¿Combatientes marítimos/aéreos que utilizan tecnología actual/del futuro cercano?

Aproximación extremadamente aproximada: las fuerzas de arrastre son proporcionales a la densidad media. Pasar del aire al agua aumenta la densidad de 3 órdenes de magnitud, por lo que también aumenta la fuerza.

1. ¡REDUCE REALMENTE la velocidad antes de bucear!

Las ondas de corte y las ondas de compresión tienen diferentes velocidades en el agua, lo que resulta en ondas de choque, por lo tanto

1. ¡REDUCE REALMENTE la velocidad antes de bucear!

Además, las fuerzas de elevación cambian con la densidad del medio, por lo que las alas del tamaño de un aire se elevarán demasiado en el agua. ¡Mira lo que hacen las aves buceadoras cuando se sumergen!

2. acorta tus alas una vez bajo el agua

Además, en general, intente obtener la forma más hidrodinámica posible, de modo que pueda perforar y no golpear la superficie del agua.

Algunas especies de aves marinas lo hacen todo el tiempo, sin romperse el cuello. Aves marinas de buceo profundo que preferirían "volar" a través del océano

A menudo llamados "pájaros de misiles", los alcatraces pueden alcanzar velocidades de hasta 60 millas por hora mientras se precipitan hacia el océano desde alturas tan elevadas como 100 pies en el aire.

Si puedes averiguar cómo lo hacen, tienes tu solución. O simplemente puede asumir que es posible, ya que ya lo hacen, y no preocuparse por la ciencia o la mecánica.

A la naturaleza ya la vida le gusta burlarse de nuestra visión materialista de la física basada en lo inanimado. A los animales no les IMPORTA estar desafiando nuestra comprensión de las reglas de la física clásica. Lo hacen de todos modos.

Animales traviesos, rompiendo nuestras leyes. ¿Cómo se atreven?

Aquí tienes, ejemplo del mundo real:

Avión a Submarino

Este es un vehículo no es imposible, la composición del material es el menor de sus problemas. Lo que debe abordar es cómo facilitar la transición del aire al mar. Disminuir la velocidad es el primer aspecto más importante. Asumir la transición a toda velocidad es probablemente mecánicamente imposible y mucho menos probable que mate al piloto.

Meter las alas como un pelícano es otro aspecto importante, cuanto menos área de superficie haga la transición, menos arrastre/resistencia/desaceleración/G sufrirán la aeronave y el piloto.

Si debe confiar en las formas, esperaría que algo como la forma del bombardero B2 sea más ideal para esto que una mantarraya. Las alas plegables hacia adentro serían críticas.

Incluso los pelícanos que se sumergen en busca de comida pueden eventualmente quedarse ciegos por el trauma repetido de la inmersión.

Reflexionando sobre la posibilidad de una nave propulsada más ligera que el aire que pudiera bombear helio a los tanques para descender al agua, me topé con este sitio. Hay mucho allí. Extractos a continuación.

https://frankgermano.wordpress.com/bio-sphere-airship/

Frank Germano, ingeniero aeroespacial acreditado, ha diseñado un revolucionario sistema de dirigible que incorpora los conceptos de ingeniería pioneros de Viktor Schauberger y Nikola Tesla: en la sección frontal de la nave hay una cámara de admisión de aire (la gran abertura), que aspira el aire atmosférico a través de una espiral. cono generador de vórtice. El aire se acelera a través de un sistema de bomba de aire de disco sin aspas de Tesla. Este aire acelerado y presurizado es expulsado a través de un anillo exterior de ranuras ubicadas a lo largo del costado de la nave (piense en las branquias de un pez), y el aire desoxigenado, presurizado y acelerado forma vórtices a lo largo del casco exterior de la aeronave.

La nueva aeronave de Global Energy Technology tiene la capacidad de alterar su densidad (masa como unidad de peso por área cúbica) en relación con la masa del aire circundante mediante el uso de bolsas de gas plegables que se encuentran dentro de la carcasa de la aeronave en la que el helio de baja presión y baja densidad se expande, lo que hace que la densidad general de la aeronave sea más liviana que el aire, o mediante la formación de un vacío dentro de las celdas para crear una elevación por vacío que se vuelva más liviana que el aire.

Este proceso y diseño exactos también se pueden utilizar en sumergibles (¡que era, en general, la intención original de Viktor!). Esto crea algunas posibilidades únicas en lo que respecta al transporte marítimo. Dado que la nave ahora operaría bajo la superficie del agua, sería prácticamente inmune a las condiciones climáticas en la superficie. La velocidad aumentaría considerablemente con respecto a las velocidades superficiales oceánicas de un barco estándar.

Esta nave está centrada alrededor del motor de vórtice como se describe arriba y puede volverse más liviana que el aire al llenar el espacio dentro de la nave con helio. Aunque esto no es parte del plan del Sr. Germano, afirmo que, según la solicitud de los OP, este mismo mecanismo de propulsión puede funcionar bajo el agua, con el aumento de la densidad de los barcos al llenar la cámara de helio con agua.

Uno pensaría que una nave más ligera que un avión no sería muy rápida, porque estamos acostumbrados a pensar en zepelines. Un globo aerodinámico en forma de anillo alrededor de un motor de vórtice gigante podría ser rápido. Además, el borde de ataque puede ser afilado, lo que ayudará cuando se sumerja en el agua, o posiblemente actúe como un ariete.

Con la tecnología actual, la creación de una "burbuja" de supercavitación alrededor del objeto le permitirá penetrar la interfaz aire/mar en ambas direcciones. La USN ha experimentado con el uso de diferentes formas de balas para permitir que un artillero en un helicóptero dispare a través del agua para detonar las minas escondidas debajo, y el torpedo propulsado por cohetes rusos Shkval usa supercavitación para crear una "burbuja" a su alrededor para permitirle viajar. por el agua a 300 km/h.

Esto nos da algunos parámetros. Para penetrar en el agua y crear la burbuja de cavitación, la aeronave o el proyectil necesita una forma capaz de empujar el agua a un lado de la manera correcta, y también debe estar construido con la suficiente solidez para evitar que se doble o se rompa con el impacto (el agua es 800 veces más densa que el aire). ). Una bala supercavitante proporciona la forma básica:

Munición submarina

Cuando está bajo el agua, el vehículo ahora necesita una planta de energía capaz de proporcionar altos niveles de empuje a través de los medios fluidos densos. El Shkval usa un cohete, pero esto solo proporciona un alcance limitado.

torpedo shkval

Se deben lograr varias cosas para que esto funcione:

1. Se necesita una fuente de energía de alta energía (probablemente nuclear) que pueda funcionar tanto en el aire como bajo el agua. El uso de medios fluidos para enfriar el reactor y proporcionar el empuje puede funcionar tanto en el aire (un chorro nuclear) como bajo el agua (un chorro de agua de muy alta potencia).
2. Blindaje ligero. A menos que tenga la intención de cocinar los sistemas a bordo y la posible tripulación, el reactor deberá estar protegido. El blindaje convencional pesará muchas toneladas, degradando el rendimiento.
3. Construcción de alta resistencia. Golpear el agua a la velocidad suficiente para crear la burbuja de cavitación sin colapsar el vehículo es imprescindible. Una vez más, el peso es enemigo del rendimiento.
4. Protección de la tripulación. Chocar contra el agua va a crear altas fuerzas "g", por lo que la tripulación y todos los sistemas y dispositivos electrónicos deberán amortiguarse de alguna manera.
5. Superficies de control retráctiles. Las alas deberán plegarse antes de tocar el agua, y las superficies de control bajo el agua deberán desplegarse. Al salir a la superficie, las alas deben abrirse rápidamente para lograr el vuelo una vez fuera del agua y mientras el motor a reacción genera empuje en el aire.

Como pueden ver, será un equipo muy complejo y costoso. Alguien tendrá que estar trabajando en el cálculo para ver si tiene sentido desviar recursos para construir estos, o hacer submarinos y aviones más regulares en su lugar.

Como alternativa, se podría crear un torpedo submarino de largo alcance. Cuando llega al final de su viaje submarino programado, dispara un motor cohete para hacer el último tramo a alta velocidad, con la posibilidad de salir a la superficie y convertirse en un misil para confundir a la defensa, que debe preocuparse tanto por el agua como por los misiles. ataques

Tus alienígenas deben construir ligeros y con una resistencia estructural muy alta. Así que me iría con algún tipo de material compuesto (como fibra de carbono, kevlar o tal vez algo como la seda de araña), que debería dar la resistencia estructural que necesitan.

Entonces, asumiendo que resolvieron el problema de la propulsión, probablemente usando dos métodos de propulsión para tener lo mejor de los dos mundos, el siguiente problema es la transición. Como notó, una buena forma es algo así como la manta raya. Otra buena forma puede ser la del espíritu B2, pero más compacta. Un punto importante es que no debe tener ninguna carga útil externa.

De todos modos, todo eso no resuelve completamente el problema, ya que todavía tiene la transición entre el aire y el agua. La única solución aquí es ser lento, idealmente deberían flotar antes de pasar del aire al agua mientras que el luchador va del agua al aire, ya que tiene algunos problemas de sustentación por lo que debe ir lo más rápido posible.

Algo a tener en cuenta: el eslabón débil de los cazas de alta velocidad actuales no son los materiales, es el piloto. Se vuelven blandos cuando se someten a fuerzas G muy altas. Eso es lo que sucederá al pasar de un medio a otro sin cambiar la forma del vehículo. Sin embargo, hay formas en las que puedes sobrellevarlo.

Si su embarcación debe ser de ala fija, considere una aproximación más lenta y elegante. Haga que la nave se acerque en un vector extremadamente poco profundo, casi paralelo a la superficie, mientras pierde mucha velocidad. Una vez que alcanza una velocidad determinada, puede sumergirse. Hay muchos aviones que aterrizan en la superficie de un cuerpo de agua. La desventaja es que esas formas pueden ser desgarbadas en el combate aire-aire.

Lo que estoy imaginando es un fuselaje largo y delgado con un fondo en forma de V, como un bote de cigarrillos. Las alas se moverán hacia atrás y se centrarán a lo largo de la parte trasera del fuselaje, con aletas de control más pequeñas más adelante, como este Beechcraft. La diferencia será que el ala debe montarse alto en lugar de bajo, para que pueda despejar la superficie del agua más rápido cuando intente generar suficiente sustentación para volar.

La propulsión a chorro debería estar bien para el aire, pero es posible que deba encontrar algo diferente para la propulsión submarina. Los motores a reacción normales se ahogarán y dejarán de funcionar bajo el agua.

Sé con certeza que si intentas mantener cualquier tipo de configuración de ala fija, un ángulo de ataque alto al entrar en el agua dará como resultado que tu avión se rompa o que tu piloto quede manchado en una capa delgada en el interior de la nave

Eche un vistazo al concepto de alas plegables como se mencionó anteriormente. Lo primero en lo que pienso es en un cuerpo en forma de tubo en el que las alas se pueden plegar por completo. La propulsión puede utilizar la misma hélice que se usa en vuelo que en el agua. La clave podría ser una hélice de paso variable y un motor que admita RPM más bajas bajo el agua. El cuerpo en más detalle debe ser bastante largo y en forma de aguja para reducir la resistencia en el agua como en el aire. De esta forma, el CÓMO es más importante que el QUÉ en la construcción y así debería ser completamente posible con los materiales y conocimientos constructivos actuales.

Dejar caer una "tubería" aerodinámica en el agua creará la menor resistencia posible y probablemente disminuirá el impacto al cambiar de medio lo suficiente como para no tener que reducir demasiado la velocidad. Naturalmente, el ángulo de entrada es fundamental para no destrozar la nave. Salir del agua y volver al vuelo es probablemente un poco más difícil. La nave debe ser capaz de acelerar a una velocidad lo suficientemente grande como para que las alas se desplieguen y el motor gire a la velocidad suficiente para crear la sustentación adecuada. Otra solución es tener un fuselaje que tenga una forma tal que la nave pueda desplazarse por la superficie a una velocidad adecuada en la que las alas puedan dar suficiente sustentación. Por supuesto, pensé en los cohetes, pero eso parece un desperdicio por los repetidos despegues y aterrizajes y agrega otro nivel de complejidad.

El armamento en el aire probablemente será similar a nuestras armas; Ametralladoras, misiles, etc. Los cañones de las ametralladoras pueden cubrirse con escotillas si es necesario cuando están sumergidos y los misiles pueden estar en compartimentos internos del cuerpo del vehículo. Sin embargo, bajo el agua el escenario cambia. Aquí, el aumento de la resistencia hará que las armas de tipo bala sean inútiles más allá de unos pocos metros. Los torpedos son pesados ​​y grandes y probablemente no serían eficientes. Incluso los torpedos pequeños tendrían un alcance y una eficiencia limitados debido a su tamaño.