Джон Чейз - Наука «Звёздных Войн»

Когда самолет движется в каком-либо направлении, на поворот уходит время. Обычно протяженность поворота определяется по его радиусу. Чем быстрее движется предмет, тем больше места ему нужно для поворота, поэтому у сверхзвукового истребителя F-16 Fighting Falcon радиус поворота будет больше, чем у легкомоторной «Цессны».

Так при чем же тут повороты с наклоном?

Когда самолет поворачивает, он не просто рыскает, что привело бы к большому радиусу поворота. Вместо этого он использует подъемную силу.

При обычном горизонтальном полете подъемная сила направлена вертикально вверх, поддерживая самолет в равновесии с силой притяжения Земли. Но, если самолет накренится, часть подъемной силы будет направлена в ту сторону, куда самолет поворачивает. Именно она помогает самолету повернуть быстрее.

Если вы посмотрите на большинство космических кораблей в мире «Звёздных войн», то вы не увидите у них рулевых поверхностей, необходимых для смены ориентации в пространстве. Выглядит логичным, потому что корабли были построены для полетов в космосе, где законы аэродинамики не действуют.

Несмотря на это, при поворотах корабли наклоняются, как самолеты в земной атмосфере. Очевидно, в космосе корабли используют другой способ смены направления, не связанный с аэродинамическими свойствами.

Х-крыл относится к группе летательных аппаратов под аббревиатурой СВВП (самолет вертикального взлета и посадки). Хотя в реальном мире летательные аппараты типа СВВП могут еще и парить на большой высоте, Х-крылы никогда так не поступают. Вероятно, из-за того что при взлете они используют репульсорную технологию.

Во время полета крылья Х-крыла сложены, и в этом виде истребитель напоминает классический двукрылый самолет. Но в бою они раскрываются, придавая ему знаменитую форму буквы «Х».

Подобное конструкторское решение снижает максимальную скорость и маневренность судна при полете в атмосфере — например, на планете, где находится база «Старкиллер». В чем же его смысл?

В наши дни изменение конфигурации крыла позволяет самолету изменить его летные характеристики. Такой возможностью пользуются различные самолеты: «Конкорд», F3 Tornado, F-14 Tomcat и многие другие.

Изменение конфигурации крыла позволяет самолетам лучше маневрировать или пролетать большее расстояние, тратя меньше горючего, то есть увеличивать потенциальную дальность. Однако все эти изменения эффективны только в атмосфере.

Таким образом, в случае Х-крыла мы должны спросить: дает ли раскрытие крыльев какие-то плюсы при полете в космосе? Нет. Оно увеличивает зону поражения для установленных на крыльях лазерных орудий, так что смысл раздвижных крыльев касается боевых, а не летных качеств корабля.

Х-крыл в два раза легче истребителя F-14 Tomcat, а его максимальная скорость в атмосфере 1050 км/ч, что меньше половины скорости F-14. Можно было бы ожидать, что радиус поворота у него будет меньше. Но крылья слишком малы, и на них нет рулевых поверхностей, так что, вероятно, здесь работают технологии, которые нам пока неизвестны.

В космосе объекты движутся в том направлении, куда их толкнули. Для корабля этот толчок исходит от его двигателей, которые выпускают вещество в одном направлении, образуя тем самым тягу в противоположном. Такой тип двигателя называется реактивным и подчиняется третьему закону Ньютона, гласящему, что каждому действию есть равное противодействие.

Другой путь — применить маховик или гиродин, создающие вращательную силу внутри корабля. Чем больше и массивнее маховик, тем значительнее сила вращения. Маховики и гиродины используются для изменения ориентации спутников, телескопов и Международной космической станции.

У кораблей вселенной «Звёздных войн», таких как «Тысячелетний сокол», Х-крылы и СИД-истребители, не видно специальных реактивных двигателей для осуществления поворотов. Теоретически внутри у них может быть маховик, но он должен быть очень массивным и прочным, чтобы вращаться невероятно быстро, не разлетаясь на части.

Более реалистичным выглядит управление вектором тяги. Оно позволяет направить часть энергии от двигателя в сторону, отличную от основного курса полета, создавая боковую силу. Такой эффект используется в ракетах и истребителях, а также, очевидно, в «Тысячелетнем соколе».

«Сокол» исполняет резкие повороты с наклоном — как истребитель. Он способен поворачивать под углом, близким к прямому, и даже переворачиваться вокруг поперечной оси по тангажу, как сделала Рей, когда ее преследовали истребители Первого Ордена на Джакку.

Его двигатели расположены сзади, а сверху и снизу размещены рулевые пластины для управления вектором тяги. Поскольку они могут двигаться только вверх и вниз, кораблю, по сути, доступно движение лишь по двум осям — крену и тангажу, без рысканья. Впрочем, в атмосфере он может пользоваться еще и репульсорами, чтобы компенсировать гравитацию планеты и даже облегчить маневрирование.

Если «Сокол» хочет повернуть, ему сначала надо наклониться, повернув крайние левые и правые рулевые пластины в противоположных направлениях. Доведя наклон до нужного угла крена, он начинает наклон по тангажу, пока нос корабля не будет нацелен в нужном направлении. Крен оказывается необходимым для возможности «Сокола» эффективно использовать вектор тяги при поворотах.

Для того чтобы понять, насколько эффективной может быть идея управляемого вектора тяги, посмотрите на F-22 Raptor. Его пилоты выполняют очень точные повороты и невероятные маневры. Для контроля систем управления вектором тяги необходим компьютер, что, скорее всего, реализовано и на кораблях вселенной «Звёздных войн».

Таким образом, хотя в космосе и не действуют законы аэродинамики, корабли, подобные «Соколу» и Х-крылам, наклоняются благодаря управляемому вектору тяги.

Вспомните одну сцену.

Имперский шаттл с Люком на борту вылетает из главного ангара Звезды Смерти. Целую стену сносит взрывом. Вырывая победу из лап смерти, Лэндо выводит «Сокола» из взрывающейся позади него станции и направляет к Эндору Они с Ниеном Нунбом с облегчением смеются. Мы видим эндорский лес, где Хан, Лея, Чуи и эвоки наблюдают саморазрушение Звезды Смерти — похожее на фейерверк в небе. Все радуются. Вскоре титры бегут на фоне звездного неба. Проблемы? Возможно. Нет сомнений, что сцена в «Возвращении джедая» снята и смонтирована прекрасно. Но давайте посмотрим на это с точки зрения науки. Что на самом деле случилось бы с эвоками на покрытой лесами луне, когда вторая Звезда Смерти была уничтожена? Смогла бы маленькая луна пережить это событие? Давайте попробуем создать альтернативную концовку к фильму с помощью науки.