Wie wäre es, eine Vibro-Klinge zu verwenden?

Dank des freundlichen Redit-Benutzers „Uchihakengura“, der eine Frage über die Hochfrequenzklinge von Metal Gear Rising beantwortet hat (es ist im Grunde ein Vibroklinge in allem außer dem Namen und im Metal Gear-Universum), haben wir die folgende Aufschlüsselung

„Eine Klinge, selbst eine kleine, funktioniert nach einem einfachen Prinzip. Aufgewendete Kraft > Reibung des geschnittenen Materials Es ist nur sehr wenig Kraft erforderlich, um beispielsweise eine Wassermelonenschale zu schneiden. Das Durchschneiden würde einige Kraft erfordern, aber mit einer Klinge nach unten zu drücken, würde mit einiger Anstrengung durchgehen.

Wenn Sie nun dem Messer selbst Vibrationen hinzufügen, würden diese Vibrationen es der Klinge selbst ermöglichen, hin und her zu wackeln. Nehmen wir an, fügen Sie eine 10-kHz-Vibration in die Klinge ein. Das spielt einen Ton, der eine Frequenz von 10.000 Schwingungen/Sekunde hat. Wissenschaftliche Definition: 1 Hertz = Periode zwischen dem Scheitel und dem Tal einer Welle. 10.000 Hertz oder 10 KiloHertz bedeutet, dass jede Sekunde 10.000 dieser Höhen und Tiefen passieren. Allerdings würde ein induzierter 10-kHz-Ton dazu führen, dass die Klinge als Reaktion auf den Ton selbst mikroskopisch schwingt. Die Klingenvibrationen würden wirken, indem sie zusätzliche Energie in die Klinge zwingen, die sich schnell in die Schnittfläche überträgt und dabei hilft, die Materialien leichter zu trennen, indem eine kleine, wenn auch mikroskopisch kleine Lufttasche zwischen dem Messer und der Wassermelonenschale entsteht, die Sie schneiden würden .

Stellen Sie sich vor, ein Truthahnschneider oszilliert hin und her, um den Truthahn zu durchschneiden. Dies ist das gleiche Konzept, aber anstatt viele Male pro Sekunde hin und her zu gehen, würden Sie die Klinge von einer Seite zur anderen bewegen. Je schneller die Wellen und je höher die Frequenz, desto mehr würden Sie theoretisch den Effekt bis zu einem gewissen Punkt sehen.

Es gibt jedoch Anlass zur Sorge, wenn man so etwas tut. Sobald Sie einen bestimmten Punkt erreicht haben, können Sie das Messer zerbrechen, da die Schwingungen zu stark sind, um den Griff, das Metall oder die Klinge zu halten, und die Klinge beschädigen könnten. Wenn das passiert, besorgen Sie sich am besten ein neues Messer."

(anderer Beitrag desselben Benutzers einen Tag später)

„Die Schwingungen, die durch eine Frequenz verursacht werden, die durch die Klinge geht, werden hin und wieder darüber diskutiert, was die Auswirkungen tatsächlich sein könnten. Einige sagen, dass das Induzieren einer Welle mit hoher Frequenz und hoher Amplitude den Benutzer schädigen oder stören würde.

Greifen Sie zum Beispiel den Griff eines Schubmähers oder einer Kettensäge. Diese Elemente haben eine niedrige Frequenz (Mäher 60-200 Umdrehungen pro Sekunde und Kettensägenblätter bewegen sich mit etwa 150 Umdrehungen pro Sekunde entlang der Messerspur), haben aber auch eine hohe Amplitude. Rasenmäher zum Beispiel stoßen auf eine Instabilität der Klingen und viele, viele Widerstandspunkte, die die Klingen "wackeln" lassen, wodurch zusätzliche, störende Aufprallpunkte entstehen, die ihre Vibrationen seltsame Dinge bewirken lassen. Kettensägen hingegen haben eine stark gezackte Kante, die Hunderte von "Zähnen" erzeugt, die auf Holz schlagen und kauen, wenn sie auf einen Baumstamm gedrückt werden. Diese Zähne erzeugen alle einen ähnlichen Fall von mehreren Widerstandspunkten und verlangsamen die Klinge und erzeugen so mehr störende Vibrationen.

Das Konzept für ein Schwert ist jedoch ganz anders als dieses Denken. In der Schwertschmiede-Community gibt es ein Konzept, um genau dies zu verwenden, es heißt Harmonic Balance.

Post ausleihen...

Was Harmonic Balance für ein Schwert tut - verhindert, dass der Schock beim Schlagen mit dem Schwert auf die Hand des Benutzers übertragen wird. Dies spart Energie – das Schwert „verschwendet“ keine Energie, indem es den Benutzer erschüttert, selbst wenn der Schlag vom COP abprallt. Es verhindert auch, dass der Benutzer die Kontrolle über das Schwert aufgrund von Vibrationen verliert, die auf die Hand des Benutzers übertragen werden. Es minimiert auch die Tendenz des Schwertes, seine Griffanordnung durch Vibration zu beschädigen. Alle guten Dinge!

Michael Tinker Pearce Moderator Sword Maker SFI Honorary Educational Advisor Dies würde sagen, dass Vibrationen reduziert werden, wenn sie durch die Klinge in den Benutzer des Schwertes gelangen, und dass Vibrationen schlecht sind. Auf der anderen Seite der Skala können wir jedoch das gleiche Prinzip verwenden, aber eine einfache Änderung vornehmen. Verwenden Sie eine Welle mit sehr hoher Resonanzfrequenz oder eine Ultraschallwelle, um eine Welle mit extrem hoher Frequenz und einer sehr kleinen Amplitude zu erzeugen. Diese "Mikrovibrationen" wären für das bloße Auge unsichtbar und könnten in geringem Maße gefühlt werden, aber insgesamt wären sie im Griff wirkungslos.

Was dies für die Klinge bedeutet - Die erhöhte, hohe Frequenz würde dazu führen, dass sich die Klinge so schnell hin und her bewegt, dass sie bei Kontakt auf mikroskopischer Ebene buchstäblich anfangen würde, Dinge auszulöschen. Was die Frequenz angeht, sprachen wir ... 20 GHz oder 50 GHz. Das sind 50 Milliarden Schwingungen pro Sekunde."

Originalbeitrag ist zu finden unter https://www.reddit.com/r/GameTheorists/comments/2e4cz7/is_the_high_frequency_sword_in_metal_gear_rising/

Vibration

Betrachten Sie die angetriebene Handstichsäge.

Dies ist in allem eine Vibro-Klinge, außer dem Namen und der Verwendung mit hoher Schlagkraft. Es hat eine kurze gezahnte Klinge, die schnell vibriert, um ihre Schneidwirkung zu erzielen. Die Vibration ist hochwirksam und es ist unwahrscheinlich, dass sie sich selbst in Stücke schüttelt.

Es hat jedoch einige Nachteile.

In diesem Fall sieht man deutlich, dass die Klinge deutlich leichter ist als der Griff. Dieses Gleichgewicht muss aufrechterhalten werden, um die Vibrationsklinge anstelle einer statischen Klinge mit einem Vibrationsgriff zu erhalten. Bei längerem Gebrauch besteht auch die Gefahr der sogenannten Vibration White Finger .

Klinge

Betrachten Sie ein Schwert. Das meiste Gewicht liegt in der Klinge. Um diese Klinge zum Vibrieren zu bringen, müssen wir entweder das Gewicht des Griffs massiv erhöhen, das Gewicht der Klinge massiv verringern oder beides.

Machen wir beides Jetzt schauen wir uns etwas an, das als Vibro-Klinge verwendet werden könnte. Sie müssten immer noch viel mehr Gewicht von dieser Klinge nehmen, und wenn Sie nicht in der Lage sind, bei Kontakt 2 Zoll Stahl zu durchschneiden, könnten Sie wahrscheinlich nicht parieren.

Jetzt stoße ich die Technologie hier nicht sehr an. Vibrationen sind immer noch Makro und liegen fast innerhalb der derzeit verfügbaren Technologie. Sie müssen nur das Gewicht und die Kante auf der Klinge sortieren.

Die Art und Weise, wie die vibrierende Klinge angetrieben werden könnte, besteht darin, den piezoelektrischen Effekt auszunutzen, bei dem einige Materialien dazu gebracht werden können, sich auszudehnen oder zusammenzuziehen, indem ein elektrisches Feld angelegt und freigegeben wird. Bei einem sich schnell ändernden Feld würde sich das Material schnell ausdehnen und kontaktieren, was dazu verwendet werden könnte, eine am Material befestigte Klinge (z dies ist höchst problematisch, da die Materialeigenschaft, die eine gute Klinge ausmacht, bei den piezoelektrischen Materialien möglicherweise nicht vorhanden ist).

Mehrere Poster haben sich bereits zu Größe und Masse der Stromquelle geäußert, aber ein weiterer Faktor, der berücksichtigt werden müsste, ist die Abwärme. Die Umwandlung der elektrischen Energie in die Vibrationsbewegung des piezoelektrischen Kristalls wird nicht 100% effektiv sein, und die Klinge wird sich auch bis zu einem gewissen Grad erwärmen, weil ihr zusätzliche Energie zugeführt wird. Der Benutzer wird feststellen, dass der Griff in kurzer Zeit unangenehm heiß wird (und wenn sich die Batterie oder der Generator im Knauf befindet, wird das Halten des Schwertes über einen längeren Zeitraum schwierig. Mit einem heißen Lithium-Ionen-Akku ist nicht zu spaßen.. .).

Die Klinge fungiert bis zu einem gewissen Grad als Kühler, und das "Formen" der Klinge zur Vergrößerung der Oberfläche und das Führen der Klinge in einer fortlaufenden Reihe von Bewegungen, um einen Luftstrom über die Klinge zu induzieren, hilft dem Benutzer, das System kühl zu halten. Kämpfe mit scharfen Waffen könnten zu hektischen Hiebkämpfen werden, wenn die Benutzer versuchen, die Klingen in Bewegung zu halten, um die im Griff und Knauf verborgene Vibrationsmaschinerie zu kühlen.

Andere Antworten sind ziemlich gut, aber ich habe das Gefühl, dass ich ein paar interessante Informationen hinzufügen kann:

Beantwortung des letzten Punktes Ihrer Frage:

Würdest du überhaupt in der Lage sein, an einer solchen Waffe festzuhalten

1. Wenn wir davon ausgehen, dass das Vibroknife dauerhaft in jede Richtung physisch vibrieren muss, kann es ohne Schutz auf lange Sicht zu einem Karpaltunnelsyndrom führen . Außerdem wäre es ziemlich unhandlich. Aber was Ingenieure, die dieses Ding entwerfen, tun könnten – sie können eine Brücke zwischen dem Griff und der Klinge mit einem Motor hinzufügen, der mit einer entgegengesetzten Amplitude und Frequenz vibriert. Oder Designer könnten einen gröberen Weg einschlagen – und etwas Material und/oder einen Satz Federn hinzufügen, um Vibrationen zu dämpfen.

2. Wenn wir davon ausgehen, dass das Vibroknife nur in den Momenten des Schlags und Eindringens physisch vibrieren muss (und der Benutzer eine Art Auslöser hat, um es zu steuern), könnten Sie den Dämpferteil überspringen, den ich in meiner obigen Antwort erwähnt habe.

3. Es könnte für Benutzer von Vibroklingen erforderlich sein, entweder ihre Hände zu ändern (Cyberhands) oder eine externe Power Armor-Einheit für den oberen Teil ihres Körpers zu haben, um Vibrationen auszugleichen (aber dieses ganze "3" -Design fühlt sich zu überkomplex an).

und würde sich die Waffe schließlich selbst zerstören?

Irgendwann ja - aber Sie können sich reale elektrische Handwerkzeuge ansehen, die Vibrationen erzeugen ... Bohrer, Sägen, Kettensägen. Diese Dinger könnten für Jahrzehnte gebaut werden. Und denken Sie daran, dass echte Waffen und Schwerter nicht für die Ewigkeit ausgelegt sind.

Es ist auch möglich, dass der Teil „Vibro“ in „Vibroblade“ ein wissenschaftlicher oder Markenname für eine Art Effekt oder Technologie ist, die keine Verbindung zu physikalischen Vibrationen hat – wie eine Art elektrischer Strom, der die Bindungen zwischen Mikroteilen der Klinge aus bestimmten Materialien stärkt ; Diese theoretische „Strömung“ macht die Klinge hart oder robust und behält die Schneide, ist aber nicht zerbrechlich (Einschränkung für echte Schwerter – je härter der Stahl, desto schärfer kann er sein, um in weniger hartes Material zu beißen … aber härterer Stahl ist spröder als flexibel! Stellen Sie sich vor, Sie hätten ein Glasschwert - perfekte Härte ... uh ... gebrochen ... null Nutzen)

Die Übertragung von schädlichen Vibrationen auf den Griff kann durch Gegenvibration eines geeigneten Gegengewichts eliminiert werden.

Wenn das Gerät einfach ist, werden je nach sorgfältigem Design und guter Balance Vibrationen zu spüren sein, die durch eine Reaktion des gesamten Werkzeugs auf die Kraft verursacht werden, die es auf das geschnittene Material ausübt.

Mit bereits heute verfügbarer mikroelektronischer Technologie kann die Griffvibration erfasst und das Verhältnis der Klingen- zur Gegengewichtsbewegung dynamisch angepasst werden, Mikrosekunde für Mikrosekunde, sodass der Benutzer nichts spürt.

Die meisten Leute nehmen an, dass die Klinge einfach eine Art Standardschwert ist, das vibriert. Ich stelle mir ein hauchdünnes, hochfestes Klingenpaar vor, das ähnlich wie eine Stimmgabel aufgebaut ist. Ihre Vibrationen gleichen sich gegenseitig aus und reduzieren die Auswirkungen der Vibrationen auf sich selbst oder den Benutzer erheblich. Während die Klingen ohne Vibration relativ wirkungslos wären, verursacht die hohe Vibrationsrate (im Terahertz-Bereich oder höher) den eigentlichen Schaden.