|
|
Пишет kouzdra (![[info]](http://lj.rossia.org/img/userinfo.gif){kind=small} kouzdra)@ 2013-01-03 11:39:00 |
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
О сверхскоростных пушках
Или о вреде расчетов от термодинамики и кинетической теории тепла.
В посте про "operation Moon Bob" возникла забавная дискуссия о достижимости таких скоростей. С аргументацией "от кинетической теории тепла":
Скорость разгона снаряда не может быть больше скорости разгоняющих его частиц. Т.е. если принять воздух в качестве газа-наполнителя, то скорость молекул при 300К примерно 500 м/с, а для 200 км/с надо 48 миллионов градусов, что многовато даже для атомной бомбы. Если водород - то падает до 16 миллионов, но даже это перебор (учитывая, что это не температура в очаге взрыва, а температура газа в стволе). Ну, о судьбе снаряда при таком выстреле даже не заикаюсь...
50 млн K для атомной бомбы не так, чтобы очень многовато - в водородной пиковая температура за миллиард (да-да - порядка на три больше, чем внутри Солнца), но порочна сама метода оценки: дело в том, что эффект там обусловлен ударной волной, распространяющейся по шахте, а там совсем другая физика:
Во-первых - движение частиц в ударной волне неплохо организовано и направлено. Оно совсем там не броуновское.
Во-вторых и в главных - поведение ударной волны - штука куда более хитрая, чем просто расширяющийся в тепловой машине (коей является традиционная пушка) газ.
60 км/с - скорость большая, но вовсе не так, чтобы "только космическая": в кумулятивных зарядах практическая скорость - 7-10 км/с, рекордная достигнутая в эксперименте - 16.5 км/c[1].
Но есть более прикольное устройство - "пушка Войтенко"[2]. Кое, как утверждается, способно разогнать небольшой диск до 40 км/c. Не знаю, было ли это реально достигнуто, но вот для генерации ударной волны со скоростью 67 км/с учоные из NASA его реально использовали:
Идея там простая как полено - плоская (что обеспечивается соответствующей конструкцией заряда) ударная волна от заряда взрывчатки передается в камеру, заполненную водородом и за счет сужения камеры увеличивает скорость.
Устройство одноразовового действия, но как нам сообщают учоные из NASA, разрушение конструкции отстает от самой волны на 15 диаметров ствола и там вполне можно получить полезную опытную информацию. Собственно - вот процесс распостранения ударной волны и последующего разрушения устройства:
Что до температур - они там вполне уже термоядерные действительно и теоретически нельзя исключать возможности инициирования таким образом т/я реакции. Практически - американцы пробовали, но не вышло. Работающие на практике схемы накачки взрывом т/я реакции существуют, но там схемы более хитрые и включающие в себя электромагнитный контур.
PS: Что любопытно - в обычном кумулятивном взрыве хотя металл и ведет себя как жидкость из-за высоких давлений, но в основном сохраняет твердое состояние. Так что возникает интересный вопрос: мы по идее можем достигать в вакууме космических скоростей посредством взрыва, а не реактивного движения - то есть "выстрелить" с луны в межпланетное пространство вполне возможно и даже весьма несложно. И вроде бы оно даже не должно особенно разлететься (то есть разлетится конечно - но на конечное количество кусков)
Как способ нереактивной межпланетной доставки это кажется никто еще не обыгрывал.
[1] http://www.islandone.org/LEOBiblio/SPBI
Alex B. Wenzel and J. W. Gehring, "Techniques for Launching 0.01 to 25 gm Discrete Projectiles at Velocities Up to 54,100 ft/sec," Proceedings of the Fourth Hypervelocity Techniques Symposium, Arnold Air Force Station, 1965.
[2] A. E. Voitenko, "Generation of High-Speed Jets," Doklady Akademii Nauk SSSR, Vol. 158, 1964, pp. 1278-1280.
D. R. Sawle, "Characteristics of the Voitenko High-Explosive-Driven Gas Compressor," Acta Astronautica, Vol. 14, 1969, pp. 393-397.
Или о вреде расчетов от термодинамики и кинетической теории тепла.
В посте про "operation Moon Bob" возникла забавная дискуссия о достижимости таких скоростей. С аргументацией "от кинетической теории тепла":
Скорость разгона снаряда не может быть больше скорости разгоняющих его частиц. Т.е. если принять воздух в качестве газа-наполнителя, то скорость молекул при 300К примерно 500 м/с, а для 200 км/с надо 48 миллионов градусов, что многовато даже для атомной бомбы. Если водород - то падает до 16 миллионов, но даже это перебор (учитывая, что это не температура в очаге взрыва, а температура газа в стволе). Ну, о судьбе снаряда при таком выстреле даже не заикаюсь...
50 млн K для атомной бомбы не так, чтобы очень многовато - в водородной пиковая температура за миллиард (да-да - порядка на три больше, чем внутри Солнца), но порочна сама метода оценки: дело в том, что эффект там обусловлен ударной волной, распространяющейся по шахте, а там совсем другая физика:
Во-первых - движение частиц в ударной волне неплохо организовано и направлено. Оно совсем там не броуновское.
Во-вторых и в главных - поведение ударной волны - штука куда более хитрая, чем просто расширяющийся в тепловой машине (коей является традиционная пушка) газ.
60 км/с - скорость большая, но вовсе не так, чтобы "только космическая": в кумулятивных зарядах практическая скорость - 7-10 км/с, рекордная достигнутая в эксперименте - 16.5 км/c[1].
Но есть более прикольное устройство - "пушка Войтенко"[2]. Кое, как утверждается, способно разогнать небольшой диск до 40 км/c. Не знаю, было ли это реально достигнуто, но вот для генерации ударной волны со скоростью 67 км/с учоные из NASA его реально использовали:
Идея там простая как полено - плоская (что обеспечивается соответствующей конструкцией заряда) ударная волна от заряда взрывчатки передается в камеру, заполненную водородом и за счет сужения камеры увеличивает скорость.
Устройство одноразовового действия, но как нам сообщают учоные из NASA, разрушение конструкции отстает от самой волны на 15 диаметров ствола и там вполне можно получить полезную опытную информацию. Собственно - вот процесс распостранения ударной волны и последующего разрушения устройства:
Что до температур - они там вполне уже термоядерные действительно и теоретически нельзя исключать возможности инициирования таким образом т/я реакции. Практически - американцы пробовали, но не вышло. Работающие на практике схемы накачки взрывом т/я реакции существуют, но там схемы более хитрые и включающие в себя электромагнитный контур.
PS: Что любопытно - в обычном кумулятивном взрыве хотя металл и ведет себя как жидкость из-за высоких давлений, но в основном сохраняет твердое состояние. Так что возникает интересный вопрос: мы по идее можем достигать в вакууме космических скоростей посредством взрыва, а не реактивного движения - то есть "выстрелить" с луны в межпланетное пространство вполне возможно и даже весьма несложно. И вроде бы оно даже не должно особенно разлететься (то есть разлетится конечно - но на конечное количество кусков)
Как способ нереактивной межпланетной доставки это кажется никто еще не обыгрывал.
[1] http://www.islandone.org/LEOBiblio/SPBI
Alex B. Wenzel and J. W. Gehring, "Techniques for Launching 0.01 to 25 gm Discrete Projectiles at Velocities Up to 54,100 ft/sec," Proceedings of the Fourth Hypervelocity Techniques Symposium, Arnold Air Force Station, 1965.
[2] A. E. Voitenko, "Generation of High-Speed Jets," Doklady Akademii Nauk SSSR, Vol. 158, 1964, pp. 1278-1280.
D. R. Sawle, "Characteristics of the Voitenko High-Explosive-Driven Gas Compressor," Acta Astronautica, Vol. 14, 1969, pp. 393-397.
