Ist die Verwendung von Casaba Howitzer-ähnlichen Geräten als Präzisionsschneidgeräte plausibel?
On Dezember 31, 2020 by adminWie gut würde so etwas wie eine Casaba-Haubitze als Strahlwaffe funktionieren? Eine Casaba-Haubitze ist eine Art gerichteter Explosion, die die Energie einer Explosion in eine bestimmte Form oder Richtung fokussiert. Zum Beispiel ein nuklearer Speer, ein Schuss in die Kammer usw.
Die ursprüngliche nukleare Form Das Ladungsdesign erforderte die Verwendung einer Wolframplatte …
Wie bereits erwähnt, wurden leichtere Elemente wie Kunststoffe oder sogar Wasserstoff in einer dicken und schmalen statt einer breiten und flachen Form verwendet können Sie einen sehr schmalen Kegel und sehr hohe Partikelgeschwindigkeiten erreichen. In einem wissenschaftlichen & Global Security-Bericht aus dem Jahr 1990 wurde Polystyrol als Treibmaterial verwendet, um einen Partikelstrahl mit einer Ausbreitung von 5,7 ° und einer Geschwindigkeit von 1000 km / s zu erzeugen.
Ich stelle mir eine fokussierte energiereiche Explosion vor, mit der Objekte im Weltraum verdampft werden. Schwächere Versionen könnten verwendet werden, um in Raumschiffe, Metall usw. zu schneiden. Wie gut würde ein solches Gerät zum Konzentrieren von Energie funktionieren? Oder sollten wir uns nur an physikalische Schneidinstrumente und / oder Laser halten?
Kommentare
- Eine eingehende Diskussion der Casaba Howitzer ist verfügbar unter Tough SF .
- Vielleicht möchten Sie sich auch die Casaba Howitzer und bombengepumpter Laser Einträge der immer lesenswerten Atomrakete
- Ich ‚ weiß nichts über den Winkel der Strahlwaffe (ha!), sondern detoniere eine Atombombe als eine geformte Ladung, um Zugang zu erhalten … zu was? die ausgebrannte Schale eines ehemaligen Kriegsschiffes? Welche Art von Rüstung stellen Sie sich vor, die durch Nuklearwaffen zerstört werden müsste, und welche Art von Wert würde in einem von Nuklearwaffen geöffneten Raumschiff verbleiben?
- Wenn die bereitgestellte Antwort hilfreich wäre, wäre es schön, wenn Sie abstimmen könnten oder akzeptiere es (oder beides). Wenn es nicht hilfreich war, könnten Sie vielleicht erklären, warum, und das wird entweder dazu beitragen, es zu verfeinern oder späteren Antwortenden zu helfen.
- @bukwyrm Der Sinn einer solchen Waffe besteht darin, die Vor- und Nachteile zu kombinieren von gerichteten Energiewaffen (mangelnde Reichweite) und von Raketen (Schwäche der Punktabwehr).
Antwort
Nun, theoretisch ist es eine Art „Strahlwaffe“ in Form von Schwermetallplasma. Sie müssten einige kräftige Richtungsschilde haben, um den Plasmastrom zu einem nutzbaren Strahl zu verfeinern. wäre für einen massiven Teilchenbeschleuniger viel kostengünstiger. Dies hängt davon ab, dass ein Teil Ihres Schildes verdampft wird, um das Plasma zu erzeugen.
Antwort
Mit chemischen Sprengstoffen können wir keine Präzision erzielen , also nein.
Sehen Sie sich dieses Bild eines durch eine geformte Ladung erzeugten Lochs in einer Befestigungsrüstung an:
(es ist das links)
Sie werden feststellen, dass Sie ein Loch, nicht betroffenes Metall und zwischen diesen Materialien haben das wurde beschädigt, aber nicht zerstört. Dies zählt wahrscheinlich nicht als Präzision. Wenn es so wäre, würde es ein Loch und nicht betroffenes Metall mit sehr wenig beschädigtem Metall geben.
Dies war ein tragbarer chemischer Sprengstoff. Eine Atomwaffe wird nicht genauer sein als diese.
Antwort
Hier ist ein großes Problem mit konventionellen Atombomben: Sie verkleinern sich nicht. Es gibt eine Mindestgröße, die durch das spaltbare Material bestimmt wird, das Sie verwenden. Ein reines Plutonium-239-Gerät würde 11 kg Plutonium benötigen und ein Äquivalent von 10 bis 20 Tonnen TNT ergeben (lesen Sie den W54-Sprengkopf für a reales Gerät dieser Ausbeute). Das sind ungefähr 40 GJ, was ziemlich viel Energie für einen einzelnen Bearbeitungsvorgang bedeutet (und es ist auch eine ziemlich ineffiziente Methode, all das schwer herzustellende Plutonium zu verbrauchen, das besser als erste Stufe verwendet werden könnte Weitere Ineffizienzen verschwenden einen ziemlich großen Teil dieser Energie, aber es ist immer noch ein verdammter Knall.
Denken Sie als nächstes daran, dass sich eine Casaba-Haubitze konzentriert Ein Großteil seiner Energie geht in die gewünschte Richtung, aber nicht alles . Dies bedeutet, dass ziemlich viel in andere Richtungen geht, was bedeutet, dass Sie Ihren Atomhammer nicht zu nahe an einem anderen einsetzen können Infrastruktur, die nicht sehr gut geschützt ist. Sie möchten dies wahrscheinlich auch in niedrigen Umlaufbahnen vermeiden, da EMP die Nachbarn wahrscheinlich stört und Ihre möglicherweise stört auch eigene Leute.
Nun, das Zeug, das tatsächlich auf das Ziel trifft, wird eine Mischung aus Röntgenstrahlen, Neutronen, Elektronen und Lichtkernen sein.Jeder von ihnen wirkt sich auf leicht unterschiedliche Weise auf das Ziel aus, und sie werden nicht alle zur gleichen Zeit eintreffen. Dies ist technisch gesehen eine Unannehmlichkeit.
Schließlich trifft die nukleare Explosion das Ziel wird nicht sauber ein Loch durchschmelzen. Es wird einen vergleichsweise flachen Abschnitt der Oberfläche sehr schnell erwärmen (siehe ToughSFs Berechnungen für eine Vorstellung von Tiefe; sie sind nicht korrekt, aber sie befinden sich im richtigen Baseballstadion), was dazu führen kann explosionsartig verdampfen, schmelzen oder nur alle möglichen interessanten Wärme- und Strahlungseffekte erleiden. Es wird auch keine genau definierte Strahlkante haben; die Leistungspegel werden außerhalb des Bullseye stark abfallen, aber angesichts der beteiligten Skalen („Ground Zero“ wird wahrscheinlich einen Durchmesser von Metern am Ziel haben) wird es eine offensichtliche geben Übergang am Ziel, der zu hässlichem Brennen, Vernarben oder Brechen führt, von denen keines wirklich „Präzision“ impliziert. Siehe Itmauves Antwort oben, wie ein chaotischer Bearbeitungsprozess bei kleinen Maßstäben aussieht; Stellen Sie sich jetzt einen Durchmesser von etwa 10 m vor, glühend heiß und möglicherweise radioaktiv.
Es wäre also teuer, ineffizient, ungeschickt, unordentlich und wahrscheinlich massiv übertrieben. Gut für Waffen, nicht gut für irgendetwas anderes.
Sie könnten versuchen , Dinge zu reparieren, indem Sie einige gigantische elektromagnetische Fokussierungssysteme herstellen, um die nukleare Explosion noch weiter zu kollimieren, aber an diesem Punkt können Sie auch einfach ein einfacheres Teilchenstrahlsystem bauen, das gibt Sie können die Strahlparameter viel besser steuern, ohne die unordentlichen Nebenwirkungen einer tatsächlichen Atombombe.
Halten Sie sich für Präzisionsarbeiten an Laser und konventionellere Partikelstrahlsysteme.
Antwort
Präzision ist ein relativer Begriff – für Implementierungen, bei denen ein herkömmlicher Schneidprozess ausreicht, kann Präzision das Schneiden mit einer Kantenschadensfläche von weniger als einem Millimeter bedeuten tief, aber für etwas so Großes, dass es die Energie einer Atombombe erfordert, in die man schneiden kann, das wären mindestens zehn von mir Die Schadenszone kann bis zu einem Zentimeter toleriert werden.
Denken Sie daran, Steine zu sprengen. Das Strahlen ist weniger präzise als geformte Ladungen, sicherlich viel weniger präzise als eine Diamantsäge oder ein Laser, aber für die Anwendung – Abbau schwer zu brechender Materialien oder Herstellung einer geeigneten Form Ein großer Hohlraum für Bauzwecke ist präzise genug.
Laser können zum Schneiden von Blech oder dünnen Rümpfen ausreichen. Wenn Sie jedoch ein Loch direkt durch Zentimeter aus verstärktem Stahl bohren müssen, entsteht eine geformte Ladung erforderlich. Wenn Ihr Substrat fast hundert Meter Nickel-Eisen enthält, kann möglicherweise nur ein Casaba-Hotwire mit einem schmalen Strahlprofil durchlaufen werden.
Anschließend schneiden Sie das Material zunächst mit weniger präzisen Methoden Bearbeiten Sie die Oberfläche so, dass sie Ihren Präzisionsanforderungen entspricht. Wir schneiden bereits Bleche mit sehr ungenauen Methoden wie einem Winkelschleifer, aber dann schleifen wir die Kante des Produkts mit anderen präziseren, aber langsameren Methoden, um das Ergebnis auf Toleranz zu bringen, beispielsweise zum Schweißen.
Das gleiche gilt: Sie verwenden rohe Gewalt, um das Material in die gewünschte Größe und grobe Form eines Produkts zu schneiden, und verwenden dann die langsameren, aber präziseren Methoden, um die grobe Form zu bearbeiten oder zu schneiden Form näher an der endgültigen Form, und schließlich verwenden Sie einen Endbearbeitungsdurchlauf der Werkzeuge mit höchster Präzision, um das Produkt mit der erforderlichen Toleranz fertigzustellen, ohne dabei tatsächlich viel Material zu entfernen. Dies ist genau das, was wir normalerweise bei CNC-Maschinen tun – grobe Werkzeuge übernehmen den größten Teil der Materialentfernung und -formung, dann bearbeitet ein langsameres Werkzeug das Teil bis zur geplanten Form, dann bearbeitet eine Endpassmaschine das Teil auf die richtige Oberflächenbeschaffenheit und Toleranz / Präzision.
Sie schneiden Ihr Ziel zuerst mit kernförmigen Ladungen auf die raue Form und schleifen die Schnittfläche auf die genauen Abmessungen Ihres Endprodukts ab.
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