翻译部分Atomic Rockets网站的内容不过是机翻,但

永久失明他, 但视网膜烧伤需要一个星期或更多的时间才能愈合。他看到他的视镜反射的眩光。
作为一名地勤人员,他会撞到岩石上,试图给自己挖个洞。但是这里没有地面,没有向上或向下,隐藏或庇护,在宇宙飞船的碎片,通过火星以外的黑暗轨道。迪亚兹在盔甲里松了口气。倒计时: 眉毛, 下巴, 脖子, 肩膀, 背部, 胸部, 腹部...
没有爆炸来, 猛击他的生命线的终点, 并打破任何肌肉不放松的骨头。因此,它不是一个形状的电荷壳,发射一个圆锥原子动力脑震荡通过空间。或者,如果是,他没有陷入危险区。
至于辐射,他不必太担心。无论他在这个距离得到什么粒子和伽马光子,都不应该太大的剂量,他体内的抗X剂不能处理这种影响。
与黑色和百万个寒冬星,气体云膨胀。它以许多柔和的色调发光,中心仍然明亮,边缘逐渐消失在真空中。形状的爆炸没有这样的行为,认为迪亚兹的计算器部分;这是一个标准的火球类型。但是云是非球面的。因此,一艘船被击中,一艘大船,但谁的呢?
从国王谁死由波尔安德森 (1962)一点幽默
从奇怪的实验武器文件:
假设一时,这些核子弹——那些使用一些挥发性元素(如钙)的几乎低于临界质量的子弹,例如,压入临界几何体,进行撞击的裂变爆炸——实际上有效。
然后添加将爆炸集中到前聚焦钨等离子体的灼热光束中所需的包壳、氦通道填充和钨板。
温柔的, 我给你卡萨巴- 德林格项目。
由阿利斯泰尔·杨(2015)动臂表
动臂表已移到此处。
激光炮
硬杀亚当 · 伯奇的艺术作品, 描绘了人类 - 克津战争宇宙的场景。
请注意激光如何蒸发来自 Kzinti 船表面的白色碎片柱。
一个科学准确的艺术家概念的高强度激光打击。卢克·坎贝尔使用布莱斯的艺术作品。
对定向能源武器的各种问题进行了大量总结。卢克·坎贝尔在他的网站上对科幻小说中的激光武器进行了深入分析,不要错过激光武器脉冲参数的在线计算器。埃里克·罗齐尔有另一个激光武器在线计算器。里克·罗宾逊的分析太空战五:激光武器也相当不错。您可能还想查看1979 年美国宇航局关于使用核反应直接为激光束供电的报告。(感谢安德鲁建议此链接。
在我们了解所有无聊的方程式之前,让我们有一些多汁的细节。说你的战斗星际飞船的栖息地模块被敌人的激光束穿透。会发生什么?卢克 · 坎贝尔和安东尼 · 杰克逊有直兴奋剂:
这取决于光束的参数。
总能量为 100 MJ 的单脉冲将产生 25 kg TNT 的引爆效果。车厢里没有被弹片炸碎的每个人都会被爆炸压碎肺。
同样的100MJ交付为1,000,000脉冲,每个100J可以很好地钻一个洞。船员们看到了耀眼的闪光和飞舞的火花。有些可能会被光束闪光蒙蔽。横梁路径上的任何人都有一个洞穿过它们(而钻进那个个人孔的冲击可能会将其余的洞散落在船员舱周围)。其他人都会还活着,现在会担心修补这个洞。
虽然我突然发现,从正在钻孔的孔中逸出的超音速等离子体喷射,对任何站得离出点太近的人,即使它们不是直接在光束中,也具有吹风和手榴弹的综合作用。其效果可能类似于高功率、高压电气系统中的电弧闪光,其中过热等离子体的喷射可导致与等离子体接触的严重烧伤、冲击波的爆炸损伤、产生的强光的失明以及辐射热产生的闪光灼伤。
连续光束可能有足够的散射和辐射热,导致闪光烧伤到接近发生点的人,以及致盲那些谁正在看发生点时,光束燃烧通过。如果它烧了一个宽洞,当车厢爆炸式减压时,人们会迅速死亡,把所有人都扔进深空。如果它烧了一个狭窄的洞,那些能看见的幸存者可以拍打一个补丁,防止他们的空气逸出。
克·坎贝尔说:"虽然我突然发现,从正在钻孔的孔中逸出的超音速等离子体喷射可以产生吹风和手榴弹的综合效应......"
嗯,这真的取决于你站在旁边,以及光束有多宽。沿光束路径的任何点的能量释放将等于钻穿物体所需的能量(因此,您将从每个击中的物体获得热脉冲),而且它不会真正具有爆炸性。闪光烧伤是最有可能的后果。
闪光烧伤开始约5 J/cm2在暴露的皮肤,可以超过100 J/cm2与合理的保护。在1米范围内,需要0.63MJ的能量释放,一旦光束在物体内部,大部分闪光将沉积在物体内部的其余部分,所以它真的只是我们需要担心的物体外壳。
如果光束的面积为 50 平方厘米(AV:T刻度),总共发射 630 kJ,则必须发出 12.6 kJ/cm2。钻取对象所消耗的大概相同量。1毫米钢需要大约6千里/厘米2,所以任何外壳至少为2mm钢,或任何可比,将导致闪光烧伤在1米内。
这不是特别可怕,除非光束钻过像高压蒸汽线的东西,在这一点上,它突然非常令人兴奋,虽然不是因为激光本身。
安东尼·杰克逊
安东尼 · 杰克逊说: "所以你会得到每个物体击中的热量脉冲, 它不会真正爆炸"
我的思想是,冲击可以一起。所有冲击都是超音速的材料,他们没有通过,和亚音速的材料,他们走过。因此,第二次冲击将赶上先前的冲击,直到它们合并成一个更强的震撼。如果光束以高速率脉冲(例如,MHz 左右),则大量单个爆炸可能会在很短的距离内进行组合,以产生更有力的爆炸,并可能导致严重问题。
冲击的物理原理是棘手的,对于球形膨胀的冲击,你会进入稀有的和回流的问题,这应该会限制可以协调的冲击数量。虽然我有一个强烈推荐的关于冲击物理的文本,我还没有时间研究它,所以我还没有一个好主意,这个机制的极限和可能性。
还有一个问题,铁加热到10,000K,例如,将扩大体积约150,000倍,从它的固体相。因此,如果最终温度为 10,000 K(请注意,如果铁被转换成单电离子等离子体,温度将是 10 倍,体积为 10 倍),则通过 1 厘米钢隔壁燃烧 10 厘米的铁蒸气云会产生铁蒸气云。陷入白炽灯云根本不能健康。
还有臭氧和氮氧化物以及反应性化学物质由于不完全燃烧而产生,这种化学物质对呼吸不健康,但我预计这将是次要的。
卢克·坎贝尔
卢克·坎贝尔说:"我的思想是,冲击可以一起。
如果钻井速度是超音速的,他们可以。通常不会。
安东尼·杰克逊
现在为沉闷的方程。
"激光"是l ight的缩写, 由 r adiation的 e任务进行 mplation。 激光束可以切割钢,而手电筒不能,因为激光是相干的事实。这意味着光束中所有的光子都彼此"步进"。打个比方,一支部队步步前进,会不经意间造成桥梁坍塌,而同样数量的人随意使用桥梁则没有效果。激光在惊人的低能量仍然会导致永久失明破坏视网膜。
最大射程为几十万公里,否则几乎每一个镜头都会因光速滞后而错过。这里将对此进行更详细的解释。
激光束不受反平方定律的管辖,但它们受衍射的影响。光束的半径将随着激光炮距离的增加而扩散。
RT = 0.305 * D * L / RL
其中:
RT = 目标(米)的光束半径
D = 从激光发射器到目标的距离 (m)
L = 激光束的波长(m,见下表)
RL = 激光透镜或反射器的半径(m)
乐队 波长(米)
远红外线 1e-3 至 5e-5 m(1,000,000 至 50,000 纳米)
中红外 5e-5 至 2.5e-6 m(50,000 至 2,500 纳米)
近红外线 2.5e-6 至 7.5e-7 m(2,500 至 750 纳米)
红 7.5e-7 至 6.2e-7 m(750 至 620 纳米)
橙 6.2e-7 至 5.9e-7 m(620 至 590 纳米)
黄色 5.9e-7 至 5.7e-7 m(590 至 570 纳米)
绿色 5.7e-7 to 4.95e-7 m (570 to 495 nanometers)
蓝色 4.95e-7 to 4.5e-7 m (495 to 450 nanometers)
靛蓝 4.5e-7 to 4.2e-7 m (450 to 420 nanometers)
紫 4.2e-7 to 3.8e-7 m (420 to 380 nanometers)
紫外线 A 4e-7 至 3.15e-7 m(400 至 315 纳米)
紫外线 B 3.15e-7 to 2.8e-7 m (315 to 280 nanometers)
真空频率的开始 2.e-7 米(200 纳米)
紫外线 C 2.8e-7 至 1e-7 m(280 至 100 纳米)
极端紫外线 1e-7 至 1e-8 m(100 至 10 纳米)
电离辐射的开始 1e-8米(10 纳米)
软 X 射线 1e-8 至 2e-10 m(10 至 2e-1 纳米)
硬 X 射线 2e-10 至 2e-11 m(2e-1 至 2e-2 纳米)
伽玛射线 2e-11 至 1e-13 m(2e-2 至 1e-4 纳米)
宇宙射线 1e-13 to 1e-17 m (1e-4 to 1e-8 nanometers)
埃里克亨利有一个电子表格,做大部分的计算给你在这里。
在游戏中攻击矢量:战术,最小的激光镜头直径为三米,各种型号的大炮的频率从0.0000024米(2400纳米)到0.0000002米(200纳米)和效率从20%到1.5%不等。
例子
说你有一个紫外线(20纳米)激光炮与3.2米的镜头。你倒霉的目标航天器在12,900公里(12,900,000米)的射程。光束半径方程说,目标的光束半径将约为4厘米(0.04米),因此光束将照射约50厘米2的目标的皮肤(圆半径为4厘米的面积)。如果倒霉的目标航天器有一个钢甲壳,装甲有蒸发热约60千焦耳/厘米3。说盔甲是12.5厘米厚。因此,激光炮打一个洞的盔甲,它将不得不删除约625厘米3的钢(圆筒的体积半径为4厘米,高度为12.5厘米)。625 * 60 = 37,500 千焦耳.如果激光脉冲为一秒,这意味着光束在目标时需要功率水平为 37,500 瓦或 38兆瓦。
实际上,一系列小脉冲可能更有效率,造成破碎效果,并驱动装甲芯片出洞,这当然需要更少的能量比实际蒸发装甲。
第7节:激光武器
当被要求描述太空武器时,激光武器是公众所想到的。它们在空间环境方面有许多优点,但也有其显著的缺点。
激光显然是由光制造的,这驱动着它们的性能。首先,它们明显以光速传播。这使得他们几乎不可能在PMF范围内躲闪,这将在下面讨论。同时,它们由光组成,导致激光随着射程而脱落,而不是动力学,而动力学则不然。激光具有最小尺寸,它们可以将光束点聚焦到受衍射限制的激光。这是光束聚焦的点。它由方程描述

其中BD为光束直径(m),R为范围(m),L为波长(m),D为镜面直径(m)。 可以看到,斑点大小与范围和波长成正比,与镜面直径成反比。请注意,此方程是可能的最小点大小。实际点大小还受激光焦点的影响,激光的焦点可能无法设置在正确的距离,以及下面讨论的各种实际因素。
有些人声称激光不遵循反平方定律,严格地说,这是事实。固定焦点激光器不会遵循反向平方定律。光束最初将在发射器上扩散,然后缩小到焦点的最小点大小,然后在穿过该点时再次加宽。横梁的侧轮廓看起来像沙漏。然而,可变焦点激光器将有效地遵循反平方定律。从上面的方程中,请注意光束直径与 R 线性缩放,范围为目标。面积与直径的平方成正比。强度或通量与面积成反比,面积与距离平方成正比。
以上所有分析都假定为理想的衍射有限光束。这显然不是现实中的情况,一个更现实的方程是

其中BD、R、L和D表示与上述方程相同,Q是光束质量,是实际光束直径到理论光束直径的无尺寸测量,J是弧度中的抖动。 现代激光器的 Q 典型值通常小于 3,并且可能小于 1.5。由于平台的振动而导致的抖动数字比较困难,但在 20 世纪 80 年代,在机载激光实验室中,实现了大约 25 微拉迪亚(25×10-6 弧度)的抖动数。认为在技术开发和所有飞机安装在大气层中的飞机上之间可以减少这一数量两个数量,这并非没有道理,而且完全有可能进一步大幅度减少。作为一个警告,此方程仅适用于连续波 (CW) 激光器,并且作者不确定抖动对脉冲激光的影响。与 CW 激光器相比,某些或全部抖动可能会成为脉冲激光器的指向误差,从而显著提高此类抖动的效率。
振动造成的潜在问题,很可能激光星的设计者会像弹道导弹潜艇的设计者那样关注它们。目前关于空间光通信系统(深空光通信,JPL)的数据表明,亚微电对位精度和有源抖动控制存在潜力。被动减震可以去除振动的低频部件,严重衰减高频部件。然而,这些用于低功率通信激光系统,其光学器件在卫星相对良性的环境中运行,而不是大反射镜和大功率激光系统,用于具有主动冷却系统的推力航天器上的光学器件。这些因素的确切影响目前尚不清楚。
同一本书中包含的一个有趣的事实是,现代光通信抖动补偿至少部分依赖于来自目标的低功耗激光,为光学提供了参考。这意味着,试图蒙蔽对手实际上可能使他们的激光更准确,虽然没有关于过程的具体要求的细节。
光束质量和抖动对硬SF作者很有帮助,因为它们允许他降低激光的功效。抖动尤其有助于此目的,因为它比小镜子对较大的反射镜的影响更大。抖动受限镜像的最小点大小为 BD = 2JR,并且根据上述方程的点大小接近随着镜像的增长而值的位置。在具有高抖动的设置中,镜像大小的限制可能是对点尺寸的影响递减,而不是制造过程或成本。
空间是一个独特的环境,适合激光武器。光束的波长越低,激光的点大小越小。然而,通常更难产生较低的波长,并且比可见光波长短的波长被大气强烈地吸收。这在太空中显然不是问题,除非激光也必须能够进行行星轰击。非常低的波长,在X射线区域和以下,开始遭受不寻常的相互作用物质,这防止使用光学镜。必须使用放牧镜和衍射光栅,这会使光学列车变得复杂。
以上所有内容仅从镜面上反射光束时查看光束,而忽略激光系统内部的情况。虽然唯一的关键事实是输出功率、输入功率、波长、质量和效率,但此区域值得仔细观察。首先,必须产生激光束。现有的方法可以分为化学和固态。两者都在这里使用更松散, 然后严格准确的技术定义。化学激光器是任何需要消耗性燃料的激光器。几乎所有的现代军用激光都属于这一类。固态激光器利用电力产生激光束。与化学激光相比,它们具有显著的后勤优势,但更难制造。化学激光器的优点是不需要大功率源,而且反应产品的倾销提供了内置的热抑制。固态激光器必须储存或辐射来自反应器和激光机构本身的热量。必须以热的形式处理的功率几乎肯定会比光束中释放的功率大几倍。
生成光束后,必须形成光束并路由到镜像。其难度将取决于激光发生器在容器中的位置有多深。没有理由不能把它装在船上深处,远离可能的损坏。这可能需要额外的反射镜,并增加冲击对光学列车造成损坏的可能性。如果激光系统是模块化的,显然有必要将发电机安装在船体附近。这一原则的最终延伸是,在船芯上只安装一个激光发生器,将光束引导出船上的各种反射镜。
镜子显然可以分为两种类型,无论是炮塔或固定。旋转镜显然受益于更宽的火场,然后由固定镜子提供。固定镜仍然能够有限的转向,由于自适应光学和精细的指向能力的必要性,但可能不超过几度。它受益于一个明显不那么复杂的光束路径,并且可能能够更精确的指向。因此,固定后视镜可能用于主要武器,而炮塔镜则用于动能防御。
此时,我们跟随光束向目标移动。一旦它到达那里,它仍然必须禁用目标。有多种方法可以发生这种情况。首先,激光损伤机制取决于激光、连续波或脉冲的类型。CW 激光器长时间以恒定功率运行,通过加热目标来造成损坏,直到表面蒸发。脉冲激光向目标发射一串非常高功率的脉冲。它们所造成的损害因目标材料的闪光汽化而加剧。脉冲激光器在给定的损伤水平下通常更节能,除非技术限制使它们不切实际,否则预计会使用脉冲激光器。
无论哪种情况,它都可以开始造成伤害,然后它才能开始通过盔甲燃烧。船外精密系统,尤其是传感器和推进器,容易受到低得多的激光辐射。这可以通过适当的设计和网络处理。装甲方案将涉及一个沉重的面板在前面,和更轻的保护在两侧。面板系统将构建的假设是,它们将在战斗过程中遭到破坏或摧毁,并计划围绕这一事实进行行动。
将主宰激光星面板的另一个物体是主激光本身。这会产生多种后果。首先,有关激光很容易被射中。有人提议使用某种形式的快门来防止这种情况发生,但这就提出了打开和关闭快门的时间问题,在此期间,激光容易受到攻击,无法发射。一些评论员提出,激光星之间的战斗将变成吸引眼球的比赛,第一个人烧毁对方的镜子获胜。参与将从点大小与镜像大小相似的范围开始的逻辑运行。当一个激光击中另一个激光时,目标激光的镜面将聚焦光束到光学列车的其余部分,摧毁它。此外,激光也是船上最好的传感器系统。在拍摄之间,它也可以作为一个分辨率与点大小相当的望远镜,前提是观测的波长与激光的波长相似。据称,这种能力将使激光能够瞄准目标上的特定点,特别是对方舰艇的反射镜。
有人建议,炮塔激光器不需要百叶窗,因为它们可以通过简单地转向他们向内和装甲背面来保护。对于具有几乎完整的旋转弧的小炮塔来说,这可能是一个可行的建议,但较大的炮塔在快门和有限弧线下可能会明显减少其体积。
以上所有内容都指防御性地使用粒子。然而,对激光武装目标进行进攻性使用至少更实际。这将涉及使用充满粒子的动力学,这里称为沙子,以及爆裂电荷,当发射时,扩散,并有可能损坏其路径上任何激光的光学元件。激光操作员有三种选择:接受损坏、尝试将云烧掉,或在云击中时快点激光。沙弹与标准弹混合,在撞击前不久,爆裂器会起火,将砂射出,稍早于其他弹丸。各种沙壳会错开其爆发,并沿着飞行轴线散开云层,以威胁敌人的时间最长。最大的优点是,当激光是最有效的时(即,当传入的射弹处于短距离时),激光被精确拦截。
请注意,这是一个表面效应弹头,而不仅仅是一个弹丸扔出小块弹片。颗粒尺寸非常小,对不需要精密表面的颗粒尺寸无效。
实际涉及的数学是很有趣的,并建议弹丸可以相当有效。对于给定的镜像、损伤量和颗粒直径,无论密度如何,所需的单位面积质量都保持不变。较小的颗粒比大颗粒的单位质量更有效,需要质量缩放,直径为+.92。这表明,无论任何细粉可用是最有效的。然而,有两个复杂的因素。首先,理想情况下,沙弹头的密度与常规弹头的密度相同,因此敌人在它断裂之前无法区分它。因此,低密度材料,如锯末可能是糟糕的选择。其次,通过燃烧一个洞来抵御云。燃烧这个孔所用的时间取决于弹丸的直径和材料,碳基材料明显优于石头或金属。
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