Wie erstelle ich eine Schallpistole

Ich habe diese fiktive Science-Fiction-Galaxie (ähnlich wie Mass Effect), in der eine Rasse von Außerirdischen blind ist, aber übermenschliches Gehör hat. Ich möchte diese Außerirdischen auf dem Schlachtfeld interessant und etwas unheimlich machen, also dachte ich als erstes an eine solide Waffe. Das heißt, eine Waffe, die einen gerichteten Schallstrahl auf ein Ziel abfeuert. Der ursprüngliche Plan war, dass sie die harmonische Frequenz des menschlichen Gehirns nutzen könnten, um die Köpfe der Menschen in die Luft zu jagen, aber an diesem Punkt wäre ich froh, wenn sie es einfach benutzen könnten, um Feinde zu betäuben oder zu desorientieren.

Das Hauptproblem, mit dem ich es zu tun habe, ist, dass ich nicht glaube, dass Ton in einem Strahl abgefeuert werden kann, wie es Licht kann. Erfahrungsgemäß neigt Schall dazu, omnidirektional zu sein oder breitet sich fast sofort aus. Ich weiß jedoch, dass meine wissenschaftlichen Kenntnisse unzureichend sind, also hatte ich gehofft, ich könnte hierher kommen, um einige endgültige Antworten zu erhalten.

Kann es also zusammenfassend eine Waffe geben, die einen gerichteten Schallstrahl abfeuert? Wie könnte es funktionieren, oder wenn es nicht möglich ist, wie könnte eine ähnliche Art von Waffe funktionieren, um etwas laute Ergebnisse zu erzielen?

Sie sollten nicht von dem vorbeiziehenden Geräusch beeinflusst werden, zumindest nicht so sehr, wie wenn Sie sich in seinem Weg befinden würden. Ich würde auf die Fähigkeit hoffen, Feinde mit einer solchen Waffe vorübergehend oder dauerhaft taub zu machen, aber ein kleinerer Effekt, der hochskaliert werden kann, ist in Ordnung. Da dies ein Sci-Fi-Setting ist, gibt es viel Platz für Technologie und Macht, aber ich hätte gerne etwas, das auf echter Wissenschaft basiert.

Diese Frage ist auf jeden Fall besser für die Physik geeignet 😉
Siehe auch: worldbuilding.stackexchange.com/questions/11610/… die erste Antwort könnte für Sie hilfreich sein.
@James Diese Antwort war nützlich, danke, dass du sie gefunden hast.
Damit der Schall gut gelenkt wird, muss der Lautsprecher größer als die Wellenlänge sein. Angesichts der Tatsache, dass sich Schall mit etwa 333 m/s ausbreitet, bedeutet dies, dass ein Lautsprecher mit einem Durchmesser von 1 Meter benötigt wird, um Schall mit 333 Hz (ungefähr das E über dem mittleren C) zu leiten. Es ist schwierig, gerichteten Schall mit Lautsprechern zu erzielen, die kleiner als die Wellenlänge sind.
race of aliens is blind, but has superhuman hearing. I want to make these aliens (...) scary on the battlefield, so the first thing I thought of was a sound gun.Würde das IHNEN nicht mehr wehtun als uns? Hätten sie nicht massive, blendende Lichtkanonen , die es unmöglich machen, auf dem Schlachtfeld zu sehen und die Netzhäute dauerhaft zu schädigen? Genauso wie wir massive EM-Impulse gegen Roboter einsetzen würden (wie es die Schiffe von Matrix tun), weil EM ziemlich harmlos gegen uns selbst sind (also kein freundliches Feuer!)
@xDaizu Ich dachte, es wäre einfacher für sie, ihre alten Waffen zu tunen, als neue zu bauen, und wie Sie sagten, hätten Geräusche sie mehr beeinflusst. Aber ja, ich habe auch eine Frage zu einer Blindheitswaffe gestellt, es stellt sich heraus, dass sie auch ziemlich plausibel sind.
@DaaaahWhoosh Ich bin mir nicht sicher, ob sie anfangs viele Soundwaffen haben würden. Ja, sie könnten sich damit links und rechts gegenseitig Schaden zufügen, aber die Sache mit dem Ton ist, dass er in den meisten Fällen überall hingeht und den Schützen „blenden“ würde (derselbe Grund, warum wir normalerweise keine Ton- oder leichten Waffen verwenden), es sei denn Sie haben eine Art besonderen Schutz. Ich denke tatsächlich, dass dies eine andere Frage verdient (Würde eine blinde Rasse Geräusche als Waffe gegeneinander einsetzen?), Um darüber zu diskutieren.
@DaaaahWhoosh ... aber selbst wenn sie ihre eigenen Waffen hätten, denke ich, dass sie sich anpassen würden. Ich meine, wenn wir in einen galaktischen Krieg gegen viele verschiedene Rassen von Robotern ziehen würden, die alle schwach gegenüber EMs sind (mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie für uns harmlos sind), würden wir I + D überstürzen und bald den größten Teil unseres "Throw Tiny" fallen lassen Metallteile"-Waffen und ersetzen Sie sie durch hauptsächlich EM-basierte Waffen, oder?
@xDaizu Nun, ein Grund, warum ich diese Frage gestellt habe, war, zu sehen, ob eine Schallpistole überhaupt machbar ist. Ich stimme zu, dass es vielleicht nicht die beste Option für diese Aliens ist, aber ich wollte wissen, was man mit Ton machen könnte, und danach würde ich entscheiden können, ob es nützlich wäre. Wie sich herausstellte, glaube ich, dass Sie Recht haben, aber ich wusste es nicht, bis ich gefragt hatte.

Antworten (4)

Ultraschallpistole

Es ist allgemein bekannt, dass dieser Ton mit der richtigen Frequenz angewendet wird, und der Ton allein kann ein Weinglas zerbrechen lassen. Diese Demonstrationen sind immer spektakulär, also bauen wir eine Waffe nach dem gleichen Prinzip.

Annahmen

Da wir mit Schall arbeiten, wird eine Schallwelle oberhalb einer bestimmten Schwelle das Ziel einfach pulverisieren. Die CDC listet 10 psi Überdruck als auf

Die meisten Menschen werden getötet

Verwenden wir das also als Obergrenze für den Energiebedarf dieser Waffe, da wir die Person verflüssigen und nicht sofort pulverisieren möchten.

Außerdem gehen wir davon aus, dass wir die hohe natürliche Elastizität der Haut überwinden können, um sie zu verflüssigen.

Sicherheits-Bedenken

Das OP gibt an, dass dies eine vom Menschen montierte Waffe sein wird, daher müssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass der Waffenträger nicht auch verflüssigt wird. Während Ultraschall immer noch Schall ist, ist er insofern "zielbar", als der Ultraschallwandler Schall in diese Richtung und nirgendwo anders aussendet. Solange der Waffenträger nicht "in den Lauf schaut", sollte es ihm gut gehen.

Leistungsanforderungen

Die im Abschnitt „Annahmen“ festgelegte Überdruckschwelle von 10 psi entspricht dem 700-fachen der Grenzen des menschlichen Gehörs (130 dB). Lautsprecher, die 110 dB Ton erzeugen, benötigen oft Tausende von Watt. Zugegeben, die Energie von normalen Lautsprechern wird über einen viel größeren Bereich verteilt als ein Ultraschallwandler, aber ich denke, das setzt eine anständige Untergrenze für den Leistungsbedarf dieser Waffe. Da wir auch nicht die Leistungsanforderungen kennen, um eine zerstörerische Resonanz in menschlichem Gewebe zu erreichen, kann die Stromversorgung aufgefordert werden, Megawatt Leistung bereitzustellen, aber da wir nicht wissen, wie viel Leistung erforderlich ist, um menschliches Fleisch zu verflüssigen, lassen Sie uns einfach Hand- winke und nenne es gut.

Normale Lautsprecher haben einfach nicht die erforderliche Ausgangsleistung oder die Richtwirkung, die wir wollen, also nehmen wir Ultraschallwandler. Nehmen wir an, dass ein Ultraschallwandler der Megawattklasse erstellt und an eine angemessene Wärmeableitungstechnologie angepasst werden kann.

Frequenzanforderungen

Es gibt keine Frequenz , bei der der menschliche Körper mitschwingt, oder vielleicht gibt es eine, aber die dafür erforderliche Energie läuft darauf hinaus, von der Druckwelle hochexplosiver Sprengstoffe getroffen zu werden.

Sie müssen mindestens zwei Frequenzen kennen: Muskel und Haut, um als „Verflüssigung des Ziels“ zu gelten. Muskel allein wird das Ziel nur umfallen lassen. Nur die Haut lässt das Ziel nackt aussehen. Dies hinterlässt die erschreckende Aussicht, dass das Gehirn noch intakt ist, aber der Körper der Zielperson sich verflüssigt. Wenn die Nervenenden dann noch funktionsfähig sind ... Der Tod folgt kurz darauf, aber wenn Sie nach unten schauen, um zu sehen, wie sich Ihr Körper in Flüssigkeit verwandelt ... das ist Alptraumtreibstoff.

Jemanden zu töten ist möglicherweise nicht so effektiv wie ihn einfach zu verstümmeln, indem man seine Haut verflüssigt. Verwundete Soldaten benötigen deutlich mehr Ressourcen für die Behandlung/den Transport als ein toter Soldat.

Zeit für Wirkung

Ich habe keine Zahlen, aber ich denke, die Auswirkungen würden sehr schnell eintreten, nur ein paar Sekunden. Dies macht es zu einer effektiven Waffe auf dem Schlachtfeld, da Sie nicht erwarten können, dass ein Ziel für eine Minute oder so still bleibt.

Waffendesign

Da ein Ultraschallwandler per Definition Schall mit mehr als 20 kHz aussendet, benötigen wir einen zweiten Wandler, um Interferenzen zu nutzen, um die Zielfrequenz zu erzeugen. Beide Wandler können an einer pistolenähnlichen Halterung angebracht werden, die mit dem Stromversorgungsrucksack verbunden ist. Die Wärmeableitung von der Stromquelle und den Wandlern ist ein wichtiger Gesichtspunkt. Fügen Sie eine Steuerung hinzu, damit der Waffenträger eine Zielfrequenz mit einigen Voreinstellungen für Haut, Knochen usw. auswählen kann. Der Zugriff auf die Rohfrequenz ermöglicht es dem Träger jedoch, mit dem Finden der Frequenz für Stein oder Metall zu experimentieren.

Schallgeschütze ; beim US-Militär auch als Long Range Acoustic Devices (LRAD) bekannt ; existieren, wurden vom Militär entwickelt, bewaffnet und vor einigen Jahren (ca. 2005) eingesetzt.

Diese Waffen projizieren einen stark gerichteten Schallstrahl und wurden verwendet, um somalische Piraten zu „entmutigen“, wenn sie Kreuzfahrtschiffe angreifen.

LRAD:
LRAD

Laut Herstellerangaben wiegen die Systeme zwischen 6,8 und 145,1 kg und können Schall in einem Strahl von 30°-60° bei 2,5 kHz abgeben.

und einige technische Informationen zur Schallrichtwirkung:

Der Parameter "ka", der die Wellenzahl multipliziert mit dem Lautsprecherradius ist, wird häufig verwendet, um die Richtwirkung der Schallquelle zu charakterisieren. Für diese Quelle ist ka=19 bei 2,5 kHz und laut LRAD-Datenblatt ist der Abstrahlwinkel von insgesamt etwa 30 Grad genau das, was für einen normalen Lautsprecher vorhergesagt wird.]

Kleine sphärische "Punktquellen"-Akustikvorrichtungen folgen dem bekannten Gesetz des umgekehrten Quadrats, das den Verlust von 6 dB pro Verdopplung des Abstands von der Quelle allein aufgrund der geometrischen Ausbreitung vorhersagt. Große Lautsprecher (oder große Arrays) wie diese haben ein Interferenzmuster im Nahfeld, das Spitzen erzeugt, die 6 dB höher als der Ausgangsdruck sind, und Nullstellen, wenn der Druck im Wesentlichen Null ist.[5] Je größer der Lautsprecher und je höher die Frequenz, desto länger das effektive Nahfeld. Das Nahfeld für dieses Gerät beträgt ca. 8m.

1. Die Vortex-Kanone ist absolut möglich. Es muss nur verfeinert werden.

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2. Außerdem könnte dich Kate Bush - Experiment IV interessieren

Es werden keine technischen Details gezeigt, aber die Idee ist da. (Nicht geeignet für nervöse Kinder!)

Kate Bush - Experiment IV

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Liedtext:

Wir arbeiteten heimlich
Für das Militär
Unser Klangexperiment war fast bereit zu beginnen ...

Sie sagten uns, alles, was sie wollten,
war ein Geräusch, das jemanden aus der Ferne töten könnte

3. Die Idee der Schallfokussierung wurde hier bereits angesprochen.

Wie kann man Schall fokussieren?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Könnten Sie einige davon erweitern? Sobald ein Link stirbt, verlieren wir dort jedes Detail.
Ein Torodialwirbel ist nicht „gesund“.

Parabolspiegel können verwendet werden, um Schallwellen zu fokussieren. Mit zwei einander zugewandten Parabolspiegeln können sich Menschen ohne Anstrengung auf mehr als 100 m Entfernung unterhalten. Dies ist manchmal in Kinderspielbereichen zu sehen.

Die Waffe in Chaslys ausgezeichneter Antwort verbrennt 100 l Luft mit der entsprechenden Menge Acetylen: das sind ungefähr 20 l Sauerstoff und 10 l Acetylen: ungefähr 60 g explosives Material. Ich denke, eine entsprechend verstärkte 2-3-Meter-Schüssel mit 1 kg festem Sprengstoff im Fokus würde eine weniger sperrige und wahrscheinlich effektivere Waffe abgeben. Zugegeben, ich habe noch nie einen gebaut.

Du meinst also, du löste eine Explosion im Brennpunkt einer Schüssel aus und jemand wird im Brennpunkt der anderen zerstört? Das ist sehr genial. Es kann jedoch schwierig sein, das Ziel davon zu überzeugen, am zweiten Fokuspunkt stillzustehen!
@chaslyfromUK nein, Sie verwenden nur eine Schüssel am Waffenende.
Wenn Sie es leicht ellipsenförmig machen, können Sie ohne eine zweite Schüssel einen Punktfokus haben, obwohl es bei mehr als dem doppelten Fokusbereich weniger leistungsstark wäre als nur eine Parabolschüssel.
Wie erstelle ich eine Schallpistole
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