Двигатели

Двигатели — устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу. Под большей

## Медленные двигатели

Под медленными двигателями подразумеваются двигатели, которые не сочетают высокий удельный импульс с высокой скоростью истечения и как следствие те корабли, которые

### Химические двигатели

Химические двигатели используют энергию химических связей. В камере сгорания химического двигателя потенциальная (химическая) энергия топлива (как правило, состоящего из компонентов — горючего и окислителя, но существуют и однокомпонентные топлива) преобразуется в тепловую энергию, после чего тепловая энергия переводится в механическую работу. Атмосферные химические двигатели используют окислитель и/или рабочее тело из атмосферы, также используя атмосферу в роли охладителя.

Наиболее распространенным видом химического топлива является метановые двигатели. Метан + водород дают высочайший удельный импульс из всех видов топлива - 377 секунд. Производные вещества могут быть произведены при простом химическом производстве на основе воды и грунта большинства планет и при этом могут хранится в течении неограниченного срока. Это делает метановые двигатели наиболее распространенными на фронтире и средних мирах в виде ускорителей и маневренных двигателей на крупных кораблях, и двигателей макродронов.

Вторым по распространенности топливом является металлический водород для получения и мощной тяги, с удельный импульс - 1700 секунд. Металлический водород подается в камеру сгорания и разогревается импульсным лазером. При повышении температуры до критической точки (748 градусов цельсия) водород взрывообразно рекомбинируется в молекулярный водород. В связи с большой энергией реакции в камеру сгорания также впрыскивается жидкий водород или вода, для уменьшения температуры в камере сгорания, что снижает удельный импульс до 1100 секунд или 500 секунд соответственно.

Металлический водород может добываться шахтерскими флотилиями из газовых гигантов, которые подвергаются планетарному слому или производится на индустриальных компрессорах, которые с помощью огромного давления и температуры превращают жидкий водород в металлический. Военные используют металлический водород связанный с литием - LiHx производимый в специальных компрессорах, данный сплав более стабилен и легок для получению, требует большей температуры для рекомбинации и как следствие - противнику сложнее вызвать взрыв водорода с помощью высокоэнергетического оружия.

Широко распространенный тип двигателя на малых кораблях, гардах и макродронов, которые не могут позволить себе использование факельных двигателей из-за своих малых габаритов, а ядерные и метановые двигатели - из-за слабого потенциала для маневров. Водородные двигатели также используются крупными кораблями в роли одноразовых внешних ускорителей, или в качестве маневренных двигателей, облегчающих повороты основных судов.

Водородные двигатели также часто используется в роли атмосферных двигателей, прыжковых ранцев и джетпаков, в связи с компактностью топлива и высокой концентрацией энергии. Рекомбинация металлического водорода дает в 51 раз больше энергии чем взрыв тротила, при равной массе.

### Ядерные двигатели закрытого типа

Ядерные двигатели замкнутого цикла, они же "ядерные лампочки", были известны для человечества с эпохи первичного освоения космоса. В реакторе находится урановое топливо, в котором протекает контролируемая реакция, реактор нагревает топливные каналы, сквозь которые проходит водород (или другое рабочее тело), разогревается до высоких температур и выбрасывается через сопло. Планетарные двигатели используют в качестве рабочего тела атмосферные газы на высоких скоростях (начиная с 2 числа маха).

Ядерные двигатели превосходят плазменные двигатели по удельному импульсу, но проигрывают плазменным двигателям по скорости истечения. По сравнению с двигателями на металлическом водороде ядерные двигатели наоборот проигрывают по удельному импульсу, но имеют лучшие показатели по скорости истечения. Также ядерные двигатели нуждаются в радиационном экранировании, и являются источником радиоактивного загрязнении при их повреждении.

Ядерные двигатели используются в качестве основных двигателей на гражданских и индустриальных кораблях, а также для высокоскоростной авиации. Также они часто используются в качестве двигателей ракет-носителей для экономичной доставки грузов с поверхности планет, на которых нет каких либо планетарных ускорителей.

### Термоядерные двигатели

Термоядерные ракеты представляют из себя переработанные термоядерные реакторы,выполняющие работу по ускорению реактивной массы.

Существуют три вида энергии, выделяемые при термоядерном синтезе. Термическая энергия - при синтезе атомы ионизируются в горячие плазменные ионы, которые содержат в себя тепловую энергию и которых просто использовать. Нейтронная энергия - нейтронная радиация представляет собой опасную радиацию. Проникающая способность нейтронов очень велика по причине отсутствия заряда и, как следствие, слабого взаимодействия с веществом. Крайне опасна для людей. Тормозное излучение - происходит при столкновении ионов с электронами. В ходе излучения выделяется рентгеновские лучи и холодные ионы, отбирая у двигателя тепловую энергию.

Большая часть современных термоядерных двигателей преобразуют энергию нейтронного и тормозного излучение в тепло, которым разогревают рабочее тело, которое выбрасывается одновременно с выхлопом термоядерного топлива. Двигатель может перейти в режим экономии рабочего тела и переключиться в чистый термоядерный синтез, в случае непредвиденных обстоятельств. Как и в случае с плазменными двигателями, термоядерные двигатели могут усилить свою тягу, перейдя на скоростной режим, но при этом многократно увеличивая затраты топлива и рабочего тела.

Большая часть термоядерных двигателей обеспечивают полеты транспортных кораблей в глубоком космосе и на крупных грузовых кораблях, перевозят большие объёмы первичных материалов от места добычи к месту обработки. Личный транспорт также часто оснащается термоядерным двигателем, подобные корабли часто используются малыми торговыми компаниями и частными бизнесом. Термоядерные двигатели не способны на работу в атмосфере планет и глубоких гравитационных колодцах.

### Плазменные двигатели

Космос - чрезвычайно большое пустое пространство, полет сквозь которое требует больших ресурсов. Инженеры должны выбрать двигаться ли кораблю быстро, но щедро растрачивая топливо или медленно, но экономно. У большинства автономных индустриальных и транспортных судов стоит приоритет экономичной транспортировки грузов, что привело к распространение Электромагнитных Реактивных Ускорителей.

ЭРУ это ионный ускоритель, реактивный двигатель которого использует радиоволны для ионизации рабочего тела с последующим разгоном полученной плазмы с помощью электромагнитного поля для получения тяги. ЭРУ являются наиболее безопасным видом двигателей, при этом способным на высокоэкономичный полет (в разы медленнее химических двигателей, но с огромной скоростью выхлопа) или скоростной (при этом его скорость лишь на 40-45% уступает метановым ракетам, но двигатель быстро расходует рабочее тело).

ЭРУ широко используется в роли стабилизирующих двигателях на космических станциях и хабитатах, а также на большом количестве автономных спутников и зондов. В средних мирах и фронтире можно встретить подобные двигатели и на гражданских и индустриальных судах, а также на кораблях выполняющих торговую роль и роль циклеров. Крупные корабли могут также оснащаться ЭРУ в качестве резервного двигателя.

ЭРУ являются двигателем, которые не может функционировать в атмосфере, включая атмосферу состоящую из инертных газов, в тоже время соотношение тяги к массе двигателя делает невозможным выход на орбиту с тела с гравитацией на поверхности больше чем 0.12 g.

## Факельные двигатели

Факельными двигателями называются двигатели имеющие высокую тягу и высокий удельный импульс. Большинство кораблей с факельными двигателями способны поддерживать искусственную гравитацию за счет ускорения и двигаться по брахистохроническим орбитам.

Из-за сочетания экономичности и мощности факельные двигатели потенциально являются мощным оружием, так как массивный корабль оснащенный подобным двигателем может нанести существенный урон густонаселенной колонии просто врезавшись в неё. Это и тот факт, что факельные двигатели крайне дорогостоящие делает факельные корабли редкими, распространенными лишь среди торговых корпораций, экспедиционных и военных флотилий, представителей власти и Великих Домов.

### Ядерно-импульсные двигатели

Ядерно-Импульсные Двигатели представляют из себя систему амортизаторов, отражающей плиты и выпускаемых из грузового отсека направленных ядерных зарядов. Заряды подрываются на небольшой дистанции от корабли (100-200 метров), и плазменная волна толкает плиту и корабль в целом, в то время как амортизаторы снижают перегрузки испытываемые кораблем и полезным грузом. Альтернативная компоновка включает в себя магнитное сопло и термоядерные заряды, зажигаемые при помощи мощных испульсных лазеров или сжимающих магнитов. В этом случае магнитное сопло или абляционная плита выполняет роль отражающей плиты, получающей импульс от термоядерной реакции.

В течении длительного времени ЯИД были единственными двигателями причисленными к факельному типу. Большая часть военных флотилий солнечной системы использовала двигатели компоновки типа "орион" для ведения патрульных и боевых действий далеко за пределами Земли, а первые предтечи современных циклеров связывали внутренние и внешние планеты.

Сейчас ядерно-импульсные двигатели имеют нишевую военную роль, выполняя доставки грузов в роли военных грузовых кораблей, десантных кораблей и сверхмассивных транспортов типа земля-орбита. Торговые и круизные корабли чаще используют подобные двигатели, в связи с их небольшой стоимостью и большой скоростью перелетов в рамках системы. В срединных мирах, впрочем, подобные двигатели часто полностью заменяют более экономичные виды факельных двигателей, так как ЯИД достаточно просты в производстве и требуют лишь развитого ядерного цикла и сопутствующих технологий. В фронтире тяжелые модификации двигателей также обеспечивают транспорт между близкими звездами.

В целом ЯИД постоянно страдают от ограничений схожим с другими факельными двигателями, несмотря на меньшую дельтаV и относительно небольшое максимальное ускорение. Связано это с легкостью, с которой двигательная система может быть преобразована в боевую или защитную. На термоядерных двигателях с лазерным зажиганием, например, лазеры легко конвертируются в боевые, а на "орионах" ядерные заряды могут быстро использоваться в качестве боеголовок для ракет средней дальности.

Стоит заметить что использование ядерно-импульсных двигателей запрещено на заселенных планетах или пригодных для терраформированию. Исключением является использование ЯИД в военных целях - для высадки десанта или срочной переброски грузов с поверхности на орбиту. По этой причине все факельные двигатели требуют лицензирования и тщательно контролируются транспортным отелом СБА.

### Путевые двигатели

Путевые корабли используют внешние источники топлива или рабочего тела, заранее распределенные на межзвездных путях. Большинство путевых двигателей термоядерные, использующие кинетическую энергию столкновения с топливом для запуска термоядерных реакций, или же представляют собой ядерно-импульсные двигатели, которые имеют невероятно ограниченный запас разгонных ядерных зарядов.

Большинство путевых кораблей способны поддерживать в течении фазы разгона/торможения постоянное ускорение в 0.2-2.4 g, что и вводит их в класс факельных двигателей.

Путевые двигатели важная часть экономики и транспорта, использующаяся как для перемещения в центральных мирах Альянса, так и в срединных. На них проходится основная часть STL грузового транспорта.

### Термоядерные катализационные

Наиболее распространенные среди среднегабаритных боевых, курьерских и кораблей представителей власти, термоядерные катализационные двигатели сочетают инерциально-лазерную систему зажигания и топливные гранулы представляющие собой железные сферы с монополями в центре покрытые гелием-3. Монополи катализируют барионный распад, что дает энергию для термоядерного синтеза.

В качестве рабочего тела используется гранулы металлического водорода или литий-водородного сплава. В связи с высокой температурой в камере сгорания и термоядерном факеле двигатель должен использовать магнитное сопло, так как обычное неизбено расплавилось бы.

Корабли оснащенные данным типом двигателей не могут разворачиваться к друг другу или доку станции, из-за радиационной опасности и риска расплавления структур на других кораблях позади двигателя. За считанные секунды жилой блок на станции, к которой швартуется корабль может превратиться в комок расплавленного радиоактивного металла.

Несмотря на то, что ТК двигатели в среднем в 8.000 раз более эффективными чем ядерно-импульсные двигатели являются и характеризуются чрезвычайно большой скоростью скоростью истечения, тягой и ускорением, они все еще требуют большое количество реактивной массы. Чаще всего часть реактивной массы помещается не только рядом с двигателями, но и в секции между корпусом и броней корабля, создавая дополнительную защиту для герметичных секций и несущих конструкций корабля и играя роль тепловой ловушки.

### Конверсионные макродвигатели

Сверхмассивные корабли (Титаны, Фрейтеры и другие судна) используют конверсионные двигатели, работающие на принципе катализации барионного распада монополями. Иными словами монополи вызывают спонтанную трансформацию материи в энергию, при контакте с нейтронами или протонами.

С развитием технологий связанных с монополями стало возможным созданием структур из магнитной материи, представляющих собой сцепленные в единые структуры монополи. Они составляют плоские и сверхтонкие листы, которые вызывает барионный распад любой обычной материи, которая соприкасается с этой плоскостями.

Основной и самой важной частью корабля является его конвертационная камера, представляющая собой конусовидную структуру, с подвижными и крайне быстро вращающимися плоскостями монополей. Первичное взаимодействие с монополями проходит около 40 процентов материи, которая поступает в реакционную камеру синхронизированными потоками из гранул. Они поступают в камеру таким образом, чтобы в процессе распада гамма излучение и продукты распада отразились на следующий, более крупный лист из монополей. Пройдя через второй лист прореагировавшей становится 60 процентов материи, после чего факел из гамма излучения, пионов и оставшейся плазмы попадает на основную отражающую плиту из магнитной материи, в которую также интегирировано магнитное сопло. Вся структура целиком контролирует направление, в которое будет отражен поток из гамма излучения, пионов и остатков плазмы.

Тонкие слои из магнитных монополей также играют роль в защите систем доставки топлива и весь остальной корабль от жесткой гамма радиации, но это лишь частично защищает структуру от нагрева, поэтому любой конвертационный двигатель должен иметь массивные радиаторы и тепловые ловушки. Весь двигатель целиком при весьма небольших габаритах может иметь вес в сотни тысяч тонн, что ограничивает его использовании лишь крупными кораблями.

Стоимость и сложность производства подобных структур ограничивает применение данного двигателя исключительно крупными военными кораблями и судами особого назначения. Этот тип двигателя имеет самое лучшее сочетания тяги и скорости истечения, являясь ультимативным факельным двигателем. Так макродвигатели Альянса которыми оснащаются дредноуты имеют средний показатель удельного импульса в 16,000,000 секунд. На титанах удельный импульс может достигать 18 миллионов секунд и более, а тяга достигать десятков эксаватт. Скорость истечения варьируется от 0.2 до 0.3 скоростей света.

Это позволяет флагманским кораблям удерживать крейсерскую скорость на уровне остального флота и иметь соотношение массы корабля/ремассы смещенное в пользу первого, с средним соотношением в 1.2-1.4. Но это также требует постоянное использование мощных радиаторов и создаёт привлекательную мишень для вражеских кораблей. Как и остальные факельные двигатели, выхлоп макродвигателей чрезвычайно опасен и требует аккуратных маневров сближения и особого построения судов в полете.

Визуально выхлоп данных двигателей выглядят как яркое голубое сияние, с едва заметной пульсацией, что отличается от катализационных двигателей и их ровного белого выхлопа.

## Альтернативные системы движения

СБА контролирует системы доставки кораблей и грузов планетарного и орбитального базирования: ЭМ катапульты и транспортные лазеры. Модификации для использования лазерной системы доставки минимальны, а экономия полезной нагрузки колоссальна. Во время военного времени или пиратской атаки СБА используют лазерные каскады в качестве дальнобойных боевых лазеров.

Малоразмерные зонды используют **фотонный парус** для удержания себя на определенной орбите, в то время как зонды-ловушки, находясь на орбите сбора антиматерии используют **антимат-парус**. Парус сделан из графита и углеродных нанотрубок, с следовым содержанием урана. Небольшое количество антипротонов захваченных положительно заряженным парусом, вызывают ядерную реакцию, толкающую парус, что позволяет ловушке сменить орбиту.