La viabilidad de un robot con un lanzador de misiles montado en el pecho.

Los misiles eran mi trabajo anterior

Pasé 4 años como artillero antitanque, he utilizado misiles ampliamente. Back-blast es un problema importante. La forma en que los misiles logran no tener retroceso es que utilizan una carga explosiva para impulsar el misil desde el tubo de lanzamiento que se ventila por la parte posterior del lanzador. Olvídese de los silbantes misiles de Hollywood, cuando se dispara un verdadero lanzador de misiles, suena como un cañón estallando. De hecho, el Lanzacohetes SMAW es tan ruidoso que solo se puede disparar unas pocas veces por semana sin correr el riesgo de desprendimiento de retina. El Javelin se considera un sistema de "lanzamiento suave" y no es seguro estar parado en ningún lugar dentro de un cono de 75 metros detrás del lanzador cuando se dispara. Si estás a menos de 30 metros del cono de explosión trasera, morirás. Los motores de los misiles disparados desde el hombro impulsan el misil a velocidades cercanas a las de una bala de pistola. Para dar perspectiva, el misil TOW 2BA cubre 4,5 kilómetros de alcance en 27 segundos. Esto significa que se mueve a una velocidad de 167 metros por segundo o 547 pies por segundo. Toda esta aceleración ocurre dentro de los primeros 200 metros de lanzamiento. Esa es una ENORME cantidad de poder en juego.

Para dar una perspectiva de la explosión, una vez estábamos en un edificio en Afganistán cuando la habitación de arriba explotó y el techo se derrumbó. Pensamos que nos había alcanzado un cohete o algo así, resulta que uno de la Policía Nacional Afgana había disparado un RPG desde la ventana de arriba. Los cohetes no se pueden disparar desde el interior de un edificio, esa explosión que derrumbó parcialmente la estructura fue el retroceso del RPG, y el RPG es uno de los lanzacohetes más pequeños que existen.

Si su robot está disparando misiles o cohetes desde su pecho, necesitará que los tubos de lanzamiento se extiendan completamente a través de su torso para que los gases de lanzamiento puedan ventilarse hacia atrás. Si su robot dispara un cohete o misil moderno sin hacerlo, el retroceso sería como si una granada de mano explotara en su propia cara. Es posible, solo hay que hacerlo correctamente. Siempre que haya un tubo que se extienda completamente a través de la parte posterior, funcionará. En cuanto al almacenamiento, tu robot tiene brazos, ¿verdad? Puede llevarlos sujetos a su pecho y hombros y recargar el lanzador mientras se mueve causando estragos en los héroes de los cómics de la década de 1960.

Lanza el misil antes de dispararlo.

Algunos sistemas de lanzamiento de misiles funcionan en dos fases:

• El misil es "expulsado" de su recinto, utilizando métodos "lentos" que no lo aceleran mucho pero que (en virtud de no acelerar mucho el misil) no ejercen mucho retroceso en las plataformas de lanzamiento.

  Un ejemplo típico sería usar aire comprimido para lanzar el misil, aunque supongo que se pueden usar sistemas mecánicos o electromagnéticos, o incluso un primer motor/combustible de misil más débil.

• Una vez fuera del lanzador, los propios motores del misil arrancan y aceleran el misil hacia el objetivo.

Todavía hay que tener en cuenta los gases de escape, y sobre todo asegurarse de que no se cocinen otros misiles o la propia electrónica del robot. Tal vez la "puerta" del tubo de misiles cubre los otros misiles y se expulsa después de su uso porque está demasiado caliente.

Depende de a qué se dirijan sus misiles guiados: Iron Man y otros parecen destruir/golpear en su mayoría objetivos inmobiliarios o en picado (= velocidad de pájaro) a cientos de metros de distancia. Si su objetivo es de ese tipo, el lanzamiento no es un gran problema, una ráfaga de aire comprimido empuja a los misiles hacia afuera y hacia arriba, donde los misiles luego disparan su insignificante impulsor principal para acelerar o permanecer en las velocidades de los cohetes de año nuevo. (~100 m/s = 1/3 Mach) que son el pilar aún visible pero borroso del combate cinematográfico. El misil alcanza su objetivo a 100 m de distancia después de uno o dos segundos. Ni el lanzamiento inicial ni el propulsor principal generarán fuerzas reactivas que pongan en peligro cualquier cosa cercana: un cohete de 100 g, del tamaño de un lápiz, acelerado a 100 m/s sobre la profundidad de una cavidad torácica (25 cm): v²/2l = 2000G, o en otras palabras , 200kg sentado (¡sin pegar!, sentado) en el pecho de tu robot de guerra. Eso debería estar dentro de las especificaciones de los robots de guerra. Todo esto depende de que los misiles no sean muy rápidos, pero si el mecanismo de búsqueda es bueno, no es necesario que lo sean, para objetivos casi estáticos.

Para interceptar misiles que corren a 1000-5000 m/s o tareas similares, las aceleraciones involucradas deben ser mucho más drásticas, por supuesto. Además, para objetivos lejanos, puede ser útil ser un poco más rápido, ya que el objetivo puede usar el tiempo de viaje del misil para buscar cobertura. La corta duración hasta el objetivo también significa alta velocidad (la resistencia aerodinámica depende de la velocidad al cuadrado, por lo que es mala), lo que a su vez requiere una alta aceleración, que necesita una mayor distancia para el encendido del motor principal (por seguridad), que necesita una alta aceleración inicial , lo que significa explosivos, mucho contragolpe, etc.

Sin embargo, la mayoría de los minimisiles buscadores en las películas se muestran a velocidades bajas (en cuanto a misiles): correr generalmente marca una diferencia real en cuándo y cómo golpean, lo que significa que su velocidad no es muchos órdenes de magnitud superior a la de un corredor, por lo que Supongo que mientras juegues con la mitad cinematográfica, estarás bien con un panal de silos de misiles en el cofre.

Reducir la escala de un misil altera varias dependencias clave: un tamaño más pequeño significa números de Reynolds más bajos, lo que es malo para la aerodinámica (a la misma velocidad que un misil grande). Un tamaño más pequeño significa menos volumen (=propulsor) por unidad de superficie (arrastre), lo que significa un peor rendimiento a larga distancia (un misil de tamaño 1/10 tiene 1/1000 del propulsor pero aún así solo 1/100 del área de aspecto del 1/ 1 misil, por lo que no recorrerá 1/10 del camino del misil 1/1, sino mucho menos). Al mismo tiempo, la mayoría de los valores relevantes para la ingeniería para el rendimiento de los materiales estructurales aumentan cuando se reducen, por lo que obtendrá estructuras relativamente más delgadas (aunque esto no compensa el problema del propulsor). Superficie a volumen también rige las interacciones de cualquier superficie de elevación/dirección,

Tus misiles guiados desde el pecho probablemente serán geniales. Tenga en cuenta que la carga útil de un misil es aproximadamente del 5 al 10 % de la masa total del misil, así que mantenga bajas sus expectativas de eficacia. 5 gramos de ONC todavía pueden entregar alrededor de 10kJ, pero si bien eso puede matar fácilmente a un humano sin armadura, solo hará cosquillas en los objetivos blindados. Posiblemente sea mejor buscar objetivos más específicos, es decir, entregar rastreadores, deshabilitar la óptica/radar.

1. Utilice la fórmula a=v²/2l (o la versión reorganizada) para calcular la dependencia de la aceleración (a), la velocidad resultante (v) y la longitud de aceleración disponible (l).
2. Use F=m*a (o versión reorganizada) para calcular la dependencia de la fuerza utilizada (F), la masa acelerada (m) y la aceleración lograda (a).

(1) también será interesante para el otro aspecto de los misiles guiados: supongamos que el misil viaja a 100 m/s por un pasillo y ahora tiene un cruce en T de 2 metros de ancho. Tiene que ir a la derecha. Esto significa que su velocidad de avance deberá reducirse a 0, mientras que su velocidad lateral deberá aumentar, todo en el espacio de 2 metros (de lo contrario, golpeará la pared). Entonces (solo el frenado, sin contar la reaceleración) se hará con (100m/s)²/2*2m = 2500m/s² (= 250G, es decir, 250 veces la aceleración gravitatoria terrestre). Para un cohete de 50 g (que ya perdió parte de su masa original de 100 g en vuelo), esto significa la aplicación de 0,05 kg*2500 m/s = 125 Newton de fuerza, en 2 metros, lo que significa 125 N*2 m = 250 julios de energía. Rocket Fuel tiene alrededor de 1MJ/kg, por lo que solo se gastaría 1/4 de gramo (+1/4 de gramo para la reaceleración). ¡Buena caza!

Este problema ya lo han enfrentado los diseñadores de robots más famosos: los creadores de anime japoneses de los años 70, en particular Go Nagai.

Un personaje secundario de Mazinger, Hikaru Makiba, también conocido como Venusia o Afrodita, era un robot cuya peculiaridad era lanzar cohetes desde el pecho. (las páginas de Wikipedia al respecto están solo en italiano o francés, lo siento)

Sin embargo, teniendo en cuenta la torcedura intrínseca de la animación japonesa, el resultado puede no ser del agrado de todos los gustos:

armado :

Lanzamiento :