Serait-il physiquement possible pour un blindage de char en rotation de se déplacer devant un projectile entrant assez rapidement pour pouvoir l'intercepter? [fermé]

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Le principal défi de la construction d’un char est de décider où concentrer son armure et quelle vitesse / coût vous êtes prêt à échanger contre une protection. C’est pourquoi je me suis dit: avec la technologie de détection moderne, comme le laser, nous pourrions potentiellement placer un seul Une épaisse plaque d'armure sur un axe et une fois qu'un projectile est détecté, faites-le pivoter (autour de l'extérieur du réservoir) devant le projectile à temps pour l'arrêter (en supposant qu'il ne s'agisse pas d'un engagement rapproché).

Si tel était le cas, les chars pourraient rester beaucoup plus légers et beaucoup moins chers, tout en conservant tous les avantages d'un blindage extrêmement solide et, ce qui est plus important, bénéficieraient de la même protection sur tous les côtés du char, et pas seulement à l'avant.

La question est: est-ce physiquement possible? Est-il physiquement possible avec la technologie moderne connue de détecter un projectile arrivant, puis de faire tourner une roue avec suffisamment de couple et de vitesse pour intercepter le trajet du projectile avant qu'il ne passe?

Les facteurs que je connais:

  • Le projectile le plus rapide devrait voyager à 2000 m / s.
  • Le rayon à parcourir sur les côtés d'un char moyen est de 15 mètres, canon compris.
  • Une plaque d'acier de 0,5 x 0,5 mètre d'une épaisseur de 120 mm pèsera 246 kg.
  • Le temps de traitement / détection n'est pas pertinent. Le temps entre le balayage du projectile entrant (deux fois, pour calculer l'angle et la vitesse) et l'envoi des informations correctes au mécanisme d'accélération du blindage est facilement inférieur à 1 ms, période pendant laquelle le projectile n'a parcouru que 2 mètres depuis sa détection.

Ce que je ne sais pas

  • En supposant que nous utilisions la meilleure méthode viable connue, à quelle vitesse cette plaque de 246 kg peut-elle être accélérée au bon endroit?

  • Serait-il préférable que la plaque reste constamment en mouvement et qu’elle soit simplement ajustée une fois le projectile détecté afin de ne pas devoir être accélérée à partir d’un état à énergie nulle?

Autres facteurs à prendre en compte:

  • L'armure ne avoir être arrêté tout de suite. Il peut être accéléré à la vitesse exacte pour se placer devant le projectile au moment et à l’endroit de la collision, puis continuer librement à se balancer autour du char et à ralentir progressivement.
  • Il peut être nécessaire de placer deux plaques de taille égale sur les extrémités opposées du réservoir pour que le réservoir puisse rester stable, donc potentiellement deux fois plus lourd.
john doe
la source
Première question: quelle est la vitesse des missiles les plus rapides, puis la portée de détection, puis combien de temps pour détecter, analyser et prendre une décision, puis combien de temps pour transmettre un ordre, puis combien de temps pour déplacer le bouclier et à quelle vitesse? Les deux premiers vous donneront une durée totale pour que tout le monde soit complet ...
Solar Mike
@SolarMike j'ai ajouté des détails.
john doe
Ceci est trop large pour que l'on puisse y répondre de manière significative dans le format Q & A de StackExchange. Il y a tout simplement trop d'inconnues et de suppositions à faire. Par exemple, qu'est-ce qui est supposé se produire lorsque plusieurs projectiles sont lancés sur le véhicule sous différents angles?
GlenH7
@ GlenH7 "Qu'est-ce qui est supposé se produire lorsque plusieurs projectiles sont lancés sur le véhicule sous différents angles?" cela n'a pas d'importance pour la question elle-même, qui est de savoir si nous pouvons ou non positionner la plaque à temps pour intercepter un projectile.
john doe
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@johndoe vaincre un joueur puis être détruit par un autre n’est vraiment pas très utile ... vous êtes toujours réduit à néant ...
Solar Mike

Réponses:

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En supposant que nous utilisions la meilleure méthode viable connue, à quelle vitesse peut-on traiter   la plaque soit accélérée?

Ce n'est pas juste une plaque pour accélérer, c'est un moment d'inertie se battre et cela dépend de la position de la plaque par rapport au centre de rotation, sa géométrie, dépend donc de la conception du réservoir, puis de la courbe d'accélération du moteur et de la position initiale de la plaque, etc.…

Je pense qu’il n’ya pas de réponse de l’ingénieur à votre question, il faut trop de suppositions et d’hypothèses non étayées sur trop de variables sans accès à des données (classifiées) précises.

Comme :

  • " Jusqu'où un laser peut détecter un projectile entrant avec précision ":" exactement "doit être défini, quelle est votre erreur de position maximum acceptable? Alors, est-ce par temps clair ou dans la poussière / tempête / etc.
  • " Quelle est la vitesse de balayage la plus rapide pouvant être atteinte par le système de détection laser? Nous devons lire 2 emplacements pour déterminer le vecteur d’attaque du projectile. ": vous devez certainement utiliser des satellites ici, car le char peut être aveuglé par des montagnes, etc. Ainsi, vous devez tenir compte de la latence de la transmission, du risque de perte de données, etc. Et vous avez besoin d'au moins 3 lectures pour Pour obtenir une précision correcte dans un court laps de temps, vous devez ensuite obtenir une lecture de précision du troisième ordre sur l'accélération du missile afin d'obtenir une précision de premier ordre sur la position de l'impact (puisqu'il s'agit d'une intégrale double). Comme vous le voyez, il ne suffit pas de détecter et de mesurer, mais équations différentielles résoudre en temps réel, donc la surcharge numérique est importante.
  • " L'armure n'a pas besoin d'être arrêtée tout de suite. Il peut être accéléré à la vitesse exacte pour se placer devant le projectile au moment et à l’endroit de la collision, puis continuer librement à se balancer autour du char et à ralentir progressivement. ": en fait, utiliser une armure en mouvement est assez intelligent et pourrait faire bon usage de la conservation de la moment angulaire . Cependant, l'aspect même du contrôle de l'automatisation est un défi ici. En supposant que vous disposiez du moteur (actionneur) idéal pour le faire, assurer un contrôle correct pour obtenir une précision sur la position, la vitesse et l'accélération basée sur une accélération et une entrée de position nécessite au moins un contrôleur précis du 3ème ordre avec un résolveur numérique très rapide. Puisque votre moteur surdimensionné n'aura probablement pas de réponse linéaire, vous devrez également le corriger. Il faut donc beaucoup de calculs avec beaucoup de mesures à rassembler et beaucoup d'erreurs à gérer en peu de temps, et au moment où vous obtiendrez les paramètres à saisir dans votre contrôleur de moteur, vous serez peut-être déjà mort .

Oui, physiquement, c’est juste la mécanique newtonienne de base et le tennis qui joue avec des missiles, et c’est possible en théorie.

Cependant, il n'y a pas de réponse définitive à la faisabilité tant que personne ne l'a fait, et cela relève davantage de la science-fiction que de l'ingénierie.

Aurélien Pierre
la source
"vous devez certainement utiliser des satellites ici, car le char pourrait être aveuglé par les montagnes, etc." Je fais référence aux engagements entre chars et chars, qui peuvent probablement être limités à 0,5 à 1,5 km et la visibilité directe serait tout ce qui importait dans ces engagements. Si l'autre tank peut tirer sur le mien, j'ai un champ de vision sur ce projectile qui arrive. Si vous relisez ma question, je viens d'apporter quelques éclaircissements pour éliminer certaines suppositions, et je pense avoir consolidé ma question.
john doe
Une autre pensée: "En supposant que vous disposiez du moteur (actionneur) idéal pour le faire, garantissant un contrôle adéquat pour obtenir une précision sur la position, la vitesse et l'accélération", pourrait-on utiliser une combustion brute alimentée de manière dynamique? Fondamentalement, un calcul disant "nous devons aller exactement aussi loin, à ce moment précis, nous devons donc insérer exactement cette quantité de propulseur", puis créer le mouvement en une action rapide pour simplement une partie de la complexité que vous décrivez? Juste une pensée étrange.
john doe
Aussi, avez-vous pensé à la possibilité de garder l'armure en mouvement, avec peut-être une deuxième plaque de blindage identique à l'autre extrémité comme contrepoids? (une pièce constamment en mouvement pourrait ne pas être idéale, mais un changement de vitesse moins intense est requis, et je suppose que vous obtenez également l'avantage accidentel de rendre difficile pour tout soldat ennemi d'approcher directement du véhicule)
john doe
D'après ce que je sais, un laser peut mesurer une vitesse ou une position statique, mais pas les deux en même temps. Il vous faut donc une triangulation à partir de 3 points. Pour connaître la position de l'impact, vous avez besoin de la position, de la vitesse et de l'accélération du projectile et vous n'obtiendrez jamais ces données à partir d'un seul point. Qu'est-ce qu'un laser mesure est un rayon en coordonnées sphériques, il vous manque 2 autres coordonnées.
Aurélien Pierre
"En gros, un calcul disant" nous devons aller exactement aussi loin, en ce moment même, nous devons donc insérer exactement cette quantité de propulseur "," non, le contrôle du mouvement est bien plus compliqué que cela, car vous traitez avec des non-linéarités partout et erreurs de position. Vous avez besoin de capteurs pour obtenir des retours sur votre position, puis de processeurs pour calculer l'erreur et ajuster l'entrée, et c'est pourquoi les robots ont mis si longtemps à émerger… Nous connaissons la théorie pour les contrôler depuis les années 1970 mais nous venons de faire exécuter le processeur les calculs
Aurélien Pierre