Wie man Wasser in die Luft jagt und durch das Kielwasser fliegt

Folgendes möchte ich erreichen. Jet + geheime Basis unter Wasser + Wasser mit Bombe sprengen, um Zugang zum Tunnel am Meeresgrund zu erhalten, siehe Bild:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Angenommen, die Tiefe beträgt 1000 m, dann Basierend auf der Berechnung in dieser Quora-Antwort :

(4,2*10^3 J/kgC^-1) (1 kg) (90C) =
338000 J erforderlich, um 1 kg Wasser von 10 Grad Temperatur zu verdampfen

Da das Wasser ~10 Grad hat

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Wassermenge ist das Volumen einer Kugel mit Radius 500m:

4 3 π 500 3 = 5.24 10 8 M 3

Das sind etwa 5*10^11 kg (1 Liter Wasser == 1 kg)

Mit etwa 170000 TJ kann die Energie der Detonation bis zu einem gewissen Grad von Hand geschwenkt werden und ist nicht immens * mehr als unsere derzeitigen Atombomben mit 100 TJ.

Wie lange hat das Flugzeug Zeit, bis das Wasser zusammenbricht? Wird Mach 1 ausreichen, um den Einstiegspunkt zu erreichen?

(Das Verdampfen des Wassers ist nur etwas, von dem ich annahm, dass ich es tun müsste. Ich würde jedes intelligente physikalische Phänomen in Betracht ziehen, das genutzt werden kann, um die Dauer des Nachlaufs wie zum Thema zu verlängern.)

Soll dies die NORMALE Art sein, wie Leute in diese Basis ein- und aussteigen, oder ist dies eine einmalige Sache?
Noteintritt
Wir fragen die Leute oft, ob sie sicher sind, dass sie harte Wissenschaft als Antwort verlangen wollen, aber hier frage ich mich, ob Sie wirklich einen Realitätscheck wollen . Bevorzugen Sie wissenschaftlich fundierte Antworten (erfordert Antworten auf der Grundlage harter Wissenschaft, aber Zitate sind optional) oder harte Wissenschaft (erfordert ernsthafte Zitate usw.)? Wenn ja, erwägen Sie, eines davon anstelle des Reality-Checks zu verwenden
Superkavitation scheint eine viel einfachere Möglichkeit zu sein, Ihr Problem zu lösen.
Eine interessante Herausforderung: Die Öffnung muss etwa 3-5 Sekunden lang geöffnet bleiben, damit das Flugzeug Zeit hat, auf den Boden abzusinken.
Schön, dass du das Tag geändert hast. Und bitte verzeihen Sie mir meinen Gehirnausschlag. Ich wollte es nicht unterirdisch markieren . Fest.
Es spielt keine Rolle, wie schnell das Flugzeug ist, das Problem ist, dass es auf jeden Fall durch die Schockwelle fliegen muss, die das ganze Wasser aus dem Weg räumt, und es sei denn, es besteht aus Adamantium oder so etwas wird das nicht überleben.
Oh nein nein. Wasser kocht nicht, nur weil es 100 Grad Celsius erreicht hat. Sie haben die Wärme berechnet, die benötigt wird, um Wasser von 10 auf 100 Grad Celsius zu erwärmen; addieren Sie nun bitte die latente Verdampfungswärme , die bei Wasser satte 2,3 MJ/kg beträgt.
@AlexP: Und fügen Sie die Auswirkungen von Tiefe / Druck hinzu, die den Siedepunkt erhöhen. Ganz zu schweigen davon, dass zur Verdrängung des Wassers der Gas-/Dampfdruck größer sein muss als der Wasserdruck. Das Flugzeug wird das nicht überleben: Ich denke, 1000 m sind ungefähr die Quetschtiefe von Atom-U-Booten der aktuellen Generation.
Wenn Sie mit dem Matrjoschka-Effekt nicht vertraut sind , ist er einen Blick wert. Es wird wahrscheinlich nicht helfen, Ihr Problem zu lösen, aber es werden schöne Bilder sein.
Muss sich die Basis auf ebenem Boden befinden oder könnte sie sich am Rand einer Klippe befinden?

Antworten (2)

Sie werden das Wasser nicht verdampfen, Sie werden es verdrängen. Das macht es tatsächlich einfacher und nicht mehr möglich.

Die Sache mit dem Verdrängen des Wassers ist, dass die einfachste Richtung, es zu verdrängen, nach oben ist. In jeder anderen Richtung steht grundsätzlich etwas im Weg.

Operation Wigwam kommt dem, was Sie suchen, am nächsten, was ich finden kann, eine Atomexplosion in 610 m (2000 Fuß), der tiefste Atomtest aller Zeiten und immer noch der einzige Test unter 300 m.

Dies ist, worauf Ihr Pilot fliegen wird, wenn Sie dies versuchen:

Wigwam-Oberflächenwelle

Das ist der Oberflächeneffekt eines 32-kt-Sprengkopfs in 610 m Höhe.

Hmm, das bringt mich dazu, mir eine ScifFi-Methode auszudenken, um den Druck auf die Oberfläche zu erhöhen ... Obwohl ich denke, das bringt es nicht näher an die Bereiche der Lebensfähigkeit
Ich stelle fest, dass die bei diesem Test gebildete Blase einen Durchmesser von ~ 115 m zu haben schien und anscheinend in weniger als 3 Sekunden zusammenbrach. Das sollte Ihnen eine Vorstellung von den Einschränkungen geben, denen das OP ausgesetzt ist.

Gute Nachrichten: Die Schaffung einer Blase dieser Größe scheint mit der heutigen Technologie durchaus möglich zu sein.

Schlechte Nachrichten: Das sofortige Verdampfen und Verdrängen von so viel Wasser und die sekundären Auswirkungen der Mittel, die Sie dazu verwenden, führen zu einer extrem feindlichen Umgebung für Flugzeuge.

Sie versuchen, ungefähr 540 Millionen Tonnen Meerwasser aus einem 1 km tiefen Volumen schneller zu bewegen, als der gesamte Ozean zurückfließen kann. Canute hat nichts gegen Sie.

Es ist schwierig herauszufinden, wie schnell dieser Hohlraum kollabieren wird , und leider wird diese Antwort unvollständig sein, da ich sie nicht wirklich für Sie berechnen kann. Betrachten wir stattdessen die Energiemenge, die zum Ausheben des Hohlraums erforderlich ist, und die Auswirkungen, die dies auf die lokale Umgebung haben wird.

Wie viel Energie? Nun, aus ähnlichen Gründen kann ich Ihnen nur sehr grobe Annäherungen geben, aber es sieht so aus, als würden Sie 30-100 Megatonnen TNT-Äquivalent benötigen, um ein ausreichend großes Loch zu bilden. Ich habe diese Zahlen aus einer Präsentation über Asteroideneinschläge in Wasser . Die Autoren haben Ihr spezielles Szenario aus irgendeinem Grund nicht berücksichtigt, aber Sie werden (auf Seite 37) eine kurze Erwähnung eines 100-m-Asteroiden sehen, der auf tiefes Wasser trifft, eine 66-MT-äquivalente Explosion, einen 1,2 km tiefen vorübergehenden Krater. Das ist eine gute Baseball-Zahl. (Der Operation Wigwam-Test, auf den sich Separatrix bezieht, verwendet einen ~30kt-Sprengkopf, um eine ~100-m-Blase zu entwickeln. Eine 1000-m-Blase hat das 1000-fache Volumen, und 30MT sind etwa tausendmal stärker als eine Bombe, also scheint es ungefähr richtig zu sein)

Nun wird ziemlich viel dieser Explosionsenergie in das Verdampfen von Meerwasser fließen. Die Ausdehnung dieses Dampfes hilft dabei, das umgebende Wasser aus dem Weg zu räumen. Da Sie möchten, dass Ihr Hohlraum die Oberfläche erreicht, entweicht ein Großteil dieses Dampfes nach oben. Das ist wichtig, weil Sie gerade (ungefähr) einen Kubikkilometer Dampf erzeugt haben, der schnell aufsteigen und sich turbulent mit der Atmosphäre vermischen wird. Dies wird zu orkanartigen Winden führen, die in der Nähe des Hohlraums kochende, nasse, orkanartige Winde sein werden(Wenn Sie sich die Darstellung des Asteroideneinschlags ansehen, deutet dies auf Winde in Hurrikanstärke innerhalb von 22 km und Temperaturen > 100 ° C auf 5 km hin, was wiederum gute Anhaltspunkte sind). Oh, und auch radioaktiv. Das darf man nicht vergessen. Dies ist keine flugzeugfreundliche Umgebung. Wahrscheinlich wird sich kein nuklearer Feuerball bilden, aber aus Sicht Ihres Flugzeugs spielt es keine Rolle. Sicher, diese Bedingungen werden nicht andauern, aber sie werden mindestens so lange anhalten wie die Höhle, also müssen Sie sich damit auseinandersetzen, wenn Sie durch das Loch fliegen wollen.

Schließlich, wenn der Hohlraum kollabiert, werden Sie alle möglichen wirklich interessanten hydrodynamischen Effekte bekommen. Es entsteht ein Wasserstrahl, der mehrere Kilometer in den Himmel ragen kann. Die Bildung dieses Strahls verursacht eine intensive Druckwelle am Boden des Hohlraums. Zwischen dieser und der nuklearen Explosion, die Sie verwendet haben, um den Hohlraum überhaupt zu erzeugen, ist die Chance, dass irgendetwas unmittelbar unter dem Hohlraum überlebt, extrem gering . Ich hoffe, dass die Tür und das, was sie schützt, sehr robust sind. Können Sie sich übrigens darauf verlassen, dass sich die Tür schnell genug öffnet, um hineinzufliegen, und schnell genug schließt, damit nicht alles glatt läuft?

Also, wie schnell wird der Hohlraum zusammenbrechen? Es spielt keine Rolle. Nichts wird seinen Flug hinein überleben.

Wie ich sehe, sind Sie zu dem gleichen Schluss gekommen, dass die feindliche Umgebung oben wichtiger ist als die Größe des entstandenen Lochs.
@Separatrix, es ist sicherlich eine viel einfachere Frage zu beantworten. Ich frage mich immer noch, wie schwer es wäre, eine Quick'n'Dirty-Flüssigkeitssimulation des Hohlraums durchzuführen ...
Nur zu Ihrer Information: Sie sind Canute in diesem Szenario. Er wusste, dass er die Flut nicht aufhalten konnte.
@bukwyrm Ich bin mir der wahren Geschichte dort bewusst, aber ich bin mir auch bewusst, wie tief die falsche Version der Geschichte im Bewusstsein der Bevölkerung verankert ist und der Versuch, die Flut der öffentlichen Meinung zurückzuhalten, eindeutig vergeblich ist, da die berühmte geschichte von könig canute wird bezeugen...