@mapyucep 这贴欢迎你来暖场哦……

楼上两位的表演之后呢……
开始正文吧……
另一个帖子里我说过这样的一段话：
宇宙飞船这种事物来说，首先应该摆脱的就是飞机的飞行模式给我们带来的思维惯性……不遵守空气动力学的存在为什么要用受限于空气动力学的运动方式?就好比一架飞机只能像汽车一样有油门刹车方向盘……这太不科学了……
那么，宇宙中宇宙飞船应该如何运动呢？……显然，宇宙飞船在宇宙空间中是不存在任何约束的（物理学概念），所以，飞船拥有全部六个自由度……既可以在前后左右上下各个方向移动或者旋转……可以随时依照需求向需要的方向改变自己的前进路线……只要动力足够强，近似锐角的转弯轨迹也是可以实现的……眼镜蛇机动什么的相比之下完全不值一提……

好吧，算是思维惯性吧……
我们沿用之前那贴的顺序，本层还是说一说功能舱室的问题吧……
不过这次再细分一些：
比如说单人或者家庭用小型宇航器、大型客运宇航器、大型集装箱货运宇航器、大型液货宇航器、大型散货宇航器……好吧，考虑到上面两位的表演，加上一个军用宇航器吧……
那么，从单人小型宇航器开始说起吧……
这种宇航器一般来说只需要一个主要舱室供成员短时间生存，自持力有限，可能不具备卧具……

上面这个算是一种简单示意图吧……整个舱室其实是封闭的，不存在窗户，或许科技进步能带来能抵抗这种恶劣环境的玻璃大飘窗……不过意义很难说有……在舱室四壁直接投影显示外部宇宙画面效果其实是一样的……更还可以依据需要随时放大局部，显示备注信息等等……舱室内除了作为主体的部分通过装饰供人员使用外，还有部分空间留给了维持生存用的氧气瓶、淡水箱、空调等等设备……哦，说到这里，才发现自己忘了给这示意图的舱室里布置一个卫生间了……沐浴和如厕在失重环境其实是需要专用设备的好在这些东西现在国际空间站也已经有了……大家有兴趣的可以自行去了解一下……
然后，它也需要一个主机舱显然，对于这种宇航器来说，我倾向于认为其主机应该是燃料电池或者热机发电驱动的……有不同见解的欢迎补充也……

这个算是动力舱的一个示意吧……里面基本只有密密麻麻的巨型燃料电池……
除了以上两个功能舱室，这种宇航器大约还有的就是一个货舱了……不过功能上也就是大号的汽车后备箱这种……会不会是独立舱室这种豪华配置就不好下定论了……

接12楼，继小型宇航器之后，我们考虑一下大型客运宇航器，这种宇航器目前看可以有两种模式：
1、小型近程宇航器，主要负责类似地球到火星的定期航班这种任务……

上面是这种宇航器客舱的一个简单示意图，很明显，这里面很像现代的民航客机……所以，理所当然的，这种宇航器只能执行飞往24小时内能够到达的附近星球的航班任务……如果要飞更远，内部或许会变成类似当今火车卧铺车厢一样的局面……
2、大型远程宇航器
这种宇航器有三种：第一种就是开拓边境的宇宙移民飞船，第二种是大型跨星系客运飞船（这种需要超高科技），第三种是超级豪华宇宙游船（自造词……实在词汇匮乏了，同样是超高科技产物）

上面这个算是这种飞船客舱的一种诠释吧……它已经不再仅仅是满足于让乘客有一个可以安全舒适的座位了……而是开始出现各种杂七杂八的东西……从食堂餐厅到健身休闲，这些作为基本功能是必须存在的……而高配版更可能会有剧院、观景平台、商业街等等等等……

@mapyucep
下面呢，由于种种原因吧……插入一些不大相干但是又不得不说的内容了只能先……
从和本帖最接近的内容开始吧……

首先要说的是，某种意义上，他说的是正确的……
但是，他忽略了几个关键点：
首先、我一直在说，这只是示意图！注意是示意图！示意图的意思是什么？并不是真的在里面安放这样的座椅……实际上只是表示这里是生活区，可以让乘客在这里进行休闲娱乐……你愿意怎么布置、当时的技术水平允许你怎么布置，显然都是有无数种情况的……
第二、虽然宇宙中人是失重状态，但是，人在地面重力环境的生活才是主要的生活状态，所以，民用宇宙飞船的设计需要照顾到这一点，让没有经过专业宇航员训练的一般民众不至于在太空出现不适应……所以，近似地面环境的布置反而是有利的……桌子现代国际空间站也在用……如下图：

椅子在国际空间似乎踪迹难觅……不过无论航天飞机还是神舟飞船都是有的……为什么？因为加速度等效于引力场……当飞船运动姿态改变的时候（无论是加速减速还是转弯掉头）……让乘客飘在飞船内部可不是什么好主意……毕竟专业航天员都选择将自己固定在椅子上……

航天飞机驾驶舱……可见其很大程度上接近大型飞机的驾驶舱……这也是设计的一种趋同其实……
床需要说嘛？下图是空间站的床……实际上虽然太空不分上下左右，但是为了照顾人们的认知习惯，我们还是默认床是横着放的……

不看背景和绑住人的带子，单说床的话，是不是有种火车硬卧的既视感？……

第三点，对，问题还没结束，上面这第二点实际上只是本时代的科技产物……未来真的太阳系内自己买私家宇宙飞船随便旅游了……还会这样落后吗？……
为什么我说他说的在某种意义上是对的？答案就在这里了……
未来，考虑到大部分民众在购买私家宇宙飞船或者乘坐公共宇宙飞船的时候，并不会接受哪怕当代宇航员的综合训练……所以，大部分人在太空可能会面临活动困难的问题……因此，载人宇航器内部应该设计更多便于非专业人员使用的设施……比如可以这样：

当然，按照目前的物理学来推测，悬浮是大概率做不到的……底下还是要有轮子和支柱……
也可能会有这样的：

所以……或许未来宇宙船内会有另一套完全不同又方便舒适的设备……这些我实在无从预知……

紧接着说说之前那个图片中被截去的部分吧……

首先要说的就是：燃料电池到底是什么样子的？

随便从百度图片找来的一个图……很明显，燃料电池不仅仅有电极……实际上想想也知道……燃料电池首先是反应器……能为作为燃料的氢和氧提供稳定的反映环境……当然，这其实不重要……
真正重要的是：使用燃料电池驱动电火箭真的不如用化学能火箭吗？……答案是否定的显然……虽然都是氢和氧的氧化反应放出能量……但是显然，中学物理我们就学过效率这个词了吧……具体到这种原动机，应该说热效率……

这是什么水平？反正在已知的所有发动机里面是属于顶尖的存在了……
而氢氧火箭发动机呢……很遗憾……火箭发动机实际上并不将效率作为指标……它的重要指标是比冲……但是，可以明确说的是：火箭发动机但就热效率来说，怕是不及民用柴油机……这是原理决定的……
那么，怎么比较燃料电池驱动的电火箭和化学能的氢氧火箭呢？……当然是统一用宇航标准：比冲……


虽然两个截图都是旧新闻……但是显然可以看到两者比冲的差距已经是三位数和四位数这种天壤之别了……尤其是采访结束时身为航天工程硕士的张文伟说的话：要飞出太阳系，没有电火箭，我们将不能完成这个任务……
这种差距在外行人看来竟……

借这张图进一步说一下核动力的问题吧……
首先要明确的是：不管你是用核反应堆发电，还是用柴油机发电，还是用电池获取电能……只要电力的输入功率相同，那么同样的电火箭就必然获得同样的推力……电没有什么高级低级之分毕竟……以上情况下，火箭发动机的比冲也完全一样……@洒泪烧纸烧纸😫 这一点希望你绕明白了……
楼上的贴图里，化学能火箭的比冲和电火箭的比冲都有了……核动力发电也说了……剩下的只有热核直喷火箭了……不用怀疑，冷战时代苏美都有过这种东西的研究……不过一个飞上天的火箭从喷口不断喷出核废料……想想真的恐怖……


美苏各自的核动力火箭发动机实物照片……
而性能嘛……
注意到了吧……虽然核火箭比冲强于化学能火箭……但是，明显还是比不上电火箭……
再考虑到这东西带来的放射性污染……不到万不得已还是不要用的好……
当然，或许未来核聚变火箭可以更上一层楼吧……

然后，最初的最初
也是他一直耿耿于怀的问题：

讨论这个问题，首先我们要明确这样的基本公式：

角加速度β乘以物体的转动惯量I等于物体受到的合力矩M
我们假设长度一公里的宇宙飞船是一根细长匀质铁棒（不这样的话，转动惯量I实在很难计算了就）……此时有……注意到了吧……L²……一公里在国际单位制下可是1,000m……平方一下就是1,000,000m²……m我们就算是按照尼米兹级航母算吧……10万吨……这简直轻的不可思议了显然……但是，十万吨是100,000kg……所以，整个算下来，转动惯量高达100,000,000,000kg·m²……可以想象了吧……
让这样的巨物转动起来需要的力……

光说数量的巨大或许不足以说明问题……那么继续计算吧……
有了力矩，我们说强度问题要考虑的是什么？答案是应力……那么


我们在本例中已经知道M的计算方法，截面上我们视为杆那么就应该按照圆截面的公式带入
则有：

许用应力我们按照人类已知材料里的佼佼者钛合金来计算吧……

考虑到截图的列表里实际上也有更好的材料，那么我们取本表的最大抗弯强度再直接翻倍吧取3700MPa……这绝对是开外挂的科技了……
结果呢？……角加速度最大也只能是0.044rad/s²……这还是假设了一个只有尼米兹级航母重量，长度却长达一公里，强度更是直接翻倍的超级飞船……
所以……不是说大型宇宙飞船不能掉头……
但是很明显它不能快速掉头……而当你只能靠掉头来获得机动能力的时候……不能快速掉头显然可能带来致命的后果……
不要说小行星很少……飞机撞鸟也不是天天撞……但是你看看民航标准里有说可以被鸟撞坏吗？……

@无名闻天下 楼上那位归你管不？……

shilaimu乐园 科学不是该摆公式讲定律的吗？……
而且，神奇的是：找你们自己的科学吧吧务你都怕啊……

shilaimu乐园 你不是不认识他吧……科学吧我有段时间不来吧主换人了？……

shilaimu乐园 我真的好奇是什么给的你自信……
当年我教育民科至少也这样给人算过流体力学

你已经科学到用语文研究科学了吗？……
呵呵