Nehmen wir ein ziemlich futuristisches Szenario an, in dem wir uns mit dem Energiebedarf von tragbaren Laserwaffen und der realistischen Herstellung von Plasmamunition usw.
Soweit ich weiß, schießt eine Plasmakanone einen Plasmaball wie ein Projektil, der ein wenig kinetische Energie liefert und sein Ziel "verbrennt". Eine Laserpistole ist nur ein kontinuierlicher Energiestrahl, der das Ziel so lange verbrennt, wie Sie ihn abfeuern.
Was genau wären die Vorteile des einen gegenüber dem anderen?
Laser brennen offensichtlich nicht, nachdem Sie aufgehört haben zu schießen, aber sie sind "sofortiger" (sie reisen mit Lichtgeschwindigkeit und nicht mit einem ausgestoßenen Projektil). Brennen sie besser als Plasma? Sie sind auch leise und unsichtbar.
Hätte eine Plasmakanone auch einen Vorteil gegenüber normalen kinetischen Waffen? Hätten sie weniger kinetische Auswirkungen? Weniger sofortiges Tötungspotential? Lohnt sich der Brenneffekt?
Ich habe versucht, aus einer etwas wissenschaftlichen Perspektive viel nach Vergleichen zu googeln, aber normalerweise finde ich nur Threads über Leute, die die Statistiken von Plasma- und Laserkanonen in einem bestimmten Spiel oder so etwas vergleichen, was offensichtlich nicht das ist, wonach ich suche - wenn hat jemand nützliche Links für mich zum Nachlesen, darüber würde ich mich auch freuen.
Plasmawaffen sind ein beliebtes SF-Konzept, das einfach nicht verschwinden wird. Man begegnet ihnen an so unterschiedlichen Orten wie der originalen Star Trek-TV-Serie und der Babylon 5-TV-Serie. Sie spielen die Rolle eines futuristischen Flammenwerfers.
Ihr Hauptnachteil ist, dass sie nicht funktionieren.
Plasma ist der sogenannte "vierte Aggregatzustand" und ist im Grunde heiße Luft. Wenn wir sagen, dass etwas heiß ist, sprechen wir eigentlich über die Geschwindigkeit, mit der seine einzelnen Atome herumwackeln. Gas mit Raumtemperatur bewegt sich mit etwa 500 m/s. Offensichtlich ist Plasma wirklich sehr heiß. Das heißt, es ist ein Gas, das auf Temperaturen erhitzt wird, die mit dem Inneren eines Sterns oder dem Zentrum einer thermonuklearen Explosion vergleichbar sind, sodass alle Atome ionisiert werden. Leider will das Plasma nach dem Virialsatz seinen inneren Druck mit dem äußeren ausgleichen, dh es will sich zu einer diffusen Wolke aus Nichts ausdehnen. Und da es sich sehr, sehr schnell bewegt, bedeutet dies, dass das Plasmoid, nachdem es sich eine Sekunde lang bewegt hat, einen Durchmesser von ungefähr fünftausend Kilometern haben wird, dh
Also würde ich zum Laser greifen. :) Machen Sie für zusätzlichen Schwung Gammastrahlenlaser daraus.
Das Open-Source-Spiel UFO:AI hat ein plausibel klingendes Design für Plasma- und Laserwaffen, und die Beschreibung im Spiel enthält eine sehr detaillierte harte Sci-Fi-Erklärung darüber, wie sie funktionieren. Alle Vor- und Nachteile von Plasma- und Laserwaffen werden ausführlich dargestellt, sowohl in den Beschreibungen als auch in ihrer Funktionalität im Spiel, obwohl letzteres etwas abstrahiert ist. Eine sehr mächtige Spätspielwaffe ist dem Plasmagewehr des Außerirdischen tatsächlich überlegen, da es sich um eine normale kinetische Waffe mit einem Projektil handelt, das eine sehr kleine Menge Plasma enthält, das nach dem Eindringen in das Ziel explodieren soll und sowohl als geformte Ladung zum Durchschlagen dient Panzerung und als eine sehr fortschrittliche Version der realen expandierenden Kugeln.
Bei den Plasmawaffen handelt es sich um eine solide Schutzhülle, die nach kurzer Fahrt platzen soll. Sie haben eine geringe Reichweite, da sich das Plasma trotz des schnellen Projektils sehr schnell durch die Hülle frisst, und aufgrund des geringeren Gewichts ist auch die Genauigkeit geringer als bei herkömmlichen Schusswaffen. Was es auszeichnet, ist seine hohe Bremskraft. Wer getroffen wird, spürt den Schmerz sofort.
Das Lasergewehr verwendet eine Art chemischer Laser , hat eine sehr hohe Genauigkeit und eine große Reichweite, keinen Rückstoß, aber mit dem zusätzlichen Problem, dass es keinen plötzlichen Aufprall hat, daher einen geringeren Schaden, und dass es einige Zeit am Ziel benötigt, wodurch es effektiv reduziert wird der Schaden aufgrund der Ungenauigkeit des Schützen, da der Strahl auf dem Ziel wackeln könnte.
Grundsätzlich repräsentieren die Plasma- und Lasergewehre im Vergleich zu herkömmlichen Schusswaffen tatsächlich zwei völlig entgegengesetzte Richtungen, anstatt im Vergleich zu den herkömmlichen Schusswaffen nahezu austauschbar zu sein.
Ich schlage nicht vor, diese Designs vollständig aus dem Spiel zu kopieren, das ich erwähnt habe, aber es könnte sich lohnen, einen Blick darauf zu werfen, da die Entwickler offensichtlich viel darüber nachgedacht und recherchiert haben.
Während das Verschießen von Plasma als Projektile nicht funktioniert, hat die Verwendung von Lasern, um die Luft in ein Plasma zu verwandeln, interessante Anwendungen im Waffendesign.
Wenn Sie eine echte Laserwaffe wollen, ist es vorteilhaft, dem Ziel so viel Energie wie möglich zuzuführen. Wenn Licht durch die Luft wandert, interagiert es unglücklicherweise damit, was zu Erwärmung und Lichtstreuung führt. Sobald der Strahl eine ausreichend hohe Leistungsdichte hat, erhitzt er die Luft zu einem Plasma, das viel stärker mit dem Licht interagiert. Dies erzeugt effektiv eine maximale Leistungsabgabe an das Ziel, da jede zusätzliche Leistungsabgabe durch den Laser nur zum Erhitzen des Plasmas verwendet wird.
Das Plasma erzeugt jedoch einen weiteren möglichen Energieabgabemechanismus, da Plasma leitfähig ist. Wenn man zwei Hochleistungslaser auf ein Ziel abfeuert, könnten sie als Drähte in einer Hochleistungsversion eines Tasers verwendet werden, bei dem es sich nicht um eine nicht tödliche Waffe, sondern um eine wahnsinnig leistungsstarke Panzerexplosionswaffe handelt.
Aufgrund der natürlichen Tendenz der Luft, unter hohen elektrischen Feldern in Plasma zu zerfallen, ist es jedoch wahrscheinlich, dass die Strahlen weit genug voneinander entfernt sein müssen, dass die Waffe nicht als Handwaffe angesehen werden kann. (es sei denn, es wird von einem Riesen oder einem Mech-Anzug getragen.)
Unabhängige Plasmastöße sind möglich, wie Randy Curry kürzlich bewiesen hat. Jetzt ging sein Experiment nur zwei Fuß weit, aber es ist ein Machbarkeitsnachweis.
https://www.youtube.com/watch?v=T5sIPJL_6F8
Andere Probleme mit Plasmawaffen könnten die Entwicklung noch behindern, aber die Plasmastreuung gehört nicht dazu.
Bei Plasmawaffen würde man wahrscheinlich entweder Skyrmionen (verknotete Magnetlinien, denen das Plasma folgt, oder ein sehr vergangenes, nicht eingeschlossenes Plasma (siehe das SHIVA-Startprojekt) abschießen). In beiden Fällen ist die relative Masse geringer als die einer Kugel, die Die beteiligte "Netto"-kinetische Energie wäre entweder gering oder würde ineffizient übertragen, die Kompression und dann die plötzliche Expansion des Plasmas wäre der Hauptschadenseffekt. Dies kann heute leicht durchgeführt werden (obwohl es gegen die Genfer Konvention über Sub 12,5 mm verstößt expandierende oder explodierende Kugeln), so dass es kaum Vorteile zu geben scheint (abgesehen von möglichem Gewicht und Logistik je nach Energiequelle und Munition).
Laser sind anders. Erstens hängt es davon ab, wie Sie Schaden anrichten möchten. Soweit ich feststellen kann, ist das effektivste, wenn Leistung keine Rolle spielt, ein sich schnell ausdehnendes Plasma, das von einem Laser erzeugt wird. Die USA testeten sowohl tödliche als auch nicht tödliche Versionen (Pulsed Energy Projectile ( PEP ) und Pulsed Implosive Kill Laser ( PIKL )). Ein solches System hat wenig Rückstoß (hauptsächlich durch expandierende Luft vor der Mündung) und hat die gleichen Vor- und Nachteile wie jedes Lasersystem (hauptsächlich Logistik, wobei das Wetter ein Problem für das Zielen ist).
Insgesamt gibt es sehr wenig Nutzen für eine kleine Laserwaffe oder Plasmawaffe. Die meisten kinetischen Waffen können heute dasselbe leisten und haben weniger bedeutende Nachteile. Logistik ist der größte Gewinn, und in Fällen, in denen dies von größter Bedeutung ist, wäre es besser, eine Laser- oder Plasmawaffe zu haben, und da eine Plasmawaffe und eine Laserwaffe am effektivsten sind, wenn sie eine ähnliche Endballistik (Phototik?) haben, ist der Gewinner dazwischen Sie wären aufgrund ihrer (höchstwahrscheinlich) überlegenen Flugeigenschaften (weniger anfällig für Wettereinflüsse) Plasma. Und während kinetische Waffen die Art und Weise verändern können, wie sie beschleunigen (Pulver, elektromagnetisch, Schwerkraft usw.), sind sie dennoch überwältigend effektiver.
Für Laser:
Für Plasma:
Ich bin immer wieder überrascht, wenn Leute sagen „Plasma kann nicht funktionieren!“. Stellen Sie sich vor: „Ich habe diese großartige Idee für einen Panzerpenetrator. Sie verwenden etwas Schweres, das sich unter Druck verflüssigt, und formen etwas darum herum, sodass dies wie ein heißer Wasserstrahl durch die Panzerung schneidet.“
"Ja", sagt sein Kumpel, "aber Blei verformt sich beim Abfeuern und mit einem Magnetsystem, um es zusammenzuhalten, unter Druck zu setzen und zu zielen, funktioniert der Jet nicht!"
Worauf die Leute sogar während der Weltkriege antworteten: "Wir könnten auch etwas weniger Ausgefallenes verwenden, wie die Materialien, die wir herumliegen haben, für eine gehärtete Hülle, die genau das tut".
Erhitzen Sie das Plasma in einem Behälter, wie VSZ in seinem Beitrag vorgeschlagen hat. Verwenden Sie ein Material mit hoher Temperaturbeständigkeit wie Wolfram, oder verwenden Sie, da Sie über Zukunftstechnologie sprechen, eine Graphenhülle (hält etwas mehr als die Oberfläche der Sonne aus) und umhüllen Sie diese mit einem Isolator, da Graphen die unangenehme Angewohnheit hat, einer davon zu sein die besten Wärmeleiter, die die Menschheit kennt, und Wärmeverluste sind so ärgerlich. Es macht es in erster Linie einfacher, das Plasma aufzuheizen. Sobald es auftrifft und das Plasma freigesetzt wird, hat Plasma diese unangenehme Angewohnheit, sich schnell auszudehnen. Wir nennen dies normalerweise eine "Explosion". Um das zu maximieren, konstruieren Sie die Kapsel so, dass sie nur an der Aufprallstelle aufbricht und sofort eine geformte Ladung erzeugt, die heißes Plasma durch den Gegner schickt.
Was Laserwaffen angeht, weist Atomic Rockets ( http://www.projectrho.com/public_html/rocket/sidearmenergy.php ) darauf hin, dass Laser sehr fokussiert sein müssen, um zu funktionieren, und dass Laser schwieriger über eine Distanz zusammenzuhalten sind, als die Leute denken wenn es darum geht, Menschen mit ihnen zu töten. Die beste Methode, die sie sich ausdenken, ist das Abfeuern von 1000 Laserpulsen in etwa 0,01 Sekunden. Jeder Impuls ist ein Joule oder mehr und verwandelt die Oberfläche Ihres Ziels in Dampf oder Plasma. Dieses Plasma dehnt sich schnell in einer Miniaturexplosion aus, von der die meisten direkt in den Laserstrahl gelangen. Um zu verhindern, dass das Plasma Energie aufnimmt, die für das Ziel bestimmt ist, verwenden Sie die Impulse.
Jede Miniaturexplosion reißt einen Teil des Materials um sie herum weg und verursacht bei jedem Impuls große Löcher in Ihrem Ziel. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies schweigt. Ihr PC ist nicht still, weil er abkühlen muss, Sie blasen riesige Mengen an Energie weg und selbst in Spitzenzeiten müssen Sie davon ausgehen, dass nicht mehr als 70% bis 90% der Energie für den Laser verwendet werden und der Rest verschwendet wird, und Das ist äußerst großzügig, da die meisten Schätzungen eher bei 50 % liegen. Es besteht auch das Problem, dass Sie alles im Laserweg in Plasma verwandeln, einschließlich Schmutz auf der Linse, der sie beschädigen wird, es sei denn, sie besteht aus einem hochfesten und hitzebeständigen Material, aber sie wird nicht leise sein.
DaaaahWusch
Steve Jessop
Steve Jessop
Russell Borogove
weißer Bauer
Tim B