¿Pasillos más óptimos con gravedad aleatoria en el interior?

Digamos que tienes una nave espacial. Esta nave hará muchas maniobras provocando que muchas fuerzas G vayan en diferentes direcciones a través de la nave. Durante la aceleración directa, empuja a las personas que están adentro hacia la parte trasera de la nave. Durante la rotación alrededor de su eje delantero/trasero, empuja a las personas hacia afuera, durante la rotación de un extremo a otro, algunas son empujadas hacia los lados mientras que otras son empujadas hacia adelante y hacia atrás, etc.

Debido a que es más interesante por razones narrativas, la nave no está controlada por IA y los vuelos espaciales y batallas más "clásicos" de SF se utilizan con una sensación naval de cómo operan las naves.

La pregunta es:

¿Cómo diseña un pasillo que permita que las personas y la carga pequeña (1 m por 1 m como máximo) viajen siempre a través de él con la mayor eficiencia?

Restricciones:

  • la gente se moverá solo cuando las fuerzas sean inferiores a 2G.

  • a mayor G, las personas y la carga deben poder sujetarse y no morir al caer o ser golpeados por todo.

Hasta ahora mi idea era usar pasillos hexagonales. 2 superficies opuestas tienen crestas en el interior que forman asideros y escaleras cuando la gravedad lo empuja directamente hacia abajo (o hacia arriba) del pasillo. La ventaja es que no puedes tropezar tan fácilmente a través de estas crestas cuando es tu "piso". El resto de las superficies son lisas con largas ranuras en forma de T que las atraviesan.

Estas ranuras permitirían que la carga se deslizara por el pasillo. Si la gravedad cambia el peso de la carga empuja los anclajes contra sus paredes impidiendo que se caiga.

Pero esto todavía parece un poco paralizado. Así que espero un pasillo más adecuado para naves espaciales por el que la gente pueda moverse.

Simplemente llene sus cámaras con agua y solicite a su tripulación que use trajes de buceo, o modifíquelos genéticamente para que respiren agua. La dirección de la gravedad importa muy poco bajo el agua. ;)
@Muuski - Puede que la dirección no importe, pero ¿no habrá cambios masivos en la presión? 15 pies de agua @ 2G es una atmósfera completa.
@IronEagle Creo que en cero G el agua no tendría presión, lo que significa que 1 atm es lo peor que obtendría. También necesitaríamos un líquido que no sea eléctricamente conductor, ni masivamente inflamable.
Usa un ascensor.
@Muuski La pregunta implica que las fuerzas g de la maniobra se sienten dentro de la nave...
Solo leer las palabras "gravedad aleatoria" me da náuseas.
@Muuski durante una maniobra las fuerzas G aumentarían la presión. Si estás en la cola durante la aceleración 2G y es un barco del tamaño de un portaaviones, se siente como si estuvieras a 600 m de profundidad o 58 atmósferas. Además de eso, el peso adicional del agua ralentizaría severamente las maniobras de aceleración y desaceleración.
@VolkerSiegel, ¿crees que los marines son los más duros? Son los espatiers los que tienen que luchar en cualquier gravedad, sin importar cuántos escombros puedan golpearte. Aún más honrados son los recolectores de basura de combate que pueden moverse en partes dañadas irreconocibles del barco y limpiar los escombros para ayudar a sus camaradas a luchar;).
Suena como un trabajo duro de hecho. Creo que hasta ahora, pescar camarones en Alaska era lo más difícil. El físico que hay en mí no está tan preocupado por las náuseas, la gravedad que cambia rápidamente significa que un agujero negro está lo suficientemente cerca como para distraerlo. Pero creo que no te refieres solo a la gravedad, creo. Te refieres a la aceleración total de la nave. Por ejemplo, si el barco se asienta sobre la tierra, la persona que está dentro siente una aceleración de 9,81 m/s<sup>2</sup>, la aceleración normal de la gravedad provocada por la tierra. Llamamos a este valor g. Fuerza G significa "aceleración usando la unidad g". Puede ser aceleración no gravitacional.

Respuestas (9)

Por un lado, los agarres de las manos no sirven de nada con una G alta. Puedo imaginar a la persona volando por el pasillo y chocando contra una pared del fondo, seguida poco después por sus dedos.

Tendría secciones muy cortas de pasillo. Cuanto más lejos puedas viajar, más rápido irás cuando golpees.

Dado que los zigzags harían que mover la carga fuera una experiencia horrible y realmente rompería el espacio interior utilizable, hagamos lo que hacen en los barcos navales: puertas de mamparo que se cierran automáticamente bajo G alto siempre que no haya nadie en el camino o mejor, son cerrado por defecto y solo se abre cuando está bajo G bajo y alguien/algo se acerca. Estos tienen dos propósitos: acortan la distancia que alguien puede "caer" y minimizan las pérdidas de aire por una brecha (que puede ocurrir incluso con G bajas). Esto da dos beneficios por el precio de uno.

Para protección adicional, haga que las paredes (más los pisos/techos si son relevantes) de los pasillos contengan rincones de emergencia acolchados en los que las personas puedan asegurarse.

Y rellena todo lo que puedas.

Olvídate del diseño ergonómico de los pasillos. Solo usa electroimanes

Todas las superficies interiores dentro de la nave, incluidas las cuatro paredes de cada pasillo, están hechas de metales que se atraen magnéticamente. Todos los objetos dentro del barco que no estén montados de forma permanente en un punto fijo del barco, se revisten con una lámina de metal ferroso.

Todos los miembros de la tripulación deben usar botas, guantes y protectores de columna que contienen electroimanes potentes. Los botones de los dedos de los pies, los sensores de gestos con las manos y (para el protector de la columna vertebral) un interruptor de encendido/apagado montado en el cinturón permiten que los electroimanes se activen y desactiven según sea necesario.

Los objetos que se mueven libremente y que pueden quedar desatendidos en el momento de maniobras inesperadas tienen sus propios anclajes electromagnéticos para que puedan fijarse a una pared o escritorio cuando no estén en uso. Los protocolos estándar de los barcos requieren que todos los objetos desatendidos estén asegurados cuando no estén físicamente en manos de un miembro de la tripulación.

El aspecto elegante y brillante de las naves espaciales futuristas nunca ha sido una cuestión de apariencia. Todas esas hermosas superficies de cromo y gris acorazado están presentes por razones de seguridad.

Incluso con electroimanes, sería prudente diseñar la forma de los pasillos para aprovechar al máximo esto. ¿Cómo lo diseñaría para que tenga el menor esfuerzo para subir/bajar o moverse hacia adelante? ¿Qué tan alto sería el techo? ¿Cómo evitaría que los requisitos de energía absolutamente inmensos para la atracción magnética impidan un progreso fácil, por ejemplo?

Un único corredor cilíndrico que gira en espiral a lo largo de la nave.

  • Cuando aceleras es una rampa en espiral hacia arriba/abajo
  • Cuando estás girando, entonces es "nivelado" (y largo)
  • Cuando estás dando vueltas de un lado a otro es al menos significativo la mayor parte del tiempo (aunque es posible que tengas algunos problemas cerca del centro de rotación).

Admito que no he resuelto del todo cómo colocar las puertas que salen de este corredor. Cada habitación probablemente necesitaría dos puertas en ángulo recto entre sí fuera del pasillo, de modo que en cualquier punto una puerta esté cruzada y la otra arriba/abajo.

Ventaja secundaria: no hay una línea de fuego clara para los grupos de abordaje.

Maravillosa idea original. Durante la rotación, los pasillos están a la "izquierda" ya la derecha. Durante la aceleración, se vuelven como una escalera y todavía llegas a un corredor izquierdo y derecho. Estos corredores probablemente formarían círculos alrededor del perímetro del barco y usarían pisos semicirculares como respondió Thucides, ya que no correrían a lo largo del barco con habitaciones en un diseño similar. La "pared" de la espiral podría tener crestas para puntos de apoyo para manos/pies y puntos de anclaje para soportar altas G. ¡Suena bien!

Haz que la nave se diseñe como una esfera dentro de otra. Cuando se aplicaba aceleración a la esfera exterior, electroimanes fuertes y motores de inducción en las superficies internas hacían girar la esfera interna de tal manera que la fuerza de aceleración siempre venía de la misma dirección para la esfera interna.

Me gusta la idea, pero eso va en contra de la sensación de combate naval.
Sí, es cierto, lamentablemente me temo que las naves espaciales aceleradas no funcionan tan bien con una sensación de combate naval. Más como una sensación de avión...
El combate naval espacial @Slarty es probablemente menos divertido que eso. Se irradian largos períodos de tiempo en condiciones de microgravedad estrecha, seguidos de períodos de tiempo aún más largos siendo una nube de gas en expansión. Incluso las aerolíneas económicas no son tan malas. Todavía.
¿Como un Amantes inverso en un espacio-tiempo peligroso?

El clásico de ciencia ficción "La mota en el ojo de Dios" describe algunos de los interiores de las naves espaciales de la Armada Imperial. Giran sobre el eje largo para girar la gravedad cuando no están bajo empuje. El barco podría imaginarse como un rascacielos o una torre de oficinas cuando el motor está en marcha y un asador cuando no lo está.

Básicamente, el barco tenía accesorios para mover el equipo y sujetarlo en la superficie adecuada cuando cambiaban las condiciones. En habitaciones más grandes, cosas como mesas de conferencias se retraían en el "suelo" antes de girar el barco, ya que la mesa tendría una curvatura que coincidía con el casco del barco, por lo que sería inutilizable bajo empuje. La mesa quedaría al ras de la "pared" cuando el motor esté en marcha.

Dado que se trata de un buque de guerra, hay una tripulación razonablemente grande (para proporcionar guardias continuas, tener muchos reemplazos en caso de bajas y equipos de reparación de daños de batalla), por lo que cuando se dio el anuncio de que el barco estaba girando, la tripulación trabaja como una máquina bien adiestrada para reorientar todo. Los pasillos se diseñarían para tener dos superficies de "piso", una para girar y otra para energía, y cosas como artefactos de iluminación, tomas de corriente, interruptores, mapas (usted está en el Nivel 5, Sección 3) se colocarían en las superficies que no son del piso. .

Para mayor resistencia mecánica, los pasillos pueden construirse con grandes secciones tubulares, de modo que no haya una transición "difícil" entre el piso giratorio y el de empuje, y todo lo demás esté montado al ras, con asideros construidos a lo largo de las "paredes" para ayudar en el movimiento durante períodos de transición y cuando el barco no está girando y en caída libre. Dado el diseño de la nave espacial, es probable que haya uno o más ejes centrales de "ascensor" paralelos al eje de la nave, "pasillos" que irradian en cada nivel y uno o más "pasillos" circulares que conectan los "radios".

Otra característica que estará presente en cualquier nave espacial, civil o militar, son las puertas de esclusa de aire que pueden sellar secciones del pasillo o de la nave en caso de una brecha en el casco.

Curiosamente, la idea de esta pregunta surgió de ese libro. Fue la primera vez que escuché sobre la noción de alarmas de aceleración para naves espaciales y me dejó pensando: la dirección de rotación de la "gravedad" es tangencial a la dirección de aceleración, por lo que cualquier piso que te sostenga durante la aceleración evita que te muevas. la eslora del barco. Me gustan los radios en una respuesta de rueda con ascensor/escaleras/escaleras a lo largo del barco y luego pasillos que irradian hacia los lados/interior.
Edición demasiado tardía: desafortunadamente, se pierde una cosa: se enfoca en 2 direcciones, en lugar de cualquier dirección.
Por razones prácticas, el diseño de la nave espacial probablemente limitará los vectores de aceleración para que los diseñadores puedan reducir la cantidad de refuerzos necesarios para mantener la nave intacta (ya que las aceleraciones se darán en un número muy limitado de direcciones). Esto también hace que el trabajo de la tripulación sea mucho más fácil, simplemente necesitan saber ejercicios para "Adelante está arriba" (bajo potencia), "Fuera de borda está abajo" (bajo giro), "Caída libre" (sin empuje, sin giro) y "Variable". gravedad" (Maniobras de combate, donde la tripulación probablemente esté atada a sofás de aceleración).

Los pasillos son pequeños y acolchados.

Cada pasillo es apenas lo suficientemente grande para que una persona pueda pasar, frotando los brazos en las paredes mientras lo hace. Estas paredes están acolchadas. Si una maniobra la lanza inesperadamente contra la pared, no acelerará mucho antes de que la pared la detenga: ya está contra la pared. Realmente parecería que la pared de repente se apoyó en ella y así es como lo pueden describir. Los pasillos pueden ser de una dirección o puede pasar a alguien que va en la dirección opuesta con una maniobra de arriba/abajo. Los robots que usan la sala siempre son los "debajo".

La gente se mueve por los pasillos sin importar lo que esté pasando porque no son cobardes. Si las cosas se ponen peludas, te acomodas en el lugar con los brazos y las piernas y esperas un segundo. Ser empujado y tirado mientras mantienes el paso es cómo obtienes tus piernas espaciales. Los veteranos se reirán del novato que cae hacia atrás hasta que choca contra un robot, que le pregunta cortésmente sobre su salud.

Pero, ¿qué pasa si la gravedad está al revés de su orientación percibida, por ejemplo, las fuerzas g apuntan hacia arriba? ¿No se sentiría como si estuviera tratando de caminar mientras hace una parada de manos? En ese caso, la persona tendría que pasar sin gracia. Todavía existe el problema de cualquier carga espacial, y parece que la gente probablemente no llegará a ningún lado con prisa. Esta es probablemente la opción más segura para un pasillo, pero no parece muy eficiente.
@Enthus3d: ¡camina mientras te paras de manos! ¡Excelente! Absolutamente lo harían.
Y también tendrían que amarrarse la carga con una cuerda. Todos los nuevos reclutas deben pasar por un campo de entrenamiento con entrenamiento de acrobacias para convertirse en parte de la marina espacial xD
Creo que su pasillo al menos tendría que ser lo suficientemente ancho para que dos personas pasen juntas si van en direcciones opuestas. Especialmente si los pasillos tienen una longitud apreciable. De lo contrario, se producirán muchos cuellos de botella cuando las personas se encuentren en medio del pasillo. También es posible que deba acomodar a personas de mayor tamaño, aunque los requisitos de aptitud física para los Marines Espaciales pueden hacer que eso no sea un problema.

Entonces, muchas respuestas se enfocan específicamente en los pasillos, y de ellos, los pasajes cilíndricos tienen más sentido al considerar las orientaciones que la gravedad tendría sobre ellos. Probablemente tendrían un radio un poco más estrecho para evitar rebotes fuera de control después de múltiples cambios de gravedad.

Los pasillos pueden tener rieles móviles que ayuden a mover a la tripulación. Específicamente, probablemente se vería similar a un paseo de adentro hacia afuera:

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Aparte de la forma del pasillo, me gustaría centrarme en los mecanismos de entrega del propio pasillo. Los miembros de la tripulación sujetarían su traje al arnés trasero y serían transportados a lo largo del riel. Al asegurar a la tripulación aplanada contra la superficie del pasillo, esto tiene el beneficio adicional de protegerlos de volar en caso de una maniobra de combate repentina (permitiendo que la tripulación se mueva entre las secciones de la nave incluso durante el combate), así como el transporte no confiar en la orientación de los miembros de la tripulación. Además, cualquier objeto en movimiento puede transportarse de manera similar de esa manera.

Este mecanismo de entrega también permite transportar múltiples tripulantes y objetos a la vez, sin temor a interrupciones entre la tripulación y los objetos en caso de que ocurra un cambio repentino de gravedad.

Entre pasillos, o secciones de rieles, la tripulación puede asegurarse a las áreas por medio de algo así como un arnés de tirolesa, asegurado a las paredes.

Para mantenerlos protegidos de cualquier daño durante la transición entre los rieles, cada traje de tripulación podría equiparse con un sistema avanzado de "bolsas de aire", que puede proteger la parte superior (y posiblemente la parte inferior) del cuerpo en caso de que realicen una breve sesión de vuelo. Con suerte, el arnés evitaría que rebotaran demasiado. Mientras está inflado, el traje tal vez podría verse como trajes de fútbol de burbujas.

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Las ventajas de utilizar un sistema de arnés y airbag de este tipo con un pasillo cilíndrico serían:

  • La capacidad de transportar personal incluso en medio de intensos combates aéreos con buques de guerra enemigos, sin tener en cuenta la cantidad de G (a menos que sea fatal)
  • Protección adicional contra fracturas de huesos y extremidades debido a impactos repentinos y golpes del sistema de bolsas de aire
  • El arnés es multipropósito, lo que permite a la tripulación asegurarse en el puente de mando, almorzar boca abajo
  • Los veteranos del espacio llegan esencialmente a la tirolesa y la montaña rusa a través de la nave espacial a altas velocidades.
  • Múltiples rieles a lo largo de los pasillos permiten que muchas tripulaciones y objetos sean transportados en paralelo, sin temor a interferencias (y conmociones cerebrales de objetos voladores).
Para ser completamente honesto, creé esta respuesta porque pensé que sería divertido si un grupo de veteranos espaciales canosos lucieran como globos inflados en el puente después de una maniobra de combate particularmente dura, pero si querías preservar la dignidad de tu historia, describiendo tales una situación de una manera diferente probablemente sería lo mejor.

Creo que el octágono con cuerda en el centro y medias paredes alternas podría funcionar.

Una forma de cilindro perfectamente redonda puede ser difícil de conseguir un buen punto de apoyo, pero el octágono podría ser mejor, porque la tierra es plana para poner los pies.

La cuerda les permitiría subir contra la gravedad, quizás usando un dispositivo de tipo ascendente o deslizarse hacia abajo, también pensé en los postes de fuego, uno en cada dirección.

Las medias paredes serían una barrera de metal que cubre la mitad del pasillo, a cierta distancia hay una barrera que bloquea la mitad del pasillo, esto atrapará a las personas que caen y, si las barreras están lo suficientemente cerca, puede escalar desde la barrera de metal, como sea posible. evítelo ralentizando su movimiento zigzagueando a través de las barreras de metal.

Para las barreras de metal, imagina una puerta doble con una puerta abierta.

Iría con una gran esfera suspendida en el centro de la nave. esta esfera contendría a todo el equipo y los pasillos, etc., y siempre se orientaría de modo que la parte inferior de los pasillos fuera hacia donde se aplicaba la fuerza g. esto mantendría todo en orden y bien.