送到目標數百米範圍內,可能多個彈頭形成交叉火力限制住目標所有的逃逸位置;第三段分彈頭引爆,將彈片融為灼熱金屬流或者乾脆是高能粒子流,在半徑幾百米的球形空間內形成間隙不大於目標直徑的火力網,穿透目標裝甲形成打擊。

第二,這種武器的威力有多大?

武器的威力可以看作是命中率和命中以後的殺傷力兩部分。

命中率很容易保證。太空沒有任何遮蔽物,你可以從幾百萬公里外觀測敵軍,開火,而且可以用無線電信號指引,對方要麼集中火力摧毀第一段飛行的彈頭,要麼只能在更遠的距離搶先開火。

殺傷力也不是問題,幾百米範圍內爆炸的一顆核彈,你覺得靠裝甲能扛得住?

第三,為什麼說閃避沒有意義?

我想很多人在幻想「太空戰」時想到的是米格25靠著加速性能甩開導彈的例子。不過很可惜,這場戰鬥發生著大氣層內,雙方的速度最高也不過3.2馬赫,然而太空戰中武器速度是多少呢?

https://zhuanlan.zhihu.com/somethingabouteverything/20115986

事後的計算顯示,這個不起眼的10厘米厚實心鐵盤的發射速度至少6倍於地球逃逸速度(第二宇宙速度),達到了70km/s以上(由於只捕捉到了一幀,所以這個速度只能算是一個下限),也就是時速252000公里,或206馬赫

有理由認為在太空戰中,雙方的武器速度不會低於這個井蓋,也就是206馬赫。

假設你的船員每一個都是鍛煉到極致的飛行員,可以承受10個g的加速度長達十分鐘之久,你的飛船可以提升到什麼速度呢?60km/s,還是比那個井蓋速度慢。注意,如前所述,很可能向你迎頭衝過來的不是一個井蓋,而是二三十個。

你覺得閃避還有意義嗎?

==============科普結束,感謝您的觀看,請按ctrl+w進入抽獎頁面===========

先說結論,只要基礎物理學沒有被顛覆,太空戰艦極有可能是分體式的,前頭一個人員艙,中間一個武器艙,後頭一個動力艙,中間以預裝炸藥的艦橋連接,每一段都有獨立的動力系統和生命維持系統,飛船就像個糖葫蘆一樣。

大概就這樣。

在討論之前必須先形成一些共識,否則你說真實系我說超級系你說電磁炮我說維度打擊那就完全沒有討論的意義。讓我們假定在2217年的太空戰中,交戰各方仍然受到如下限制:

第一,光速依然是極限,沒有任何物質、能量、信息能夠超越光速;

第二,交戰核心目標是保護殖民星球不被破壞或佔領;

第三,能源、材料沒有出現顛覆基礎物理學的突破,發動機仍然是越大越好,火炮仍然是越大越強。

第四,人類仍然作為乘員在戰艦上有一席之地,而且人類船員接受的改造沒有漫威DC那樣承受幾十個G面不改色的程度,無準備暴露在真空中依然會死,吃到大劑量輻射救不過來,等等。

第五,沒有出現黑科技裝甲,比如遠程打不穿一定要肉搏的盾牌之類。

現在我們可以進行推導了。

首先,裝甲和閃避能力必然被放棄。當你的被設計成能夠打擊幾萬公里之外的目標(從地面打擊同步軌道上的飛船就是這個距離)時,要麼這玩意兒殺傷半徑有上百公里根本不需要精確瞄準,要麼精確制導能力已經超凡脫俗到了現今人類無法想像的程度。總之,向你襲來的導彈/炮彈/高能射線已經不是幾米厚的合金裝甲和十個g的緊急閃避能夠處理的級別了,你只能祈禱自己只是被爆炸的餘波擦到一點邊,護甲能夠處理這種附帶傷害已經足夠,正面抗主炮的裝甲很可能是第一個被放棄的。戰艦如何保命?靠玄學,靠運氣,靠隊友吸引火力,總之不能靠自己。

其次,在假定是否被命中完全靠運氣的前提下,強化自身的火力必然成為頭號需求,通常說,這叫口徑至上主義。為此,獨立的、模塊化的、可升級的武器艙將會是極有誘惑力的選擇,在鎮壓小規模游擊隊時只需要打得響的小口徑火炮就足夠威懾民用船拼湊出來的玩意兒了,但在主力對決中,射程更遠、威力更大、瞄準更精確的武器能給我方帶來優勢。

第三,如何減少船員的傷亡將是優勢方的頭號難題。畢竟在太空中人體太脆弱了,如果船被打個洞整船海軍官兵就可能統統死於減壓,那麼這樣的勝仗也打不了多少場,優勢方肯定不希望勝利的代價如此高昂。所以,應該有獨立的人員生存艙,在飛船其他部位受到傷害時可以拋棄受損部件,盡最大可能保持人員的生存。同時,也有必要在人員生存艙遭到打擊(消防系統被破壞後失火、被高輻射武器擊中、船體大範圍泄露)後,將殘餘生存人員轉移到其他部分,該部分也應有簡易的生存維護裝置以便讓人員能夠堅持到戰後打撈。

第四,宇宙是三維的,在遠離行星重力井的太空中沒有嚴格的方向觀念,這一點經常被人遺忘。地球上即使是空軍也受到重力的影響,有「上下」的分別,所以在設計上不可能做成球面對稱。但在太空中,你唯一能確定的是「敵人在我們的前方」,於是太空戰艦必須要能滿足儘快把自己的「正面」轉向「前方的需求。所以,戰艦必然做成球面對稱,否則就可能像中途島一樣,指揮官還在不同的情報前猶豫該如何對敵時,對手已經搶先發起攻勢。

綜合以上四點,未來的太空戰艦,只可能有一種形態:球體、強大的武器模塊、放棄閃避能力和多餘的防衛能力、不同功能的船艙彼此分離、所有艙室都有獨立的生命維持系統。

也就是圖中的糖葫蘆,不管你喜不喜歡,這是最有效率的設計。


我猜主要還是航空母艦式的作戰,一艘大船可以帶很多小飛機(可能會是無人機),先靠行星和太空的光學和射電望遠鏡偵查到對方的航線,然後做軌道捕捉,通過複雜的變軌讓自己和對方的距離以及相對速度足夠接近,在捕捉到對方的光學或者雷達信號之後,派出艦載機對對方船體或艦隊進行打擊。這跟海上的航母對決很相似,關鍵在於偵查和反偵察。
和海上對決的情況類似,大炮巨艦恐怕起不到什麼重要作用,攻擊範圍的問題,在太空這個距離還會再拉大,因為艦載機只要略微加速就可以順著軌道接近目標然後發起突擊。比起母艦來說,艦載機的造價可是便宜多了。艦載機估計會攜帶戰術核彈頭,在太空中戰艦應該更難被完全擊毀,而太空中多一點質量就需要不少額外的推進劑,與其帶些不疼不癢的彈藥,自然要用有限的載重最大化毀傷能力。考慮到未來的材料技術,如果太空母艦夠大,恐怕一顆戰術核彈直擊也很難摧毀。考慮到可能的艦載機對艦載機的空戰,也可能攜帶一部分威力較小、重量輕的武器。
母艦上的火力應該主要以防空為主,激光導彈近防炮之類吧……應該也會有護航艦隊。

上一作使命召喚好像就是類似的設定,不過也有艦炮對轟,大概是為了浪漫吧……

=====================================================================

剛剛想到,接戰的時候雙方可能會有一些特殊的戰術。比如干擾彈,現代空戰也是離不開的,但是未來可能會使用一種新的東西:鏡子

設想一種新型、輕質、高反射率的材料,在太空中張開,變成面積很大的鏡子。母艦在受到攻擊的時候,將這些鏡子迅速拋撒到周圍的空間中去,張開之後在太空中自由旋轉,它可以嚴重干擾靠近的飛機和導彈的光學和雷達信號,讓整個一大片空域變得光怪陸離,難以分辨真實的信號和鏡子里的像;而母艦可能可以通過控制和獲取鏡子的角度來排除這種影響,甚至增強觀測能力。

攻擊一方也可能使用這種材料,比如在導彈頭上設置稜錐形的鏡面,一方面降低了可偵測性,另一方面也能在一定程度上抵禦激光武器。另外,如果條件允許,母艦可能會在外層以多邊形方式大量裝置這種鏡面,在宇宙空間中可以有效實現光學和電磁學隱形。想像一下飛船表面反射出漆黑的宇宙空間,關閉引擎沿著軌道運動,在遠距離上會變得難以被探測。

宇宙作戰也會分日戰和夜戰。日戰是在太陽直射下的戰鬥,能見程度好,基本的戰術是搶佔靠太陽的一側,這樣另一側在日照下會很容易觀察,而對方則受到太陽光照的影響,難以看清敵人。夜戰則是在行星、衛星陰影下的戰鬥,飛船通過遁入陰影在躲避探測,在這裡主要依靠各種雷達來互相探測,也不排除有照明彈之類的復古風格的戰鬥方式。


推薦閱讀:

第六代飛機會是什麼樣的?
為什麼 ISIS 沒被消滅,反而越來越強?
為什麼法國出動12架飛機就扔了20枚炸彈?
《美國狙擊手》該片里有個鏡頭,現實中真的有能在2000碼外用狙擊槍擊中目標的情況嗎?
上帝之杖的威力有多大?

TAG:科幻 | 軍事 | 戰爭 | 航天 | 腦洞網路用語 |