宇宙战舰如果在外太空建造，而且不要求进入行星，外形最适合什么形状？

renew

宇宙战舰如果在外太空建造，而且不要求进入行星，外形最适合什么形状？
作者：一点资讯

hoei

这时候就要再次搬出《Children of a Dead Earth》这个最真实的宇宙战舰模拟游戏了。这个游戏完全使用现实中已有的技术来设计宇宙战舰，应该非常适合回答这个问题。
1，散热
首先，很多人在设想宇宙战舰的时候，都忽略了很重要的一个问题，那就是散热！

热力学第二定律：不可能从单一热源吸热，使吸收的热完全变成有用功，而不引起其他变化。

宇宙战舰需要强大的武器系统，这就需要大量的能量。所以宇宙战舰上需要搭载强劲的发电机。根据热力学第二定律，也就必然大量的废热，必须要考虑散热问题。
所有不需要散热的宇宙战舰都属于第二类永动机。
在地球上，航空母舰和核潜艇在海中航行，使用海水散热；飞机、坦克在空气中运行，使用空气散热；核电站通常都建设在水边，有像粗烟囱一样巨大的冷却塔。但是，宇宙空间是真空的，热传导和热对流都不能进行。宇宙就像一个巨大的真空保温瓶。唯一的散热办法就只有热辐射，也就是宇宙战舰必须使用散热片！
不要以为现实中的航天器没有散热片。国际空间站、美国航天飞机其实全都有面积巨大的散热板。
航天飞机在太空中为什么必须一直舱门大开？因为它的舱门内壁其实是散热片！
国际空间站上的这些板子，除了太阳能电池板之外，那些平行于阳光照射方向或处在阴影中的板子便是散热片。
所以，用符合现实物理规律设计的宇宙战舰，也必须搭载足够的散热片。
Major Diarrhia甚至还专门发明了一个“散热片奖”，颁发给所有考虑了散热问题的科幻飞船设计
《阿凡达》是典型的硬科幻，“创业之星”飞船使用反物质作为能源，依然需要两片巨大的散热片，烧得通红。
有一点需要知道，散热效率和温度的四次方成正比，散热温度越高效率越好。但是必须注意，不同工作温度的设备，需要分别采用不同的散热片进行散热。因为，如果将不同温度的设备接入同一散热回路，那么热量会从高温部件传向低温部件，工作温度较低的部件不但无法散热，反而会被其他设备加热！
2，装甲
宇宙战舰要能够承受敌方武器的打击，装甲肯定是必不可少的。在体积一定的情况下，球形的表面积最少。但是，球形并不是最好的选择。
第一，宇宙战舰有火箭推进器，通常就装在尾部，这里肯定不能被装甲遮盖起来，因此是有前后之分的。第二，作战时通常不会全方位遭受打击，敌人也是按轨道移动，肯定是从某一个主要方向攻过来，因此并不需要全方位防护的球形装甲。第三，核动力推进器、核反应堆发电机这些部分会产生核辐射，不利于战舰内人员的健康，因此人员舱和反应堆、推进器之间需要防辐射板的隔离，因此内部结构也应该是有前后之分的。第四，球形虽然是表面积最小，但并不是横截面积最小的形状，宇宙战舰为了避免被敌方炮火击中，应该让横截面积尽可能小。
因此，宇宙战舰的主体外观应该是近似圆柱形的结构，外面是比较平滑的装甲层。当然，倾斜装甲肯定也是有效的，近似圆锥形或者炮弹形也是不错的选择，在船头对敌的姿态战斗，自己的横截面积最小，装甲的倾斜角度最大。
不要忘了刚才说的散热片。散热片是通过热辐射实现散热的，散热效率和面积成正比，如果被装甲遮挡肯定会影响散热效率，因此散热片无法覆盖厚重的装甲，应该平行于面向敌人的方向安置，以保证更小的横截面积。当然，在宇宙战舰的设计中，也要考虑将散热片留有冗余，以便在被摧毁一部分散热片的情况下依然能有足够的散热功率。
综上所述，宇宙战舰的典型外观大概是这个样子：
以导弹和磁轨炮为主的宇宙战舰
以大功率激光炮为主炮的宇宙战舰
采用侧面向敌战术，将散热片安装在装甲背面的战舰
再稍微介绍一下《Children of a Dead Earth》这个模拟游戏。

Children of a Dead Earth
https://www.zhihu.com/video/1171969296937959424
可以说这是现今最真实的宇宙战舰设计游戏，里面采用的一切技术和材料都是真实存在的。最有趣的是，里面的推进器、发电机、各种炮塔武器等模块，它们的性能都不是凭空编出来的，而是根据设计采用的材料和各项参数计算生成的。自己设计模块的时候，不需要懂得实际的原理，只需要给出各个部件使用的材料和尺寸规格，游戏就会按照现实中的物理公式，自动计算出你设计的这个部件的性能。
设计核反应堆
设计一个核反应发电机，需要配置燃料棒、控制棒的材料和尺寸，冷却剂的选择，冷却泵的材料、尺寸、转速，热电偶的材料和尺寸等。每个部分都有数十种现实存在的材料可选，每种材料都有不同的密度、受力强度、耐热程度、价格等参数。将各个参数进行优化搭配才能做出性价比最高的部件来。
设计推进器
设计核动力推进器，除了设计核反应堆的参数之外，还要设计燃烧室的尺寸，调整喷嘴的材质、角度、长度、厚度，还有转动机构的材质和尺寸。综合这些就可以获得推进器的推力和喷射速度，以及转动速度等性能参数。
设计轨道炮
设计磁轨炮，可以调整炮管材料、长度、厚度、口径，设置子弹的材料、重量、尺寸，电容器的材料和尺寸，装填机构的功率，设置炮塔的装甲材料厚度，炮塔转动机构的材料和尺寸。综合这些参数，就可得炮塔的初速、精度、炮塔转速等性能。
此外，载人舱、散热片、推进剂罐等部件也都可以自行设计，还有导弹和弹头、无人机等。
战舰设计
将各种所需部件组合在一起，外面包上装甲，就可以搭建出完整的宇宙战舰。
其他考虑到散热片的宇宙战争游戏：

Starfighter Inc.
网络游戏《Starfighter Inc.》中的宇宙战舰，尾部的主反应堆带有四片巨大的散热板，前部的磁轨炮等武器也都带着小小的发着红光的散热片。
Attack Vector: Tactical
回合制战棋游戏《Attack Vector: Tactical》中的宇宙战舰，也采用了尾部安装散热片的设计。需要注意的是，上图是一种冗余设计，这样密集的散热片之间会互相辐射到，实际上和4片十字形布置的散热片的散热效率是差不多的。这么多散热片就是为了在被打坏一部分之后仍然有足够的散热功率。

123457018

如果是一个考虑星际旅行的大型战舰，首先必须有一个异常强悍的舰首主护盾，否则难以承受高速下的各种尘埃洗刷。
那么在此基础上，球形就非常不经济适用。反而还是传统的长条柱状结构比较理想。
但这种柱状结构又不能过于纤细。因为宇宙作战，不同于海战的水平与对空两个纬度，是一种三百六十度无死角作战。舰身如果过于脆弱，无法承受侧向打击，会非常容易解体。
由于舰身侧向无法过多的叠加装甲（过于不经济实用），所以应该采用的是重点防御与结构加强。那么在核心框架外，应该建设具有吸能效果的空间（日系车那种）。
所以这种类型的战舰，大概率长得像一个苞米。。。。
在不考虑各种所谓“能量护盾”的前提下，这些“苞米粒”可以储存各种物资，比如水与矿石粉等。在必要时，可以通过向外喷洒物质，形成雾状外围，大幅减弱能量激光武器的伤害。
也可以携带大量的小型无人机，在作战时，在战舰外围主要交战方向，形成一个无人机阵。这些无人机可以远距离梯次部署，形成一种类似于主战坦克反应装甲的结构。其被击中后将爆炸，减弱动能武器的杀伤。同时也具有移动性水雷的效果，在有敌军小型战机与导弹出现时，主动接近爆炸。




在这样前提下，应该同时还存在一种高速巡洋舰。这种军舰，将在对敌时快速向侧翼机动，避开一定角度后，以重火力打击敌舰的舰体薄弱环节。
这种战舰平时可能是尾随或挂在于主力战舰之上。结构非常简单，基本上就是一个大推力发动机与一个主炮。作战时四散部署，由于目标太小，很难被主力战舰打击。又由于距离很远，很难被战机驱逐。




基于以上前提，应该还存在另一种高速驱逐舰。通过快速抵近来清除敌军的高速巡洋舰。
虽然主力舰也可以直接用重火力清除敌方远距离侧翼机动的巡洋舰。但这会极大的分散主力舰的火力与运算能力。




驱逐舰与巡洋舰的相互博弈下，双方的体量都会进一步增大。
但由于作战特性，这种战舰都非常可能朝奇形怪状的方向发展。尤其是巡洋舰，非常可能存在一个宽大正面，以尽可能多的部署重型武器。
而作为高速进攻的驱逐舰，由于宇宙空间的视距探测距离都过于遥远，且无法携带重型护甲，所以必须强调非常灵活的侧向机动能力。所以除了主发动机推进器外，侧向推进器的比例，应该比别的类型的战舰夸张很多。因此高速驱逐舰，必然有一个比例失调的宽大屁股。
至于说为什么高速驱逐舰不能携带过重的火力与护甲。因为宇宙尺度下，交战距离非常远。驱逐舰需要跨越的作战距离，是巡洋舰的很多倍。如果要在同等时间下完成作战任务，避免给予地方巡洋舰太多的打击时间，速度必须也是它的很多倍。




宇宙战中，轻型战机的意义几乎不存在。在近距离上将被无人机阵取代。远距离上，将被自主智能的战斗导弹取代。
导弹方面又有不同。由于拦截火力网过于漫长，导弹的生存能力非常可悲。所以也将特性化。
一种应该是重装甲特性的大型炸弹。硬抗防御火力冲锋。这种导弹需要防御除了主炮以外的所有火力。实质上可以约等于一艘自杀式战舰。这种炸弹实质上很难造成真正的伤害。但其不断接近，将诱使敌军主炮投入拦截，退出对我方打击，分散其火力。
一种是具备轻型护甲，可以防御大部分近防点防火力，同时具备一定机动性。
第三种，应该是小型、低防御、超高速、集群化的导弹。用数量与速度突防。
最后一种非常特殊，是一种静默炸弹。在远距离交战开始时，便向侧翼发射，与加速。由于距离过远，很难被发现与锁定。之后变轨锁定敌舰主力后，便关闭发动机，依托惯性滑行至其附近甚至后方。然后在突然发动偷袭。这种武器的实质破坏性未必有多大。但其存在，将一定程度上造成敌舰阵型收缩防御。




大概就如此吧。




以上仅针对掌握了人造重力的文明。
如果仍然需要通过离心加速模拟重力，那么其实不具备远距离探索与空战的实力。






以上。

标题超过5个字

蘑菇，确切说是金针菇。
蘑菇头向敌。
图省事的话可以设计一款无围壳的潜艇换了发动机直接打上去用（
基于以下条件
非warp、时空泡、空间置换等超·科幻范畴，仅以亚光速范围内甚低速段（恒星系内作战）为讨论基础。
理由如下
1：交战距离空前加大、索敌距离由于3k宇宙背景辐射而同样空前加大。因此所谓“迂回绕侧”在同等技术条件下难以实现。绕三天赶不上人家一个姿控。
2：长管型船体便于将最重要的载员舱、发动机、设备置于重重叠叠的结构、护甲保护之下，反正蘑菇头向敌。
3：长管形船体便于将磁轨炮的轨道、粒子炮的真空管、激光炮的反射腔沿着船体长轴安装在船体内，安全性更高，加速段更长，威力更大。
利用光速的定向能（激光）打坏布置于船头的综合光电雷达系统，亚光速的粒子炮对附加设备进行持续照射破坏，距离拉近到一定程度后齐射磁轨炮，用冈钉（划掉）高速实心弹丸对结构和脆弱的主舱室一锤定音。
4：蘑菇头上方便安装各种雷达、光学的天线、镜头阵列。
5：对于此种蘑菇对喷的战斗非常重要的侧向机动喷口可以安装在船体全长范围内。
6：乘员舱八成是深海舱，全体隔热服泡在冷媒里，设备发热在进入交战状态后由另外的冷媒吸收，到达吸收极限后通过贯穿船体全长的管道运抵侧向机动发动机用于应急侧向机动。


船体大小决定了发动机的大小，决定了电子设备、光学设备的孔径大小。因此，ASM、舰载机的突袭在全波长综合巡天光学设备阵列和船体主反应堆推动的定向能CIWS面前就是闪亮缓慢的一颗星。


更大的船体！更多的MAC轨道！更密的真空管！rua！！！


嗯？怎么感觉有点像艾玛族的泰坦……你也是馒狗？！（划掉）

joy3118

在行星系内部的宇宙飞船，速度要求不高，外形可以根据功能和需求随意调整，影响不大。


用于恒星纪殖民的推荐使用蘑菇形状。
菌盖部主司防护。可以有多层。在菌盖的边缘也有少量转向引擎，喷口倾斜向外避免伤害主轴。
每层菌盖大小不一，有可伸缩炮口用于清障。作战时也可以作为向敌武器打黑枪。


菌柄部分的主轴也就是主引擎的主轴。尾部是大型喷口和散热片。航行时的主要动力来源于此。
人类的主要活动区域在菌柄的中间段，距离菌盖和菌柄尾部有一定距离，避免被引擎废热伤害。


战争期间，用菌盖防护主体，用中型战舰抵抗。如果实在打不过，孤注一掷，加速，菌盖向敌，顶着对方火力全力撞击。对撞前菌盖和菌柄紧急分离，菌柄逃逸。