O uso de dispositivos como Casaba Howitzer como implementos de corte de precisão é plausível?
On Dezembro 31, 2020 by adminQuão bem algo como um Casaba Howitzer funcionaria como uma arma de raio? Um Casaba Howitzer é um tipo de explosão direcional que concentra a energia de uma explosão em uma forma ou direção específica. Por exemplo, uma lança nuclear, um tiro na câmara, etc.
A forma nuclear original projeto de carga exigia o uso de uma placa de tungstênio …
Conforme observado antes, usando elementos mais leves, como plásticos ou mesmo hidrogênio, em uma forma espessa e estreita em vez de larga e plana , você pode obter um cone muito estreito e velocidades de partícula muito altas. Um relatório da Science & Global Security de 1990 usou poliestireno como material propulsor para produzir um feixe de partículas com uma propagação de 5,7 ° e uma velocidade de 1000 km / s.
Estou imaginando uma explosão focalizada de alta energia sendo usada para vaporizar objetos no espaço. Versões mais fracas poderiam ser usadas para cortar naves espaciais, metal, etc. Quão bem esse dispositivo funcionaria para concentrar energia? Ou devemos apenas ficar com instrumentos de corte físicos e / ou lasers?
Comentários
- Uma discussão aprofundada sobre Casaba Howitzer está disponível em Tough SF .
- Você também pode querer dar uma olhada no Casaba Howitzer e entradas de laser bombeado por bomba do que sempre vale a pena ler Foguete atômico
- eu não ‘ não sei sobre o ângulo do feixe de arma (ha!), mas detonando uma bomba nuclear como uma carga modelada para entrar … para o quê? a casca queimada de um antigo navio de guerra? que tipo de armadura você está imaginando que precisaria ser violada por uma bomba nuclear e que tipo de valor permaneceria em uma nave espacial aberta?
- Se a resposta fornecida fosse útil, seria bom se você pudesse votar a favor ou aceitá-lo (ou ambos). Se não foi útil, talvez você pudesse explicar por que, e isso ajudará a ser refinado ou ajudará os respondentes posteriores.
- @bukwyrm O objetivo de tal arma é combinar as vantagens e mitigar as desvantagens de armas de energia dirigida (falta de alcance) e de mísseis (fraqueza para apontar defesa).
Resposta
Bem, em teoria, é uma espécie de “arma de raio” na forma de plasma de metal pesado. Você teria que ter alguns escudos direcionais robustos para refinar o fluxo de plasma em um feixe utilizável. seria muito mais econômico para um acelerador de partículas massivo. Isso depende da vaporização de uma parte de seu escudo para criar o plasma.
Resposta
Não podemos fazer precisão com explosivos químicos , então não.
Dê uma olhada nesta imagem de um buraco criado por uma carga em forma na armadura da fortificação:
(é o da esquerda)
Você notará que tem um buraco, metal não afetado, e entre esses materiais que foi danificado, mas não destruído. Provavelmente não conta como precisão. Se fosse, haveria um buraco, e metal não afetado, com muito pouco metal danificado.
Este era um explosivo químico portátil. Uma arma nuclear não será mais precisa do que isso.
Resposta
Aqui está um grande problema com bombas nucleares convencionais: eles não diminuem. Existe um tamanho mínimo ditado pelo material físsil que você está usando. Um dispositivo de plutônio-239 puro precisaria de 11 kg de plutônio e renderia o equivalente a 10-20 toneladas de TNT (leia a ogiva W54 para um dispositivo do mundo real desse rendimento). É cerca de 40 GJ, o que é uma grande quantidade de energia para gastar em uma única operação de usinagem (e também é uma maneira bastante ineficiente de usar todo aquele plutônio difícil de fazer, que poderia ser melhor usado como o primeiro estágio de um dispositivo termonuclear muito mais poderoso do estilo teller-ulam). Ineficiências adicionais irão desperdiçar uma grande parte dessa energia, mas ainda é um estrondo e tanto.
Em seguida, lembre-se de que um obus Casaba focaliza uma grande parte de sua energia na direção desejada, mas não toda . Isso significa que uma grande parte acaba indo em outras direções, o que significa que você não pode implantar seu martelo nuclear muito perto de qualquer outro infraestrutura que não está muito bem protegida. Provavelmente, você também deve evitar fazê-lo em órbitas baixas, porque o EMP pode incomodar os vizinhos e irritar o seu suas próprias pessoas também.
Agora, o que realmente atingirá o alvo será uma mistura de raios-x, nêutrons, elétrons e núcleos de luz.Cada um deles afetará o alvo de maneiras ligeiramente diferentes e não chegarão todos ao mesmo tempo. Isso é uma espécie de inconveniente, em termos de engenharia.
Finalmente, a explosão nuclear que atingiu o alvo não vai derreter um buraco perfeitamente. Aquecerá uma seção comparativamente rasa da superfície (dê uma olhada nos cálculos do ToughSF para alguma ideia de profundidade; eles não estão corretos, mas estão na estimativa certa) da superfície muito rapidamente, o que pode causar vaporizar explosivamente, derreter ou simplesmente sofrer todos os tipos de efeitos térmicos e de radiação interessantes. Também não terá uma borda de feixe bem definida; os níveis de potência cairão drasticamente fora do alvo, mas dadas as escalas envolvidas (o “ponto zero” provavelmente terá metros de diâmetro no alvo), haverá um óbvio transição no alvo que causará queimaduras feias, cicatrizes ou fraturas, nenhuma das quais realmente implica “precisão”. Veja a resposta de Itmauve acima para saber como um processo de usinagem bagunçado se parece em pequenas escalas; agora imagine-o com cerca de 10 m de diâmetro, vermelho quente e possivelmente radioativo.
Então, seria caro, ineficiente, desajeitado, bagunçado e provavelmente um exagero enorme. Bom para armas, não bom para qualquer outra coisa.
Você pode tentar consertar as coisas fazendo alguns sistemas de focagem eletromagnética gigantescos para colimar a explosão nuclear ainda mais, mas nesse ponto você pode muito bem construir um sistema de feixe de partículas mais simples que dá você controla muito melhor os parâmetros do feixe sem nenhum dos efeitos colaterais complicados de ter uma bomba nuclear real explodindo.
Use lasers e sistemas de feixe de partículas mais convencionais para trabalhos de precisão.
Resposta
Precisão é um termo relativo – para implementações em que um processo de corte tradicional é suficiente, precisão pode significar corte com uma área danificada na borda inferior a um milímetro profundo, mas para algo tão grande que requer a energia de uma bomba nuclear para cortar, o que seria pelo menos dezenas de mim com mais de espessura, a zona de dano poderia ser tolerada por até um centímetro.
Pense em explodir rochas, explodir é menos preciso do que cargas moldadas, certamente muito menos preciso do que uma serra de diamante ou um laser, mas para a aplicação – mineração de materiais difíceis de quebrar ou fazer um formato adequado cavidade grande para fins de construção, é preciso o suficiente.
Lasers podem ser suficientes para cortar chapas de metal ou cascos finos, mas se você precisar fazer um furo direto em centímetros de aço reforçado, então uma carga moldada será precisava. Se o seu substrato for quase cem metros de níquel-ferro, um fio quente de casaba com um perfil de feixe estreito pode ser a única coisa que pode passar.
Primeiro, você cortará o material com métodos menos precisos, então usine a superfície para atender às suas necessidades de precisão. Já estamos cortando chapas de metal usando métodos muito imprecisos como uma rebarbadora, mas então passamos a lixar a borda do produto com outros métodos mais precisos, porém mais lentos para trazer o resultado para a tolerância, por exemplo, soldagem.
A mesma coisa, você usa força bruta para cortar o material no tamanho desejado e forma áspera de um produto, então usa métodos mais lentos, mas mais precisos para usinar ou cortar / moer a forma áspera em um forma mais perto da forma final e, finalmente, você usa um passe de acabamento das ferramentas da mais alta precisão para terminar o produto com a tolerância necessária, sem realmente remover muito material no processo. Isso é exatamente o que costumamos fazer em máquinas CNC – ferramentas brutas lidam com a maior parte da remoção de material e modelagem, em seguida, uma ferramenta mais lenta usina a peça até a forma planejada, em seguida, um passe final usina a peça para o acabamento de superfície adequado tolerância / precisão.
Você primeiro cortará seu alvo na forma rugosa com cargas de forma nuclear, e moerá a superfície de corte nas dimensões precisas de seu produto final.
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