¿Es plausible utilizar dispositivos tipo Casaba Howitzer como implementos de corte de precisión?
On diciembre 31, 2020 by admin¿Qué tan bien funcionaría algo como un Casaba Howitzer como arma de rayos? Un obús Casaba es un tipo de explosión direccional que enfoca la energía de una explosión en una forma o dirección específica. Por ejemplo, una lanza nuclear, un disparo de pistola en la recámara, etc.
La forma nuclear original El diseño de carga requería el uso de una placa de tungsteno …
Como se señaló anteriormente, el uso de elementos más livianos, como plásticos o incluso hidrógeno, en una forma gruesa y estrecha en lugar de ancha y plana , puede lograr un cono muy estrecho y velocidades de partícula muy altas. Un informe de Science & Global Security de 1990 utilizó poliestireno como material propulsor para producir un haz de partículas con una extensión de 5,7 ° y una velocidad de 1000 km / s.
Estoy imaginando una explosión enfocada de alta energía que se usa para vaporizar objetos en el espacio. Las versiones más débiles podrían usarse para cortar naves espaciales, metal, etc. ¿Qué tan bien funcionaría un dispositivo de este tipo para concentrar energía? ¿O deberíamos limitarnos a utilizar instrumentos de corte físicos o láseres?
Comentarios
- Una discusión en profundidad sobre Casaba Howitzer está disponible en Tough SF .
- También puede consultar el Obús Casaba y láser bombeado por bomba de las entradas Cohete atómico
- No ‘ no sé sobre el ángulo del arma del haz (¡ja!) pero detonar una bomba nuclear como una carga con forma para ganar entrada … ¿a qué? ¿La cáscara quemada de un antiguo buque de guerra? ¿Qué tipo de armadura imagina que necesitaría romperse con una bomba nuclear y qué tipo de valor permanecería en una nave espacial abierta?
- Si la respuesta proporcionada fuera útil, sería bueno si pudiera votar a favor o aceptarlo (o ambos). Si no fue útil, tal vez podría explicar por qué, y eso ayudará a refinarlo o ayudará a responder más tarde.
- @bukwyrm El objetivo de un arma de este tipo es combinar las ventajas y mitigar las desventajas de armas de energía dirigida (falta de alcance) y las de misiles (debilidad para la defensa del punto).
Respuesta
Bueno, en teoría, es una especie de «arma de rayos» en forma de plasma de metales pesados. Tendría que tener algunos escudos direccionales fuertes para refinar el flujo de plasma en un rayo utilizable. sería mucho más rentable para un acelerador de partículas masivo. Esto se basa en vaporizar una parte de su escudo para crear el plasma.
Respuesta
No podemos hacer precisión con explosivos químicos , así que no.
Echa un vistazo a esta imagen de un agujero creado con una carga en forma en una armadura de fortificación:
(Es el de la izquierda)
Notará que tiene un agujero, metal no afectado y entre esos materiales que fue dañado pero no destruido. Esto probablemente no cuenta como precisión. Si lo fuera, habría un agujero, y metal no afectado, con muy poco metal dañado.
Este era un explosivo químico portátil. Un arma nuclear no va a ser más precisa que esto.
Respuesta
Aquí hay un gran problema con las bombas nucleares convencionales: no se reducen. Hay un tamaño mínimo dictado por el material fisible que está utilizando. Un dispositivo de plutonio-239 puro necesitaría 11 kg de plutonio y produciría un equivalente de 10 a 20 toneladas de TNT (consulte la ojiva W54 para una dispositivo del mundo real de ese rendimiento). Eso es aproximadamente 40GJ, que es una gran cantidad de energía para gastar en una sola operación de mecanizado (y también es una forma bastante ineficiente de gastar todo ese plutonio difícil de fabricar, que podría usarse mejor como primera etapa de un dispositivo termonuclear estilo teller-ulam mucho más poderoso). Si se producen más ineficiencias, se desperdiciará una gran parte de esa energía, pero sigue siendo una explosión increíble.
A continuación, recuerde que un obús de casaba enfoca gran parte de su energía en la dirección deseada, pero no toda . Esto significa que una gran parte termina yendo en otras direcciones, lo que significa que no puede desplegar su martillo nuclear demasiado cerca de ningún otro infraestructura que no está muy bien protegida. Probablemente también quieras evitar hacerlo en órbitas bajas, porque es probable que EMP moleste a los vecinos y a tu gente propia también.
Ahora, lo que realmente golpeará el objetivo será una mezcla de rayos X, neutrones, electrones y núcleos de luz.Cada uno de ellos afectará al objetivo de formas ligeramente diferentes, y no todos llegarán al mismo tiempo. Esto es algo así como un inconveniente, desde el punto de vista de la ingeniería.
Finalmente, la explosión nuclear golpeó el objetivo no va a derretir un agujero a través de él. Calentará una sección relativamente poco profunda (eche un vistazo a los cálculos de ToughSF para tener una idea de la profundidad; no son correctos, pero están en el estadio correcto) de la superficie muy rápidamente, lo que puede hacer que se vaporizan explosivamente, se funden o simplemente sufren todo tipo de interesantes efectos térmicos y de radiación. Tampoco tendrá un borde de haz claramente definido; los niveles de potencia caerán drásticamente fuera de la diana, pero dadas las escalas involucradas (la «zona cero» probablemente tendrá metros de diámetro en el objetivo) habrá un obvio transición en el objetivo que provocará quemaduras, cicatrices o fracturas desagradables, ninguna de las cuales implica realmente «precisión». Consulte la respuesta de Itmauve anterior para ver cómo se ve un proceso de mecanizado desordenado a escalas pequeñas; ahora imagínelo de unos 10 metros de diámetro, al rojo vivo y posiblemente radiactivo.
Entonces, sería caro, ineficiente, torpe, desordenado y probablemente excesivo. Está bien para las armas, no bien para cualquier otra cosa.
Podrías intentar arreglar las cosas creando unos gigantescos sistemas de enfoque electromagnético para colimar aún más la explosión nuclear, pero en ese punto también puedes construir un sistema de haz de partículas más simple que proporcione usted controla mucho mejor los parámetros del haz sin ninguno de los efectos secundarios complicados de tener una bomba nuclear real estallando.
Apéguese a los láseres y los sistemas de haz de partículas más convencionales para un trabajo de precisión.
Respuesta
Precisión es un término relativo: para implementaciones en las que un proceso de corte tradicional es suficiente, la precisión podría significar cortar con un área de daño del borde de menos de un milímetro profundo, pero para algo tan grande que requiere la energía de una bomba nuclear para cortar, que sería al menos decenas de mí tres de espesor, la zona de daño podría tolerarse hasta un centímetro.
Piense en la voladura de rocas, la voladura es menos precisa que las cargas con forma, ciertamente mucho menos precisa que una sierra de diamante o un láser, pero para la aplicación: extraer materiales difíciles de romper o hacer una forma adecuada cavidad grande para fines de construcción, es lo suficientemente precisa.
Los láseres pueden ser suficientes para cortar láminas de metal o cascos delgados, pero si necesita perforar un orificio recto a través de centímetros de acero reforzado, entonces una carga con forma será suficiente. necesario. Si su sustrato es de casi cien metros de níquel-hierro, entonces un alambre de casaba con un perfil de haz estrecho puede ser lo único que pueda atravesar.
Primero cortará el material con métodos menos precisos, luego mecanice la superficie para cumplir con sus requisitos de precisión. Ya estamos cortando chapa utilizando métodos muy imprecisos como una amoladora angular, pero luego procedemos a pulir el borde del producto con otros métodos más precisos pero más lentos para reducir el resultado a la tolerancia, para cosas como, por ejemplo, la soldadura.
Lo mismo, usa fuerza bruta para cortar el material en el tamaño deseado y la forma rugosa de un producto, luego usa los métodos más lentos pero más precisos para mecanizar o cortar / triturar la forma rugosa en un forma más cercana a la forma final y, finalmente, utiliza una pasada de acabado de herramientas de la más alta precisión para terminar el producto con la tolerancia requerida, sin quitar realmente mucho material en el proceso. Esto es exactamente lo que hacemos habitualmente en las máquinas CNC: las herramientas en bruto se encargan de la mayor parte de la eliminación y el modelado del material, luego una herramienta más lenta mecaniza la pieza hasta la forma planificada, luego una pasada final mecaniza la pieza hasta obtener el acabado superficial adecuado y tolerancia / precisión.
Primero cortará su objetivo a la forma rugosa con cargas de forma nuclear, y luego rectificará la superficie de corte a las dimensiones precisas de su producto final ..
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