¿Por qué Millennium Falcon se inclina cuando gira en el vacío?

En Universo:

Quienes hayan jugado a los simuladores de vuelo de Star Wars (X-Wing, Tie-Fighter) están muy familiarizados con el concepto. La mayoría de los luchadores giran a la izquierda/derecha mucho más lento de lo que pueden tirar hacia arriba/abajo. Como resultado, era más fácil perseguir un objetivo rápido colocando el objetivo sobre la cabina usando la rotación z. De esta forma obtienes la máxima maniobrabilidad y la máxima visibilidad (ya que la mayoría de los cazas tenían una visión limitada debajo de la nave debido a la forma de la cabina). La práctica era común porque girar la nave hacia la izquierda o hacia la derecha daría como resultado naturalmente una pequeña cantidad de rotación z y debido al aumento de velocidad mencionado anteriormente al subir en lugar de girar a la izquierda o a la derecha.

La razón por la que fue más rápido levantarse, como me explicaron y se ha anotado en esta páginaya es porque el costo de instalar y usar propulsores muy fuertes para cada rotación deseada es muy alto. Al tener solo un conjunto de potentes propulsores, el caza aún tendría la máxima maniobrabilidad que necesitaba, mientras mantenía bajos el costo y el peso de la unidad. Como también se ha mencionado, muchos de estos cazas (y naves espaciales) fueron diseñados para vuelos espaciales y atmosféricos. Dado que las naves no estaban diseñadas con un empuje natural hacia arriba (la mayoría de los cazas y las naves espaciales no tenían alas), requerían grandes propulsores para mantener la altitud. Muchos cargueros, como el Halcón Milenario, fueron diseñados para despegue y aterrizaje vertical, que se puede ver en Tatooine en el Episodio 4. Esto redujo el espacio necesario para el despegue y el aterrizaje, eliminó la necesidad de ruedas mientras la nave desacelera, y eliminó la necesidad de ubicaciones separadas de almacenamiento y aterrizaje (el Halcón Milenario aterriza en su bahía de almacenamiento). Al igual que los cargueros, los cazas también están diseñados para despegues y aterrizajes verticales para que puedan aterrizar en cualquier lugar (como un pantano o en su espacio de almacenamiento en la cubierta de vuelo) y por lo tanto no necesitan ruedas, lo que haría que la nave fuera más grande (más fácil de golpear) , pesado (menos maniobrabilidad) y más problemático (cómo aterrizar si un neumático se ha reventado o hay escombros en la pista).

En resumen, la razón por la que el Halcón Milenario siempre inclina los giros es para que el giro se pueda hacer más rápido, utilizando los propulsores verticales (más grandes).

Tengo dos razones que funcionan no solo dentro del universo de Star Wars, sino también en el nuestro:

Visibilidad.

Al conducir cualquier vehículo, es importante que el conductor observe la línea de movimiento para asegurarse de que no haya obstáculos en el camino. Como el panel de control ocupa la mayor parte de la pantalla delantera, la inclinación alrededor de un giro brinda una visibilidad significativamente mejor de cualquier asunto que se acerque. Esto también se puede ver en la inclinación exagerada utilizada para ingresar a la cueva en el asteroide.

Compensación por dapeners de aceleración

Cabe señalar que, aunque el halcón milenario tiene gravedad artificial, solo amortigua parcialmente su propia aceleración; esto se puede ver cuando R2D2 arregló el Halcón Milenario y saltó a la velocidad de la luz sin previo aviso.

Cuando un objeto acelera alrededor de una curva, la fuerza de la aceleración apunta hacia el centro. Si viaja en un automóvil y da una vuelta, siente una fuerza en el exterior de la curva además de la gravedad . Este efecto no desaparecería por completo en el espacio, debido a los efectos de la amortiguación artificial de la aceleración.

La solución óptima para ambos casos es que el vector normal de la gravedad de la nave gire hacia la dirección de la aceleración, que es el ladeo.

Lucas, al hacer la serie original de Star Wars, usó imágenes de combate del combate aéreo de la Segunda Guerra Mundial como base de la que derivaron todas las batallas espaciales entre naves pequeñas. Sabían muy bien que un movimiento como el de la banca no era necesario en una batalla espacial. Pero en el momento en que se hizo Star Wars, el género de ciencia ficción todavía estaba en pañales en lo que respecta al público en general. Pensaron que la mayoría de las personas que fueron a ver la película pensarían que se veía extraño que estos barcos estuvieran maniobrando de una manera que no les era familiar ni cómoda. Es más o menos la misma razón por la que en Star Trek siempre ves barcos moviéndose en el mismo "plano" entre sí en una toma de efectos especiales, aunque no hay arriba o abajo en el espacio.

También estaban bajo una gran presión para hacer las tomas de efectos, por lo que en muchos casos simplemente tomaron las imágenes de combate de la Segunda Guerra Mundial y tradujeron esas tomas exactas directamente. Se incluyeron algunos extras en la edición especial VHS y las ediciones en DVD de la trilogía original que profundizaron en esto, incluso mostrando comparaciones lado a lado del metraje de la Segunda Guerra Mundial y el metraje de Star Wars juntos y se podía ver dónde estaba exactamente la Segunda Guerra Mundial. La toma se replicó en la toma de Star Wars.

Es una simple cuestión de credibilidad. Hay muchas cosas que se hacen en las películas de ciencia ficción que solo suceden de la manera en que suceden para que la audiencia entienda y reconozca lo que está sucediendo. El espectador promedio espera que un vehículo volador se ladee para girar, por lo que el vehículo volador se ladea para cumplir con esa expectativa, incluso sin ninguna razón científica o de ingeniería para ello. Del mismo modo, las explosiones en el vacío son silenciosas, pero considera cuántas explosiones has escuchado que teóricamente tuvieron lugar en el vacío del espacio.

Los propulsores direccionales no tendrían que estar en la parte trasera de la nave, pero en realidad ese punto no importa. Teniendo en cuenta que el Halcón puede volar en la atmósfera, es concebible que los propulsores del eje Y sean bastante potentes para controlar los ascensos y descensos, lo que le daría un radio de giro más estrecho en ese eje. Agregue a eso el hecho de que los motores principales en la parte trasera probablemente tengan muy poca capacidad de empuje lateral, en lugar de enfocar casi toda la salida en línea recta hacia la parte trasera de la nave para que pueda ir más rápido (puede hacer que el Kessel funcione bajo). 12 parsecs recuerda).

Estos factores combinados harían que sea más rápido realizar giros de alta velocidad girando la nave en el eje Z (alrededor del eje longitudinal de la nave) y luego apuntando el morro "hacia arriba" o "abajo" en la dirección que desea Vamos. Desde el punto de vista de una cámara externa fijada en la orientación original, parecería que la nave se inclinaba en el espacio.

En el universo:

• Aunque las reglas de maniobrabilidad en el espacio son diferentes a las de una atmósfera, sería lógico diseñar sistemas de control para los vuelos espaciales (y especialmente para el combate espacial) que reflejaran el sistema de control de una nave atmosférica, en la que los pilotos habrían realizado su primer vuelo. experiencia (ya que una nave atmosférica perdonaría más el fracaso que una nave espacial).

• Muchos barcos, incluido el Millenium Falcon, están diseñados para maniobras tanto atmosféricas como espaciales. Nuevamente, tiene sentido hacer que los controles para ambos sistemas de maniobra (que serían bastante diferentes) parezcan funcionar de la misma manera.

• Los sistemas de control reaccionario (propulsores) que tenían el mismo tamaño/potencia de propulsor en todas partes darían como resultado naturalmente diferentes tasas de rotación de los ejes X/Y/Z, según la forma de la nave. Específicamente, la tasa de movimiento es una combinación de la distribución de la masa a lo largo de cada uno de los ejes y la longitud de cada eje, lo que permite que los propulsores obtengan una ventaja mecánica en el par. El Halcón probablemente lanzaría más rápido que cualquier otra cosa, ya que esa es la dimensión más larga y, por lo tanto, los propulsores se pueden colocar para obtener la máxima ventaja. Rodar probablemente sería lo siguiente mejor ya que el momento de inercia sería similar, mientras que el ancho del barco es el siguiente más largo a su longitud. Guiñar probablemente sería lo peor, porque a pesar de poder usar propulsores colocados en los extremos de ambos ejes largos, alrededor de este eje la nave tiene el mayor momento de inercia. Alguien que piloteaba esta nave usaría los propulsores de maniobra para su mayor ventaja, rodando para colocar su destino por encima de ellos y luego tirando hacia arriba.

• Los RCS que tenían DIFERENTES potencias de propulsor para cada eje probablemente se enfocarían en los ejes con los que el piloto estaba más acostumbrado a maniobrar, mientras compensaban los ejes en los que la nave tenía una desventaja extrema debido a la forma. Volviendo a los dos primeros puntos, un piloto que aprendió en un Skyhopper u otra nave atmosférica probablemente se concentraría en cabeceo y balanceo.

Fuera del universo:

La batalla original de Star Wars Death Star se inspiró en gran medida en un ataque del mundo real, el "Dambusters' Raid", que requería bombarderos ligeros menos maniobrables y de vuelo lento para negociar un valle que conducía a la presa, a cuyo punto apuntarían. para la base de la presa u otros puntos débiles estructurales. Esto fue mientras trataba de lidiar con naves de combate mucho más ágiles que se colocaban detrás de los bombarderos y los masticaban. Como tal, los diseños de las naves en el universo de Star Wars, y la forma en que volaban, se basaron en aviones maniobrables aerodinámicamente del mundo real, porque el drama de la incursión del mundo real se perdería si un X-wing pudiera cortar sus motores y giran 180* para disparar hacia atrás a los cazas TIE mientras siguen moviéndose en la misma dirección en la que habían apuntado anteriormente.

Además, como público, estamos acostumbrados a ver naves identificadas como "combatientes" maniobrando principalmente balanceándose y cabeceando. Tienes que darle a la audiencia lo que espera, a menos que tu objetivo sea darles específicamente algo que no esperan (como en las capacidades de maniobra más reales de, por ejemplo, un Babylon 5 Starfury; hay varias escenas en las que la intención de los escritores/directores sorprenderán al espectador con la forma en que la nave puede maniobrar, reflejando la sorpresa del piloto que acaba de ver al Starfury pasar de su punto de mira a detrás de ellos alineando un tiro).

TV Tropes tiene un excelente artículo sobre la verdadera razón, que es básicamente una licencia artística.

Después de todo, las batallas reales en el espacio se verían como naves que aparecen estacionarias disparando armas con rayos que son demasiado rápidos para registrarse y se dañan lentamente entre sí. Un caza estelar que se cruzara con el rastro de iones de otro caza estelar probablemente experimentaría impactos que rivalizarían con pequeñas explosiones nucleares (porque eso es básicamente lo que serían) que lo destrozarían.

In Universe (OMI inventado como una ocurrencia tardía para las novelas):

Cada nave tiene amortiguadores de inercia, estabilizadores y uno o más AstroCompass.

El Astrocompass proporciona telemetría a la computadora/astromecánica de la nave. Hay ajustes en cada barco para mantener la trayectoria en el avión establecido por el piloto. En la UE hay varios lugares donde los pilotos de X-wings hablan de hacer ajustes a su avión o de que el avión se apagó y les hizo calcular mal... etc.

Una de las cosas que hacen los estabilizadores es ayudar a mantener el avión. La mayoría de los barcos tienen propulsores de ajuste para cambiar la dirección del barco. Pero el mismo amortiguador de inercia que evita que las locas fuerzas g que los pilotos de las embarcaciones atraen los aplasten también evita que la inercia mantenga la velocidad y la rotación del empuje. Estas fuerzas crean los efectos de guiñada.

Las naves de combate también tienen timones etéricos que les permiten maniobrar como lo harían en la atmósfera.

Estoy de acuerdo con xantec en que los propulsores del eje y podrían ser más potentes, y me gustaría agregar que podría ser en parte porque es más fácil para el control de gravedad artificial mantener g constante en (más o menos) 1 dirección, y cualquiera que el ag no podría compensar o cualquier retraso en la compensación se sentiría más natural y sería más fácil de compensar mientras está sentado o de pie. De lo contrario, serían arrojados contra una pared cada vez que giraran.

Creo que @Trisped tiene la mejor respuesta con respecto a una explicación en el universo.

Sin embargo, una posibilidad adicional que se pasa por alto es la fuerza g máxima que la fisiología humana/alienígena puede soportar. La dirección es importante cuando se trata de experimentar cargas de alta gravedad . Desafortunadamente, no pude encontrar nada sobre los efectos de la aceleración transversal (izquierda-derecha) en el cuerpo humano. La mayoría de los estudios parecen ser verticales (alineados con el eje de la columna) u horizontales (de adelante hacia atrás).

Aun así, la razón podría ser tan simple como el diseño del asiento. Al inclinarse, la nave espacial ejercerá la aceleración sobre los pilotos en la dirección vertical en lugar de la dirección transversal. ¿Alguna vez ha estado en un automóvil repleto que toma una curva cerrada a alta velocidad? Todos en el asiento trasero terminan aplastados contra la persona de afuera. Ahora imagina que si el banco fuera proporcional a la relación de aceleración/gravedad, todos serían empujados suavemente hacia su asiento en lugar de apoyarse en la persona que está a su lado. Si las naves espaciales están diseñadas para inclinarse en los giros, los asientos no tienen que estar diseñados para permitir que los pilotos y los pasajeros soporten cargas de alta gravedad desde TODAS las direcciones, solo dos. Los diseños de asientos normales ya brindan estabilidad en dos direcciones: vertical (parte inferior del asiento) y horizontal (respaldo del asiento). Al seguir este camino de diseño,

Por otra parte, si asumimos que la gravedad artificial de la nave puede compensar mágicamente todas estas cargas de inercia en los pilotos, entonces nada de esto importa. Sin embargo, no hay forma de que AG compense esto sin desafiar las leyes de la física (al menos según nuestra comprensión humana primitiva de la física). AG actuando en un estado estable puede ser plausible: puedo comprar eso en un universo que tiene rayos tractores. Sin embargo, para que los pasajeros permanezcan en la misma posición relativa dentro del barco, también deben estar sujetos a toda la aceleración que experimenta el barco.

Han Solo y Lando, probablemente hacen viajes largos en piloto automático, la mayor parte de su tiempo de pilotaje probablemente lo pasan despegando y aterrizando, los cuales implican moverse a través de la atmósfera. Bajo estrés, los pilotos vuelven a su entrenamiento y experiencia, la mayor parte de la cual es probablemente en la atmósfera, y vuelan en el espacio de la misma manera que lo hacen en el lado del planeta, dirigiendo naturalmente al Halcón en un giro inclinado, como se practica en la atmósfera.

+1 por "Se ve genial en la pantalla" y +1 por "Estamos acostumbrados a ver inclinaciones de aviones para girar". Pero incluso si es porque los propulsores de maniobra más potentes apuntan hacia arriba, sigue siendo una tontería.

La realidad de girar en el espacio se ilustra mejor con el antiguo videojuego "Asteroids", donde los propulsores de maniobra solo giran la nave alrededor de su centro, dejándola apuntando en una dirección diferente pero aún moviéndose en la dirección original debido a la Primera Ley de Newton. Encender los motores principales no hace que la nave se mueva inmediatamente en la dirección a la que apunta, porque la velocidad original no desaparece. En cambio, el barco va en una dirección que es un compromiso entre el lugar al que se dirigía antes y el lugar al que apunta ahora. Cuanto más tiempo estén encendidos los motores principales, más se acercará la dirección en la que se mueve a la dirección a la que apunta.

Entonces, si me estoy moviendo hacia el oeste y giro el barco hacia el punto norte, luego enciendo mis motores principales, empiezo a cambiar de dirección hacia el oeste-noroeste, luego un poco más tarde me estaré moviendo hacia el noroeste, luego aún más tarde estaré moviéndose hacia el norte-noroeste. Nunca me moveré totalmente hacia el norte a menos que gire mi barco un poco hacia el este y use mis motores principales para eliminar mi deriva hacia el oeste.

Así que la mayoría de las peleas de perros en el espacio serían de lado, como autos de carrera en una pista embarrada.

Si quieres girar tu nave en un semicírculo, debes mantener su nariz apuntando al centro del círculo. Si estás persiguiendo a otro barco alrededor del semicírculo y tratando de dispararle, ¡no sirve de nada tener pistolas de morro apuntando al centro del círculo! Por lo tanto, los cañones de combate X-wing y Tie rara vez apuntarían a sus objetivos. Solo los barcos con cañones móviles (como el Halcón Milenario) tendrían muchas posibilidades de acertar.

Así que Millenium Falcon se prepara para girar simplemente para mantener las peleas de perros como el tipo de peleas de perros a las que estamos acostumbrados.

Tengo una explicación muy plausible para esto sin recurrir a "se ve bien en el cine que las naves espaciales se balanceen y ladeen" o poner propulsores imaginarios del eje y antigravedad que de ninguna manera son visibles en las películas.

De hecho, puedes ver físicamente de lo que estoy hablando mirando el escape del Falcon .

Si miras detenidamente la parte superior e inferior del enorme propulsor del halcón trasero, verás una serie de placas desconectadas. ¡Estas son placas de vectorización de empuje similares a las que hay en el raptor F-22! ¡ Estas placas dirigen el empuje del Halcón Milenario hacia arriba o hacia abajo! Si todas las placas apuntan hacia arriba, el halcón trepará. Si la mitad de las placas apuntan hacia arriba mientras que la otra mitad apunta hacia abajo, ¡el halcón rodará! Debido al hecho de que no hay placas de vectorización de empuje en los lados del escape, el halcón SÓLO puede rodar o ladearse. ¡La vectorización de empuje también funciona en el espacio!

Si bien es un misterio cómo otras naves en el universo de Star Wars giran y se inclinan, el Halcón Milenario es el único en el que la estructura física del escape realmente explica la forma en que vuela. ¡Esta es la explicación más elegante, en mi opinión!

Para caminar alrededor de la nave que no tiene una fuerza centrífuga conocida que crea gravedad, entonces es una máquina o dispositivo que genera gravedad artificial y, por lo tanto, cualquier cosa en la nave actuaría como si estuviera en un planeta. Además, si viaja en una especie de estado parabólico que puede relacionarse con el movimiento de un planeta y está atrapado en la atracción gravitacional de un planeta, así como la nave tiene gravedad artificial, entonces habría dos gravitacionales por separado para estimaciones que actúan sobre aquellos a bordo del Embarcacion. Debido a esto, sería justo decir que el balanceo, ladeo, cabeceo y guiñada que tienen que separar los puntos gravitacionales pueden hacer que las fuerzas g parezcan aún más erráticas.

Además, la masa de un objeto (como la Estrella de la Muerte) promueve la gravedad. Cuanto mayor es la masa, más gravedad tienen las cosas; incluso las Grandes Pirámides tienen una atracción gravitatoria. No relacionado con la teoría, la gravedad tiene un reflejo directo en el paso del tiempo que ya no se vuelve lineal o en una sola dirección.

Agregar una respuesta separada que sentí que era necesario porque la vista bidimensional es irrelevante. No solo hay un eje x e y, también hay z que da una tercera dimensión y tendría que investigar, pero el dispositivo de navegación o navegación debe detener todo movimiento en el espacio antes del salto a la velocidad de la luz para que el barco viaje. una línea y no se desvía con guiñada, balanceo o cabeceo. Además, parece que, por el bien del hiperespacio, los propulsores principales deben estar orientados directamente a las 6 en términos de reloj para que se logre el hiperespacio. Después de todo, como dijo Han Solo, tendrías un día realmente malo si el sistema de navegación no calculara una trayectoria segura y volaras hacia una estrella o supernova. Gracias por la consideración.