Zerstörung der modernen Vorstadt durch Railgun

Jormungandr, der Snakebot of Doom, sollte von seinen Designern die menschliche Infrastruktur zerstören, indem er darüber rollte, aber er war auch mit den Mitteln ausgestattet, um etwa 30 Tonnen Stahl auf Geschwindigkeiten von bis zu 8,5 kps pro Sekunde zu beschleunigen und wieder zu versorgen Bunkerung auf unbestimmte Zeit, solange genügend Stahl in der lokalen Umgebung vorhanden ist.

Zum größten Teil feuert es große 6,8-Tonnen-Railgun-Geschosse aus Stahl ab, die sich bei Bedarf vor dem Aufprall in Hunderte oder Tausende von Schrapnellstücken auflösen können.

Es scheint jedoch übertrieben zu sein, jede menschliche Behausung mit 6,8 Tonnen Hochgeschwindigkeits-Stahlschrot zu beschießen, wenn eher weniger immer noch die Aufgabe erfüllen würde, einen vollständigen strukturellen Einsturz zu verursachen, so dass ein Haus nicht mehr als funktionsfähig angesehen würde – oder sicheres Haus ohne großen menschlichen Aufwand.

Ein Railgun-Geschoss kann mit einer Bombe verglichen werden, aber die beiden Waffen fügen Strukturen auf unterschiedliche Weise Schaden zu. Eine Bombe liefert eine allgemeine Überdruckwelle über eine große Fläche, und oft muss ein zerbrechliches Gehäuse hinzugefügt werden, um Splitter einzuschließen, die einen durchdringenden Aufprall verursachen können, da sonst die Überdruckwelle entweder stark genug ist oder nicht, um erheblichen Schaden zu verursachen.

Eine Railgun-Patrone oder -Submunition liefert wie eine Kugel Energie an einem einzigen Aufprallpunkt auf einem bestimmten Vektor an ein Ziel. Wenn das ballistische Objekt klein genug ist, kann die Aufprallenergie dazu führen, dass das Objekt wie ein Mikrometeorit verdampft, wodurch die Aufprallenergie effektiv als kleine Explosion freigesetzt wird. Ein ballistisches Projektil, das nicht verdampft, überträgt Energie auf das Objekt, auf das es auftrifft, wenn es die Struktur dieses Objekts durchdringt. Dies verlangsamt das Projektil und bewirkt, dass eine Stoßwelle durch das Ziel wandert.

Ein einzelnes großes schnelles Projektil würde ein Haus treffen und durchschlagen, wobei die Energieübertragung jede Struktur in der Nähe des Schusswegs zerschmettert, aber auf größere Entfernung wenig Schaden anrichtet. Ein Haus könnte unmöglich die gesamte Energie eines 6,8-Tonnen-Projektils absorbieren, das sich mit 3-8 kps bewegt, und das Projektil würde schließlich auf den Boden aufschlagen, wo es den Rest seiner Energie verbrauchen würde, was wenig nützlich wäre, wenn man bedenkt, dass die Zerstörung von Das Haus ist das gewünschte Ergebnis.

Idealerweise wären die Projektil-Submunitionen so bemessen, dass sie bei ihrer Aufprallgeschwindigkeit ihre gesamte Energie an die Zielstruktur abgeben würden, kurz bevor sie den Boden erreichen. Die Submunition sollte bei einer Trennung auftreffen, die die größte Wahrscheinlichkeit ergibt, dass die Struktur des Ziels mechanisch beeinträchtigt wird, ohne dass ein Overkill die Struktur in Schutt und Asche legen würde - das Ziel hier ist es, einen garantierten strukturellen Zusammenbruch mit einem Minimum an Energie zu verursachen und den Überschuss zuzulassen Energie, die an nahe gelegene Zielstrukturen geliefert werden soll.

Die Frage:

Wie viel Hochgeschwindigkeits-Stahlschrot (in welcher Größe auch immer am praktischsten ist, bis zu 1000 Kubikzentimeter Volumen), das in einem ziemlich gleichmäßigen Verteilungsmuster aufgetragen wird, wenn es mit 3 bis 8 Kilometern pro Sekunde auf ein modernes First-World-Haus herabfällt, würde es brauchen, um eine völliger struktureller Zusammenbruch?

Wie viele solcher Häuser könnten durch eine einzige 6,8-Tonnen-Railgun-Patrone zerstört werden?

Würden Häuser unterschiedlicher Bauart erheblich mehr oder weniger Schüsse benötigen, um sie effektiv zu zerstören?

Bei solchen Geschwindigkeiten können Hitze und Feuer zu einem Faktor werden, da der Schrapnell ziemlich heiß wäre, aber für die Zwecke dieser Frage sollte dies außer Acht gelassen werden, da Bedingungen und Materialien ein Feuer daran hindern können, eine bestimmte Struktur zu zerstören.

Mit anderen Worten, wie viel kinetische Energie braucht es, um ein modernes Vorstadthaus der ersten Welt zum Einsturz zu bringen? Offensichtlich benötigen unterschiedliche Konstruktionsmethoden und Konstruktionen mehr oder weniger Energie als andere.

Also wann kommt der nächste Teil? :D
Wenn ich richtig gerechnet habe und ich immer vergesse, welche Metrik ich für Ek = 1/2 M * V ^ 2 verwenden muss, aber wenn ich richtig liege, hätten Sie 2,4 * 10 ^ 11 Joule Energie auf Ihrem Hände für das 6,8-Tonnen-Projektil. Die zweitstärkste nicht-nukleare Bombe, die jemals entwickelt wurde, hat eine Energie von 4,6^10^10 Joule, Sie sind also mit jedem Schuss eine Größenordnung über dieser Bombe ... Die Frage wird mehr: Überdringt dieses Ding oder funktioniert es so? ein Mikrometeorit?
@dot_Sp0T, die Leute von Universe Factory haben Ch8, das liegt also an ihnen. Ich korrigiere Ch 9 und arbeite an Ch 10+.
@Demigan, die Verteilung der Aufprallenergie ist eine Funktion der Aufprallgeschwindigkeit und der Größe der Submunition, die beide variieren können. Bei ausreichend kleiner Submunition könnte jede beim Aufprall verdampfen, oder bei größeren Submunitionen würde es zu einer Überpenetration kommen. Ich vermute, dass eine kleine Überpenetration eine effektivere Zerstörung eines modernen freistehenden Hauses der Ersten Welt bewirken würde als eine Submunition, die beim Aufprall effektiv explodiert.

Antworten (1)

Mindestens die kinetische Energie eines Autos

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Auto mit 40 km/h hat vielleicht 1 MJ KE pro Tonne. Nach dem obigen Foto zu urteilen, schätze ich, dass Sie etwa 4 Schläge benötigen, um das Haus vollständig zu ruinieren, obwohl fairerweise niemand in einem Haus mit einem taxigroßen Loch im vorderen Schlafzimmer wohnen möchte. Geht man von einem 2-Tonnen-Taxi aus, braucht man etwa 150 g Material bei 5000 m/s, um den gleichen Schaden zu verursachen.

Dieses Haus (aus einem Vorort von Chicago) hat eine Grundfläche von vielleicht 150 m 2 , basierend auf der durchschnittlichen Wohnungsgröße in diesem Bereich. Wenn wir 4 Schläge pro 150 m wollen 2 , dann sollte ein 6800-kg-Projektil in ungefähr 45.000 Teile zerbersten, die 1,7 km zurücklegen 2 .

Aufgrund der zufälligen Verteilung würden einige Häuser wahrscheinlich immer noch intakt stehen, einige für den Gebrauch zerstört und einige vollständig ausgelöscht. Ein nützlicher Nebeneffekt ist, dass die Straßen, da wir nicht zielen, von den Schüssen, die sie treffen, stark verkratert werden. Alles in allem ist das eine ziemlich gute Rendite pro Schuss.

Tatsächlich kann es sogar effektiver sein, als Sie denken. Jede Railgun-Runde kann eine Reihe von Naniten tragen, sodass die Submunition gezielter sein kann, als Sie es von einer Cluster-Waffe erwarten würden. Es kann gut sein, dass Submunition an Stellen im Haus einschlägt, an denen Beobachtungen und statistische Wahrscheinlichkeiten darauf hindeuten, dass Innenwände...
Übrigens, es sind 5000 m / s, nicht 5000 kps. 5000 kps und ein 150-g-Projektil sind 1,875 TJ, was "Schauen Sie sich den Krater an, in dem sich das Haus befand" der Zerstörungsstufe entspricht. Wir sprechen eher in der Größenordnung von 1,875 MJ, was immer noch fast 2 Dynamitstangen entspricht.