Puedo ver algunas formas en que esto podría funcionar sin romper demasiado la termodinámica. Pero nunca obtendrá "Escudos al N por ciento" con ningún tipo de campo magnético o de otro tipo que conozcamos hoy. Esto es estrictamente manual.

• El escudo actúa como una gota de líquido viscoso conductor de calor que ralentiza las balas y absorbe el calor de los láseres y otras armas de energía. La velocidad a la que se puede disipar la energía absorbida depende del tamaño del escudo. (Un escudo "dañado", es decir, caliente, brillará al rojo vivo.) Si se calienta demasiado, pueden ocurrir varias cosas malas: el generador se derrite, el escudo se vuelve crítico y descarga toda la energía tanto hacia adentro como hacia afuera, tú eliges. (Este es el enfoque utilizado por Larry Niven en Mota en el ojo de Dios).

• El escudo consta de una serie de proyectores de campo de fuerza orientables, algo así como un CIWS con la pistola de gravedad Half-Life 2 o algo así. Si tiene que desviar demasiadas amenazas en muy poco tiempo, se quedarán sin munición/energía almacenada/combustible/lo que sea y las amenazas comenzarán a llegar (al principio gradualmente, con suerte el sistema de objetivos priorizará) (esto es posiblemente el enfoque de Mass Effect)

• La sustancia del escudo se comporta de alguna manera como una armadura sólida mecánica normal, solo que no está hecha de materia sólida ordinaria. Se daña como una armadura real, disipando la energía de los proyectiles entrantes (al romperse) o las armas de energía dirigida (al vaporizar o disipar el calor). Si se abre un agujero en él, eres vulnerable.

• (posiblemente el más realista) El escudo consiste en un líquido real contenido en algún tipo de campo de fuerza (¿ferrofluido, tal vez?) Y sirve como inercia autocurativa / flexible y capa exterior de armadura ablativa. (Esto será mucho más pesado y grueso que la armadura real y probablemente funcione mejor en naves muy grandes en gravedad cero). Recibir un golpe vaporiza o salpica el líquido, y si se consume demasiado, no queda más.

Creo que la idea de que los escudos tengan un porcentaje que disminuye cuando desvían el daño es principalmente una concesión al juego de video y de mesa donde es útil tener puntos de vida. En las películas y similares, tienden a ser mucho más de todo o nada, pero tienden a dejar pasar al menos algunas amenazas... lo que puede dañar el generador de escudo... lo que hace que el escudo falle. Todavía no es muy realista.

Los escudos que tenían más sentido para mí eran un campo gravitatorio, no electromagnético. pero eso no cambia nada, de verdad.

El escudo no era un campo constante. En realidad, fue un efecto direccional generado bajo demanda para conservar energía. Cuando algo relativamente ligero "golpeaba" el escudo, solo consumía la energía de los condensadores en el nodo que recibió el golpe, y todo volvió a la normalidad en cuestión de segundos. Cuando los condensadores estaban todos vacíos y había otro golpe, era necesario suministrar energía desde el acumulador central, no desde los motores (porque la dínamo en la sala de máquinas aún era más lenta que la batería del acumulador central). Esto se repuso lentamente, y este sería su porcentaje. Cuando algo pesado golpeaba el escudo, existía el riesgo de quemar "nodos", lo que disminuía la capacidad de detener múltiples proyectiles más tarde para salvar la nave ahora. Cuando había muchos proyectiles, la nave usaba todos los nodos para un pico corto de campo omnidireccional,

Basado en charlas de cerveza, libros de Weber y algunos otros recursos.

Advertencia de Technobabble: acabo de inventar todo esto. Nada de esto tiene validez científica. Es todo magos espaciales mágicos.

El escudo es una energía cristalina activa contenida en una forma específica que rodea la nave. Cuando se golpea el escudo, esto daña los cristales ya que el impacto se absorbe y se extiende a través de la matriz del escudo.

Los generadores de escudo tienen una reserva de energía (esencialmente condensadores y baterías). Los generadores están constantemente cargando los condensadores, pero la energía requerida para estabilizar y reparar la matriz de energía cristalina está mucho más allá de lo que el generador puede soportar. Esto significa que cuando se reciben golpes fuertes, los condensadores se agotan y luego los generadores de escudo los recargan gradualmente.

Blindajes al 10% significa que los capacitores de blindaje están al 10% de carga. Si llegan a cero, los escudos comenzarán a desestabilizarse y colapsar. Si el escudo no recibe golpes durante un tiempo, los condensadores se recargarán ya que la salida del generador se utiliza para cargarlos.

En otras palabras:

• Generador de escudo -> Condensador de escudo -> Proyector de escudo

Los barcos más grandes o más resistentes pueden tener generadores más potentes o condensadores más grandes, lo que significa que el daño que pueden sufrir es mayor. Si el daño entrante es menor que la salida del generador, los escudos nunca caerán por debajo del 100%.

El escudo es una especie de campo. Los motores lo impulsan. Cuando llega un golpe, los motores giran más rápido momentáneamente para repelerlo. Pero también hay una batería que proporciona energía adicional (término técnico). La batería se agota. Una vez que te alejas de la batalla, la batería comienza a recargarse. El porcentaje es la cantidad de batería que queda.

El escudo en realidad empuja hacia atrás los proyectiles que se le lanzan. La energía para hacer esto (que podría ser muy grande, dependiendo de los proyectiles) proviene de algún suministro central de la nave, que podría ser lo que quieras (antimateria, hidrógeno, plutonio, batería gigante, dispositivo de trama x, etc.) siempre que su la capacidad es limitada. Cuando los escudos están al 10 %, eso significa que a la reserva central de energía que alimenta tus escudos solo le queda el 10 % de su suministro de energía para detener los proyectiles.

Para otras ideas, esto podría extraer energía de la misma fuente que (algunos o todos) los demás componentes de la nave, lo que daría como resultado que levantar los escudos para bloquear un golpe sea una opción para sacrificar los otros componentes que necesitan la misma energía, lo que podría ser un problema menor. inconveniente si elige conectar las comunicaciones o la iluminación interior a los mismos sistemas, o una gran preocupación si las funciones críticas como la propulsión o el soporte vital están conectadas al mismo suministro.

Vi un documental sobre la creación de un campo de fuerza de la vida real. Teorizan que tener una capa de sándwich de plasma caliente entre dos capas de plasma frío podría crear un escudo impenetrable que absorbería cualquier energía o arma de proyectil. Siempre me imaginé que Shields en la ciencia ficción funcionaría de esta manera, pero requeriría una cantidad escandalosa de poder para mantener y eso eventualmente se agotará en una pelea.

Quizás los escudos se formen como una combinación de:

• Campos electromagnéticos para desviar haces de partículas y balas de cañón de riel/cañón de bobina.
• Una barrera de energía que imparte energía cinética a la materia que impacta, que se utiliza para contrarrestar la energía cinética actual de dichos proyectiles.

El campo electromagnético tiene un drenaje de energía constante mientras está activo, y consume más energía cuanto más se empuja hacia arriba. La barrera de energía tiene un drenaje constante más bajo, pero drena una cantidad significativa de energía al impactar, proporcional a la energía cinética del proyectil detenido.

La clasificación porcentual del escudo indica cuánta energía tiene directamente disponible en sus capacitores y/o baterías, sin tener que pasar por el sistema de energía principal de la nave; la nave puede recargar fácilmente los condensadores mientras está fuera de combate, pero intentar hacerlo mientras está en combate la pone en riesgo de sobrecarga (debido a que ya consume mucha más energía de lo habitual, para armas y maniobras evasivas); también existe la posibilidad de que cualquier retroalimentación en el sistema de blindaje pueda dañar el sistema de alimentación principal, si intenta recargar mientras el escudo está activo. Por lo tanto, es probable que los escudos no se recarguen en absoluto durante el combate o se recarguen más lentamente (debido a que el sistema principal en realidad recarga un capacitor secundario, que luego se usa para recargar los capacitores del escudo;

Alternativamente, si los escudos están diseñados para absorber la energía entrante en lugar de detenerla, el porcentaje puede significar una de dos cosas: cuánta energía queda para detener los proyectiles de materia o cuánto margen hay para absorber energía. Si el sistema absorbe demasiada energía, podría sobrecargarse y dañarse potencialmente en el proceso. Por el contrario, si el nivel de potencia cae demasiado bajo, el campo no se puede mantener en absoluto, dejando a la nave vulnerable a cualquier tipo de ataque.

En esta situación, "Los escudos están en X%" podría tener uno de dos significados:

• Si bloquea proyectiles físicos, "Solo nos queda un X% de energía de escudo".
• Si bloquea las armas de energía, "solo tenemos un X% más de margen antes de que las cosas comiencen a explotar".

... Esto podría ser confuso cuando se trata de armamento mixto, pero es probable que los escudos permanezcan más o menos constantes o simplemente se agoten más lentamente (debido a que las armas de energía reponen la energía consumida por las armas físicas).

Primero, un resumen rápido de lo que estamos tratando de lograr:

• El escudo debe poder romperse.
• El "valor" del escudo debe ser medible
• Puedes ver el escudo cuando algo lo golpea (chispas azules u ondas o lo que sea que veas en las películas)
• El unobtainio existe

Primero, comenzamos con la suposición de que la mayoría de las ideas sobre cómo funciona realmente un campo de fuerza (que es un escudo uniforme proyectado alrededor de toda la nave) es incorrecta.

¿Alguna vez viste un video de alguien jugando tenis de mesa con un par de monjas?

Tomemos eso y expandámoslo en un campo de fuerza.

Considere que la nave puede hacer girar hilos de unobtainium a velocidades extremadamente altas, de modo que no puede ver el movimiento de los hilos, y que cualquier proyectil será interceptado por el movimiento del hilo, ya sea golpeándolo (el objeto) fuera del camino, o destruyéndolo, tal vez incluso absorbiendo armas de tipo energía, si los láseres existen en su mundo. (Piense en la teoría del hilo de plástico del cortacésped).

La nave puede tener sensores que detectan cuánto se han degradado los hilos de unobtainium y escupen hilo nuevo para reemplazar el hilo viejo; a medida que el escudo de la nave recibe más golpes, los hilos se pierden más rápido y, finalmente, la nave se queda sin hilo (0% escudos a la izquierda). La nave también puede detectar o predecir qué tipo de proyectil está interceptando el escudo, lo que permite la predicción de "1 golpe más y perderemos nuestros escudos".

Los hilos de unobtainium también pueden contener una propiedad que le permite emitir azul (u otro color) por un corto tiempo cuando es golpeado por proyectiles. También podrá explicar las chispas creadas por la intercepción de proyectiles de los hilos.

Con este sistema, también podremos explicar por qué los escudos deben estar "encendidos": los subprocesos necesitan un poco de tiempo para acelerar. También podemos decir que los golpes de refilón de los proyectiles causan menos daño que los golpes directos (si quieres en tu historia, creo que esto funciona desde el punto de vista de la física, pero si me equivoco, indícalo)

"¡Pero no puedes cubrir toda la nave así! ¡Terminarás con escudos circulares giratorios tipo placa! ", ¿Dices? No hay problema: ¿qué pasa con una serie de placas más pequeñas, que cubren los agujeros entre las placas con más placas? Piense en un arreglo tipo cota de malla o un diseño tipo escama de pez.

Ahora también podemos explicar "redirigir la energía a los generadores de escudos delanteros": todo lo que realmente están haciendo es usar más hilos para el área a la que quieren redirigir la "energía".

Hmm... Los escudos funcionan con Handwavium (término tomado de otra publicación). Se basan en una red de proyectores que rodean la nave y sus escudos individuales se superponen, algo así como una malla de escamas. Cada uno puede desviar solo cierta cantidad de energía antes de fallar hasta que se recargue, lo que requiere tiempo y energía.

Si se golpea un escudo individual hasta que falla, los proyectores de escudo cercanos absorben la carga, pero ahora son menos eficientes. Suficientes fallas en un área significan un agujero en el escudo, pero no la falla completa de todo el sistema.

Si la red tiene 100 proyectores y 90 fallan, los escudos se reducirían al 10 por ciento.

Este tipo de red brinda la ventaja adicional de poder "redireccionar la energía a los escudos de popa" al reducir la cantidad de energía que va a los escudos de proa.

La reparación proviene de reemplazar, reparar o recargar proyectores dañados o agotados y le daría a "Shields back up to 37%" un poco más de significado.

¡Suena divertido!

Si tuviera que hacer un escudo para una nave espacial, intentaría usar limaduras de hierro en órbita alrededor de la nave mediante un campo magnético. A medida que los objetos o los rayos de energía golpean las limaduras de hierro, se dispersarían y ya no estarían en órbita alrededor de la nave. Con escudos al 10%, solo queda el 10% de las limaduras de hierro.

Basado en la tecnología en mi respuesta en Hard Sci-fi energy shields :

La tecnología se basa en un enjambre de elementos de escudo físicos que se mantienen en su lugar y se mueven mediante la fijación de flujo superconductor.

agotamiento

Hay dos recursos que se pueden agotar: las placas físicas y el sistema de control.

platos

Las placas que golpean pueden romperse o sufrir tensiones que provocan que se acumulen fracturas con el uso, por lo que eventualmente se rompen. Están diseñados para absorber más energía mediante la ablación de un revestimiento pasivo para que desaparezca. También absorbe energía al romperse a lo largo de las costuras diseñadas para que el sistema aún pueda controlar las piezas más pequeñas.

Las placas pueden sufrir un golpe y absorber más energía de la que el sistema de fijación de flujo puede "atrapar", por lo que es expulsado del enjambre.

En cualquier caso, se deben implementar placas nuevas para continuar brindando protección. Se necesita tiempo para moverlos y es posible que tenga la capacidad de control de solo mover tantos a la vez. Los defectuosos siguen consumiendo la capacidad de control, por lo que deben eliminarse antes de poder apagar los nuevos.

controlar la carga

Cuando una placa se fija en su posición, cualquier fuerza que actúe sobre ella induce corrientes eléctricas que establecen campos magnéticos que contrarrestan exactamente el movimiento. Cuando golpea , la placa se acelera severamente y, por lo tanto, provoca grandes corrientes. El superconductor tiene límites físicos.

Reposicionar una placa requiere un control activo sobre las corrientes, esencialmente haciendo un holograma eléctrico que cambia con el tiempo. ¿Cuántas placas se pueden controlar a la vez, con qué rapidez? Habrá límites requeridos para la máquina.

Las imperfecciones consumirán más energía y causarán calentamiento.

resumen ejecutivo

El jefe quiere un solo número que indique cuánto impacto se puede aceptar, desde una dirección específica. Puede ver que después de usarse, las placas deben devolverse a las posiciones correctas o girarse fuera de servicio. Se debe eliminar el calor del superconductor y agregar energía para amortiguar/cancelar cuidadosamente las perturbaciones y reposicionar las placas. Hasta que eso se logre, el sistema tendrá una capacidad máxima reducida para el próximo golpe.

Este es un resumen , pero en realidad es una evaluación de muchos factores. Entonces, de hecho, puede ser inconsistente en cómo se comporta realmente. No es un simple registro de puntos de golpe, sino un estado dinámico complejo y una fractura desordenada de placas físicas. La forma en que realmente maneja el próximo golpe puede ser bastante variable.

modos de fallo

Entonces, cuando se excede la capacidad, ¿qué sucede?

Si no hay una placa que pueda recibir el golpe o desviarlo por completo, entonces el impacto golpeará la nave. Estos pueden ser fragmentos y piezas sobrantes que no pudieron ralentizarse a tiempo, por lo que el efecto puede aumentar a medida que se excede la capacidad.

Más espectacularmente, ¿qué sucede si se sobrecarga el superconductor? Mira lo que pasó en el LHC cuando se “apagó”. La acumulación de calor hizo que saliera del estado superconductor, y luego toda la energía almacenada como corrientes eléctricas sintió repentinamente la resistencia material.

El caparazón superconductor que hace el control debe rodear toda la nave. Puede estar segregado en unidades individuales que tengan cierto aislamiento entre sí. ¡Cuando uno de ellos explota, es como una granada explotando justo en la piel de la nave! Entonces, esto coincide con el tropo de TV con bastante facilidad.

El tropo habitual funciona de la siguiente manera:

1- El barco tiene una capacidad finita para generar energía. Lo que significa que cada segundo el sistema "genera" una cantidad finita de energía.
2 - Esta capacidad de generación de energía se reparte entre varios subsistemas - Motor, Armas, Campo de Fuerza y ​​Soporte Vital.
3- Cada subsistema tiene una capacidad finita para almacenar energía.
4 - Cada vez que un subsistema "funciona" drena cierta cantidad de energía de su almacenamiento.
5 - El Capitán puede decidir la proporción de energía asignada a cada subsistema. En otras palabras, qué parte de la energía total generada cada unidad de tiempo recibirá un subsistema.
6 - La cantidad de energía en cada subsistema es, por lo tanto, el resultado de cuánto se almacenó en la unidad de tiempo anterior, menos cuánto se utilizó durante esta unidad de tiempo, más cuánto se asignó del generador.

Así que supongamos que el generador genera 10 gigajulios por segundo (la unidad de tiempo en este ejemplo) y el capitán asigna 5 gigajulios para soporte vital, 3 para armas, 2 para escudos y 1 para motor, si disparas un arma muy poderosa que usa 10 gigajulios por disparo, 5 tendrán que venir del almacenamiento del subsistema, lo que significa que este subsistema tendrá 5 gigajulios menos en el próximo segundo. Si se agota la capacidad de almacenamiento del subsistema de armas, el subsistema de armas dejará de funcionar y la nave no podrá disparar hasta que se almacene suficiente energía. Lo mismo funciona para los escudos. Por lo general, la cantidad de energía drenada del subsistema de escudos es proporcional a la fuerza con la que se golpeó la nave. Entonces, si tu enemigo te dispara con un arma que hace que tus escudos usen más energía que la capacidad de generación, se usará el almacenamiento. Si golpea de nuevo, lo drenará un poco más, y así sucesivamente. Por lo tanto, si se golpea lo suficientemente fuerte o rápido, se excederá su almacenamiento y perderá sus escudos, exponiendo la armadura de su casco. El almacenamiento de energía se suele expresar como porcentaje de la capacidad total.

En esa situación, el capitán, por lo general, aumentará la cantidad de energía asignada para los escudos, dejándote con menos energía para armas y/o motores. Por lo general, en los tropos, no se puede disminuir la cantidad de energía para el soporte vital debido al riesgo de bajas, o este sacrificio se explora como una muestra de honor militar, etc.

Entonces, con respecto a la pregunta, "Escudos al 10%, un golpe más y..." ¿Qué?

El próximo golpe golpeará el casco de la nave directa, total o parcialmente, provocando daños reales a la nave, que pueden o no ser reparados por las partes de control de daños.

Respuesta totalmente sin sentido, ha sido advertido.

Siempre me parece que el escudo necesitaba un poco de energía para funcionar, por lo que tenían condensadores/bancos de baterías. A medida que los escudos absorbieran la energía entrante, agotarían los condensadores. En algún momento, estos condensadores ya no tendrían suficiente "carga" para funcionar. Esto te daría una escala que podrías representar como porcentaje. Los escudos funcionaron o no, pero es posible que a los condensadores les quede un 10% de carga.

Por supuesto, al mismo tiempo, su potencia de motor totalmente asombrosa estaría recargando los condensadores. Entonces, si pudiera esquivar algunos disparos, los condensadores de su escudo aumentarían hasta un 15%.

Al mismo tiempo, no querría conectar los emisores directamente a su motor, porque si hubiera un pico de energía, terminaría con un ka-boom espacial realmente grande y ruidoso.

En cuanto a cómo funciona realmente el escudo, bueno, tenemos algunos escudos hoy, pero no funcionan como los escudos de ciencia ficción. Básicamente emiten una onda o pulso que dispersa otro tipo de onda o pulso. Como "bloquear" una luz de flash encendiendo una lámpara de techo.

Sin embargo, me he dado cuenta de que los escudos de ciencia ficción suelen ser buenos contra las cosas energéticas y terribles contra las cosas físicas. Quizás un buen ejemplo sería leer sobre los escudos personales de Dune y sus inconvenientes.

Tus escudos absorben la energía de los ataques enemigos en forma de calor y la almacenan en disipadores de calor hasta que pueda disiparse de forma segura. Eventualmente, su disipador de calor se derretirá en escoria, y luego no podrá canalizar más calor hacia él. El próximo ataque no será absorbido y arruinará tu nave.