Maximale Reichweite für eine modifizierte Long Tom Kanone in High Density?

Daher ist es ziemlich schwierig, den Luftwiderstandsbeiwert Ihres Projektils zu ermitteln, ganz zu schweigen davon, wie er sich ändert, wenn sich die Geschwindigkeit Ihres Projektils ändert. Aus Wikipedias einfacher Annäherung an den Formkoeffizienten habe ich einen (relativ hohen, für eine Kugel) Luftwiderstandsbeiwert von 0,5 erhalten, aber das ist keine schlechte Zahl für ein Überschallprojektil. Ich habe ein Papier gefunden, das sich mit Base-Bleed-Artilleriegeschossen befasst ( https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2054/1/012013/pdf ), in dem ein Luftwiderstandsbeiwert von ~ 0,274 für Base-Bleed gemessen wurde aus und ~ 0,238 damit an ... aber das ist ein etwas raffinierteres Projektil, als Sie in Betracht ziehen.

Ich werde mit einem Luftwiderstandsbeiwert von 0,3 gehen, was nicht so toll erscheint, aber es ist ziemlich gut, ihn sowohl bei Unter- als auch bei Überschallgeschwindigkeit zu halten. Sie haben ein 6,5-Zoll-Kaliber angegeben, und das wird Ihnen leider das Leben schwer machen. Wie Zeiss Ikon an anderer Stelle betonte, besteht ein guter Grund für ein kugelförmiges Geschoss darin, dass Sie mehr Masse hineinpressen können Querschnittsfläche, ohne den Luftwiderstand oder die aerodynamische Stabilität übermäßig zu beeinträchtigen. Ihr Projektil hat die Masse einer Eisenkugel mit einem Durchmesser von 6,5 Zoll, nicht einer Eisenkugel mit einem Durchmesser von 6,5 Zoll. Dies führt zu einem niedrigeren ballistischen Koeffizienten, was wiederum zu einer schlechteren Leistung führt .

Hier sind also einige Trajektorien mit verschiedenen Höhenwinkeln, die die maximal mögliche Reichweite zeigen. Die 0-vertikale Höhenlinie zeigt die Höhe des feuernden Luftschiffs.

Wie Sie sehen können, können Sie realistischerweise nicht einmal 300 m erreichen ... das ist eindeutig eine maximale Reichweite, aber es ist nicht dasselbe wie eine effektive Reichweite.

Da Sie den effektiven Bereich nicht definiert haben, kann ich Ihnen keine endgültige Antwort geben. In der realen Welt hängt es von Ihrer Fähigkeit ab, Ihr Ziel zu treffen, und wenn Sie es einmal getroffen haben, richten Sie tatsächlich Schaden an. Ich werde hier nicht auf die Genauigkeit eingehen, aber die Schlagkraft Ihres Projektils wird stark von seiner Geschwindigkeit beeinflusst.

Hier ist ein Diagramm der Projektilgeschwindigkeit im Vergleich zur horizontal zurückgelegten Entfernung:

Ich habe ähnliche Diagramme in einer meiner Antworten auf Ihre ähnliche vorherige Frage erstellt , und wie Sie sehen können, sieht es nicht gut aus. Es liegt an Ihnen zu entscheiden, wie schnell ein Projektil sein muss, um schnell genug zu sein. Ihre ~16kg-Patrone, die sich mit ~100m/s bewegt, hat ~80kJ kinetische Energie, so dass sie immer noch einen ziemlichen Schlag gegen weichere Ziele hat.

Wenn 100 m/s als Standard für die Wirksamkeit angenommen wurden, ergibt eine anfängliche Anhebung von 0,5° eine effektive Reichweite von 135 m bei einem Projektilabfall von nur 15 cm (die Flugbahn ist also im Grunde flach).

Die Schlussfolgerung, zu der ich in der anderen Frage gekommen bin, war, dass Sie keine Kugeln oder gar kugel- / schalenförmige Dinge abfeuern sollten, sondern viel aerodynamischere Dinge, wenn Sie große Reichweite oder hohe Aufprallenergien wollen. Raketentechnik könnte auch eine gute Idee sein, aber das ist definitiv ein Thema für eine separate Frage.

Der Luftwiderstand ist proportional zur Luftdichte. Sehr optimistisch könnte eine solche Kanone auf 2 km in unserer Welt feuern. Und nur 40 m in deiner Welt.

Das Evakuieren des Laufs von 50 auf 10 atm Druck verbessert die Düsengeschwindigkeit nur um wenige % und lohnt sich nicht. Der größte Teil der Beschleunigung erfolgt bei Drücken von 100-1000 atm.

Sie können Ihre Reichweite um das 10-fache erhöhen, wenn Sie eine Rakete anstelle einer Kanone verwenden, um Spitzengeschwindigkeiten zu vermeiden. Halten Sie die Geschwindigkeit der Rakete immer niedrig, etwa 30 m/s statt 300 m/s oder mehr. 400 m

Sie können Ihre Reichweite um weitere 10-fache erhöhen, wenn Sie Ihrer Rakete Flügel hinzufügen und ihre Form so optimieren, dass sie eher einem Flugzeug ähnelt. Denken Sie daran, dass die Flügel klein sind, eher wie ein Flügel im Bodeneffekt. 4km

Sie können Ihre Reichweite um weitere x10 erhöhen, wenn Sie den maximalen Höhenvorteil nutzen. Wenn die Rakete fällt, kann sie vorwärts gleiten. Wenn Sie 4 km höher als Ihr Gegner klettern können, beträgt die Reichweite 40 km.

Sie können Ihre Reichweite um weitere x10 erhöhen, wenn Sie einen Motor anstelle einer Rakete verwenden. Bei diesem Druck sind Verbrennungsmotoren extrem leistungsstark, da man viel Luft bekommt. Selbst ein winziger Motor liefert also extreme Leistung, sei es ein Kolben oder ein Strahl. Der größte Vorteil besteht in der Verwendung von Benzin anstelle von Schießpulver. Insbesondere Impulsstrahl, der keine beweglichen Teile benötigt und im Vergleich zu allen anderen Strahltriebwerken mit relativ geringem Metallaufwand hergestellt werden kann. 400km.

Sie können Ihre Reichweite um ein weiteres x10 erhöhen, wenn Sie einen Bypass für die Luft verwenden und einen Lüfter oder einen Propeller verwenden, anstatt direkt von heißen Gasen angetrieben zu werden, sowohl Kolben- als auch Strahltriebwerke können dies verwenden. Beim Kolbenmotor ist es ein Propeller, beim Strahltriebwerk ein Turbofan. 4000km.

Ihre Luftschlachten ähneln eher U-Boot-Schlachten. Mit Torpedos. Und eine mit Helium oder Wasserstoff gefüllte Kammer in Ihrem „Torpedo“ kann seine Reichweite extrem machen. Langsamer die Geschwindigkeit – länger die Reichweite, und der Floater bietet den nötigen Auftrieb. Auch Feuer ist viel gefährlicher, und die Explosion von Wasserstofftanks ist auch viel gefährlicher, auf diese Weise können Floater und Gefechtskopf gleich sein.

Und alle Anti-Torpedo-Dinge, wie Kanonen, haben das gleiche Problem, da ihre Reichweite bestenfalls mehrere zehn Meter beträgt, sodass langsame Torpedos nicht einfach abgeschossen werden können.

Kanonen, wie Sie ihnen gezeigt haben, sind in Ihrer Welt völlig nutzlos.