Во-вторых, в реакции
С учетом соотношения (3)
Португалец собрал ионный двигатель в домашних условиях. Технологии: фотонный и ионный двигатели
Космические двигатели будущего
Создание ионного двигателя
Мы продоожаем рассказывать про виды двигателей
.
Проблема перемещения в космосе стоит перед человечеством с момента начала орбитальных полетов. Ракета взлетая с земли расходует практически все свое топливо, плюс заряды ускорителей и ступеней. И если ракету еще можно оторвать от земли, заправив её огромным количеством топлива, на космодроме, то в открытом космосе заправляться попросту негде и нечем.
А ведь после выхода на орбиту нужно двигаться дальше. А топлива нет.
И в этом то и состоит основная проблема современной космонавтики. Выбросить на орбиту корабль с запасом топлива до луны еще можно, под эту теорию строятся планы создать на луне базу дозаправки «дальнобойных» космических кораблей, летящих например на Марс. Но это все слишком сложно.
А решение проблемы было создано очень давно, еще в 1955 году, когда Алексей Иванович Морозов опубликовал статью «Об ускорении плазмы магнитным полем». В ней он описывал концепцию принципиально нового космического двигателя.
Устройство ионно плазменного двигателя
Принцип действия плазменного двигателя
состоит в том, что рабочим телом выступает не сгорающее топливо, как в , а разогнанный магнитным полем до безумных скоростей поток ионов.
Источником ионов служит газ, как правило это аргон или водород, бак с газом стоит в самом начале двигателя, оттуда газ подается в отсек ионизации, получается холодная плазма, которая разогревается в следующем отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева.
После нагрева, высокоэнергетическая плазма подается в магнитное сопло, где она формируется в поток посредством магнитного поля, разгоняется и выбрасывается в окружающую среду. Таки образом достигается тяга.
С тех пор плазменные двигатели прошли большой путь и разделились на несколько основных типов, это электротермические двигатели, электростатические двигатели, сильноточные или магнитодинамические двигатели и импульсные двигатели.
В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные (ускорители частиц на квазинейтральной плазме).
В данной статье мы напишем про современные ионные двигатели
и их перспективные разработки, так как на наш взгляд именно за ними будущее космического флота.
Ионный двигатель использует в качестве топлива ксенон или ртуть. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель.
Принцип его действия таков:
В ионизатор подается ксенон
, который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется.
Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны.
Положительные же ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2 или 3 сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против – 225 на внешней). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона.
Российские ионные двигатели. На всех хорошо видны катодные трубки, направленные в сторону сопла
Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается по двум причинам:
Во первых чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во вторых чтобы ионы «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.
Чтобы ионный двигатель работал нужны всего две вещи – газ и электричество.
С первым все просто отлично, двигателю американского межпланетного аппарата Dawn, который стартовал осенью 2007-го, для полета в течении почти 6 лет потребуется всего 425 килограммов ксенона. Для сравнения для корректировки орбиты МКС с помощью обычных ракетных двигателей каждый год затрачивается 7,5 тонн горючего.
Одно плохо – ионные двигатели имеют очень небольшую тягу, порядка 50-100 миллиньютонов, что абсолютно недостаточно при перемещении в атмосфере Земли. Но в космосе, где нет практически никаких сопротивлений, ионный двигатель при длительном разгоне может достигнуть значительных скоростей. Общее приращение скорости за всё время миссии Dawn составит порядка 10 километров в секунду.
Тест ионного двигателя для корабля Deep Space
Недавние испытания проведенные американской компанией Ad Astra Rocket, проведенные в вакуумной камере показали, что их новый Магнитоплазменный двигатель с переменным удельным импульсом” (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) VASIMR VX-200 может дать тягу уже в 5 ньютонов.
Второй вопрос – электричество. Тот же VX-200 потребляет 201 кВт энергии. Солнечных батарей такому двигателю просто мало. Следовательно необходимо изобретать новые способы получения энергии в космосе. Тут есть два пути – заправляемые батареи например тритиевые, выводимые на орбиту вместе с кораблем, либо автономный атомный реактор, который и будет питать кораблю на протяжении всего полета.
Во втором случае, в условиях космоса и его низких температур более интересно выглядит проект корабля с термоядерным реактором на борту, но пока НАСА разрабатывает только ядерный реактор.
Эти исследования проходят в рамках проекта Prometheus. В планах НАСА запустить в солнечную систему ядерный зонд, оснащенный мощными ионными двигателями, питающимися от бортового ядерного реактора.
Напоследок видео испытаний ионного двигателя
VX-200.
Современные ракетные двигатели неплохо справляются с задачей выведения техники на орбиту, но совершенно непригодны для длительных космических путешествий.
Поэтому уже не первый десяток лет ученые работают над созданием альтернативных космических двигателей, которые могли бы разгонять корабли до рекордных скоростей. Давайте рассмотрим семь основных идей из этой области.
EmDrive
Чтобы двигаться, надо от чего-то оттолкнуться – это правило считается одним из незыблемых столпов физики и космонавтики. От чего конкретно отталкиваться – от земли, воды, воздуха или реактивной струи газа, как в случае ракетных двигателей, – не так важно.
Хорошо известен мысленный эксперимент: представьте, что космонавт вышел в открытый космос, но трос, связывающий его с кораблем, неожиданно порвался и человек начинает медленно улетать прочь. Все, что у него есть, – это ящик с инструментами. Каковы его действия? Правильный ответ: ему нужно кидать инструменты в сторону от корабля. Согласно закону сохранения импульса, человека отбросит от инструмента ровно с той же силой, с какой и инструмент от человека, поэтому он постепенно будет перемещаться по направлению к кораблю.
Это и есть реактивная тяга – единственный возможный способ двигаться в пустом космическом пространстве. Правда, EmDrive, как показывают эксперименты, имеет некоторые шансы это незыблемое утверждение опровергнуть.
Создатель этого двигателя – британский инженер Роджер Шаер, основавший собственную компанию Satellite Propulsion Research в 2001 году. Конструкция EmDrive весьма экстравагантна и представляет собой по форме металлическое ведро, запаянное с обоих концов. Внутри этого ведра расположен магнетрон, излучающий электромагнитные волны, – такой же, как в обычной микроволновке. И его оказывается достаточно, чтобы создавать очень маленькую, но вполне заметную тягу.
Сам автор объясняет работу своего двигателя через разность давления электромагнитного излучения в разных концах «ведра» – в узком конце оно меньше, чем в широком. Благодаря этому создается тяга, направленная в сторону узкого конца. Возможность такой работы двигателя не раз оспаривалась, но во всех экспериментах установка Шаера показывает наличие тяги в предполагаемом направлении.
В числе экспериментаторов, опробовавших «ведро» Шаера, такие организации, как NASA, Технический университет Дрездена и Китайская академия наук. Изобретение проверяли в самых разных условиях, в том числе и в вакууме, где оно показало наличие тяги в 20 микроньютонов.
Это очень мало относительно химических реактивных двигателей. Но, учитывая то, что двигатель Шаера может работать сколь угодно долго, так как не нуждается в запасе топлива (работу магнетрона могут обеспечивать солнечные батареи), потенциально он способен разгонять космические корабли до огромных скоростей, измеряемых в процентах от скорости света.
Чтобы полностью доказать работоспособность двигателя, необходимо провести еще множество измерений и избавиться от побочных эффектов, которые могут порождаться, к примеру, внешними магнитными полями. Однако уже выдвигаются и альтернативные возможные объяснения аномальной тяги двигателя Шаера, которая, в общем-то, нарушает привычные законы физики.
К примеру, выдвигаются версии, что двигатель может создавать тягу благодаря взаимодействию с физическим вакуумом, который на квантовом уровне имеет ненулевую энергию и заполнен постоянно рождающимися и исчезающими виртуальными элементарными частицами.
Кто в итоге окажется прав – авторы этой теории, сам Шаер или другие скептики, мы узнаем в ближайшем будущем.
Солнечный парус
Как говорилось выше, электромагнитное излучение оказывает давление. Это значит, что теоретически его можно преобразовывать в движение – например, с помощью паруса. Аналогично тому, как корабли прошлых веков ловили в свои паруса ветер, космический корабль будущего ловил бы в свои паруса солнечный или любой другой звездный свет.
Проблема, однако, в том, что давление света крайне мало и уменьшается с увеличением расстояния от источника. Поэтому, чтобы быть эффективным, такой парус должен иметь очень малый вес и очень большую площадь. А это увеличивает риск разрушения всей конструкции при встрече с астероидом или другим объектом.
Попытки строительства и запуска солнечных парусников в космос уже имели место – в 1993 году тестирование солнечного паруса на корабле «Прогресс» провела Россия, а в 2010 году успешные испытания по пути к Венере осуществила Япония.
Но еще ни один корабль не использовал парус в качестве основного источника ускорения. Несколько перспективнее в этом отношении выглядит другой проект – электрический парус.
Электрический парус
Солнце излучает не только фотоны, но также и электрически заряженные частицы вещества: электроны, протоны и ионы. Все они формируют так называемый солнечный ветер, ежесекундно уносящий с поверхности светила около одного миллиона тонн вещества.
Солнечный ветер распространяется на миллиарды километров и ответственен за некоторые природные явления на нашей планете: геомагнитные бури и северное сияние. Земля от солнечного ветра защищается с помощью собственного магнитного поля.
Солнечный ветер, как и ветер воздушный, вполне пригоден для путешествий, надо лишь заставить его дуть в паруса. Проект электрического паруса, созданный в 2006 году финским ученым Пеккой Янхуненом, внешне имеет мало общего с солнечным. Этот двигатель состоит из нескольких длинных тонких тросов, похожих на спицы колеса без обода.
Благодаря электронной пушке, излучающей против направления движения, эти тросы приобретают положительный заряженный потенциал. Так как масса электрона примерно в 1800 раз меньше, чем масса протона, то создаваемая электронами тяга не будет играть принципиальной роли. Не важны для такого паруса и электроны солнечного ветра. А вот положительно заряженные частицы – протоны и альфа-излучение – будут отталкиваться от тросов, создавая тем самым реактивную тягу.
Хотя эта тяга будет примерно в 200 раз меньше, чем таковая у солнечного паруса, заинтересовал Европейское космическое агентство. Дело в том, что электрический парус гораздо проще сконструировать, произвести, развернуть и эксплуатировать в космосе. Кроме того, с помощью гравитации парус позволяет также путешествовать к источнику звездного ветра, а не только от него. А так как площадь поверхности такого паруса гораздо меньше, чем у солнечного, то для астероидов и космического мусора он уязвим куда меньше. Возможно, первые экспериментальные корабли на электрическом парусе мы увидим уже в следующие несколько лет.
Ионный двигатель
Поток заряженных частиц вещества, то есть ионов, излучают не только звезды. Ионизированный газ можно создать и искусственно. В обычном состоянии частицы газа электрически нейтральны, но, когда его атомы или молекулы теряют электроны, они превращаются в ионы. В общей своей массе такой газ все еще не имеет электрического заряда, но его отдельные частицы становятся заряженными, а значит, могут двигаться в магнитном поле.
В ионном двигателе инертный газ (обычно используется ксенон) ионизируется с помощью потока высокоэнергетических электронов. Они выбивают электроны из атомов, и те приобретают положительный заряд. Далее получившиеся ионы ускоряются в электростатическом поле до скоростей порядка 200 км/с, что в 50 раз больше, чем скорость истекания газа из химических реактивных двигателей. Тем не менее современные ионные двигатели обладают очень маленькой тягой – около 50–100 миллиньютонов. Такой двигатель не смог бы даже сдвинуться со стола. Но у него есть серьезный плюс.
Большой удельный импульс позволяет значительно сократить расходы топлива в двигателе. Для ионизации газа используется энергия, полученная от солнечных батарей, поэтому ионный двигатель способен работать очень долго – до трех лет без перерыва. За такой срок он успеет разогнать космический аппарат до скоростей, которые химическим двигателям и не снились.
Ионные двигатели уже не раз бороздили просторы Солнечной системы в составе различных миссий, но обычно в качестве вспомогательных, а не основных. Сегодня как о возможной альтернативе ионным двигателям все чаще говорят про двигатели плазменные.
Плазменный двигатель
Если степень ионизации атомов становится высокой (порядка 99%), то такое агрегатное состояние вещества называется плазмой. Достичь состояния плазмы можно лишь при высоких температурах, поэтому в плазменных двигателях ионизированный газ разогревается до нескольких миллионов градусов. Разогрев осуществляется с помощью внешнего источника энергии – солнечных батарей или, что более реально, небольшого ядерного реактора.
Горячая плазма затем выбрасывается через сопло ракеты, создавая тягу в десятки раз большую, чем в ионном двигателе. Одним из примеров плазменного двигателя является проект VASIMR, который развивается еще с 70-х годов прошлого века. В отличие от ионных двигателей, плазменные в космосе еще испытаны не были, но с ними связывают большие надежды. Именно плазменный двигатель VASIMR является одним из основных кандидатов для пилотируемых полетов на Марс.
Термоядерный двигатель
Укротить энергию термоядерного синтеза люди пытаются с середины ХХ века, но пока что сделать это так и не удалось. Тем не менее управляемый термоядерный синтез все равно очень привлекателен, ведь это источник громадной энергии, получаемой из весьма дешевого топлива – изотопов гелия и водорода.
В настоящий момент существует несколько проектов конструкции реактивного двигателя на энергии термоядерного синтеза. Самой перспективной из них считается модель на основе реактора с магнитным удержанием плазмы.
Термоядерный реактор в таком двигателе будет представлять собой негерметичную цилиндрическую камеру размером 100–300 метров в длину и 1–3 метра в диаметре. В камеру должно подаваться топливо в виде высокотемпературной плазмы, которая при достаточном давлении вступает в реакцию ядерного синтеза. Располагающиеся вокруг камеры катушки магнитной системы должны удерживать эту плазму от контакта с оборудованием.
Зона термоядерной реакции располагается вдоль оси такого цилиндра. С помощью магнитных полей экстремально горячая плазма проистекает через сопло реактора, создавая огромную тягу, во много раз большую, чем у химических двигателей.
Двигатель на антиматерии
Все окружающее нас вещество состоит из фермионов – элементарных частиц с полуцелым спином. Это, к примеру, кварки, из которых состоят протоны и нейтроны в атомных ядрах, а также электроны. При этом у каждого фермиона есть своя античастица. Для электрона таковой выступает позитрон, для кварка – антикварк.
Античастицы имеют ту же массу и тот же спин, что и их обычные «товарищи», отличаясь знаком всех остальных квантовых параметров.
Теоретически античастицы способны составлять антивещество, но до сих пор нигде во Вселенной антивещество зарегистрировано не было. Для фундаментальной науки является большим вопросом, почему его нет.
Но в лабораторных условиях можно получить некоторое количество антивещества. К примеру, недавно был проведен эксперимент по сравнению свойств протонов и антипротонов, которые хранились в магнитной ловушке.
При встрече антивещества и обычного вещества происходит процесс взаимной аннигиляции, сопровождаемый выплеском колоссальной энергии. Так, если взять по килограмму вещества и антивещества, то количество выделенной при их встрече энергии будет сопоставимо со взрывом «Царь-бомбы» – самой мощной водородной бомбы в истории человечества.
Причем значительная часть энергии при этом выделится в виде фотонов электромагнитного излучения. Соответственно, возникает желание использовать эту энергию для космических перемещений путем создания фотонного двигателя, похожего на солнечный парус, только в данном случае свет будет генерироваться внутренним источником.
Но чтобы эффективно использовать излучение в реактивном двигателе, необходимо решить задачу создания «зеркала», которое было бы способно эти фотоны отразить. Ведь кораблю каким-то образом надо оттолкнуться, чтобы создать тягу.
Никакой современный материал попросту не выдержит рожденного в случае подобного взрыва излучения и моментально испарится. В своих фантастических романах братья Стругацкие решили эту проблему путем создания «абсолютного отражателя». В реальной жизни ничего подобного пока сделать не удалось. Эта задача, как и вопросы создания большого количества антивещества и его длительного хранения, – дело физики будущего.
Европейское космическое агентство провело испытания прямоточного ионного двигателя, использующего в качестве рабочего тела воздух из окружающей атмосферы. Предполагается, что небольшие спутники с таким двигателем смогут практически неограниченно находиться на орбитах с высотой 200 или менее километров, сообщается в пресс-релизе агентства.
Принцип работы ионных двигателей основан на ионизации частиц газа и их разгоне с помощью электростатического поля.
Частицы газа в таких двигателях разгоняются до значительно больших скоростей, чем в химических двигателях, из-за чего ионные двигатели имеют гораздо больший удельный импульс и расходуют меньше топлива. Но у ионных двигатель есть и важный недостаток — крайне малая тяга, по сравнению с химическими двигателями. Из-за этого они редко применяются на практике, в основном на небольших аппаратах. К примеру, такие двигатели используются на зонде Dawn, сейчас на орбите карликовой планеты Церера, и будут использоваться в миссии BepiColombo , которая должна отправиться к Меркурию в конце 2018 года.
Как и в химических двигателях, в используемых сейчас ионных двигателях применяется запас топлива, как правило, ксенона. Но существует и концепция прямоточных ионных двигателей, которая, правда, пока не применялась на летавших в космос аппаратах. Ее отличие заключается в том, что в качестве рабочего тела предлагается использовать не конечный запас газа, загружаемый в бак перед запуском, а воздух из атмосферы Земли или другого атмосферного тела.
Схема работы двигателя
ESA–A. Di Giacomo
Предполагается, что относительно небольшой аппарат с таким двигателем сможет практически неограниченно находиться на низких орбитах с высотой примерно от 150 километров, компенсируя атмосферное торможение тягой двигателя, работающего на поступающем в него воздухе из атмосферы. В 2009 году ESA запустило спутник GOCE , который смог за счет постоянно включенного ионного двигателя с запасом ксенона пробыть на 255-километровой орбите в течение почти пяти лет. После этого агентство занялось разработкой прямоточного ионного двигателя для аналогичных низкоорбитальных спутников, и теперь провело первые испытания такого двигателя.
Испытания проходили в вакуумной камере, в которой располагался двигатель. Изначально в него подавали ускоренный ксенон. После этого в газозаборное устройство начали добавлять смесь кислорода с азотом, имитирующую атмосферу на высоте 200 километров. В конце испытаний инженеры провели тесты с исключительно воздушной смесью для проверки работоспособности в основном режиме.
Испытания двигателя с воздухом в качестве топлива
Прямоточный ионный двигатель
Не секрет, что все реактивные двигатели работают за счёт закона сохранения импульса. Именно из него вытекает, что реактивная тяга — это произведение массового расхода на скорость выхода рабочего тела из сопла
.
Эту скорость принято называть удельным импульсом реактивного двигателя. Давайте для примера найдём реактивную тягу при стрельбе из автомата Калашникова, которая является основной составляющей отдачи. Пусть масса пули будет 0,016 кг
, начальная скорость пули 700 м/с
, а скорострельность 10 выстр./с
. Тогда отдача F=700∙0,016∙10=112 Н (или 11 кгс)
. Большая отдача, но тут приведена техническая скорострельность 600 выстр./мин. В реальности стрельба ведётся очередями или одиночными и составляет ≈50 выстр./мин.
Выстрел из АК
Вернёмся к реальным реактивным двигателям, в которых вместо пуль обычно используются потоки выходящего с гиперзвуковой скоростью газа.
Химические реактивные двигатели являются самыми распространёнными, но не единственными.
В этой статье, с большим предисловием, я хочу рассказать об ионных реактивных двигателях (далее ИРД). ИРД используют в качестве рабочего тела заряженные частицы — ионы. Ионы имеют массу, и если их разогнать электрическим полем, то можно создать реактивную тягу. Это всё в теории, а теперь подробнее. ИРД имеет некоторый запас газа, который ионизируют (т.е. нейтрально-заряженные атомы газа разбивают на отрицательные электроны и положительные ионы) с помощью газового разряда. Далее ионы разгоняются электрическим полем с помощью специальной системы сеток, и эта же система сеток блокирует движение электронов. После того, как положительные ионы вылетели из сопла, их нейтрализуют отрицательными электронами (в результате этого происходит рекомбинация и газ начинает светиться), чтобы ионы не притягивались обратно к двигателю, и тем самым не снижали его тяги.
Почему ксенон?
Обычно в ИРД в качестве рабочего тела используется газ ксенон, так как он имеет наименьшую энергию ионизации среди инертных газов.
Удельный импульс ионных реактивных двигателей достигает 50 км/с, что в 150 раз превышает скорость звука! Увы, но тяга таких двигателей составляет около 0,2 Н. Почему же так? Ведь удельный импульс очень большой. Дело в том, что масса ионов очень маленькая и массовый расход получается небольшим. Для чего тогда такие двигатели нужны, если они ничего не смогут сдвинуть с места? На Земле может быть не смогут, а вот в космосе, где нет сил сопротивления, они достаточно эффективные. Существует такое понятие как полный импульс — произведение тяги на время или произведение удельного импульса на массу топлива
, который у ИРД является достаточно большим.
Решим следующую задачу. Пусть жидкостный ракетный двигатель имеет удельный импульс 5 км/с, а у нашего ИРД он будет 50 км/с. И давайте масса рабочего тела (в ЖРД она равна массе топлива) у обоих двигателей будет 50 кг. Примем массу космического аппарата равной 100 кг.
Найдём по формуле Циолковского конечную скорость аппарата (т.
е. когда в нём закончится рабочая масса).
И что получается, если ионный и химический реактивные двигатели будут иметь одинаковую массу топлива, то ИРД сможет разогнать космический аппарат до больших скоростей, нежели химический РД. Правда на ИРД космический аппарат будет разгонятся дольше до конечной скорости, чем на ЖРД. Но в путешествиях к далёким планетам, высокая конечная (разгонная) скорость будет компенсировать этот недостаток.
Схема полёта к Марсу на ИРД
ИРД используются и в наше время. Например, аппарат Deep Space 1 сблизился с астероидом Брайль и кометой Борелли, передал на Землю значительный объём ценных научных данных и изображений.
Deep Space 1
Также космическая антенна LISA, которая сейчас находится на стадии проектирования, будет использовать ИРД для корректировки орбиты.
Laser Interferometer Space Antenna
И напоследок, давайте определим тягу ИРД, зная массу иона М=6,5∙10^-26 кг
, ускоряющие напряжение U=50 кВ
, ток нейтрализации I=0,5 А
, элементарный заряд е=1,6∙10^-16 Кл
.
Напряжение — это работа по переносу заряда, т.е. на выходе из сопла ион будет иметь кинетическую энергию равную произведению напряжения на заряд иона. Из кинетической энергии выражаем скорость (удельный импульс). Найдём массовый расход из определения тока, электрический ток — это проходящий заряд во времени. Получается, что массовый расход — это произведение массы иона и тока, делённое на заряд иона. Перемножая удельный импульс и массовый расход, получаем тягу равную 0,1 Н.
Подводя итог, хочу сказать, что существуют плазменные реактивные двигатели, у которых схожее устройство, но которые имеют намного больший массовый расход рабочего тела. Кто знает, может быть уже завтра на таких двигателях человечество будет летать на Марс и Луну.
Проблема перемещения в космосе стоит перед человечеством с момента начала орбитальных полетов. Ракета взлетая с земли расходует практически все свое топливо, плюс заряды ускорителей и ступеней. И если ракету еще можно оторвать от земли, заправив её огромным количеством топлива, на космодроме, то в открытом космосе заправляться попросту негде и нечем.
А ведь после выхода на орбиту нужно двигаться дальше. А топлива нет.
И в этом то и состоит основная проблема современной космонавтики. Выбросить на орбиту корабль с запасом топлива до луны еще можно, под эту теорию строятся планы создать на луне базу дозаправки «дальнобойных» космических кораблей, летящих например на Марс. Но это все слишком сложно.
А решение проблемы было создано очень давно, еще в 1955 году, когда Алексей Иванович Морозов опубликовал статью «Об ускорении плазмы магнитным полем». В ней он описывал концепцию принципиально нового космического двигателя.
Устройство ионно плазменного двигателя
Принцип действия плазменного двигателя
состоит в том, что рабочим телом выступает не сгорающее топливо, как в реактивных двигателях, а разогнанный магнитным полем до безумных скоростей поток ионов.
Источником ионов служит газ, как правило это аргон или водород, бак с газом стоит в самом начале двигателя, оттуда газ подается в отсек ионизации, получается холодная плазма, которая разогревается в следующем отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева.
После нагрева, высокоэнергетическая плазма подается в магнитное сопло, где она формируется в поток посредством магнитного поля, разгоняется и выбрасывается в окружающую среду. Таки образом достигается тяга.
С тех пор плазменные двигатели прошли большой путь и разделились на несколько основных типов, это электротермические двигатели, электростатические двигатели, сильноточные или магнитодинамические двигатели и импульсные двигатели.
В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные (ускорители частиц на квазинейтральной плазме).
В данной статье мы напишем про современные ионные двигатели
и их перспективные разработки, так как на наш взгляд именно за ними будущее космического флота.
Ионный двигатель использует в качестве топлива ксенон или ртуть. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель.
Принцип его действия таков:
В ионизатор подается
ксенон
, который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется.
Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны.
Положительные же ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2 или 3 сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против — 225 на внешней). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона.
Российские ионные двигатели. На всех хорошо видны катодные трубки, направленные в сторону сопла
Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается по двум причинам:
Во первых чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным, а во вторых чтобы ионы «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.
Чтобы ионный двигатель работал нужны всего две вещи — газ и электричество.
С первым все просто отлично, двигателю американского межпланетного аппарата Dawn, который стартовал осенью 2007-го, для полета в течении почти 6 лет потребуется всего 425 килограммов ксенона. Для сравнения для корректировки орбиты МКС с помощью обычных ракетных двигателей каждый год затрачивается 7,5 тонн горючего.
Одно плохо — ионные двигатели имеют очень небольшую тягу, порядка 50-100 миллиньютонов, что абсолютно недостаточно при перемещении в атмосфере Земли. Но в космосе, где нет практически никаких сопротивлений, ионный двигатель при длительном разгоне может достигнуть значительных скоростей. Общее приращение скорости за всё время миссии Dawn составит порядка 10 километров в секунду.
Тест ионного двигателя для корабля Deep Space
Недавние испытания проведенные американской компанией Ad Astra Rocket, проведенные в вакуумной камере показали, что их новый Магнитоплазменный двигатель с переменным удельным импульсом” (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket) VASIMR VX-200может дать тягу уже в 5 ньютонов.
Второй вопрос — электричество. Тот же VX-200 потребляет 201 кВт энергии. Солнечных батарей такому двигателю просто мало. Следовательно необходимо изобретать новые способы получения энергии в космосе. Тут есть два пути — заправляемые батареи например тритиевые, выводимые на орбиту вместе с кораблем, либо автономный атомный реактор, который и будет питать кораблю на протяжении всего полета.
Еще в 2006 году Европейское космическое агентство (European Space Agency) и Австралийский национальный университет (Australian National University) успешно провели испытания нового поколения космических ионных двигателей, достигнув рекордных показателей.
Двигатели, в которых заряженные частицы ускоряются в электрическом поле — давно известны. Они применяются для ориентации, коррекции орбиты на некоторых спутниках и межпланетных аппаратах, а в ряде космических проектов (как уже осуществившихся, так и только задуманных — читайте , и ) — даже в качестве маршевых.
С ними специалисты связывают дальнейшее освоение Солнечной системы.
И хотя все разновидности так называемых электроракетных двигателей сильно уступают химическим в максимальной тяге (граммы против килограммов и тонн), зато кардинально превосходят их в экономичности (расходе топлива на каждый грамм тяги за секунду). А эта экономичность (удельный импульс) прямо пропорционально зависит от скорости выбрасываемой реактивной струи.
Так вот, в опытном двигателе, названном «Двухступенчатый с четырьмя решётками» (Dual-Stage 4-Grid — DS4G), построенном по контракту ESA в Австралии, скорость эта достигла рекордных 210 километров в секунду.
Это, к примеру, раз в 60 выше, чем скорость выхлопа у хороших химических двигателей, и в 4-10 раз больше, чем у прежних «ионников».
Как ясно из названия разработки, такая скорость достигнута двухступенчатым процессом разгона ионов при помощи четырёх последовательных решёток (вместо традиционных одной стадии и трёх решёток), а также высоким напряжением — 30 киловольт. Кроме того, расхождение выходного реактивного пучка составило всего 3 градуса, против примерно 15 градусов — у прежних систем.
А вот информация последних дней.
Ионный двигатель (ИД) работает просто: газ из бака (ксенон, аргон и пр.) ионизируется и разгоняется электростатическим полем. Поскольку масса иона мала, а заряд он может получить значительный, ионы вылетают из двигателя со скоростями до 210 км/с. Химические двигатели могут достичь… нет, ни чего-то подобного, а всего лишь в двадцать раз меньшей скорости истечения продуктов сгорания лишь в исключительных случаях. Соответственно, расход газа в сравнении с расходом химического топлива крайне мал.
Именно поэтому на ИД полностью или частично работали и работают такие «дальнобойные» зонды, как Hayabusa , Deep Space One и Dawn . И если вы собираетесь не просто по инерции лететь до далёких небесных тел, но и активно маневрировать близ них, то без таких двигателей не обойтись.
В 2014 году ионные двигатели справляют полувековой юбилей в космосе. Всё это время проблему эрозии не удавалось решить даже в первом приближении. (Здесь и ниже илл.
NASA, Wikimedia Commons.)
NASA, Wikimedia Commons.)Как и всё хорошее, ИД любит, чтобы его питали: на один ньютон тяги нужно до 25 кВт энергии. Представим, что нам поручили запустить 100-тонный космический корабль к Плутону (вы уж простите нас за мечтательность!). В идеале даже для Юпитера нам потребуется 1 000 ньютонов тяги и 10 месяцев, а до Нептуна на той же тяге — полтора года. В общем, давайте про Плутоны всё-таки не будем, а то грустно как-то…
Ну а чтобы получить эти пока умозрительные 1 000 ньютонов, нам потребуется 25 мегаватт. В принципе, ничего технически невозможного — 100-тонный корабль мог бы принять атомный реактор. Кстати, в настоящее время НАСА и Министерство энергетики США работают над проектом Fission Surface Power . Правда, речь идёт о базах на Луне и Марсе, а не о кораблях. Но масса реактора не так уж высока — всего пять тонн, при размерах в 3×3×7 м…
Ну ладно, помечтали и хватит, скажете вы, и тут же вспомните частушку, якобы придуманную Львом Толстым во время Крымской войны.
В конце концов, такой большой поток ионов, проходящий через двигатель (а это ключевое препятствие), вызовет его эрозию, и значительно быстрее, чем за десять месяцев или полтора года. Причём это не проблема выбора конструкционного материала — благо разрушаться в таких условиях будут и титан, и алмаз, — а неотъемлемая часть конструкции ионного двигателя per se.
Подготовлено по материалам Gizmag . и http://lab-37.com
А вы в курсе что в России активно
работает над ядерным двигателем для ракет
или например о том,
что скоро может появится
Фотонная ракета. Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть II)
Фотонная ракета
Другим способом создания тяги является фотонная ракета. Принцип ее работы довольно прост.
Если на космическом корабле находится мощный источник световых (или каких-либо иных электромагнитных) волн, то, посылая их в одну сторону, можно, как и в случае частиц вещества, создать силу, движущую корабль в другую — противоположную сторону.
Эта движущая сила, или тяга, является реакцией фотонов, выбрасываемых источником света на корабле, точно так же как возникает подобная реакция при отражении солнечных лучей «зеркальным парусом».
Ничем не отличалась бы она по существу и от тяги любого реактивного двигателя, за исключением того, что, как указывалось выше, в них реактивная тяга создается вытекающими частицами вещества, а в нашем случае такими же «вытекающими» фотонами.
Этот двигатель отличается от традиционных еще и тем, что скорость «истечения» из него «рабочего вещества» значительно больше. Мало того, это вообще наибольшая возможная скорость «истечения», ибо не существует в природе скорости, большей скорости света. Таким образом, наш фотонный двигатель является как бы идеальным, предельно возможным.
К сожалению, фотонные ракеты могут быть применены только для полетов на очень большие расстояния — например к другим звездам. Их тяга так мала, что только в очень длительном и, следовательно, дальнем полете фотонная ракета может достичь достаточно большой скорости полета.
Понятно, что излучатель фотонного двигателя должен отличаться от обычного прожектора не только размерами.
Установите сколь угодно большой прожектор или сколько угодно много таких прожекторов на космической ракете, и вы не получите нужного результата — тяга такого фотонного двигателя будет ничтожно малой по сравнению с его массой.
Чтобы увеличить тягу, нужно излучать гораздо больше энергии, чем это в состоянии сделать простой прожектор. Ведь энергия, излучаемая раскаленной поверхностью, зависит от температуры поверхности. Но как бы ни была раскалена твердая поверхность, ее температура будет во всех случаях значительно меньше температуры поверхности Солнца (она равна, как известно, примерно 5500 °C).
Лучше подойдут, естественно, раскаленные газовые и в особенности плазменные излучатели (так, Зенгер предложил плазменный излучатель с температурой 150 000 °К). Однако тут возникают другие трудности, помимо связанных с устройством и эксплуатацией высокотемпературных источников излучения.
С ростом температуры изменяется (увеличивается) частота излучения, то есть характер излучаемых квантов энергии. Увеличение энергии кванта связано с уменьшением его длины волны (ведь квант — это своеобразная частица, частица-волна), то есть излучение становится все более коротковолновым. Возрастает число квантов ультрафиолетового света и рентгеновского излучения, становящегося все более жестким. Когда температура становится столь большой, что начинают идти ядерные реакции, то появляется и гамма-излучение. Но отражение таких коротковолновых лучей непростая задача: эти лучи, как известно, с легкостью проходят через вещество. Поэтому оказывается необходимым создание принципиально иных «зеркал» вместо обычного рефлектора В частности, для этого предложены такие необычные методы, как использование «электронных» или «плазменных зеркал» в виде стабилизованного плотного облака электронов или плазмы. Известно ведь, что коротковолновые лучи постепенно преломляются и наконец отражаются от электропроводящей среды. Однако чтобы создать такое электронное или плазменное облако, нужны колоссальные давления, наподобие возникающих при атомном взрыве. Должно быть решено немало и других сложнейших проблем.
Так, например, откуда звездолет будет черпать энергию, необходимую для питания фотонного двигателя. Совершенно ясно, что химическая энергия для этого непригодна Но даже в миллионы раз большая энергия деления атомов урана в этом случае также недостаточна С помощью энергии термоядерных реакций можно было бы, пожалуй, осуществить простейший из межзвездных перелетов. Но только полное использование потенциальной энергии вещества в состоянии решить проблему межзвездного полета фотонной ракеты.
Но как можно себе представить высвобождение всей энергии, заключенной в веществе? Известны ли науке методы такого высвобождения?
Есть по крайней мере один такой путь, уже освоенный наукой. Он связан с явлением «аннигиляции» вещества, то есть с процессом столкновения элементарной частицы вещества, например электрона, с ее так называемой античастицей, в данном случае позитроном. При таком столкновении обе частицы «аннигилируют» — исчезают с одновременным выделением энергии, масса которой в точности равна массе исчезнувших частиц. Электрон и позитрон почти во всем одинаковы, за исключением знака электрического заряда, в других случаях частица и античастица различаются и иными свойствами. Предполагается, что может существовать, или действительно существует, вещество (его называют иногда антивеществом), состоящее из античастиц, которое по всем своим физико-химическим свойствам не отличается от обычного вещества.
Выделение энергии в процессах аннигиляции связано с рождением фотонов большей или меньшей энергии. Вот почему идеальным звездолетом была бы аннигиляционная фотонная ракета с полным выделением в ней потенциальной (иногда ее называют «эйнштейновской») энергии вещества.
В такой ракете в фокусе отражателя должен находиться «аннигилятор», в который из двух различных баков поступали бы вещество и антивещество. Образующийся в процессе аннигиляции мощнейший поток фотонов или других электромагнитных квантов, отброшенный назад отражателем, и создавал бы необходимую для полета тягу.
Легко видеть, что в настоящее время речь может идти лишь о теоретической идее фотонной ракеты. Ведь пока еще никто не видел антивещества, неизвестно, как его хранить и подавать в аннигилятор, неизвестно, каким должен быть отражатель фотонов и так далее.
Несмотря на обилие принципиальных неясностей, связанных с реализацией идеи фотонной ракеты, сама эта идея вызывает большой интерес. Это не случайно, ведь такая ракета — идеальное средство для межзвездных перелетов.
Но даже для фотонной ракеты подобный перелет связан с колоссальной затратой «рабочего вещества». Так, для полета продолжительностью 30–40 лет в фотонном двигателе придется «сжечь» в световую энергию примерно 10 миллиардов тонн вещества! Выделившейся при этом энергии хватило бы для расплавления оболочки земного шара на глубину в сотни километров. Не удивительно, что иногда предлагают, чтобы фотонный звездолет, отправляясь в свой далекий путь, захватывал с собой в качестве «топлива» какой-нибудь астероид.
Но так ли уж обязательно захватывать с собой все запасы фотонного «топлива»? Неужели нельзя заправляться в полете? Отвечая на этот вопрос, мы вплотную подходим к вопросу «внешних ресурсов».
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Ракета-носитель «Н-1»: история катастроф
Ракета-носитель «Н-1»: история катастроф
Место Королева на посту руководителя ОКБ-1 (с 1966 года — Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения, ЦКБЭМ) занял Василий Мишин. К сожалению, этот замечательный конструктор не обладал тем упорством, которое
Проект «Глобальная ракета»
Проект «Глобальная ракета»
17 октября 1963 года Генеральная Ассамблея ООН приняла резолюцию 1884, призывающую все нации воздержаться от выведения на орбиты вокруг Земли или размещения в космосе ядерных вооружений или любых других видов оружия массового
Ракета-носитель «Энергия»
Ракета-носитель «Энергия»
14 мая 1987 года агентство ТАСС сообщило, что в период с 11 по 13 мая Генеральный секретарь ЦК КПСС Михаил Горбачев находится на космодроме Байконур и в городе Ленинске. В ходе пребывания в этих местах он имел многочисленные встречи и беседы с учеными,
Ракета «Рейнботе»
Ракета «Рейнботе»
Неуправляемая ракета «Тайфун»
Неуправляемая ракета «Тайфун»
Авиационная ракета Х-4
Авиационная ракета Х-4
Примечание: снаряд Х-4 класса «воздух-воздух» не следует смешивать со снарядом «Фриц-Х» фирмы «Рейнметалл-Борзиг», который являлся радиоуправляемой бомбой класса «воздух—земля» , в принципе сходной с американской радиоуправляемой бомбой
Ракета А-9 + А-10 (проект)
Ракета А-9 + А-10 (проект)
Исследовательская ракета «АЭРОБИ»
Исследовательская ракета «АЭРОБИ»
Исследовательская ракета «ВИКИНГ»
Исследовательская ракета «ВИКИНГ»
Результаты пусков ракеты «Викинг»
Все пуски (за исключением ракеты № 4) производились на полигоне Уайт Сэндз. Результаты: № 1, 2 — преждевременная отсечка двигателя, течь в турбине; № 3 — отсечка двигателя по радиокоманде из-за
Прелюдия: ракета
Прелюдия: ракета
Давно задуманная немцами ракетная атака на Англию наконец была осуществлена. Целью стал Лондон.
Германская ракета представляла собой впечатляющее техническое достижение… Ее максимальная скорость составляла около четырех тысяч миль в час, и время ее
П. Клушанцев КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА
П. Клушанцев
КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА
Что такое космическая ракета? Как она устроена? Как летит? Почему в космосе путешествуют именно на ракетах?Казалось бы, все это давно и хорошо нам известно. Но давайте на всякий случай проверим себя. Повторим азбуку.Наша планета Земля
Ракета как самолет
Ракета как самолет
Не только выбор цели, удачные или неудачные решения конструктивных проблем самих космических аппаратов определяют возможности и перспективы космической техники. Не меньшее значение будет иметь и экономическая сторона дела: а во сколько то или иное
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА СТАРТУЕТ С МОРЯ
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА СТАРТУЕТ С МОРЯ
Наступил наконец долгожданный момент. Ракета погружена в шахту, проведены генеральные испытания. На утро следующего дня, 16 сентября, назначен выход в море.Но как ни велико желание осуществить пуск, технический руководитель выход
2. Ракета-машина сложная
2. Ракета-машина сложная
Класс основ ракетного оружия увешан плакатами, схемами, диаграммами, здесь стоят макеты различных ракет, их узлов, агрегатов. У большого красочного плаката стоит офицер с указкой в руке. На его груди «ромбик» — значок об окончании высшего
Ракета со «спецбоеприпасом»
Ракета со «спецбоеприпасом»
Пусковая установка РПК-1 «Вихрь»
Первым ПЛРК, созданным для надводных кораблей под руководством Н. П. Мазурова, стал комплекс РПК-1 «Вихрь», принятый на вооружение в 1968 году. Головным разработчиком был НИИ-1 ГКОТ (с 1966 г. – МИТ), помимо которого в
комиксы, гиф анимация, видео, лучший интеллектуальный юмор.
Halera93
Ученые из России разработали способ получения «фотонного крючка» с помощью двух стержней
«Фотонный крючок» — это тип искусственно искривленного луча света, который может использоваться для получения микроскопами изображений в сверхразрешении или же для манипулирования наночастицами. Однако формировать его до настоящего момента было сложно — требовались особые частицы или специфическая формы облучающего пучка.
«Новый способ позволяет получать крючок с помощью двух микроразмерных стержней простой прямоугольной формы, лежащих параллельно. Их можно легко сделать из широкого спектра диэлектрических материалов — например, из простого стекла или тефлона. При этом все можно делать на плоскости, что также удобно» — рассказывает руководитель проекта
https://lenta.ru/news/2021/10/15/hook/
Развернуть
18.10.202111:13ссылка53.4
SteelAdder
Ученые из Германии снова проверят «невозможный» космический двигатель.
Вот уже около 20 лет ученые спорят о жизнеспособности EmDrive — гипотетического космического двигателя, способного создавать тягу без необходимости использовать какое-либо топливо.
Звучит эта идея слишком хорошо, чтобы быть правдой. Скорее всего, так и есть, так как рабочий EmDrive буквальным образом нарушает один из фундаментальных законов физики. Однако это не остановило ученых и такие организации, как NASA и DARPA от проверки работоспособности двигателя.
Команда физиков из Германии намерена провести свой эксперимент, который способен окончательно поставить точку в отношении EmDrive.
Концепция EmDrive впервые была предложена в 2001 году британским ученым Роджером Шойером. По его задумке, ускорение должно было возникать в результате направления микроволн в конической камере, где они будут отражаться от стенок и создавать тягу.
Проблема в том, что идея предлагает создавать силу из ничего, что не соответствует закону сохранения энергии.
Чтобы окончательно перечеркнуть дебаты команда из дрезденского технического университета соорудила супер-чувствительный инструмент для определения тяги. Ученые считают, что их прибор будет защищен от внешних «шумов», которые наблюдались во время других испытаний двигателя.
Результаты будут опубликованы в августе.
Развернуть
07.06.201910:31ссылка38.4
Корвас
Ионный двигатель — что это такое?
Ионный двигатель — хорошо отработанная на практике и исторически первая разновидность электрического ракетного двигателя. Недостатком ионного двигателя является малая тяга (например, разгон космического аппарата с весом автомобиля от 0 до 100 км/ч требует больше двух суток непрерывной работы ионного двигателя), которую невозможно увеличить из-за ограничений объёмного заряда.
Однако малый расход топлива (точнее, рабочего тела) и продолжительное время функционирования ионного двигателя (максимальный срок непрерывной работы самых современных образцов ионных двигателей составляет более пяти лет) позволяет за длительный промежуток времени разогнать космический аппарат небольшого веса до приличных скоростей. Сфера применения: управление ориентацией и положением на орбите искусственных спутников Земли (некоторые спутники оснащены десятками маломощных ионных двигателей) и использование в качестве главного тягового двигателя небольшой автоматической космической станции. Характеристики ионного двигателя: потребляемая мощность 1-7 кВт, скорость истечения 20-50 км/с, тяга 20-250 мН, КПД 60-80 %. Рабочим телом является ионизированный газ (аргон, ксенон и т. п.).
Ионному двигателю в настоящее время принадлежит рекорд негравитационного ускорения космического аппарата в космосе без использования жидкостного ракетного двигателя — Deep Space 1 смог увеличить скорость на 4,3 км/с, израсходовав 74 кг ксенона (этот рекорд скорости в ближайшее время планируется превзойти на 10 км/с космическим аппаратом Dawn). Однако ионный двигатель не является самым перспективным типом электроракетного двигателя, поэтому данный рекорд скорости, скорее всего, будет превзойдён холловским или магнитоплазмодинамическим двигателем.
Существует проект межзвёздного зонда с ионным двигателем, получающим энергию через лазер от базовой станции, что дает некоторое преимущество по сравнению с чисто космическим парусом (в настоящее время данный проект неосуществим из-за технических ограничений.
Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. При этом, благодаря высокому отношению заряда к массе, становится возможным разогнать ионы до очень высоких скоростей (вплоть до 210 км/с по сравнению с 3—4,5 км/с у химических ракетных двигателей). Таким образом, в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Это позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа по сравнению с расходом реактивной массы в химических ракетах, но требует больших затрат энергии.
В существующих реализациях для поддержки работы двигателя используются солнечные батареи. Но для работы в дальнем космосе такой способ неприемлем. Поэтому уже сейчас для этих целей иногда используются ядерные установки.
Источником ионов служит газ — как правило, аргон или водород. Бак с газом стоит в самом начале двигателя, оттуда газ подаётся в отсек ионизации; получается холодная плазма, которая разогревается в следующем отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева. После нагрева высокоэнергетическая плазма подаётся в магнитное сопло, где она формируется в поток магнитным полем, разгоняется и выбрасывается в окружающую среду. Таким образом достигается тяга.
С тех пор плазменные двигатели прошли большой путь и разделились на несколько основных типов — электротермические, электростатические, сильноточные или магнитодинамические и импульсные двигатели. В свою очередь электростатические двигатели делятся на ионные и плазменные (ускорители частиц на квазинейтральной плазме).
Ионный двигатель использует в качестве топлива ксенон или ртуть. Первый ионный двигатель назывался сетчатый электростатический ионный двигатель. В ионизатор подаётся ксенон, который сам по себе нейтрален, но при бомбардировании высокоэнергетическими электронами ионизируется. Таким образом в камере образуется смесь из положительных ионов и отрицательных электронов. Для «отфильтровывания» электронов в камеру выводится трубка с катодными сетками, которая притягивает к себе электроны.
Положительные ионы притягиваются к системе извлечения, состоящей из 2-х или 3-х сеток. Между сетками поддерживается большая разница электростатических потенциалов (+1090 вольт на внутренней против — 225 вольт на внешней). В результате попадания ионов между сетками, они разгоняются и выбрасываются в пространство, ускоряя корабль, согласно третьему закону Ньютона. Электроны, пойманные в катодную трубку выбрасываются из двигателя под небольшим углом к соплу и потоку ионов. Это делается по двум причинам:
чтобы корпус корабля оставался нейтрально заряженным;
чтобы ионы, «нейтрализованные» таким образом не притягивались обратно к кораблю.
Чтобы ионный двигатель работал, нужны всего 2 вещи — газ и электричество.
Недостаток двигателя в его нынешних реализациях — очень слабая тяга (порядка 50-100 миллиньютонов). Таким образом, нет возможности использовать ионный двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, в условиях невесомости, при достаточно долгой работе двигателя, есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, недоступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей. Однако разрабатываются более совершенные и мощные типы электроракетных двигателей (холловский и магнитоплазмодинамический), превосходящие ионный двигатель по величине тяги и, как следствие, конечной скорости космического аппарата.
Развернуть
23.10.201614:25ссылка39. 9
Halera93
Раскрыта природа шаровой молнии?
Владимир Торчигин из Российской академии наук пришел к выводу, что шаровая молния может состоять из фотонов и сжатого воздуха. Кратко о работе исследование рассказывает издание Science Alert.
По мнению исследователя, свет сжимает воздух за счет оптического электрострикционного давления. Электрострикцией называют изменение формы диэлектриков (в данном случае воздуха). Сжатый воздух за счет оптических свойств мешает свободному распространению фотонов, которые находятся в своеобразной ловушке. В результате обычный белый свет начинает вращаться внутри ловушки во всех возможных направлениях, что усиливает его интенсивность.
По словам автора статьи, вопрос о природе шаровой молнии, таким образом, решен. Как пишет Science Alert, Торчигин предлагает физическую модель, которую можно экспериментально доказать или опровергнуть, однако она не объясняет некоторые разновидности шаровых молний, наблюдаемых в природе.
В 2014 году сообщалось, что китайские физики получили спектр «шаровой молнии», а также засняли ее появление и эволюцию. Анализ спектра плазмы показал наличие линий излучения, характерных для кремния, железа и кальция — элементов, в большом количестве присутствующих в почве.
Развернуть
31.05.201911:17ссылка8.6
arhivarius13
Почти вечный двигатель.
Развернуть
12.01.201413:29ссылка3.4
levtsn
Связь со спутником «Фотон-М» восстановили
Фото: РИА Новости / Аврора
Наземные службы смогли восстановить связь с научно-исследовательским спутником «Фотон-М», который 19 июля был запущен с космодрома Байконур. Об этом сообщает «Интерфакс» со ссылкой на источник в ракетно-космической отрасли.
В то же время, пока неизвестно, насколько устойчивой будет связь, потерянная в первые дни полета, и смогут ли наземные службы дать команды на поднятие орбиты аппарата или его сведение с орбиты для досрочной посадки на Землю.
Об утрате полноценной связи со спутником стало известно 24 июля. «После нескольких витков была нарушена связь наземного комплекса управления с космическим аппаратом по каналу выдачи команд», — сообщили позднее в самарском ракетно-космическом центре «Прогресс», который является разработчиком и изготовителем аппарата.
Спутник «Фотон-М» предназначен для проведения в условиях микрогравитации экспериментов, обеспечивающих получение новых знаний по физике невесомости. Также в программе его полета значились такие задачи, как отработка технологических процессов производства полупроводниковых материалов особой чистоты и биомедицинских препаратов с улучшенными характеристиками.
Кроме того, предусмотрено проведение биологических и биотехнологических исследований — по гравитационной физиологии, экзобиологии, биотехнологии, радиобиологии и радиационной дозиметрии. На «Фотоне-М» в космос отправились пять гекконов: четыре самки и один самец, а также многочисленные мухи-дрозофилы, микроорганизмы, грибы, яйца шелкопряда и семена высших растений.
Развернуть
26.07.201414:55
ссылка
7.8
dreman
Развернуть
02.05.202217:18ссылка44.8
CursedBones
Собсна, ищу не большой рассказ (очень не большой).
В космосе почти все разумные расы изобретают варп-двигатель практически после каменного топора, в результате чего летают в бочках и пиздят конкурентов на планетах. Ружья с дымным порохом являются венцом технологии. И вот великий отряд завоевателей снабженный передовыми технологиями (ружья на дымном порохе) прилетают к земле и смотрят на нее через окошко:
-как то много огней, неужели планета так заселена?
-не, быть не может, даже на наших планетах мегаполисах нет такого света, а у нас там десятки миллионов жителей!
-Ну значит природное явление
Они благополучно садятся и расстреливают выступление какого то политика думаю, что это предводитель и все теперь склонятся.
Но тут прикатывает армия и инопланетяне ахуевают.
Заканчивается тем, что инопланетян берут в плен, корабль с варп движком приватизируют, а неудачливые захватчик ведут диалог в камере
-Как они развились до такого и у них нет варп двигателя?
-Теперь он у них есть…
-Блядь… что мы натворили?
Текст передан примерно, так же помню, что инопланетяне были покрыты шерстью.
Развернуть
27.09.201912:27ссылка44.9
orange demon
Развернуть
05. 07.202023:28
ссылка
6.8
gear03
Гуррен-Лаганн, начало
Развернуть
15.10.201918:19ссылка34.1
8 космических двигателей разной степени безумности: от научных фантазий до антинаучного бреда: fanfanews — LiveJournal
Американский астроном Дэвид Киппинг описал концепцию космического двигателя, использующего для набора околосветовой скорости — барабанная дробь! — черные дыры. Китайские и американские исследовательские группы пытаются разобраться с «невозможным» двигателем EmDrive, а Роскосмос недавно был вынужден комментировать работы над «квантовым двигателем». Что еще есть в этом списке? «Чердак» представляет свой классификатор космических двигателей разной степени футуристичности и безумности.
Все многообразие подобных проектов можно разделить на три типа.
Тип I, научные фантазии. Теоретически возможные с точки зрения физики устройства, которые пока никто не пытался довести до работающего прототипа — по причине, например, их экономической бессмысленности.
Тип II, научная фантастика. Устройства, которые пока бессмысленно обсуждать в деталях, но принципиально не противоречащие законам физики.
Тип III, антинаучный бред. Заведомо бессмысленные прожекты, неспособные работать в принципе.
Тип I: научная фантазия
Тип I, экспонат 1: орион-привод
Первые десятилетия после Второй мировой войны были крайне бурной эпохой в истории техники. Стремительное развитие новых технологий сочеталось со своеобразным отношением к технике безопасности и безудержным оптимизмом в отношении технического прогресса. Космические агентства рисовали планы баз на Луне, планировали полет к Марсу, а многие инженеры были уверены в том, что ракетный двигатель — это стремительно устаревающее изобретение, на смену которому нужно нечто более мощное.
А что в те годы ассоциировалось с мощью и энергией? Конечно, ядерные реакции. В 1950-е годы американцы ездили в специальные турпоездки — смотреть на настоящие ядерные взрывы во время испытаний. Энергия ядерного распада завораживала всех, в особенности инженеров, поэтому идея использовать ядерную бомбу для разгона космического корабля казалась лежащей на поверхности.
27 августа 1957 года, готовя очередной ядерный взрыв (предыдущий провели четыре дня назад), американские исследователи решили посмотреть, что произойдет со стальной плитой, если закрыть ей шахту с зарядом. В 22:35 бомбу мощностью 300 тонн в тротиловом эквиваленте подорвали, и плита массой более ста килограммов исчезла. На одном кадре со скоростной киносъемки ее видно, а на последующем уже нет: по грубым оценкам, она летела со скоростью в 66 км/с — вполне достаточно для того, чтобы навсегда покинуть Солнечную систему, если только удастся преодолеть сопротивление атмосферы (на такой скорости столкновение с воздухом принципиально не сильно отличается от попадания в бетонную стену).
Ядерный взрыв, устроенный в рамках тех испытаний. Правда, улетающей в неведомую даль крышки не видноNational Nuclear Security Administration / Nevada Site Office
Раз тяжелую крышку люка можно отправить в космос, то почему бы не запустить таким же образом космический корабль? Просто взрывать у него за кормой ядерные бомбы, закрывая корабль достаточно толстым стальным диском. .. Эту идею довели до предварительного эскизного проекта. Из него следует, что корабль массой 100 тысяч тонн (против 0,417 тысячи тонн у МКС) сможет долететь до проксимы Центавра за 133 года, потратив в процессе 300 тысяч ядерных бомб мощностью одна мегатонна каждая. Даже на пике гонки вооружений суммарное число ядерных боеприпасов на Земле, правда, было заметно меньше, но авторы идеи и не настаивали на немедленной реализации своего детища.
Бюджетный вариант ядерно-взрывного космолета предполагал всего 4000 тонн массы и скромный запас в 800 ядерных зарядов по 140 тонн в тротиловом эквиваленте. Таким сравнительно простым способом изобретатели предлагали доставить 800 тонн на орбиту Марса, а потом еще и вернуться обратно. Сарказма в словах «бюджетный» и «скромный», кстати, не так уж много, ведь полет с такой полезной нагрузкой на традиционных двигателях не по силам и современной космонавтике.
Рисунок, изображающий корабль с орион-приводомNuclear Pulse Space Vehicle Study Vol III — Conceptual Vehicle Designs and Operational Systems, Fig 2. 1, pp 4
Другое дело, что и ядерное оружие в космосе размещать запрещено, а надежность всей системы вызывает вопросы. Проект «Орион» не продвинулся дальше испытаний небольшой модели — на Земле и с обычной взрывчаткой.
Тип I, экспонат 2: солнечный парус и лазер
Солнечный парус — на сегодня вполне реальный, хотя и экзотический, двигатель для космических аппаратов. В его основе лежит эффект давления света: поток фотонов (например, солнечный луч), отражаясь от блестящей поверхности, толкает корабль прочь от Солнца. Таким образом уже удавалось по меньшей мере экономить топливо во время реальных полетов (начиная с «Маринера-10» в 1970-х) и запускать демонстрационные аппараты (например, японский IKAROS).
Японский солнечный парусник IKAROS. Запущен в 2010 году к ВенереAndrzej Mirecki / Wikimedia
Солнечный парус эффективен при достаточно большой площади и хорошем освещении, которое возможно лишь на небольшом расстоянии от Солнца. При определенных условиях подобное устройство могло бы забросить космический аппарат на окраины Солнечной системы быстрее, чем любой из имеющихся в распоряжении инженеров двигатель, набрав без затрат топлива сотни километров в секунду. Поэтому это не столько фантастика, сколько перспективное направление для развития технологий.
Но можно пойти еще дальше. Ведь у нас теперь есть кое-что получше солнечных лучей — например, мощные лазеры.
Лазеры, установленные на Земле (а лучше там, где нет атмосферы, хотя бы на Луне) могут светить в парус и толкать его вперед гораздо сильнее, чем Солнце. Так стартовал вымышленный космический корабль в романе «Фиаско» Станислава Лема, так предлагается посылать межзвездные зонды к проксиме Центавра в проекте Breakthrough Starshot. Этот проект инициирован фондом Юрия Мильнера, который уже раздал значительное число премий в области физики, но дело пока не продвинулось дальше общих концепций. Авторы идеи предполагают, что лазерное ускорение позволит долететь до проксимы всего за 20 лет, однако речь идет не о больших кораблях, а зондах массой всего один грамм.
Реализуемость проекта тоже вызывает вопросы, хотя он не нарушает фундаментальных законов физики. Например, Breakthrough Starshot нужна зеркальная поверхность, которая не расплавится за десять минут под действием лазерного излучения мощностью в несколько гигаватт на квадратный метр.
Тип I, экспонат 3: термоядерный прямоточный двигатель
Космическая среда не является абсолютным вакуумом даже в межзвездном пространстве. На каждый кубический сантиметр межзвездного пространства приходится по меньшей мере с десяток атомов водорода, причем в форме ионов — следовательно, космическую среду можно рассматривать как очень разреженную плазму.
А плазма, как известно, взаимодействует с магнитным полем. Собрав большую систему магнитов, эту плазму можно сфокусировать в более плотный комок и затем поджечь в ней термоядерную реакцию, основанную на слиянии атомов водорода. Термоядерная реакция, в свою очередь, даст энергию для дальнейшего ускорения плазменной струи и, соответственно, формирования реактивной тяги.
Корабль с прямоточным двигателем БассардаИзображение: NASA
Идея межзвездного магнитно-плазменно-термоядерного привода с 1960 года (тогда эту мысль сформулировал американский физик Роберт Бассард) развивалась исключительно теоретически, и многие ученые указали на ряд ее слабых мест. Например, такой привод будет за счет взаимодействия с межзвездной средой испытывать значительную тормозящую силу, а еще он неэффективен на низких скоростях. Сугубо гипотетически при хороших условиях (например КПД в 100% и площади магнитной воронки в миллион квадратных километров) такой корабль мог бы слетать к проксиме лет за пятьдесят, но, как отмечается в одной из недавних публикаций, это «реализуемо силами высокоразвитой цивилизации». К которой мы пока что не относимся.
Тип II: научная фантастика
Описание проектов выше может произвести впечатление их полной фантастичности, однако это не так. Ядерные бомбы для орион-привода, лазеры и даже термоядерные реакторы (ок, последние в виде прототипа, который пока строится) люди делать умеют. Да, от лазерной указки до массива космических лазеров может пролегать внушительная дистанция, но принципиально во всем перечисленном выше нет ничего невозможного. А смартфон, с которого вы читаете этот текст, еще на памяти вашей прабабушки был абсолютно невероятен с инженерной точки зрения. Шутка ли, вместить радиостанцию, счетную машинку, кинопроектор и под миллиард радиодеталей в карманном устройстве!
Поэтому во вторую группу мы включили действительно фантастические проекты.
Тип II, экспонат 1: гало-привод
Например, недавно американский астроном Дэвид Киппинг, вполне уважаемый ученый и специалист по экзопланетам, написал статью, где сформулировал концепцию ускорения межзвездного корабля за счет маневрирования у черной дыры.
Его «гало-привод» использует исключительно те эффекты, которые знакомы современной физике, и, более того, повторяет на новом уровне давно известную схему гравитационного маневра. Ее суть заключается в том, что разворот аппарата в гравитационном поле планеты принципиально не отличается от отскока мячика от стенки.
Разные сценарии пролета мимо планеты. Когда корабль тормозит или разгоняется после поворота, он обменивается импульсом с планетойRachelz9999 / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0
Суммарный импульс системы «аппарат + планета» сохраняется: подлетающий к планете корабль не просто разворачивает в нужную сторону — его скорость возрастает так, как если бы он спружинил и отскочил от движущейся навстречу стенки. Подобный маневр используют на практике с самого начала межпланетных полетов: «об планеты» разгонялась практически каждая миссия в дальний космос.
Полет «Вояджера-2», который по пути разгонялся об гравитацию планет-гигантовPhoenix7777 / Wikimedia
Киппинг добавил к классическому приему два момента. Он предложил использовать черную дыру для отталкивания в нужном направлении и написал, что разворот можно осуществлять без обычного движения в гравитационном поле — последнее вблизи черной дыры чревато разнообразными неприятностями вплоть до разрывания в клочья приливными силами. Ученый указал, что направленный под определенным углом мощный пучок света (снова лазеры, нам потребуется еще больше лазеров!) заворачивается вокруг черной дыры и возвращается обратно, поэтому можно взять тот же парус и посветить на самих себя.
Фундаментальные законы физики не нарушаются — корабль получает импульс не из пустоты, а от двигающегося навстречу массивного тела. Вот только где взять столь мощные лазеры, как эффективно справится с их излучением и как долететь до черной дыры?
Впрочем, сам Киппинг честно пишет, что лишь фантазировал о далеком будущем или гипотетических цивилизациях. И основным его занятием является изучение экзопланет, а не космические полеты.
Тип II, экспонат 2: фотонный двигатель
Любимое детище советской (и не только) фантастики. Прототип есть почти в каждом доме, а у автовладельцев таковых минимум два: фотонная ракета — это, в общем-то, фонарь-переросток. Схема действия проста: параболический отражатель собирает излучение от некоторого источника и направляет назад, и все тот же закон сохранения импульса толкает нас вперед к звездам. Соперничать с фотонным двигателем по части скорости создаваемой «реактивной струи» не может ничто, но это не делает его автоматически оптимальным решением.
Яркость источника света (или иного электромагнитного излучения) для создания мало-мальски разумной тяги должна быть запредельно высока. У Стругацких такие корабли летали за счет термоядерной реакции и использовали фантастически прочные суперэффективные зеркала, но для повторения этого в реальности требуются материалы, на фоне которых паруса проекта Breakthrough Starshot покажутся даже не фантиками от шоколадок, а вовсе рыбьей чешуей.
В «Стране багровых туч» космический корабль «Хиус» лихо взлетал с Земли, садился на Венере и затем не менее лихо стартовал прямо из болота в условиях сплошной облачности. Как при этом поддерживалась термоядерная реакция, неясно, и это меньшая из технических проблем: уже сейчас ясно, что ни к концу XX века, ни к концу XXI столетия мы такого не увидим.
Одним из возможных способов создать такой поток света кроется в использовании антиматерии, но и с ней у нас пока больше вопросов, чем ответов. Ее надо как-то получить, сохранить и контролируемо столкнуть с обычным веществом для аннигиляции. И не промахнуться с мощностью, ведь нужен двигатель, а не бомба.
Тип II, экспонат 3: варп-приводы в ассортименте
Когда Эйнштейн сформулировал общую теорию относительности (ОТО), идея о деформируемом четырехмерном пространстве-времени быстро вышла за пределы узкого круга теоретиков. Все потому, что математики подумали, что раз уж это пространство-время можно мять, складывать и комкать, то почему бы во Вселенной не быть коротким путям из одного места в другое.
Порталы. Червоточины. Тоннели в гиперпространстве. За математиками за эту идею ухватились писатели, и еще в довоенные годы («Империя» Клиффорда Саймака, например) фантастическая проза стала пестрить межзвездными кораблями и телепортаторами. Потом к делу подключились сценаристы, и искривление пространства узнали даже те, кто никогда не интересовался космосом. Авторы, у которых в будущем человечества не упоминались проколы пространства-времени, стали редкостью: если уж не полноценный полет, то уж хотя бы сверхсветовая связь появлялась даже у ценителей реализма и упора на гуманитарную составляющую (хайнский цикл Урсулы Ле Гуин).
Разумеется, нашлись и те, кто попытался придумать реальный варп-привод (от to warp — искривлять). Например в 1994 году мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре предложил концепцию устройства, которое сжимает пространство с одной стороны корабля и растягивает — с другой. Формально все законы физики были соблюдены, но вот затраты энергии на такую манипуляцию по самым оптимистичным оценкам потребуют «энергетического эквивалента массы Юпитера».
Проще говоря, нужно взять самую крупную планету Солнечной системы и полностью превратить ее массу в энергию. Тогда, возможно, нам и получится отправить куда-то аппарат массой аж 700 кг — правда, потребуется еще найти немного отрицательной массы. Все верно, нужно нечто такое, что имеет отрицательную массу. Где ее брать и существует ли она вообще, науке неизвестно. Проблему того, как быть с тем, что при торможении корабль Алькубьерре дает вспышку, выжигающую все перед собой, на этом фоне можно уже записать во второстепенные — сначала бы разогнаться, а там, возможно, и оружие против пришельцев потребуется.
Тип III: буйные фантазии
Фотонный двигатель и даже пузырь деформированного пространства вокруг корабля Алькубьерре могут быть нереализуемы в силу целого ряда физических эффектов. Но они хотя бы не посягают на основы: импульс и энергия сохраняются, пересмотра существующих физических теорий не требуется. Да, найти абсолютный отражатель или отрицательную массу затруднительно, но гипотетически они существовать могли бы: мы не знаем законов Вселенной, которое бы такое запрещали.
Двигатели второй группы столь же реальны, как единороги. Гипотетически лошадь с одним витым рогом жизнеспособна, но на практике их не существует. А вот третья группа собрала уже по-настоящему невозможные и сумасшедшие проекты.
Тип III, экспонат 1: EmDrive или ведро киловатт
Устройство под названием EmDrive дошло даже до испытаний, проводившихся китайскими и американскими исследователями. Автор, британский инженер Роджер Шойер, утверждает, что в замкнутой полости с медными стенками можно создать стоячую электромагнитную волну, которая как-то («за счет взаимодействия с виртуальной квантовой плазмой») создаст тягу без излучения вовне. По мнению тех физиков, которые разбирали теоретические построения Шойера, изобретатель просто противоречит сам себе, а серия опытов показала тягу в пределах погрешности опыта.
Рэндалл Монро, создатель комикса xkcd, по этому поводу выпустил стрип, который довольно точно передает мнение многих экспериментаторов: «Постойте, вы закачиваете в эту коробку 20 киловатт мощности и она лишь немного отклоняется в сторону?» Высокая электрическая мощность приводит к тому, что EmDrive действительно движется, но вовсе не за счет каких-то нетривиальных и способных работать в космосе эффектов. Так, при первой попытке испытать устройство его отклонил в сторону поток нагретого воздуха (20 киловатт — это десять масляных обогревателей на полной мощности), а при повторении опыта в вакуумной камере ученые обнаружили, что в дело вступает сила, обусловленная взаимодействием электрического тока в проводах с магнитным полем Земли. Исключать все возможные силы в сценарии «мы подключили мощную нагрузку» было делом весьма сложным, и некоторые исследователи даже заявили о выделении некоего непонятного эффекта, но ряд других ученых указал (1, 2) на то, что эксперименты все-таки не были проведены должным образом. В режиме, когда двигатель потреблял десятки ватт и разные побочные эффекты проявлялись не столь явно, EmDrive выдавал, по оптимистичным оценкам, считанные десятки микроньютонов. Это немногим больше силы комара, и зафиксировать такую тягу в лабораторных условиях весьма непросто.
Ученые, работавшие с EmDrive, лишний раз попрактиковались в постановке сложных и тонких опытов, но летательный аппарат это определенно двигать не может. Если бы микроволны в замкнутой полости и вправду могли давать такую тягу, которая способна поднять корабль на орбиту (а Шойер в итоге делал и такие заявления), то этот эффект наверняка бы заметили раньше. В конце концов, с микроволнами работают СВЧ-печи, радары, сотовые телефоны, Wi-Fi, и экспериментов в этой области поставлено предостаточно.
Тип III, экспонат 2: двигатель Леонова (не того, который космонавт)
Второе, еще более безумное, устройство недавно отметилось в российских профильных новостях. 11 марта «Военно-промышленный курьер» написал о том, что Роскосмос якобы составит техническое задание на испытание некоего «квантового двигателя», и ведомству срочно пришлось выпускать опровержение: дескать, мы ничего такого не заказываем и максимум готовы испытать то, что нам принесут.
Но даже формулировку «сформировано техническое задание на экспериментальную проверку достоверности тех явлений, о которых заявляет автор» ряд сторонних экспертов вроде Вадима Лукашевича (авиационный инженер по образованию и популяризатор космонавтики, создатель сайта, посвященного советским «Буранам») подверг резкой критике — может, следом Роскосмосу стоит испытать ковер-самолет или лампу Алладина? Ему вторил научный журналист и член комиссии РАН по борьбе с лженаукой Александр Сергеев, который счел само рассмотрение подобных заявок «позорным».
Принцип работы, по словам автора идея, Владимира Леонова, выглядит так:
Нами установлено, что по космическому пространству «разлита» колоссальная энергия в виде глобального электромагнитного поля с очень мелкой дискретностью (квантованностью), о котором ранее ничего не было известно. Это глобальное поле открыто мной в 1996 году как пятая фундаментальная сила (суперсила) в виде сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ). Его носителем является квант пространства-времени (квантон), размеры которого на десять порядков меньше атомного ядра, но он концентрирует энергию, намного превышающую ядерную.
Эта риторика — сообщение о прорыве в области фундаментальной физики от самоучки, который при этом путается в базовых терминах («кварк» Леонова вовсе не то же самое, что «кварк» физиков; с «квантом» дела обстоят аналогично) — хорошо знакома многим секретарям научных заведений, получающих подобные предложения едва ли не ежедневно. Типаж таких изобретателей встречается в «Сказке о тройке» Стругацких:
Высочайшие достижения нейтронной мегалоплазмы! — провозгласил он. — Ротор поля наподобие дивергенции градуирует себя вдоль спина и там, внутре, обращает материю вопроса в спиритуальные электрические вихри, из коих и возникает синекдоха отвечания.
Сам изобретатель утверждает, что изобрел не только принципиально новый космический двигатель, но также реактор холодного термоядерного синтеза, антигравитационный лазер и объемное телевидение. Правда, все представленные им доказательства сводятся даже не к гипотетическим статьям (как у Алькубьерре), а к фотографиям, где пластиковые канализационные трубы, донышки от огнетушителей и ржавые водопроводные трубы собраны в различных причудливых сочетаниях.
Фотонные ракеты. Почему они не стали реальностью?
Концепцию фотонной ракеты впервые предложил австрийский ученый Эйген Зенгер (1905-64). Этого человека в наши времена чаще всего вспоминают помнят как руководителя проекта «Зильберфогель» (Серебряная птица). В ходе этой работы проводились исследования по разработке концепции космического самолета в интересах нацистской Германии.
Аннигиляция и фотонные ракеты
После окончания войны Зенгер продолжал исследовать инновационные авиационные и космические идеи. И был первым, кто предложил использовать электрон-позитронную аннигиляцию в качестве источника тяги для ракеты. Это было простое предположение, мысленный эксперимент. Было ясно, что подобные технологии – это дело далекого будущего. Однако идея получила довольно широкое распространение. И активно эксплуатировалась различными изданиями тех лет, пишущими на космическую тематику.
Почему же идея Зенгера так очаровала людей? Потому что эта концепция, как предполагалось, позволяла построить космический корабль, способный разгоняться практически до скорости света. Только представьте! Подобное транспортное средство может помочь людям покорить невообразимые пропасти пространства между звездами! Бесстрашные космолетчики смогут исследовать таинственные миры возле других звезд! Путешествие, например, к звезде 51 Пегаса, находящейся на расстоянии 50 световых лет от нас, может занять всего лишь чуть более пяти десятилетий. Если, конечно, лететь со скоростью, близкой к скорости света. Столько времени пройдет для тех, кто остался на Земле. Но для экипажа время будет течь по другому. По бортовым часам космического корабля может пройти всего пара недель. Быстрая фотонная ракета могла бы легко преодолеть 26 000 световых лет до ядра нашей Галактики в течение жизни своего экипажа. В то время как на Земле пройдут тысячелетия!
Даже межгалактические путешествия были бы возможны, если бы мы могли создавать фотонные ракеты.
Уравнение Циолковского
Отправной точкой при производимых Зенгером расчетах было уравнение Циолковского. Эта простая формула позволяет рассчитать максимальную скорость, которую может достичь ракета. Принцип действия прост – ракетный двигатель выбрасывает реактивную струю рабочего тела. Это толкает ракету вперед. Уравнение показывает, что максимальная скорость, которую ракета достигает в своем полете, прямо пропорциональна скорости, с которой реактивная струя покидает двигатель. Обратите внимание, что не имеет никакого значения, из чего состоит эта струя. Просто ее скорость, и следовательно импульс должны быть как можно выше. Какой будет максимальная скорость такой ракеты? В теории она почти сможет достичь скорости света. Зенгер полагал, что самой высокой эффективностью будут обладать ракеты, которые распыляют поток фотонов. Самых быстрых частиц Вселенной.
Но если бы все было так просто. Зенгер видел только один способ получения «чистых» фотонов. Это объединение электронов и позитронов (которые являются антиэлектронами). Они аннигилируют при контакте друг с другом. Умирающие электроны и позитроны превращаются в гамма-кванты. Это фотоны с очень высокими энергиями. Они отражаются параболическим зеркалом. И появляется тяга. Вот в общих чертах принцип работы фотонного двигателя.
Ничего не выйдет
Любители физики сразу скажут – ничего у вас не выйдет. У нас нет огромных запасов позитронов, которые можно использовать для подобных целей. Топливо для фотонной ракеты должно быть как-то произведено. Этот процесс потребовал бы невообразимого количества энергии. К тому же гамма-излучение не будет отражаться нормальным веществом. А наоборот, будет поглощаться, быстро нагревая «отражатель». Чтобы создать фотонную ракету, которая не испарится в полете, нужно придумать какое-то «идеальное» зеркало. Оно должно отражать 100% падающих на него фотонов. И ни один из известных науке материалов не сможет это сделать.
Зенгер предложил отражать гамма-кванты от зеркала с помощью некого «электронного газа». Создание подобной субстанции было бы прорывным технологическим достижением. Поскольку электроны отталкивают друг друга. Объединение их в отражающую поверхность потребовало бы поддержания давления, которое бывает только в центре сверхновой. К тому же, выхлоп фотонной ракеты будет ужасно разрушительным явлением для любых планет. Потому что с гамма-излучением шутки плохи.
Ракета размером с Луну
Становится ясно, что вышеописанные трудности делают создание фотонной ракеты делом бесперспективным. У нее, даже при решении всех этих проблем, будет весьма плохая тяга. Замечательная скорость выхлопа фотонной ракеты имеет свою цену. Расчеты показывают, что для развития одного ньютона тяги фотонной ракеты понадобится 300 МВт мощности. Эти расчеты основаны на законах фундаментальной физики. И технологический прогресс не сможет изменить это. Это очень неэффективно. Небольшой современный турбовентиляторный двигатель скромного реактивного самолета может иметь тягу 27 000 ньютонов. В то же время хорошая электростанция может вырабатывать до 650 МВт мощности. Представляете, сколько энергии нужно будет потратить, чтобы разогнать фотонную ракету? И она должна быть просто огромной. Возможно, иметь размеры Луны. Чтобы вместить все запасы топлива. Ее ускорение было бы весьма медленным. Возможно, потребовались бы десятилетия, чтобы достичь приличных скоростей.
Фотонные ракеты, конечно, были описаны и в научной фантастике. Самое первое упоминание о них появляется в романе братьев Стругацких «Страна Багровых Туч», опубликованном в 1959 году. Несколько лет спустя Станислав Лем использовал фотонную ракету, чтобы привести в движение человеческий звездолет. Он описал ее в своем удивительно дальновидном романе о конфликте с инопланетными нанотехнологиями «Непобедимый» (1964).
Какой можно сделать вывод из всего вышесказанного? Если объективно оценить возможности создания фотонных ракет, вся концепция разваливается. Для подобных машин потребуются материалы и методы, которые могут никогда не существовать в реальной Вселенной. Для их работы потребуются огромные ресурсы и огромное количество времени, чтобы использовать их удивительную производительность. К сожалению, фотонные ракеты – это всего лишь захватывающая фантазия.
Космические тесты
Проверь свои знания! Интересные тесты находятся здесь!
Заметели премер вопеющий бесграмотности?
Это нужно срочно исправить! Выделите нужный текст и нажмите CTRL + ENTER на клавиатуре. Спасибо за помощь!
Настройка и подключение | Фотонный двигатель
PUN Classic (v1), PUN 2 и Bolt находятся в режиме обслуживания. Мы будем поддерживать Unity 2022 с PUN 2, но новых функций добавляться не будет. Конечно, все ваши проекты PUN & Bolt будут продолжать работать и работать с известной производительностью в будущем.
Для любых предстоящих или новых проектов: пожалуйста, переключитесь на Photon Fusion или Quantum.
каламбур
| v2
переключиться на версию 1
Photon Unity Networking (PUN) действительно прост в настройке.
Импортируйте PUN в новый проект, и появится мастер PUN. Или в меню: «Окно», «Сеть Photon Unity».
Мастер PUN
Зарегистрируйте новую (бесплатную) учетную запись Photon Cloud, введя адрес электронной почты или скопировав и вставив существующий идентификатор приложения с панели инструментов. Сделанный.
Если вы хотите разместить сервер Photon самостоятельно, нажмите «Пропустить» и отредактируйте PhotonServerSettings , как описано ниже.
Для подключения достаточно вызвать PhotonNetwork.ConnectUsingSettings() в коде.
Содержимое
- Настройки ФотонСервера
- Значения конфигурации
- Конфигурация для собственного сервера Photon
- Фотонный сервер V5
- Фотонный сервер V4
Настройки ФотонСервера
Мастер добавляет PhotonServerSettings в свой проект для хранения конфигурации, которая в основном используется ConnectUsingSettings . Вы можете настроить подключение к Photon Cloud или собственному серверу и изменить другие стандартные настройки.
Настройки PhotonServer в Инспекторе
Вы можете установить AppId, регион Photon Cloud, версию игры и многое другое. Настройки по умолчанию подойдут в большинстве случаев.
Наверх
Значения конфигурации
AppId в режиме реального времени, чат и голос
AppId используются Photon Cloud для идентификации каждого заголовка. PUN использует идентификатор приложения в реальном времени для соединений.
Он также хорошо работает с Photon Chat и Voice, которым нужен собственный идентификатор приложения, если вы используете эти функции.
Версия приложения
В PUN версия приложения является частью версии игры. Клиенты с разными значениями версии игры отделены друг от друга. PUN добавляет свою PunVersion к этому значению, чтобы смягчить потенциальную несовместимость между различными версиями PUN.
Использовать сервер имен
При подключении к экземплярам Photon Server v4 клиенты подключаются непосредственно к главному серверу, а не к серверу имен. Снимите этот флажок только в том случае, если вы сами размещаете Photon. Подробнее см. здесь.
Регион Дев
«Регион разработки» в PhotonServerSettings
Начиная с PUN v2.17, «Регион разработки» используется только в редакторе Unity и в сборках «Разработка», когда вы используете PhotonNetwork. для подключения. ConnectUsingSettings()
Вы можете отключить «Регион разработки» в редакторе Unity и «Сборка разработки», просто удалив значение.
Подробнее здесь.
Фиксированная область
При подключении к облаку PUN по умолчанию выберет лучший регион. Если вы хотите подключиться к определенному региону, введите здесь код региона, и выбор лучшего региона будет отключен.
Сервер
Этот параметр в основном актуален при размещении собственного сервера Photon. Для этого получите Photon Server SDK.
Убедитесь, что ваши клиенты могут связаться с введенным адресом.
Это может быть общедоступный статический IP-адрес, имя хоста или любой адрес в сети, который используют ваши клиенты.
Если вы разрабатываете игры для iOS, вы можете прочитать о «PUN и IPv6» и «как настроить Photon Server для IPv6».
Когда все настроено правильно, вы можете вызвать PhotonNetwork.ConnectUsingSettings() в своем коде.
Порт и протокол
Photon создан для использования нескольких серверов в течение одного сеанса. Введенный здесь порт является одним из первых серверов для подключения. Это может быть главный сервер или сервер имен. Порт также зависит от выбранного протокола.
Если вы подключаетесь к Photon Cloud, оставьте это значение равным 0. В противном случае найдите стандартные порты, которые использует Photon.
По умолчанию для протокола используется (надежный) UDP, но Photon поддерживает TCP и WebSockets. Клиент PUN будет автоматически использовать Secure WebSockets при экспорте WebGL.
Мы предлагаем вам придерживаться UDP.
Включить статистику лобби
Чтобы получить статистику лобби с сервера, необходимо установить этот флажок.
См. страницу «Статистика приложения и лобби» для получения дополнительной информации.
Сетевой журнал
Управляет регистрацией кода Photon нижнего уровня. Если это не необходимо, это должно придерживаться настройки Error .
Включить журнал поддержки
Это полезная настройка, когда вам нужно отслеживать, что происходит во время подключения, подбора игроков или в комнате. Если флажок установлен, наш скрипт будет регистрироваться для обратных вызовов и регистрировать важную информацию, чтобы помочь в отладке вашей игры.
Работа в фоновом режиме
Это устанавливает настройку Unity с тем же именем.
Больше информации здесь.
Список RPC
«Удаленные вызовы процедур» позволяют вам вызывать метод на других клиентах в комнате.
PUN хранит список этих методов в PhotonServerSettings и использует индекс каждого имени в качестве аббревиатуры при вызове RPC.
См. Удаленные вызовы процедур.
Наверх
Конфигурация для собственного сервера Photon
Мы рекомендуем использовать метод PhotonNetwork.ConnectUsingSettings для подключения и соответствующей настройки PhotonServerSettings перед подключением либо в редакторе Unity во время компиляции, либо с помощью кода во время выполнения (измените PhotonNetwork.PhotonServerSettings.AppSettings ).
Мы также рекомендуем использовать Photon Server v5.
Наверх
Фотонный сервер V5
Очистите или установите фиксированный регион, как настроено в вашем NameServer.json. Установите «Сервер» на IP-адрес или имя хоста вашего сервера Photon. Он должен находиться в сети, доступной вашим клиентам. Использование «localhost» или 127.0.0.1 допустимо, если клиент представляет собой автономную сборку на том же компьютере. Вы можете оставить номер порта равным 0, и клиент выберет номер порта по умолчанию для каждого протокола. В противном случае введите порт: например. 5058 для UDP по умолчанию, 19093 для WSS по умолчанию и т. д. (или настраиваемый порт для приложения NameServer, если вы изменили его в PhotonServer.config). См. список портов по умолчанию для каждого протокола и сервера здесь.
Пример локальных настроек
При использовании Photon Server (OnPremises) необходимо знать, что существуют некоторые отличия от Photon Cloud.
Они перечислены здесь.
Наверх
Фотонный сервер V4
Снимите флажок «Использовать сервер имен», поскольку SDK Photon Server v4 не включают эту службу. Очистить фиксированную область. Установите «Сервер» на IP-адрес или имя хоста вашего сервера Photon. Он должен находиться в сети, доступной вашим клиентам. Использование «localhost» или 127.0.0.1 допустимо, если клиент представляет собой автономную сборку на том же компьютере. Введите порт: 5055 для протокола UDP по умолчанию (или пользовательский порт для приложения MasterServer, если вы изменили его в PhotonServer.config). См. список портов по умолчанию для каждого протокола и сервера здесь.
Пример локальных настроек
При использовании Photon Server (OnPremises) необходимо внести некоторые важные изменения:
- Если вы подключаетесь к Photon Server v4, перед подключением установите протокол сериализации на версию 1.6 (поскольку 1.8 несовместим с этой версией сервера):
PhotonNetwork.. NetworkingClient.SerializationProtocol = SerializationProtocol.GpBinaryV16; - Cients должен установить уникальный UserId, даже если вы не аутентифицируете пользователей. Например, создайте и сохраните GUID для каждого устройства.
- Версия GameVersion/AppVersion не используется для создания отдельных виртуальных AppId.
Чтобы получить полный список различий между Photon Server v4 и Photon Cloud, а также известные проблемы в Photon Server v4, посетите эту страницу.
В начало документа
Серверная часть локальной многопользовательской кроссплатформенной игры
Непревзойденная кроссплатформенная поддержка. Проверено в бесчисленных играх.
Фотонный сервер
Функции
В реальном времени, пошаговые и MMO
Воспользуйтесь результатами более чем 15-летней разработки. Используйте простые и быстрые протоколы UDP/TCP, которые используют низкую пропускную способность и обеспечивают сверхбыструю сериализацию. Photon Server — идеальный многопользовательский движок для любой многопользовательской игры.
Многопользовательская структура
Photon Server предоставляет готовые фреймворки для многопользовательских игр. Начните с нуля или создайте свою собственную логику на основе нескольких демонстрационных приложений, включенных в исходный код с помощью бесплатных серверных SDK.
Это позволяет быстро и легко добиться отличных результатов.
Кроссплатформенность
Вы разрабатываете и строите непосредственно для выбранной вами игровой платформы с вашим любимым движком или фреймворком:
Photon — ведущий кроссплатформенный многопользовательский сервис и №1 в мире среди игр на базе Unity.
Высокая масштабируемость
Все SDK Photon Server включают в исходный код структуру балансировки нагрузки. Наше Photon Cloud легко масштабируется с использованием этой платформы. Запускайте локально, на облачных серверах или комбинируйте «голое железо» с облачными серверами, чтобы обеспечить достаточную мощность в периоды пиковой нагрузки.
Архитектура
Будь то надежный UDP, TCP, HTTP или веб-сокеты: высокоскоростная клиент-серверная архитектура Photon — это самая прочная основа в игровой индустрии для ваших игр. Забудьте о сквозных проблемах. Это просто работает.
Пользовательская логика сервера
Настраивайте и разрабатывайте серверную логику на любом языке .NET, таком как C# или управляемый C++. Первоклассные инструменты, такие как Visual Studio или Redgate Profiler, обеспечивают быструю разработку и отладку.
Производство готово
Пакеты SDK содержат примеры приложений для комнатных игр, таких как FPS или MOBA, а также для многопользовательских онлайн-игр, подобных WoW, с управлением интересами.
Справедливая цена
Выбирайте между бесплатными лицензиями, разовыми покупками или подписками.
Разместите любое количество серверов и приложений, используя корпоративные лицензии, или получите бесплатную лицензию Photon Server для 100 одновременных пользователей.
Попробуйте Бесплатная лицензия
Сетевой движок для всех основных платформ
Photon полностью закрывает для вас сложный сетевой уровень каждой клиентской платформы.
Photon Server поддерживает надежные UDP, TCP, HTTP и веб-сокеты с простым и тонким протоколом передачи для каждого из них.
Ваши игровые клиенты обмениваются данными между платформами и протоколами:
просто отправьте свои данные, а Photon выполнит десериализацию/сериализацию, а вы этого не сделаете.
Архитектура фотонного сервера
Photon Core написан на собственном языке C++, чтобы обеспечить максимальную производительность и обеспечить первоклассную поддержку цепочки инструментов.
В сочетании с портами завершения ввода-вывода Windows Server (IOCP) он реализует тяжелую «подъем» протоколов.
Бизнес-логика выполняется в .NET CLR и содержит приложения, написанные на C# или любом другом языке .NET.
Все приложения работают поверх расширяемой среды разработки RPC и событий, которая решает общие задачи.
Вызовы RPC просто и гибко сопоставляются с экземплярами операций.
Потоки упрощены, основаны на принципах передачи сообщений с использованием волокон.
В целом, Photon Server предназначен для насыщения трафика до того, как ЦП станет узким местом.
Работает в Windows (32 и 64 бит), рекомендуется последняя версия.
Масштабируемость
Легко масштабируйте свое приложение на нескольких серверах по мере роста ваших названий.
Photon Server содержит балансировщик нагрузки (Master/Lobby), обеспечивающий высокую масштабируемость.
Главный/лобби-сервер отслеживает уровень нагрузки на игровые серверы и игры, которые в данный момент открыты, и соответствующим образом направляет игроков для оптимального Качество обслуживания .
Игровые серверы размещают игровые комнаты и регулярно сообщают о своей текущей загруженности и списке запущенных игровых сессий на главный сервер.
Игры на основе комнаты масштабируются по умолчанию с помощью приложения балансировки нагрузки, предоставленного в исходном коде.
ММО обычно требуют индивидуальной концепции масштабирования, которая соответствует индивидуальным требованиям.
Найдите платформу MMO, включая управление интересами, в исходном коде с пакетами SDK для Photon Server.
Хостинг и операции
Объедините собственные и облачные серверы, чтобы обеспечить достаточную мощность по мере роста ваших игр.
Запускайте Photon Server на собственных серверах без операционной системы, облачных серверах или даже гибридных серверах для оптимального соотношения цена/производительность.
Например, покрывайте высокие нагрузки, добавляя несколько облачных серверов к своим выделенным машинам на лету.
Photon Server легко интегрируется с вашей средой Windows Server.
Запустите его как службу Windows, создайте сценарий с помощью PowerShell и просмотрите включенные счетчики производительности Windows для мониторинга нагрузки на сервер.
Попробуйте Бесплатная лицензия
Вы в хорошей компании.
Присоединиться
600 000
Разработчики и студии.
Опыт работы с хостингом
800 000
Игры
“. ..быстрая интеграция в нашу игру”
Артем Петухов,
Пиксоник
«Этот сервис прост в использовании и позволяет реализовать любую идею».
Антон Синельников,
РилиСофт
“Кульминация эффективности, производительности и великолепной поддержки”
Говард Цао,
муза игры
Photon для многопользовательских игр (полезные руководства и многое другое)
Посмотрим правде в глаза: одним из, если не самым популярным, способом игры является многопользовательская игра. Будь то расстрел ваших приятелей в соревновательном смертельном бою или совместная работа, а-ля Left 4 Dead, многопользовательский режим — это царь горы.
Вот почему научиться разрабатывать игры с многопользовательским движком (особенно с многопользовательскими решениями) — отличная идея. Знакомьтесь с двигателем Photon.
Содержание:
Что такое фотонный двигатель?
Движок Photon — это игровой движок, специализирующийся на разработке многопользовательских игр. Это серия продуктов, программного обеспечения, технологий и сетевых компонентов, которые обеспечивают высокую скорость, производительность и многое другое для сетевой игры.
Благодаря обширной сети, часто насчитывающей более 20 000 000 онлайн-пользователей, движок Photon идеально подходит для разработки многопользовательских игр. Движок Photon исключительно хорошо работает и с Unity, что делает методы разработки игр еще более широкими.
В репертуаре Фотона есть несколько впечатляющих продуктов. Давайте посмотрим, что Realtime и PUN могут предложить пользователям.
Realtime
Realtime — это сетевой движок, предназначенный в первую очередь для устранения проблем с играми с малой задержкой. Он кроссплатформенный, а это означает, что Realtime может работать с играми в том же духе, что и Fortnite, Rocket League и Smite.
Низкая задержка влияет на онлайн-игры, и Photon Realtime стремится устранить все распространенные проблемы с быстрыми онлайн-играми. Его решение? Использование передовых технологий для решения проблем с матчами,
Realtime предлагает фрагменты исходного кода прямо на своем сайте для любознательных пользователей и является убедительным программным обеспечением. При использовании собственного сервера необходимость в AppID является спорной.
PUN (Photon Unity)
PUN означает «Photon Unity Networking». Это способ для игроков и разработчиков игр легко интегрировать платформу Unity с Photon. Это помогает создавать компоненты для высокой скорости сервера, комнат без задержек и связной сети.
В сочетании с Realtime PUN — это фантастический и быстрый способ настройки серверов, комнат и других функций, обеспечивающих бесперебойную работу игр.
Прежде чем приступить к проекту, давайте рассмотрим некоторые компоненты многопользовательской онлайн-игры в целом.
Как работает мультиплеер?
В общем, мультиплеер вроде бы чудо техники. Так оно и есть. У вас есть игроки со всего мира, взаимодействующие друг с другом в режиме реального времени. Для этого игроки взаимодействуют через серверную сеть.
Например, в Call of Duty у игроков есть возможность стрелять в противников. Игрок А стреляет из пистолета, «сообщение» (или в данном случае смертельные пули) получает игрок Б через сетевой сервер.
Мультиплеер — это набор сетей, игроков, матчей, комнат и других компонентов, которые создают поистине уникальный опыт. Давайте посмотрим, как настроить Photon, чтобы начать работу с Realtime, Pun и другими аспектами и функциями движка.
Настройка Photon
Перед установкой вы захотите увидеть свой доступ к различным тарифным планам. Эти тарифные планы могут варьироваться от единовременной платы в размере 95 долларов США в течение 60 месяцев до 6 терабайт по цене 370 долларов США в месяц.
Вы можете попробовать план бесплатного доступа к движку Photon, прежде чем совершить покупку. А именно, пользователи свободного доступа имеют в своем распоряжении 20 CCU (60,0 ГБ). По сути, именно так пользователи могут использовать большую часть облачного сервера Photon для разработки игр. Очевидно, что чем больше вы тратите, тем больше у пользователя доступа к качественному программному обеспечению для разработки 3D-игр.
Узнайте больше о ценах здесь.
Настройка и подключение Photon Unity 3D
Первый шаг — зарегистрироваться и войти в систему с помощью бесплатной учетной записи Photon Unity. Затем в клиенте введите этот код: PhotonNetwork. ConnectUsingSettings()’ для автоматического подключения.
Настройки сервера Photon
Далее изучите различные компоненты и пользовательские настройки, составляющие Photon Unity. Здесь вы подключаетесь к облаку Photon Unity, что позволяет вам играть и разрабатывать игры.
Настройки сервера
В настройках сервера пользователи настраивают методы подключения комнат, матчей и игроков. У пользователей есть возможность подключения к региональным серверам, AppId и версии игры.
Как только вы прикрепите методы к своему серверу, вы на финишной прямой.
Следующие шаги
Вам доступны отличные ресурсы для дальнейшего изучения и тестирования программного обеспечения Photon. Мы настоятельно рекомендуем канал Photon Engine на YouTube для получения полезных руководств, полезных комментариев и многого другого.
Кроме того, не стесняйтесь посетить информативный сайт Photon Engine, чтобы узнать больше о возможностях, которые будут в вашем распоряжении. Что вы будете делать с одним из самых впечатляющих многопользовательских программ в игровой индустрии?
С такими аспектами, как Realtime, Pun, Bolt и Quantum, движок Photon имеет много преимуществ. Потенциал технологии превосходен, как и ваши шансы на разработку программного обеспечения, которое изменит лицо игровой индустрии.
Введение в Photon для многопользовательских игр — GameDev Academy
Полный курс доступен здесь: Введение в разработку многопользовательских игр
Содержание
Часть 1
Что такое Photon?
Photon — это сетевая среда для Unity. По структуре он очень похож на UNet (сейчас устарел).
Как работает мультиплеер?
Вот как работает мультиплеер в Photon и многих других играх.
Игроки подключаются к серверу и отправляют/получают сообщения. Это могут быть обновления позиций других игроков, когда игрок стреляет, когда вас бьют и т. д. Если вы хотите, чтобы другие игроки на сервере знали что-то, что не выполняется непосредственно на их компьютере, это будет отправлено через сеть. .
Например, если игрок 1 выстрелит из своего оружия, это сообщение будет отправлено на сервер, а затем получено игроком 2 на своем компьютере. Затем они покажут, как игрок 1 стреляет из пистолета и создает пулю.
По умолчанию в Photon сообщения могут отправляться до 20 раз в секунду.
Главный сервер
Главный сервер — это сервер на Photon для каждой игры или даже уникальных версий игры. Здесь находятся все игроки и комнаты для этой игры. Игроки могут просмотреть все существующие комнаты, присоединиться к ним или создать новую. Вы можете видеть комнаты только с главного сервера, в котором находитесь. Вы не можете присоединиться к комнате другой игры.
По умолчанию Photon может разрешить одновременное подключение до 20 игроков к серверу. Это можно обновить на их сайте. У них также есть серверы по всему миру.
Комнаты
Думайте о комнате как о матче или вестибюле. Здесь группа игроков может отправлять сообщения друг другу. Синхронизируйте значения, позиции, повороты, анимацию и т. д.
Игроки
Игроки (также известные как клиенты) — это люди, которые заполняют комнаты. В каждой комнате есть мастер-клиент (хост). По умолчанию это игрок, который создает комнату и полезен для проверки и запуска вещей на стороне сервера.
Часть 2
Настройка Photon
Прежде чем мы сможем использовать Photon, нам нужно получить идентификатор приложения. Для этого перейдите на сайт www.photonengine.com и нажмите кнопку Войти . Либо войдите, либо создайте новую учетную запись.
После входа вы попадете на страницу приложений. Здесь мы хотим нажать кнопку СОЗДАТЬ НОВОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ .
Здесь мы можем заполнить информацию для нашего нового приложения.
- Установить Photon Type на Photon PUN
- Введите имя для своего приложения
Затем нажмите кнопку СОЗДАТЬ .
Вы вернетесь на страницу приложений. Здесь вы хотите найти свое приложение и скопировать App ID . Именно так Photon узнает, что такое ваша игра/приложение, и будет отслеживать аналитику.
Импорт Photon в Unity
В Unity создайте новый проект и откройте окно Asset Store ( Window > Asset Store ). Найдите «фотон 2» и загрузите актив PUN 2 — БЕСПЛАТНО .
Когда появится окно импорта пакета, мы отключим некоторые части актива, поскольку они нам не нужны.
- Photon > PhotonChat
- Photon > PhotonRealtime > Demos
- Photon > PhotonUnityNetwork > Demos
Нажмите Import , после чего должно открыться окно PUN Wizard 90. Здесь мы просто хотим вставить идентификатор нашего приложения и нажать 9.0444 Настройка проекта .
Фотон установлен и готов к работе!
Стенограмма 1
Всем привет, меня зовут Дэниел Бакли, и я буду инструктором этого курса. Так что это то, что мы собираемся сделать. Мы собираемся сделать многопользовательскую 3D-игру в Unity с использованием Photon. Photon — это сетевой инструмент для Unity, и в настоящее время он является одним из самых популярных в мире для этой платформы.
Итак, цель нашей игры — удерживать шляпу определенное время. Это будет многопользовательская игра, в которой вы можете иметь столько игроков, сколько захотите, но цель игры состоит в том, чтобы удерживать эту шляпу или любой другой предмет в течение определенного периода времени. Как только вы продержитесь это количество времени, вы выиграете игру. Как вы можете видеть здесь, игроки также могут украсть шляпу друг у друга, сталкиваясь друг с другом, и это будет игра, которую мы можем использовать для демонстрации многих различных функций Photon и сетей внутри Unity.
Мы собираемся создать систему меню и лобби, которая позволит игрокам присоединяться к играм и лоббировать их, прежде чем перейти к реальной игре. Как вы можете видеть здесь, у нас есть лобби и в нем три игрока, и вы, как хост, сможете начать игру. Мы также будем работать над контроллером игрока. Этот контроллер игрока сможет двигаться, прыгать и красть шляпу у других игроков. Когда они будут держаться за шляпу, их таймер увеличится, и если этот таймер достигнет максимально необходимого времени, они выиграют игру.
Все это тоже будет делаться через сеть, поэтому мы будем синхронизировать движения, прыжки, кражу шляпы через сеть, чтобы она появлялась на экранах всех других игроков одновременно. Для всего этого мы будем использовать систему пользовательского интерфейса Unity, холсты, текст, кнопки, поля ввода, ползунки и многое другое. Они будут использоваться в меню для ввода имени игрока, названия комнаты, к которой вы хотите присоединиться, а также кнопок. В представлении игры у нас есть ползунки и текст для отображения игроков и их текущего времени, а также того, кто выигрывает игру.
Вот как будет выглядеть наш игровой цикл. Мы начнем с меню, а затем игрок может либо присоединиться, либо создать игру, и это поместит его в лобби. Оказавшись в лобби, хост может начать игру, и это загрузит игровую сцену, где они начнут играть в игру. Когда игрок, который держит шляпу, достигает времени победы, этот игрок выигрывает игру, и все игроки возвращаются в меню.
ZENVA — это академия онлайн-обучения, в которой обучается более 400 000 студентов. Мы предлагаем широкий спектр курсов для людей, которые только начинают, или для людей, которые просто хотят узнать что-то новое. Курсы также очень универсальны, что позволяет вам смотреть их, когда вы хотите и как хотите. Включены файлы проекта курса, по которым вы можете следить, чтобы увидеть проект и работать с ним, а также есть резюме уроков, поэтому вы также можете прочитать курс. С учетом всего сказанного, давайте приступим к нашему проекту.
Стенограмма 2
Всем привет. В этом уроке мы поговорим о многопользовательской игре в Unity и Photon и поработаем над всеми теми вещами, которые вам действительно нужны, прежде чем мы действительно начнем.
Итак, во-первых, какой многопользовательский режим есть в Unity? Что ж, раньше у Unity была собственная многопользовательская сеть. Если вы смотрите этот курс где-то в начале 2019 года, значит, у вас есть UNet, старая сетевая среда Unity Unity (теперь она устарела). Поэтому мы не сможем использовать это. Вместо этого мы будем использовать Photon. А Photon — самый популярный многопользовательский фреймворк Unity. Есть много популярных игр, которые используют его, и им легко пользоваться. Если вы когда-либо использовали UNet раньше, это в основном то же самое, но с дополнительными функциями.
Хорошо. Итак, как работает мультиплеер? Или то, что у нас есть несколько игроков, соединенных вместе, и то, что они делают, по своей сути, многопользовательская игра, по сути, просто отправляет сообщения между компьютерами. Итак, давайте просто скажем, что первый игрок здесь перемещается вперед на одну единицу, затем эта команда или эта фактическая новая позиция игрока будет отправлена от игрока — от игрока через сервер второму игроку. Итак, на экране второго игрока первый игрок не является единым юнитом или находится на новой позиции.
Итак, вот как это работает. Вы будете отправлять различные суммы и сообщения каждую секунду. По умолчанию я считаю, что Photon отправляет около 20 сообщений в секунду. Вы можете, конечно, настроить это, но оно установлено на 20, чтобы быть хорошим, поэтому у него не будет слишком много задержек или слишком много проблем с этим. Так что да, по сути это отправка сообщений между компьютерами.
Допустим, вы хотите атаковать. Вы запускаете атаку на свой компьютер, а затем отправляете это сообщение на компьютер второго игрока, поэтому, если есть какие-либо визуальные эффекты, связанные с этой атакой, эти визуальные эффекты могут отображаться на их компьютере. И вот как вы синхронизируете между компьютерами, синхронизируете между состояниями, позициями, поворотами, всем, что вы хотите, чтобы появилось на компьютерах других людей, вот как вы это делаете, через сообщения. И мы подробнее остановимся на том, как на самом деле сделать это в коде и в скрипте, а также с компонентами Unity, что вам нужно настроить, и все такое в следующих уроках.
Итак, первая концепция, которую нам нужно рассмотреть, это главный сервер. Что такое главный сервер? Что ж, в Photon и даже в сети Unity главный сервер — это, по сути, соединение комнат. Я пройдусь по комнатам через секунду. Игроки могут подключаться к комнатам, и там можно увидеть список всех комнат. По сути, это своего рода хаб для вашей игры. И у каждой игры есть свой специфический мастер-сервер, и даже разные версии вашей игры. Вы можете указать, чтобы у него были разные главные серверы. Итак, если вы используете первую версию своей игры, вы не можете играть, например, с людьми, которые используют вторую версию. И конечно, если у вас есть своя игра, вы не сможете играть с людьми, которые есть в других играх. Вы можете играть с людьми только в вашей игре в вашей конкретной версии этой игры.
Что хорошо в Photon, так это то, что у них есть собственные выделенные серверы по всему миру. Как вы можете видеть справа, по всему миру есть много мест, где вы можете подключить свой главный сервер и свою игру. В Фотоне тоже можно сделать так, чтобы для игроков он подключался к мастер-серверу с наименьшим пингом. Таким образом, вы можете попытаться всегда иметь самый низкий пинг из возможных, или вы можете просто жестко запрограммировать его, чтобы вы подключались к определенному главному серверу. Игроки на разных главных серверах не могут играть друг с другом. Так что вам нужно помнить об этом при создании игры.
И, конечно же, Photon — это услуга, за которую вы можете платить больше, чтобы увеличить мощность сервера. По умолчанию в вашей игре может одновременно участвовать до 20 игроков с бесплатной версией Photon, но вы, конечно, можете заплатить больше, и да. Конечно, вы также можете разместить свой собственный сервер, если хотите. Это, конечно, потребует, чтобы у вас была собственная настройка серверного оборудования и все доступные сетевые возможности. Итак, если вы только начинаете работать с сетью, я рекомендую оставить бесплатную версию Photon, поскольку вы можете протестировать ее. Вы тестируете его со своими друзьями, с другими людьми, с тестировщиками и просто для того, чтобы понять, хотите ли вы этого. И если вы это сделаете, вы можете захотеть заплатить больше позже в будущем.
Так выглядит структура. У вас есть главный сервер и к нему подключаются все разные комнаты, которые могут создавать игроки. И в этих комнатах у вас есть свои игроки. Так что это очень уединенные районы вдали друг от друга. Если один игрок и одна комната стреляют из своего оружия, то игрок в другой комнате не увидит этого на своем экране. В значительной степени, если вы находитесь в комнате, и все сообщения, которые вы отправляете в этой комнате, отправляются только игрокам в этой комнате.
Итак, давайте подробнее поговорим о том, что такое комната. Думайте о комнате как о матче или вестибюле. Это группы игроков, которые могут отправлять сообщения друг другу и, отправляя сообщения, обучать других, синхронизируя значения, позиции, повороты, анимацию и так далее. Так что да, подумайте о своей любимой игре, в которой у вас есть собственное лобби — вы играете в матче с 10, 20 игроками. Это автономная версия игры, в которой вы общаетесь только друг с другом, а не с другими игроками, например, в других матчах в разных приложениях.
И в Photon, и во многих многопользовательских сетях игроки также известны как клиенты. Клиент — это компьютер, подключенный к сети, и в каждой комнате есть главный клиент. Возможно, вы знаете, что такое мастер-клиент, по другому его имени — host. В Photon хостом по умолчанию является игрок, создавший комнату. И что значит быть хостом, так это то, что вы можете позволить хосту делать определенные вещи. В нашей игре, например, при ожидании в лобби только хост сможет остановить игру. И использование хоста для многих других целей также является хорошей идеей.
Например, если у вас есть шутер от первого лица или игра, в которой вы хотите собирать предметы, вы не захотите, чтобы игроки обнаруживали, что они собирают предметы, на своем собственном клиенте. Потому что это может привести к тому, что если два игрока одновременно столкнутся с одним и тем же пикапом, на своем компьютере они увидят, что они единственные, кто поднимает его в этом кадре, тогда как для другого человека это будет то же самое.
Итак, что вы хотите сделать, так это запустить такие процессы через хост, чтобы хост их проверил. Поэтому, когда игрок сталкивается с пикапом, вы связываетесь с хозяином. Я в пикапе? Если это так, игрок забирает его. А если нет, то нет. Таким образом, забрать пикап может только один человек. Есть много разных вещей, но мы рассмотрим их позже. Но пока это только хост.
Хорошо. Итак, на следующем уроке мы рассмотрим настройку нашего приложения Photon, подключение Photon и загрузку ресурсов Photon внутри Unity, чтобы иметь возможность его использовать. Хорошо. Тогда увидимся.
Стенограмма 3
Всем привет. В этом уроке мы настроим наше приложение Photon и импортируем необходимые ресурсы Photon внутрь Unity. Итак, первое, что нам нужно сделать, это перейти на сайт photonengine.com, который приведет нас на главный сайт Photon. И затем то, что мы хотим сделать, это войти или зарегистрироваться. Создать учетную запись довольно просто, и вы можете легко зарегистрироваться здесь, но у меня уже есть учетная запись, поэтому я просто войду в систему.
Хорошо, как только вы создадите учетную запись или войдете в систему, вы попадете на экран общедоступного облака, где находятся ваши приложения. Если вы не находитесь на этом экране, вы можете просто щелкнуть этот значок здесь, а затем щелкнуть свои приложения. У меня уже есть два приложения Photon, которые уже настроены, но нам нужно создать новое приложение. Поэтому мы нажмем кнопку «Создать новое приложение» прямо здесь. И это приведет вас на страницу, где мы можем заполнить любую информацию. Единственное, что нам нужно добавить, это тип Photon и имя.
Для типа Photon мы хотим изменить это на Photon PUN. А Photon PUN — это специфичная для Unity структура, которая расшифровывается как Photon Unity Networking. И что касается имени, мы можем называть его как угодно. Я просто назову это MyPhotonApp. Вы также можете ввести описание и веб-сайт здесь, если он есть, который вы хотите подключить к своему веб-сайту. Но я этого не делаю, поэтому я просто нажму кнопку «Создать», и это вернет нас на страницу наших приложений, где теперь у нас есть наше новое приложение Photon, готовое к использованию.
Как видите, у нас одновременно может быть до 20 игроков. Это, конечно, можно обновить, и вы можете заплатить Photon, чтобы увеличить это число, или вы можете разместить свой собственный сервер. Но пока это все, что нам нужно. И единственная фактическая часть информации, которая нам нужна здесь, прежде чем открыть ее в Unity, — это идентификатор приложения Photon прямо здесь. Таким образом, мы можем просто нажать на это и скопировать это, и в значительной степени подготовиться к использованию внутри Unity, так как нам это понадобится. И это все, что касается веб-сайта Photon.
Теперь давайте перейдем в Unity и начнем извлекать ресурсы Photon 2. Хорошо, когда вы находитесь внутри Unity, первое, что вы хотите сделать, это перейти в окно магазина активов. Если у вас это не открыто, вы можете перейти сюда, в Window, затем в Asset Store, и это откроет это окно здесь. И ресурс, который мы хотим загрузить, будет Photon 2. Затем, когда вы будете его искать, мы просто хотим прокрутить вниз и найти многопользовательскую игру Photon 2 бесплатно. Таким образом, вы можете нажать на кнопку импорта или обновить, если вы уже скачали ранее. И тогда мы можем просто ждать, пока это загрузится.
Теперь, когда мы добираемся до окна пакета импорта, нам на самом деле не нужны все активы, с которыми он поставляется, поэтому мы собираемся выбрать только те, которые нам нужны. Итак, во-первых, мы можем отключить чат Photon, так как он нам не понадобится. Нам нужны библиотеки Photon. А внутри Photon в реальном времени давайте не будем включать демоверсии. А внутри Photon Unity Networking тоже не будем включать демо, так как они нам не понадобятся. И все остальное, что нам нужно. Таким образом, мы можем просто нажать на импорт. Таким образом, единственное, что мы не импортируем, — это демоверсии и чат Photon.
Когда это будет сделано, у вас должно появиться небольшое всплывающее окно под названием PUN Setup. И это просто попросит ваш идентификатор приложения или адрес электронной почты. Ранее мы скопировали идентификатор приложения, поэтому просто вставим его и нажмем кнопку установки проекта. Это скажет, что мы сделали, и мы можем нажать на закрыть. И здесь справа мы видим, что у него выбраны настройки службы Photon. Нам не нужно слишком углубляться в это, но теперь у нас есть активы Photon, включенные в проект. Так что теперь на следующих уроках мы можем начать работать над Фотоном.
И на самом деле на следующем уроке мы собираемся настроить наш проект, настроить структуру папок и создать настоящий игровой уровень. Тогда я увижу вас всех.
Хотите продолжить? Ознакомьтесь с полным курсом «Введение в разработку многопользовательских игр», который является частью нашей мини-степени по разработке многопользовательских игр.
Похожие сообщения
«Photon Fusion открывает новую эру разработки многопользовательских игр высокого класса»
- Домашний
- Пресс-релизы
- Photon Fusion открывает новую эру разработки высококлассных многопользовательских игр
пресс-релиз
03. 17.2022
Photon запускает Fusion, свой новейший многопользовательский движок, обеспечивающий в 6 раз большую производительность по сравнению с конкурентами и позволяющий профессиональным разработчикам создавать многопользовательские игры следующего поколения.
17 марта 2022 г. — Гамбург, Германия, Компания Photon, лидер в области многопользовательских технологий, сегодня выпустила Fusion , свой новейший игровой движок для многопользовательских игр. Fusion открывает новую эру высокопроизводительного сетевого кода, обеспечивая непревзойденную производительность по сравнению с предыдущими двигателями Photon и конкурирующими платформами. Побивая рекорды производительности, Fusion предлагает в 6 раз большую пропускную способность и в 30 раз меньшее использование ЦП на сервере по сравнению с конкурирующими многопользовательскими движками. Производительность Fusion увеличивает количество игроков и объектов в игре до беспрецедентного уровня, позволяя профессиональным разработчикам создавать игры, которые превзойдут ведущие игры AAA с точки зрения количества игроков, сложности и точности моделирования.
Запуск Fusion произошел после нескольких месяцев бета-тестирования более чем 1000 разработчиков игр, которые воспользовались преимуществами новых функций многопользовательского движка для более захватывающего и точного игрового процесса. Это включает в себя предсказание на стороне клиента и полную физику, миграцию хоста, компенсацию задержек и лучшие на сегодняшний день системы репликации с дельта-моментальными снимками и возможной согласованностью. В сочетании с детерминированным движком Quantum Photon теперь предлагает полный набор многопользовательских кроссплатформенных сервисов для мобильных устройств, консолей, виртуальной реальности и ПК. https://www.photonengine.com/en-US/Fusion
Fusion — это первое многопользовательское решение, объединяющее несколько сетевых топологий с помощью единого согласованного API, что обеспечивает непревзойденную гибкость для разработчиков игр. От экономичного сервера, размещенного на клиенте, до стабильной комнаты, размещенной в облаке Photon, или архитектуры выделенного сервера с более чем 10 000 сетевых объектов в состоянии войны — высокая производительность Fusion упрощает масштабирование.
«Сегодняшний запуск Fusion знаменует собой новую эру для высококлассных многопользовательских игр, — сказал основатель и технический директор Photon Кристоф Вегманн. «Это кульминация многолетнего опыта и тестирования тысяч живых многопользовательских игр. Поскольку игры как услуга продолжают расти, разработчики рассчитывают предоставить миллионам игроков возможность беспрепятственно сотрудничать и конкурировать. Fusion обеспечивает это, а также устанавливает совершенно новый эталон для разработки многопользовательских игр».
Ключевые особенности Photon Fusion
Fusion — это высококачественный SDK для сетевого кода передачи состояния, созданный для профессиональных команд.
- Наибольшее количество игроков. Дает разработчикам AAA возможность создавать новые игры для 200 и более игроков.
- от 60 Гц до 120 Гц . Отметьте Точное моделирование. Гораздо выше, чем в любых современных играх ААА.
- Компенсация запаздывания . 100% точная компенсация задержки с точностью до доли тика.
- Управление интересами . Быстрое управление интересами, которое обрабатывает десятки тысяч динамических объектов.
- Пользовательский KCC (кинематический контроллер символов) . Усовершенствованный и сверхбыстрый контроллер персонажа, позволяющий управлять движениями сотен игроков.
- Пользовательская настройка анимации . Система анимации с точностью до тика, построенная на Playables API Unity.
- Одноядерный. Работает на одном ядре на современном сервере без операционной системы.
- Шаблоны для ключевых игровых жанров . Получите преимущество с несколькими шаблонами для различных жанров игр.
Photon также запустил Gaming Circle, где инженеры Photon делятся передовым опытом и оказывают поддержку. Члены Gaming Circle также получают эксклюзивный доступ к высококачественным шаблонам, таким как Королевская битва, поддерживающая 200 игроков. https://www.photonengine.com/en-US/Gaming
Для получения дополнительной информации посетите: https://www.photonengine.com
——Концы———-
О Фотоне
Основанная в 2004 году для мобильных устройств, ПК, Mac, веб-приложений, консолей, VR, AR и MR, разработчики используют Photon для создания игр и приложений, которые предлагают настоящую синхронную работу в реальном времени, масштабируемую для миллионов пользователей. На Photon работают тысячи игр и приложений, которыми пользуются более 850 миллионов пользователей в месяц. Более 600 000 разработчиков, в том числе некоторые из ведущих мировых компаний, доверяют Photon для поддержки своего опыта в реальном времени, включая EA, Disney, Square Enix, Ubisoft, Oculus, Atari, RecRoom, VRChat, BandaiNamco и Scopely.
Видео: Photon Engine
За дополнительной информацией обращайтесь:
Чарли Итон
[email protected]
Фотон
[email protected]
Фотонный двигатель | Meta-Guide.com
Ресурсы:
- photon voice.. кристально чистый голосовой 3D-чат для игр Unity, vr/ar/mr
См. также:
100 лучших видеороликов Unity3d Speech Tools
Разработка игр MOBA с использованием игрового движка Unity
D Polan?e?, I Mekterovi? – Информация и коммуникация…, 2017 – ieeexplore.ieee.org
… 8] Сюй, К., Линг, Дж., Ли, К., Куо, CCJ, О проектировании систем многопользовательских онлайн-видеоигр, Университет Южной Калифорнии (2003) [9] Photon Unity 3D Networking Framework SDK и игровая серверная часть | Photon: Multiplayer Made Simple, https://www.photonengine.com/en …
Создание социальной виртуальной реальности в среде кампуса
DB Handojo – 2017 – cloudfront. escholarship.org
… [11] Выход из игры. Введение [Онлайн]. Доступно: https://doc-api.photonengine.com/en/pun/current/index.html. [10 мая 2017 г.]. [12] Google … [23] Выйти из игр. Главная страница [Онлайн]. Доступно: https://doc-api.photonengine.com/en/ pun/current/index.html. [18 мая 2017 г.] …
Расширение возможностей удаленного присутствия для совместной работы с интерактивными информационными панелями
R Писарро, М. Холл, П. Бермелл-Гарсия… – Proceedings of the …, 2015 – dl.acm.org
… С помощью этой информации мы можем рассчитать искажение, вызванное углом, под которым камера смотрит на экран, и противодействовать линейному искажению, чтобы создать выходное изображение, которое выглядит совпадающим с визуализацией. 1 http://www.photonengine.com …
AVATAREX: система телеэкзистенции на основе виртуальных аватаров
Т. Коскела, М. Мазузи, П. Алавеса, М. Паканен… – Материалы 9-го …, 2018 г. – dl.acm.org
… В качестве сетевого решения использовался Photon Engine (www. photonengine.com). Помимо обмена сообщениями, он реализует голосовую связь между клиентами AR и VR. 3.2 Клиент VR Программное обеспечение для клиента VR было реализовано в виде приложения Unity …
Использование нового многопользовательского взаимодействия на основе жестов и виртуального кукольного представления для цифрового повествования для развития навыков повествования у детей
Х Лян, Дж. Чанг, С. Дэн, Ч. Чен, Р. acm.org
… Структура метода представлена на рисунке 7. Фотонное облако [https://www.photonengine. com] используется в качестве инфраструктуры облачных вычислений нижнего уровня для обеспечения поддержки нескольких игроков, как показано на рис. 5. Photon Unity Networking (PUN) — это подключаемый модуль клиента Unity 3D …
Netscore: Image Server/Client Pack-Age для передачи нотной музыки в интерфейсы браузера и виртуальной реальности сервером Photon (https://www.photonengine.com/en/PUN). Эта бесплатная услуга поддерживает до 20 одновременных подключений игроков и обеспечивает высокую производительность взаимодействия с малой задержкой. После запуска приложения …
Фреймворк для анализа коллабораций AR/VR: первоначальный результат
M Tanaya, KK Yang, T Christensen, S Li… – Вычислительные …, 2017 – ieeexplore.ieee.org
… Четвертое и последнее приложение — независимое от технологии приложение, предназначенное для демонстрации жизнеспособности совместной работы в этой среде в качестве обычного пользователя. . 9 http://doc.photonengine. com/en/pun/current/tutorials/photon-unity-and-networking-links …
Совместная система анализа тактики в спортивных тренировках на основе иммерсивной виртуальной реальности
A Cannavo, M Musto, FG Prattico, F Raho , Ф Ламберти – wevr.adalsimeone.me
… 2. Он или она активирует режим редактирования, чтобы изменить поведение игроков в некоторые моменты времени. 8PUN: https://www.photonengine.com/en/PUN Страница 4. Рисунок 4: Приложение Player: Визуализация от первого лица. Рисунок 5: Приложение Player: Визуализация вида сверху …
Social MatchUP-: игра виртуальной реальности, напоминающая память, для улучшения социальных навыков у детей с нарушениями развития нервной системы
T Loiacono, M Trabucchi, N Messina… – расширенный Тезисы …, 2018 – dl. acm.org
Стр. 1. Social MatchUP – игра виртуальной реальности, напоминающая память, для улучшения социальных навыков у детей с нарушениями развития нервной системы Томмазо Лояконо Марко Трабукки Николо Мессина Вито Матараццо Франка …
Проектирование и разработка совместной среды виртуальной реальности
M McMenamin – 2018 –theus.fi
Страница 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СОВМЕСТНОЙ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОЙ СРЕДЫ Микко Макменамин Бакалаврская диссертация, май 2018 г. Бизнес-информационные системы Разработка игр Страница 2. АННОТАЦИЯ Tampereen …
ConfocalVR: Иммерсивная визуализация для конфокальной микроскопии
C Стефани, А. Лейси-Халберт, Т. Скиллман — Журнал молекулярной биологии, 2018 — Elsevier
… space UI/UX. Photon Unity Networking (PUN) — это актив, который позволяет нескольким пользователям подключаться к одному и тому же приложению и обмениваться движениями и аудио (живой голос) пользователя (https://www.photonengine.com/en/PUN). PlayOVR …
3D-многопользовательская игра с виртуальными питомцами с использованием карты Google Card Board
Д. Херумурти, Д. Рискахади… – AIP Conference …, 2017 – aip.scitation.org
… [По состоянию на 11 июня 2016 г.]. [6] Anonim, «Photon Engine», Exit Game Inc, [онлайн]. Доступно: https://www.photonengine.com. [По состоянию на 15 декабря 2015 г.]. [7] Anonim, «Разработчик Google Cardboard», Google Inc, [онлайн]. Доступно: https://developers.google.com/cardboard …
OAR Converter: использование OpenSimulator и Unity в качестве общей среды разработки
F Iseki, A Tate, D Mizumaki, K Suzuki – pdfs.semanticscholar.org
… [20] http://openvce.net/downloads [21] http://smartfoxserver.com/ [22] http://www.photonengine. com [23] http://www.nsl.tuis.ac.jp/xoops/modules/xpwiki/?OAR%20Converter#t9bbafac [24] https://blog.inf.ed.ac.uk/atate/2016/11/15/sine-space-openvce-region/ [25] http://blog.inf.ed …
OAR Converter: использование OpenSimulator и Unity в качестве общей среды разработки для социальных сред виртуальной реальности
F Iseki, A Tate, D Mizumaki, K Suzuki – aiai. ed.ac.uk
… [20] Tate, A., OpenVCE Downloads , http://openvce.net/downloads [21] SmartFoxServer , Массивная многопользовательская платформа, http://smartfoxserver.com/ [22] Photon Engine, http://www.photonengine. com [23] Лаборатория сетевых систем Токийского университета информационных наук …
Осведомленность сотрудников о совместном проживании пользователей в совместно расположенных виртуальных средах для совместной работы
Дж. Лакош, Н. Палламин, Т. Боггини, Дж. Ройан – Proceedings of the 23rd …, 2017 – dl.acm.org
… Программный уровень на основе Photon Engine4 использовался для обработки синхронизации VE и совместных взаимодействий. Большинство ассетов было загружено из Интернета и из магазина Unity Assets Store. 4https://www.photonengine.com/en-US/Photon Hardware …
Распределенный инструмент для динамической терапии социального когнитивного дефицита с помощью аватаров
М. Гарсия-Санчес, М. А. Теруэль, Э. Наварро… – … Вычисления и окружающая среда …, 2017 – Springer
… Adobe Fuse CC: http://www. adobe.com/products/fuse.html. 2. Voxal Voice Changer: http://www.nchsoftware.com/voicechanger. 3. Фотонный голос: https://www.photonengine.com/en-US/voice/. 4. SALSA с RandomEyes: http://crazyminnowstudio.com/unity-3d/lip-sync-salsa …
Среда разработки для социальных сред виртуальной реальности
U as Shared — core.ac.uk
… [20 ] Тейт, А., Загрузка OpenVCE, http://openvce.net/downloads [21] SmartFoxServer , Массивная многопользовательская платформа, http://smartfoxserver.com/ [22] Photon Engine, http://www.photonengine. com [23] Лаборатория сетевых систем Токийского университета информационных наук …
Совместное иммерсивное планирование и сценарии обучения в виртуальной реальности
C Eller, T Bittner, M Dombois, U Rüppel — Workshop of the European …, 2018 — Springer
Виртуальная реальность — это многообещающая технология для создания полностью иммерсивных упражнений в различных областях, таких как как инженерная безопасность, безопасность, обучение или управление объектами, разработанные как серьезные игры…
Функционально-ориентированное моделирование для совместного создания виртуальной среды.
X Чжао — МОДЕЛИ (Спутниковые события), 2017 — ceur-ws.org
… CVE и тестирование системы. показывает предполагаемый график завершения. Основные моменты предлагаемой временной шкалы показаны следующим образом: 5https://www.photonengine.com/en/Photon 6http://jmonkeyengine.org — 06/2017 — 11/2017: функция …
Универсальная и распределенная среда выполнения для разработка игр на основе моделей
С. Апель, В. Шау — Проектирование и программное обеспечение на основе моделей …, 2016 – ieeexplore.ieee.org
Страница 1. Универсальная и распределенная среда выполнения для разработки игр на основе моделей Себастьян Апель и Фолькмар Шау Департамент Информатика, Йенский университет им. Фридриха Шиллера, Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 …
AUGGMED: разработка технологии серьезных многопользовательских игр для улучшения подготовки спасателей
J Saunders, H Gibson, R Leitao… – … Estonian Academy of …, 2017 – shura.shu.ac.uk
Страница 1. AUGGMED: разработка многопользовательской игры Серьезные игровые технологии для улучшения обучения лиц, оказывающих первую помощь. -0003- 3684-6481> …
Проектируйте где угодно: интерфейс для виртуальной архитектуры
C Miltiadis — Международный журнал архитектурных вычислений, 2016 г. — journals.sagepub.com
Виртуальная и дополненная реальности открывают новый мир с большим потенциалом для пространственных исследований и экспериментов, позволяя создавать новые формы разумной архитектуры без постройки…
Разработка мобильных игр с Unity: Case: Project Runner
K Kannisto – 2016 –seus.fi
Page 1. Разработка мобильных игр с Unity Case: Project Runner Kannisto, Kimi 2015 Kerava Страница 2. Laurea University of Applied Sciences Kerava Разработка мобильных игр с Unity Case : Руководитель проекта Кими Петтери …
Виртуальная реальность в масштабе комнаты для межпрофессионального сотрудничества в области здравоохранения Обучение — разработка мультиинтерфейсного приложения для интеллектуальной виртуальной университетской больницы
H Trandem — 2017 — brage. bibsys.no
Стр. Медицинское обучение Разработка мультиинтерфейсного приложения для интеллектуальной виртуальной университетской больницы Хенрик Трандем Магистр компьютерных наук …
Уроки обучения на основе мультисенсорных игр, извлеченные из обонятельного усовершенствования цифровой настольной игры
A Covaci, G Ghinea, CH Lin, SH Huang… – Мультимедийные инструменты и …, 2018 – Springer
… У игроков также есть возможность общаться с помощью текстовых сообщений через клиентский сервер в чате. Эти текстовые сообщения также будут задокументированы на сервере SQL. 3 https://unity3d.com/ 4 https://www.photonengine.com/en/PUN Multimed Tools Appl Страница 8 …
Использование многопользовательского взаимодействия и развитие виртуального кукольного повествования с использованием управления жестами и стереоскопических устройств
H Liang, J Chang, S Deng, C Chen… – … и Virtual Worlds, 2017 – Онлайн-библиотека Wiley
Продолжая просматривать этот сайт, вы соглашаетесь с тем, что мы используем файлы cookie, как описано в разделе «О файлах cookie». Удалить сообщение о техническом обслуживании …
Хранители Интериса: механика и технология
YASG Almeida – 2017 – repositorio.uma.pt
Страница 1. PM Февраль | 2017 Юрий Аристидес да Силва Годиньо де Алмейда МАГИСТР В КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКЕ Keepers of Intheris: Механика и технология МАСТЕР-ПРОЕКТ Страница 2. Страница 3. Keepers of Intheris: Механика и технология МАСТЕР-ПРОЕКТ …
Кроссплатформенное взаимодействие виртуальной и смешанной реальности в режиме реального времени
NS Seth — 2017 — search.proquest.com
Страница 1. Кроссплатформенное взаимодействие виртуальной и смешанной реальности в реальном времени Наян Сатиш Сет Диссертация представлена частично Выполнение требований для получения степени магистра наук, утвержденных Наблюдательным комитетом выпускников в апреле 2017 г. …
Борьба с государственным управлением интересами для массовых многопользовательских онлайн-игр
JY Wang – researchgate.net
Страница 1. ОТДЕЛ ИНФОРМАТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА МЮНХЕНА Магистерская диссертация по информатике: игровая инженерия Борьба с управлением интересами с учетом состояния для массовых многопользовательских онлайн-игр Jing Yi Wang Страница 2. ОТДЕЛ ИНФОРМАТИКИ …
VR Gaming-Hands On: использование и эффекты жестов голыми руками как метода взаимодействия в многопользовательских играх виртуальной реальности
A Georgiadis – 2017 – diva-portal.org
Страница 1. VR Gaming – Hands On жесты как метод взаимодействия в многопользовательских играх виртуальной реальности. Автор Авраам Георгиадис Руководитель Шахруз Юсефи Экзаменатор Илир Джусуфи Дата экзамена …
Сокращение накладных расходов на разработку с помощью универсальной и модельно-ориентированной архитектуры для онлайн-игр
S Apel — Международная конференция IEEE по программному обеспечению, 2018 г. —…, 2018 — ieeexplore.ieee.org
Страница 1. Сокращение накладных расходов на разработку с помощью универсальной и модельной архитектуры Centric Architecture for Online Games Себастьян Апель Факультет компьютерных наук, Университет им.