Wurden Raumschiffe getestet, um Kugeln standzuhalten?

Diese Antwort auf Worldbuilding (auf "Wie löst man das alte Problem "Waffe auf einem Raumschiff"?" ) geht davon aus, dass die ISS einer Kugel, die aus einer Pistole abgefeuert wird, leicht standhalten kann

Unsere aktuelle Mikrometeorit-Abschirmung kann mehrfach gegen die Energie von Kugeln aus nächster Nähe schützen. Eine Aluminiumkugel von 7 mm bei 7 km kann durch Peitschenschilde gestoppt werden. Das ist eine kinetische Energie von ~36kJ. Eine Pistolenkugel aus nächster Nähe entspricht eher ~ 8 kJ.

Nun, dies ist eine theoretische Vermutung einer SE-Antwort.

Da das Space Shuttle (wie auch die meisten anderen Weltraumbemühungen im Laufe der Geschichte) zumindest für das Militär von Interesse war, sollten alle Raumfahrzeuge oder Stationen, die für den tatsächlichen Start konzipiert wurden, tatsächlich getestet werden, wie gut ihre Wände sind aus der Schusswaffe entladenen Kugeln standhalten ?

Etwas zu beachten in Bezug auf die Mündungsenergie von Kugeln. Ein 9mm hat weniger als 700J. Eine 44 Magnum hat weniger als 4200 J. Ein 338 Lapua hat weniger als 6700 J. Ein BMG von 50 ist weniger als 21000 J, aber ein ziemlich extremer Ausreißer. Die Zahl der Mündungsenergie von 8kJ für eine Pistole liegt weit über jeder mir bekannten Pistolenpatrone, selbst in der großen und exotischen Kategorie. Alle Nummern stammen aus Wikipedia und können durch Suchen nach einer bestimmten Patrone gefunden werden.
Aufschläge mit hoher Geschwindigkeit wurden gegen die Abschirmung getestet, aber was Kugeln betrifft ... warum sollten Sie das tun? Von allen Gefahren im Weltraum scheint diese eine der entferntesten zu sein.
@GdD - Shuttles sowie Raumstationen und frühere Raumkapseln waren alle teilweise militärische Programme. Und/oder hatte militärische Varianten. Das Szenario / die Gefahr ist also nicht so nutzlos zu testen, wie es scheint.
Ich bezweifle, dass der Apollo LM einen solchen Test bestanden hätte , wenn einer durchgeführt worden wäre.
Meine Zahl von 8 kJ basierte wahrscheinlich auf einem Gewehr, aber ich schrieb versehentlich eine Pistole. Ich bin kein Waffenmensch.
@ blake6489 Korrektur, .44 Mag ist ~ 1500 J.
700J ist das meiste, was Sie in einer typischen Handfeuerwaffe ( .45 ACP ) sehen werden, 2500J von einem typischen Kampfgewehr ( 7.62x54R von einer AK-47) und 4000J von einer Gewehrpatrone mit voller Kraft aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs ( .30-06 ) . 2500J ist das, wogegen Typ III "kugelsichere" Panzerung schützen soll. Um 4000J zu stoppen, benötigen Sie Typ IV. Weitere Informationen finden Sie in dieser Antwort. worldbuilding.stackexchange.com/a/55130/760
@schwern du hast recht, ich habe die Energie des oberen Endes 30-06 gelesen, als ich das getippt habe.

Antworten (1)

Keine echte Kugel, aber Forscher feuern viele Dinge auf die Schilde von Raumfahrzeugen, um sie zu testen. Hier ist eine, die ich in voller Leistung von Whipple-Schilden bei Aufprallgeschwindigkeiten über 9 km/s gefunden habe . Sie feuerten Aluminiumkugeln im Bereich von 0,004 g bis 0,3 g mit 7 bis 9,9 km/s ab.

Der Schild versagte gegen 0,3 g bei 7 km/s. Das sind 7.350 J oder etwa das Dreifache dessen, was ein typisches Kampfgewehr abfeuert (siehe unten).

Es hielt gegen 0,03 g bei 9 km / s = 800 J. Das ist ein bisschen mehr als eine typische Pistolenrunde (wieder siehe unten).

Bevor Sie zu dem Schluss kommen, dass ein Raumschiff gegen eine Pistole „kugelsicher“ ist, gibt es ein paar Vorbehalte.

Das gilt nur für die Schilde, die sie getestet haben

Bei diesem speziellen Test wurden einige neue Designs mit einem Basisschild verglichen. Unterschiedliche Raumfahrzeuge haben unterschiedliche Abschirmungen. Dasselbe Raumschiff wird über verschiedene Bereiche hinweg unterschiedliche Abschirmung haben. Dies gibt nur eine ungefähre Schätzung.

Jeder Treffer beschädigt den Schild

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

"Kugelsichere" Rüstung ist es nicht. Jedes Rüstungsteil hat eine Bewertung von V 0 und V 50 . Dies sind die Designgrenzen, um eine bestimmte Energiemenge zu 100% und 50% der Zeit über eine bestimmte Anzahl von Runden zu stoppen. Irgendwann wird es scheitern.

Darüber hinaus sind Whipple-Schilde so konzipiert, dass sie Schaden nehmen, um die Energie des Aufpralls zu reduzieren. Eine dünne Metallschicht verdampft beim Aufprall und verteilt einen Teil der Aufprallenergie. Dies ist als ablative Rüstung bekannt . Schlagen Sie es erneut an derselben Stelle und die Rüstung wird geschwächt.

Mit der Menge an Schaden, die diese Schilde durch einzelne Einschläge erlitten haben, wette ich, dass das Entladen eines Clips von 9 mm Ihnen zumindest Abplatzungen , wenn nicht sogar eine vollständige Durchdringung bescheren wird.

Weitere Einzelheiten zum ballistischen Schutz finden Sie in meinem Versuch, Captain America's Shield realisierbar zu machen .

Einige der Energiezahlen für Aufzählungszeichen in der Frage und den Kommentaren sind VIEL außerhalb des Maßstabs. Es lohnt sich, die Energien von Kugeln zu überprüfen. (Hinweis: Alle Zahlen sind Näherungswerte für die typische Ladung. Die gleiche Patrone hat alle möglichen Variationen im Geschossgewicht und in der Pulverladung. Die Lauflänge spielt ebenfalls eine Rolle, ein kürzerer Lauf bedeutet geringere Geschwindigkeit bedeutet weniger Energie.)

Zuerst typische Pistolenrunden.

  • 9 x 19 mm Parabellum , die typische "Neun"-Pistolenpatrone. 7,5 Gramm bei 0,4 km/s = 600 J.
  • .45 ACP , der berühmte "Colt 45". 12 g bei 0,3 km/s = 600 J.

Jetzt die stärksten Pistolenrunden.

  • .44 Magnum , laut Dirty Harry „die stärkste Handfeuerwaffe der Welt“. 16 g bei 0,4 km/s = 1400 J.
  • .50 Action Express , berühmt geworden durch den Desert Eagle. 19 g bei 0,45 km/s = 2000 J.

Wie Sie sehen können, ist das nicht annähernd der in der Frage behauptete 8000J. Diese liegen eine ganze Größenordnung unter der Geschwindigkeit sogar des unteren Endes eines erwarteten Mikrometeoriteneinschlags. Das bedeutet 100-mal weniger Energie.

Als nächstes moderne Kampfgewehre.

  • 5.56 NATO die Standard-Westgewehrpatrone wie von einer M16, 4 g bei 0,9 km/s = 1800 J.
  • 7,62 x 39 mm , verwendet von modernen russischen Gewehren wie dem AKM, 8 g bei 0,7 km/s = 1600 J.
  • 7,62 x 54 mmR , das von der AK-47 verwendet wird (aber nicht von modernen russischen Gewehren). 12 g bei 0,8 km/s = 3600 J.

Dass die 4 g 5,56 NATO und 8 g 7,62 x 39 mm fast die gleiche Energie haben, sagt viel darüber aus, wie wichtig ein kleiner Geschwindigkeitsschub ist.

Jetzt Zeug aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs, das Sie wahrscheinlich nicht sehen werden, aber dies ist das Energischste, das eine Kugel bekommt, ohne in Spezialmunition und Waffen zu geraten.

  • .30-06 , die Standard-US-Patrone im Zweiten Weltkrieg. 12 g bei 0,8 km/s = 4000 J.
  • .50 BMG , verwendet von US-Flugzeugen des Zweiten Weltkriegs und noch heute in fahrzeugmontierten schweren Maschinengewehren. 45 g bei 0,9 km/s = 19000 J.

4.000 J ist die größte Kugel, die Sie wahrscheinlich auf ein Raumschiff abgefeuert sehen werden ... am Boden, denke ich, aber Sie können bis zu 20.000 J gehen. Diese bewegen sich alle mit weniger als 1 km/s.

Ich würde eigentlich erwarten, dass die meisten Kugeln zu wenig Energie haben, als dass ein Peitschenschild wirksam wäre. Whipple-Schilde sind, wie Sie hier zeigen, so konzipiert, dass sie viel energischeren Stößen standhalten, bei denen ein Teil des Schildes verdampfen kann. Ich glaube, sie funktionieren, indem sie das Projektil verdampfen und stören und den Aufprall verteilen. Ich glaube nicht, dass ein 9-mm-Blech genug Durchschlagskraft hat, um sehr leichtes Aluminiumblech zu verdampfen
Wurden Raumschiffe getestet, um Kugeln standzuhalten?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v