Перспективы и ограничения развития космических войн в прогнозируемом будущем

Alexandrc>> ..... да и вреда от ядерного взрыва рядом с обороняемым объектом было, как бы не больше...
Wyvern-2> ...необходимо отметить, что не так страшен ЯВ в космосе Основные поражающие факторы - ударная волна и световое излучение там отсутствуют (ударная волна понятно почему, а световой импульс создается областью нагретого воздуха ) Остаются только нейтроны и рентген - которые сильно ослабевают по закону квадрата расстояния. В космосе мегатонный взрыв можно пережить буквально в километре от него, а то и меньше
Строго наоборот, радиус поражения ЯВ больше в космосе, чем в атмосфере.
Ударная волна и световое излучение - основные поражающие факторы В АТМОСФЕРЕ. Если в космосе их почти нет, это не значит, что ЯВ безвреден, это значит, что основными поражающими факторами станут нейтроны и рентгеновское излучение (которые при достижении объекта быстренько отдадут свою энергию ударной волне, и без всякого там расссеяния).
Ослабевание нейтронов и рентгена по квадрату - совершенно верно, да. Только вот выводы неверные. На земле нейтроны и рентген малоопасны именно потому, что эффективно поглощаются атмосферой по экспоненте.

Чтобы не быть голословным, рассмотрим мегатонный (4ПДж) водородный (двуступенчатое устройство с коэффициентом термоядерности 0.9) взрыв.

В километре от эпицентра в боевом ордере идут малые катера класса "Вайверн" (100т с полной загрузкой, десять метров в длину) и сверхкрейсер класса "Вайверн-2" (10000т, 30 метров в длину).
Что имеем? Имеем весьма романтичные 300МДж/м² в течении нескольких десятков миллисекунд.

Первым - в течении первых сотен мкс - придёт рентген с энергией несколько десятков кэВ, где-то треть от общей энергии (и гамма деления от триггера, но её жалкий процент мы проигнорируем). Это около 80МДж на квадратный метр. Углерод-углеродные композиты (продвинутый и дорогой импорт с астероидов) поглотят такой рентген полностью при толщине в десятки сантиметров. Пробег рентгена в титане (дешёвый и наиболее распростанённый на лунных верфях материал после алюминия) невелик. Можно считать, что весь рентген будет полностью поглощён в первых нескольких миллиметрах. Для углерода плотность поглощённой энергии невелика, так что обойдётся лишь перестройкой химической структуры от прямого действия рентгена и механическими повреждениями от неравномерного нагрева. Плотность энергии, поглощённой титаном (тем более - алюминием и сталью) достаточна для полного испарения. Образовавшаяся ударная волна будет обладать высоким бризантным и фугасным действием.

Для катера класа "Вайверн" это будет иметь катастрофические последствия: его рубка имеет наружний корпус из титана толщиной 3мм, который будет полностью превращён в горячий пар за эти микросекунды, и немало энергии останется на фугасное действие. Удар с эквивалентом около 4-7 кг тротила на квадратный метр сомнёт и распотрошит корабль, остаточные доли процентов рассеяного рентгена (десятки-сотни кДж/кв.м., сотни килорад) полностью стерилизуют содержимое ещё до подхода остальной энергии взрыва. Ошмётки внутренних несущих конструций, "теневая" часть обшивки и ядерный реактор, в эту миллисекунду с ускорением пару тысяч "же" приобретают импульс в направлении от взрыва и случайный момент импульса от неравномерного разбрасывания своих потрохов. На этом рассмотрение судьбы мелкого катера, попавшего под мегатонный удар, можно завершить - там просто не осталось ничего кроме горячего лома. Флотилии катеров более не существует.

Суперкрейсер, прикрытый слоистой ячеистой броней с вакуумными ячейками для рассеивания удавной волны, сталью и углеродными композитами вынесет удар много лучше. Рентен испарит редкую сталь и титан общивки, удар повредит наружние несущие конструкции из композитов, ослабленые нагревом. Из-за неравномерности воздействия ударной волны в ослабленых композитных конструкциях возникнут деформации. Грубо говоря, всё потрескается. Ударная волна, рассеявшая бОльшую часть энергии в вакуумных ячейках, нанесёт лишь незначительные повреждения прочному внутреннему корпусу. Радиационный удар будет незначителен для бОльшей части экипажа.

Чуть меньше половины энергии взрыва - нейтроны от реакции "дейтерий-тритий", 14.3МэВ. 120МДж/м² - лишь с небольшим запозданием от начала рентгеновского импульса, но зато гораздо более плотно. Радикальное отличие от рентгена в том, что нейтроны очень эффективно рассеиваются на лёгких ядрах. Там, где рентген зря тратил энергию на прогрев объёма, нейтроны эффективно испарят верхний слой и сгенерируют ударную волну. Типичные длины термализации в графите - порядка сантиметров, это значит, что первые пара сантиметров углерода примут на себя весь удар. Плотности энергии более чем достаточно, чтобы расплавить, испарить и нагреть углеродный пар до существенных температур. Термализуясь, нейтроны будут реагировать с ядрами, давая много хорошего, мощного гамма-излучения релаксации (и, конечно, радиоактивных продуктов).

Обломки катеров нейтроны сделают немножно более горячими и активными. А вот сверхкрейсеру придётся туго: его уже нагретые углеродные композиты попадут под удар неоднородного нейтронного поля. Энергии принято (более 200МДж/м2) уже достаточно чтобы испарить освещённый борт и сформировать мощную ударную волну из радиоактивной плазмы. Все эти процессы происходят за время в несколько миллисекунд, так что взрыв будет иметь прекрасное дробящее действие. И приличный эквивалент: в среднем 12-15кг эквивалента на квадратный метр. При площади сверхкрейсера порядка сотен кв.м. общий удар будет под пару-тройку тонн тролтила, что даже такой могучей конструкции в 1000т - очень ощутимо. Что важно: эти килограммы создадут очень неравномерную нагрузку, ударные волны будут налагаться друг на друга, неоднородная структура типа корабля - обречена. Ну, это всё равно, что по квадрату 30х30м впендрюрить батареей "Градов" - танки в этом квадрате или там танкетки, всему кирдык.

Рассмотрение действия ещё трети энергии, которая будет подлетать оставшийся десяток миллисекунд (плазма ЯВУ, нейтроны мЕньших энергий и пр.) считаю излишним.

Хотел было... но подумал... Нет нужды. Мегатонна в километре - кирдык любому космическому кораблю "прогнозируемого будущего".

Пользуясь случаем задам интересующий давно вопрос.
Является ли грубая оценка в 10 Мегаватт на квадратный метр пределом для сохранения твердого и цельного состояния для любого(!) конструкционного материала (при существующих физических реалиях)?

gans3> Пользуясь случаем задам интересующий давно вопрос.
gans3> Является ли грубая оценка в 10 Мегаватт на квадратный метр пределом для сохранения твердого и цельного состояния для любого(!) конструкционного материала (при существующих физических реалиях)?
10МВт чего? и 10МВт на какой срок и в каких условиях?
В общем случае - нет, не является.

Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"

Татарин> Чуть меньше половины энергии взрыва - нейтроны от реакции "дейтерий-тритий", 14.3МэВ.

Стоп! Откуда цифирь?
Вообще-то нейтроны должны вполне ощутимо тормозиться-поглощаться в материале самой бомбы (и пох, что она уже в клочья, то есть в плазму). Там же достаточно немало грамм на сантиметр будет.
В инерциальном УТС махонькая мишень, считается, "захватывает" где-то треть нейтронов.

Режь осетру хвост


Татарин> Обломки катеров нейтроны сделают немножно более горячими и активными.

Вообще-т ИМХО, к приходу нейтронов (им пройти всего-то километр) обломки катеров могут еще и не успеть образоваться
Процесс испарения материалов под действием рентгена, и тем более разлёт - требуют какого-то времени, с 99% вероятности большего, чем время подлёта нейтронов

Так что действовать на конструкции рентген с нейтронами будут почти одновременно. Да, конструкции будут "подогреты" рентгеном, но разлететься в пыль просто еще не успеют.


Татарин> Хотел было... но подумал... Нет нужды. Мегатонна в километре - кирдык любому космическому кораблю "прогнозируемого будущего".

...но всё-таки стоит отметить, что и мегатонна, и километр - это достаточно круто

Особенно при исходных масштабах расстояний в тысячи и десятки тысяч км.
Ну и можно сравнить с милым воздействием мегатонной головки в атмосфере с километра

Татарин> Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"

Одна из излюбленных присказок одного моего бывшего научрука:

Можно ли хреном сломать дуб? Можно - если хрен дубовый, а дуб хреновый.

Fakir> Блин, где энергии на это всё напасёшься?!
Fakir> Одно дело - один мощный импульс в 10 секунд, да даже хоть одну, и совсем-совсем другое - сотни тысяч импульсов в секунду.
Fakir> С тем же успехом можно просто фонариком посветить. Или платочком помахать - тоже мило.

представил себе фемтосекундный лазер с кристаломм размером с ленинское бревно... и стало мне хорошо...

Татарин> Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"

За название кораблей - отдельное спасибо И в принципе все правильно....тока...
Например, обычная мина МОН-200 на дистанции километра наделает космосе делов примерно столько же - осколочки 2,5км/сек прошьют даже танковую броню При стоимости такой БЧ страшно сказать насколько дешевле

Ник
P>S. Счас найду статью по высотным ЯВ и защите РГИН ЯБЧ от них. Там километр для мегатонны было вполне

gans3>> Пользуясь случаем задам интересующий давно вопрос.
gans3>> Является ли грубая оценка в 10 Мегаватт на квадратный метр пределом для сохранения твердого и цельного состояния для любого(!) конструкционного материала (при существующих физических реалиях)?
Татарин> 10МВт чего? и 10МВт на какой срок и в каких условиях?
Татарин> В общем случае - нет, не является.
Татарин> Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"

Уточню условия - 10 МВт на кв метр стенки "Термоядерного двигателя Wyvern-2", который открытая ловушка на He3+D.
То есть никаких нейтронов (почти), только излучение. В вакууме.
Срок - годы.
Ведь на нем к звездам астероиды собрались гнать. .

Татарин>> Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"
gans3> Уточню условия - 10 МВт на кв метр стенки "Термоядерного двигателя Wyvern-2", который открытая ловушка на He3+D.

И какая там "стенка"? Там магнитное поле. А стенки катушек - охлаждаются.

Ник

Татарин>>> Прошу прощения, конечно, но в таком виде вопрос аналогичен вопросу "хватит ли твёрдости табуретки, чтоб подсластить любой лимон?"
gans3>> Уточню условия - 10 МВт на кв метр стенки "Термоядерного двигателя Wyvern-2", который открытая ловушка на He3+D.
Wyvern-2> И какая там "стенка"? Там магнитное поле. А стенки катушек - охлаждаются.
Wyvern-2> Ник

Вот мне и интересны геометрические размеры того, что "смотрит" на плазменный шнур. Поверхность для охлаждения катушек тупо прибавим к площади двигателя.
Надо же какую-то цифру иметь, для ориентира.
Отношение размер\мощность двигателя.
Или введем фант допущение "абсолютный отражатель" и продолжим обсуждать розовость шкур крокодилов.

gans3> Вот мне и интересны геометрические размеры того, что "смотрит" на плазменный шнур. Поверхность для охлаждения катушек тупо прибавим к площади двигателя

Ты, эта...почитай внимательно. В том топике все есть. Ссылочки посмотри. А то городишь ни пойми что

Ник

gans3>> Вот мне и интересны геометрические размеры того, что "смотрит" на плазменный шнур. Поверхность для охлаждения катушек тупо прибавим к площади двигателя
Wyvern-2> Ты, эта...почитай внимательно. В том топике все есть. Ссылочки посмотри. А то городишь ни пойми что
Wyvern-2> Ник

Из расчетного файлика:
"радиус плазмы 1
удельная погонная ТЯ мощность МВт/м длинны плазмоида 34"
Площадь боковой поверхности цилиндра

S = 2 * пи * R * H = 2*3,14*1*1=6,29 М²

34/6,29=5,41 Мвт\м²

С первой страницы

"-диаметр магнитных катушек 1,25м
-объемная мощность 40-50МВт/м3, погонная - 35МВт/м"

2*3,14*1,25/2*1=3,93

35/3,93=8,91 Мвт\м^2.

Меня интересует граница.В Мвт\м^2. ЧТо тут непонятного?

gans3>>> Вот мне и интересны геометрические размеры того, что "смотрит" на плазменный шнур. Поверхность для охлаждения катушек тупо прибавим к площади двигателя
Wyvern-2>>.... А то городишь ни пойми что

gans3> Из расчетного файлика:
gans3> С первой страницы
Не ищи в моих файлах -смотри ссылки

gans3> Меня интересует граница.В Мвт\м^2. ЧТо тут непонятного?
Ее четко нет - зависит отт конструкции. Есть жесткое ограничение по нейтронам - из за разрушения материала.

Вообще тут это офтоп - иди в тот топик и там сформулиру вопросы

ник

gans3>>>> Вот мне и интересны геометрические размеры того, что "смотрит" на плазменный шнур. Поверхность для охлаждения катушек тупо прибавим к площади двигателя
Wyvern-2> Wyvern-2>>.... А то городишь ни пойми что
gans3>> Из расчетного файлика:
gans3>> С первой страницы
Wyvern-2> Не ищи в моих файлах -смотри ссылки
gans3>> Меня интересует граница.В Мвт\м^2. ЧТо тут непонятного?
Wyvern-2> Ее четко нет - зависит отт конструкции. Есть жесткое ограничение по нейтронам - из за разрушения материала.
Wyvern-2> Вообще тут это офтоп - иди в тот топик и там сформулиру вопросы
Wyvern-2> ник

Ну вот,
"тут рыбу заворачивали"(с)
Я задал вопрос, есть ли фундаментальный порог ограничения потока энергии через двигатель. Попросили условия.
Привел условия-объявили, что это оффтоп.
Для эскиза, которым является фантастика, обоснованная пороговая цифра очень была бы полезна.
Итак, сколько мегаватт можно прогнать через двигатель в течении скажем года, что бы он остался работоспосбным и его масса не уменьшилась?
Систему охлаждения считать за двигатель тоже.
Это оценочная характеристика. Чего вы так от неё отмахиваетесь?
Позоляет отбросить явно фэнтезийныке прожекты, вроде разгона астероидов.

Татарин> В километре от эпицентра в боевом ордере идут малые катера класса "Вайверн" (100т с полной загрузкой, десять метров в длину) и сверхкрейсер класса "Вайверн-2" (10000т, 30 метров в длину).
Хи-хи-хи. Ну кто на таких полицейско-досмотровых посудинках, как "Вайверн-2" летает там, где могут термоядерную БЧ прислать в подарочек?
Ты на боевые корабли не желаешь смоделировать воздействие мегатонный в километре, класса "системный крейсер", хотя бы?
Хотя прорыв крупной, мегатонной БЧ на километр к кораблю такого класса само по себе событие ОООЧЕНЬ маловероятное.

Татарин>> В километре от эпицентра в боевом ордере идут малые катера класса "Вайверн" (100т с полной загрузкой, десять метров в длину) и сверхкрейсер класса "Вайверн-2" (10000т, 30 метров в длину).
Полл> Хи-хи-хи. Ну кто на таких полицейско-досмотровых посудинках, как "Вайверн-2" летает там, где могут термоядерную БЧ прислать в подарочек?
Полл> Ты на боевые корабли не желаешь смоделировать воздействие мегатонный в километре, класса "системный крейсер", хотя бы?
Полл> Хотя прорыв крупной, мегатонной БЧ на километр к кораблю такого класса само по себе событие ОООЧЕНЬ маловероятное.

Ну вот и розовые крокодилы полетели. Системные...

gans3> Ну вот и розовые крокодилы полетели. Системные...
Фотку розового крокодила aka Ми-24 постить?
Вы собрались воевать или сопли на кулак мотать? Если воевать - то нужно соответствующее оружие, никто с кухонными ножиками на абордаж не ходит.
Если боевой корабль гарантированно уничтожается взрывом МТн ТЭ в километре, и перехватить такую ракету не способен - ну и какая польза от этого корабля, кроме разведки?
А в разведку соединениями не летают.

gans3> Ну вот,
gans3> "тут рыбу заворачивали"(с)

Тебе отвеченно в соотвествующем топике

Ник

gans3>> Ну вот и розовые крокодилы полетели. Системные...
Полл> Фотку розового крокодила aka Ми-24 постить?

Системный крейсер "Ми-24"? О_О

Полл> Вы собрались воевать или сопли на кулак мотать? Если воевать - то нужно соответствующее оружие, никто с кухонными ножиками на абордаж не ходит.
Полл> Если боевой корабль гарантированно уничтожается взрывом МТн ТЭ в километре, и перехватить такую ракету не способен - ну и какая польза от этого корабля, кроме разведки?
Полл> А в разведку соединениями не летают.

Изделие выдерживающее мегатонный ядерный взрыв в километре в ВАКУУМЕ, судя по всему не может существовать в текущей реальности.
Получается , что в в атмосфере Ядерный взрыв переводит более опасный поток нейтронов и гаммы в "менее опасное" световое излучение и ЭМИ.
А ударная волна возникает все равно. Когда появляется препятствие. А не расходуется на сотрясение всего воздуха. Экономичнее, однако.

gans3> Системный крейсер "Ми-24"? О_О
Нет, Ми-24 - "крокодил" на сленге.
А системный крейсер - это корабль для боев внутри звездной системы, построенный на технологии управления плазмой. При которых плазма термоядерного реактора одновременно служит частью силового набора и броней.
Размер кораблика - десятки километров в длинну, толщина брони - обшивки порядка ста метров. Основной объем внутри занимает плазма.
Энергетические возможности такого корабля позволяют постоянно сканировать пространство вокруг себя на межпланетные дистанции и сбивать боеголовки на дистанциях того же масштаба.

gans3> Изделие выдерживающее мегатонный ядерный взрыв в километре в ВАКУУМЕ, судя по всему не может существовать в текущей реальности.

Не говори такого, не надо ты на корню рубишь идею Ориона - счас придет лесник Сережа Иванов, и расскажет

Ник

gans3> Получается , что в в атмосфере Ядерный взрыв переводит более опасный поток нейтронов и гаммы в "менее опасное" световое излучение и ЭМИ.


Во-1х почему это ренген "более опасен" чем световое излучение? Во-2х ты забыл ударную волну - которая при наземном взрыве и является основным переносчиком энергии. Причем на много более далекие расстояния - взрывы мегатонного класса умудрялись людей убивать на расстоянии в 50-70 км на Земле, а мы тут спорим всего о одном километре А давай персчитаем на ДВА километра? И что получиться?

Ник

Вот, кстати, про эксперименты Улама:
_____________________________________
В секретной работе 1955 года Станислав Улам и Корнелиус Эверетт исключили из проекта камеру сгорания. Вместо этого бомбы выбрасывались в пространство после специальных разгоняющих дисков. Взрывы испаряли эти диски, и образующаяся плазма ударяла по толкающей платформе, на которой размещался космический аппарат. Преимущество этой системы состояло в том, что она не накладывала ограничений на взрывы, предполагая, что в ней могут быть использованы бомбы с относительно большим энерговыделением. Такие системы не имели исходных (заложенных в них по существу) ограничений по температуре или мощности энерговыделения. Улам, по-видимому, использовал возможности наземных ядерных испытаний на атолле Эниветак, когда в 10 метрах от эпицентра взрыва размещались стальные сферы с графитовым покрытием. Эти сферы были найдены после взрыва сохранившимися , при этом с них был унесен тонкий слой графита.
_____________________________________


Ник