Guns.ru Talks
Оружейные идеи
Использование энергии вращения в немирных целях ( 1 )

вход | зарегистрироваться | поиск | реклама | картинки | календарь | поиск оружия, магазинов | фотоконкурсы | Аукцион
Автор
Тема: Использование энергии вращения в немирных целях
Сашкин
28-8-2013 01:41 Сашкин
Для поражающего действия в оружии используется, в основном, кинетическая энергия и энергия взрыва. А ведь есть еще и энергия вращения.
Нельзя ли нам и ее как-нибудь задействовать? Давайте пофантазируем:
При заданной массе эта энергия зависит от форм-фактора и угловой скорости вращения. Давайте, к примеру, возьмем килограммовый тор из обедненного урана. И начнем его раскручивать каким-либо образом до неприлично высоких скоростей... До ну просто МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНЫХ скоростей...

Тогда интересное кино получается: тот же самый кусок металла по-прежнему находится перед нами, а его энергия прямо на глазах катастрофически возрастает. (Мне хочется верить, что она-таки превысит энергию взрывчатого вещества той же массы). И теперь нам остается только дать возможность этой энергии каким-либо образом провзаимодействовать с защитной оболочкой вражеской техники. Ну, к примеру, обсыпем наш бублик алмазной крошкой или там поместим в середину супер-пупер-сверло. И попросим наш бонбандировщик сбросить все это сверху на крышу вражеского танка.
Ну вот, в общих чертах, как-то так...

Меня здесь интересуют два основных вопроса:

1. Что нас будет ограничивать в достижении таких 'космических' скоростей вращения? Какие здесь будут узкие места, в которые мы упремся? Ведь пока их нет, то скорость вращения, а, следовательно, и энергию нашего "снаряда", мы можем наращивать и наращивать, до Бесконечности...

2. Вопрос взаимодействия с преградой. Допустим, нам таки удалось раскрутить снаряд до желаемых 'околосветовых' (хе-хе) скоростей. Будет ли он 'просверливать' танк насквозь (как мне хотелось бы это видеть) или просто стукнувшись о броню, тупо отскочит в сторону и на этом все закончится? При небольших скоростях вращения бублика, я уверен, что так и будет. Но здесь-то ведь у нас - супер-пупер-гипер угловая скорость! (Возникающее искривление пространства-времени как-то должно нам тут помочь!...

edit log

AlienTechnologies
28-8-2013 03:00 AlienTechnologies
вы собираетесь стрелять реактивными снарядами, у которых вращение задается дополнительными рулевыми двигателями? Если нет, то никогда вам не задать значительное вращение "значителеьнее" чем линейная скорость снаряда.

Представьте себе нарезной ствол и подумайте, как можно заставить снаряд, повернуться скажем хотя бы на один полный оборот, пролетев всего 1см??? Шаг резьбы как на болтах и гайках?

Стреляешь эдаким саморезом, он так медленно подлетает к цели, упирается в неё и сам вкручивается ))

Гуманоид
28-8-2013 04:07 Гуманоид
Не оскудеет земля русская пророками... А вот на знание формулы центробежной силы и сопромат она уже оскудела...
Сашкин
28-8-2013 04:30 Сашкин
quote:
Originally posted by AlienTechnologies:
Представьте себе нарезной ствол...

Стоп-стоп-стоп! С чего это вдруг? Никто здесь и слова пока не говорил про нарезную артиллерию! Как, впрочем, и про реактивные снаряды. Это Вы сами себе придумали именно такой пример реализации и его же успешно раскритиковали. (Наверное, тут все же я виноват, что обозвал этот бублик "снарядом" - у людей срабатывают устойчивые артиллерийские ассоциации. Но ведь я же написал там полушутя про "бонбандировщик"...)

Я здесь сейчас предлагаю не торопиться и рассмотреть сначала только саму ТЕОРЕТИЧЕСКУЮ ВОЗМОЖНОСТЬ получения профита. Пока - никаких примеров реализации! Берем энергию вращения твердого тела (только ее)и увеличиваем ее до максимума. А потом пытаемся использовать для разрушения преграды. Идем последовательно, по принципу "от общего к частному". Чтобы ничего ценного не пропустить. Поэтому ситуация поначалу самая что ни на есть сфероконно-вакуумная: имеется тор сверхпрочного материала, который вращается с бешенной скоростью и броня, которую нужно разрушить. И вот этот тор входит в соприкосновение с броней...

Уходим от догм и шаблонов мышления! Раскрепощаем свою мысль!

edit log

Сашкин
28-8-2013 04:40 Сашкин
quote:
Originally posted by Гуманоид:
на знание формулы центробежной силы и сопромат ...

Звиняйте, дядьку! Академиев мы не кончали, я хотел сказать, сопроматов не изучали...
А что, изделие будет разрушаться? Давайте тогда откажемся от тора и возмем цилиндр (я-то просто хотел металл для Родины сэкономить!)
Неужели вот этот цельный цилиндр из обедненного урана будет РАЗРЫВАТЬ НА ЧАСТИ только от собственного вращения? Фантастическая сила!!! Каково же тогда будет врагам!
PS: Гуманоид, будьте проще - делитесь без пафоса своей мудростью с простыми смертными. А они будут Вам за это очень благодарны!

edit log

Гуманоид
28-8-2013 06:08 Гуманоид
Хорошо. Цилиндр тридцатого калибра, тангенциальная скорость вращения поверхности 500 м/с (вовсе немного), центростремительное ускорение выходит в районе 6.7 миллиона g... А кинетическая энергия значительно меньше, чем у пули с такой же скоростью поступательного движения.
Гуманоид
28-8-2013 06:17 Гуманоид
В своё время уже эксперементировали с дискострелами, раскрученными циркулярными пилами стреляли. Из-за взаимодействия с набегающим потоком (эффект Бернулли с наложением на гироскопический эффект и угол атаки) кучность оказалась на уровне маразма (летят куда угодно, кроме цели, даже за спину стрелку).
ЯРЛ
28-8-2013 09:22 ЯРЛ
Проводились эксперименты с куском чистой красной меди разогнаной сверху вниз до 2000 м/сек, броню танка как горячий нож масло из испарителя. Но у меди большая удельная теплоёмкость.
abc55
28-8-2013 10:39 abc55
нашли, скажем сверхматериал, который не рвется от вращения
научились пусть, вращать эот материал до пупер скоростей
а зачем??
вращать и метать - это значит распыляться
метать на 360 гр
а всего то надо - в цель - на 1 градус, или того меньше

theTBAPb
28-8-2013 16:09 theTBAPb
"Прыгающая бомба" сразу вспомнилась.

Вообще, пока больше всего непонятен смысл; что для кинетической энергии поступательного, что вращательного движения нужен источник; если он таки есть, проще направить его на поступательное движение, т.к. оно кроме поражающего воздействия обеспечит и доставку до цели. Плюс вращения в том, что можно достаточно долго в ходе раскрутки накапливать энергию от сравнительно маломощного источника, но по соображениям прочности снаряда на разрыв особо много ее все равно не накопишь.

Конечно, случаи, когда на заводах раскрученные фрезы, диски пил и т.п. срывались с креплений и летали по помещениям казалось бы доказывают довольно изрядную поражающую способность таких снарядов) но тем не менее, ничего радикально отличного от имеющихся.

Гуманоид
28-8-2013 18:22 Гуманоид
Предлагаю другой способ. На ишака навьючиваем бомбу, навешиваем на него броню, засовываем ему под хвост жгучий перец и запускаем в Израиль. Наслаждаемся шоу.
4V4N
28-8-2013 19:07 4V4N
quote:
Предлагаю другой способ.

Не флюдьте. Ишак-маловращаемый.
Гуманоид
28-8-2013 19:20 Гуманоид
Он хвостом вращать будет!
Гуманоид
28-8-2013 19:36 Гуманоид

Кстати
http://lenta.ru/news/2013/08/28/lasergyro/
Это рекорд скорости вращения. Тангенциальная скорость поверхности частицы всего 125 м/с
mokiy
28-8-2013 22:44 mokiy
Сашкин,почитайте книги Гулиа.Он про маховики писал.Мне запомнилось-в каком то университете в лаборатории раскрутили большой маховик.А он лопнул,разнёс двухметровую железобетонную защиту.И были маховики в вакууме,которые обеспечивали движение городскому автобусу(махобусу)целый день.В ЮАР для разгона толпы применяется маховичный резинострел.
Сашкин
28-8-2013 23:58 Сашкин
Так вот о том и спич! Сверхпрочные металлические маховики на несамых больших скоростях просто рвет на части! А эти части, в свою очередь рушат двухметровый бетон.
Это что же там за силища такая скрывается в этом вращении?!!

Вот Гуманоид любезно предоставил мне результаты расчетов:

quote:
Originally posted by Гуманоид:
Цилиндр тридцатого калибра, тангенциальная скорость вращения поверхности 500 м/с (вовсе немного), центростремительное ускорение выходит в районе 6.7 миллиона g...

Неужели ни у кого из инженеров не возникает соблазн как-то "вытащить" оттуда эти "миллионы g" и перенаправить их не на разрыв нашего цилиндра-маховика, а на разрыв вражеской брони?
Ну, скажем, первое, что мне вдруг сейчас пришло в голову: летит кумулятив, а следом за ним стержень, раскрученный до критической скорости (без 5 минут разрыв). Стержень влетает в кумулятивную дырдочку и тут получает от нас дополнительный инкремент угловой скорости. Предел прочности превышен, стержень разрывается на части и... "6.7 миллиона g" радиально обрушиваются на броню вражеского танка!

edit log

Сашкин
29-8-2013 00:02 Сашкин
quote:
Originally posted by abc55:
нашли, скажем сверхматериал, который не рвется от вращения
научились пусть, вращать этот материал до пупер скоростей
а зачем?? вращать и метать - это значит распыляться, метать на 360 гр

Вот не надо тут только торопиться, пожалуйста!
Вопрос доставки нашей "боеголовки" к цели вторичен.
Для меня сейчас самый главный и основной вопрос философии - это понять:
возможно ли вообще в принципе создать достойный поражающий броню элемент, основанный на вращении.
Вопросы же как раскручивать, как транспортировать, как наводить на цель, будем ставить перед собой потом, если у нас решится тот самый главный вопрос.

edit log

Гуманоид
29-8-2013 00:38 Гуманоид
Броню поражает энергия. Или её хитрое применение. Урановые снаряды просто прожигают броню. Кумулятивы проникают в неё по законам жидких струй. Кинетика на высоких скоростях тоже прожигает, а на низких (или с зарядом) - пытается проломить. Броня не бетон, не колкая.
Сашкин
29-8-2013 01:41 Сашкин
Гуманоид, спасибо! Как раз хотел спросить знатоков - что же там первично в деле разрушения брони (скорость, давление, энергия...) ?

Вот я о чем сейчас думаю. Получается, что наша классическая 'энергия вращения' это еще не вся энергия, которая образуется у нас при вращении тела. Получается, что у нас еще имеет место быть энергия упругой деформации вращаемого тела. Ведь именно эта энергия разрывает на части наши маховики. Надо бы к ней присмотреться более внимательно!

Образно я представляю себе это в виде такой модельки: Вот у нас имеется обруч, а по внешней его стороне прикреплены пружинки с грузиками. Обруч сначала раскрутили до определенной скорости, потом остановили. И померяли энергию, затраченную на остановку. Ну и назвали эту величину 'энергией вращения'. Вот и все!
А то, что пружинки с грузиками во время эксперимента у нас поначалу растягивались, совершали работу, а при торможении обратно сжимались - вроде как никого и не волнует:

По всему выходит, что эта самая энергия (энергия упругой деформации маховика при вращении) достаточно сильна. Возникает закономерный вопрос:
А как бы нам ее использовать? Как поставить на службу народному хозяйству и оборонной промышленности?

Как нам использовать энергию пружинок, начинающих сжиматься при остановке вращения обода?...

edit log

Гуманоид
29-8-2013 02:09 Гуманоид
При сжатии пружины вернут ранее отобранную энергию обратно в кинетическую вращательную.

Что ныне с образованием? Знание русского на нормальном уровне, а знаний физики хватает только на начальную школу (типа что-то слышал...) Церковно-приходская, что ли?

ЯРЛ
29-8-2013 08:39 ЯРЛ
quote:
Урановые снаряды просто прожигают броню

Я Вам говорю про медь, удельная теплоёмкость большая. Чего думаете в вампиров серебрянными пулями стреляют? Большая внутренняя энергия серебра шибко быстро летящего.

Кстати вспомните "День триффидов" там сделали стрелялку метающую вращающиеся диски.

edit log

Сашкин
29-8-2013 13:26 Сашкин
Уважаемый ЯРЛ, а можно для тех, кто из церковноприходской, чуточку подробнее о том, какую роль здесь играет теплоемкость?
А то я чего-то не догоняю (не так быстро расплавится?) Большая скорость - понимаю (энергия), а большая теплоемкость - пока не понимаю.
Да, и почему именно чистая медь? Сталь, железо, чугун - это ведь и дешевле и уд. теплоемкость выше (460, 444, 500 против 385 у меди).

edit log

ЯРЛ
29-8-2013 13:40 ЯРЛ
Я не уважаемый. Я тоже не понимаю, но красномедные снаряды на сверхзвуковых скоростях действительно пробивают броню легче чем очень твёрдые, теплоёмкость как то играет роль. С уважением.
Сашкин
29-8-2013 13:53 Сашкин
Уважаемый Гуманоид, вот у нас есть два маховика. Один - просто маховик, а другой - наш обод с грузиками на пружинках. Масса обоих одинакова. Раскрутили до определенной скорости, а потом остановили. Я правильно понял, что энергия на остановку во втором случае будет больше? И тогда можно сказать, что мы своими пружинками повысили емкость маховика как аккумулятора энергии?
Если это так, то надо сфокусироваться на том, чтобы кардинально поднять эту "добавочную" емкость. Суть - чтоб энергия при раскрутке начинала у нас "запасаться" ускоренными темпами и достигала большИх значений еще ДО достижения критических скоростей вращения самого колеса.

edit log

abc55
29-8-2013 13:58 abc55
стрельба из маховика имеет проблему - прочность
стрельба с элмагн пушки эту проблему не имеет
металл сжать можно, растягивать нельзя


Гуманоид
29-8-2013 16:59 Гуманоид
Если ваши маховики вращаются с одинаковыми угловыми скоростями, то при раскрутке пружинного грузы отойдут на большее расстояние от центра, что увеличит момент инерции, плюс потенциальная энергия пружин. При торможении пойдёт обратный процесс, пружины сожмутся, грузы приблизятся, их большая тангенциальная состовляющая скорости постарается увеличить частоту вращения. Никаких преимуществ всё это не даёт.
theTBAPb
29-8-2013 22:35 theTBAPb
quote:
Я тоже не понимаю, но красномедные снаряды на сверхзвуковых скоростях действительно пробивают броню легче чем очень твёрдые, теплоёмкость как то играет роль.

Единственное, что знаю по этому поводу - из меди делают обкладки для кумулятивных зарядов и диски для ударного ядра. И думаю, дело не в том, что ударное ядро из меди что-то лучше пробивает, просто из меди, за счет ее пластичности, оно получается более правильной формы и лучше летит.

А вы говорите о готовых снарядах? Было бы интересно узнать подробности. К соседней теме про свинец, опять же, примыкает.

quote:
Неужели ни у кого из инженеров не возникает соблазн как-то "вытащить" оттуда эти "миллионы g" и перенаправить их не на разрыв нашего цилиндра-маховика, а на разрыв вражеской брони?

Миллионы g возникают в небольших телах: чем меньше радиус, тем выше (при тех же линейных скоростях) центробежные усилия. Я бы увеличивал размеры ваших снарядов

А вообще, кинетическая энергия вращательного движения ничем принципиально не отличается от кинетической энергии поступательного. Килограмм массы, летящий со скоростью 100 м/с по прямой, имеет ровно ту же энергию, что летящий со скоростью 100 м/с по кругу. Только чтобы он летал по кругу, нужно еще и постоянное усилие, которое будет отклонять его траекторию и превращать ее из прямой, свойственной движению по инерции, в окружность. В случае маленькой окружности, это усилие может становиться очень большим, оно-то и создает напряжение в материале.

Сашкин
29-8-2013 23:32 Сашкин
quote:
Originally posted by Гуманоид:
Никаких преимуществ всё это не даёт.

Уважаемый Гуманоид, почему же не дает? Чего-то я не могу здесь ухватить Вашу логику.
Покорнейше прошу простить меня за назойливость, но все-таки мне хочется разобраться в этом до конца. Вопрос для меня важен.

Вот со скоростью W вращается наш простой маховик. Он обладает энергией Е. А вот с такой же скоростью W вращается наш обод с грузиками на пружинках. Пружинки растянулись и грузики теперь дальше от центра - момент инерции увеличился. Забываем на время про пружинки. Увеличение момента инерции (по сравнению с первым маховиком) УЖЕ означает увеличение энергии вращения (при одинаковых угловых скоростях W). А тут у нас еще (плюсом идет) и потенциальная энергия растянутых пружин! (Которая по Вашим же словам вернется в энергию вращения) Общая же энергия системы возросла! Это очевидно. Неужели Вы с этим несогласны? Значит, возросла и емкость нашего накопителя энергии.
А Вы говорите - никаких преимуществ не дает...

edit log

Гуманоид
29-8-2013 23:47 Гуманоид
Возьмите просто большего радиуса обод, эффективнее будет.
Сашкин
30-8-2013 00:09 Сашкин
Уважаемый Гуманоид, на мой прямой вопрос сначала ответьте, пожалуйста!
Вы не признаетесь, что ошиблись в своем предыдущем выводе?
Нас-то в церковно-приходской учили признавать свои ошибки...

edit log

Сашкин
30-8-2013 13:47 Сашкин
Ладно, проехали. Я ж не просто так про пружинки начал. Если уж мы совершили такое открытие века и выяснили, что тело вращения помимо классической энергии вращения обладает дополнительно еще и энергией упругой деформации, то возникает мысль - а нельзя ли нам как-то кардинально усилить это второе слагаемое?
То есть, мы только начинаем раскручивать наш маховик, а энергия уже начинает эффективно запасаться во всяких там сжимающихся -разжимающихся пружинах и пружинках.
Для чего это все нам нужно? Для того, чтобы получить снаряд с высокой внутренней энергией, несмотря на его невысокую угловую скорость вращения.
Возможно ли это в принципе? Вроде выяснили, что как будто бы да. Эффект есть.
Есть ли предел у этой 'добавочной' энергии и чем он определяется - мне пока не ясно...

edit log

Сашкин
30-8-2013 14:31 Сашкин
Вот поразмышляю вслух. Энергия упругой деформации - это работа, совершенная по сжиманию-разжиманию материала. Работа - это произведение силы на расстояние. Силы, как мы выяснили, там присутствуют. И весьма значительные (просто рвут металл на части). Так в чем же дело? Выходит - маленькие расстояния? Негде этой силе разгуляться? Так, наверное, надо постараться как-то дать Силе эту возможность...

Силу нам нельзя увеличивать бесконечно - упираемся в предел прочности материала на разрыв. Остается увеличивать длину хода "пружинок". Хм, а для этого надо исхитриться изобресть какой-то удобоваримый конструктив. Возможно ли это и насколько он будет эффективен?
Эффективен - это в смысле насколько энергия упругой деформации будет превосходить энергию вращения.

Да, и не забываем, что у нас в "добавочную" энергию кроме энергии деформации входит еще и доп.энергия за счет прироста момента инерции.
(Ведь все наши пружинки будут смещать массы все дальше от центра)
И еще неизвестно, вклад какой из этих энергий будет значительней...

edit log

abc55
30-8-2013 16:11 abc55
интересно, а где предел скорости у эл магн пушки?
имеем в космосе пушку бесконечной длины
можно ли разогнать граммовый снаряд до около свет. скорости?

еще такой вопрос
разгоняем частицу по окружности в ускорителе частиц
почему частицы на огромной скорости не имеют центробежной силы?


Сашкин
30-8-2013 16:13 Сашкин
Соображение по конструктиву. Вот мне приходит мысль, что, наверное, будет эффективно иметь не отдельно маховик и отдельно "пружинки", а все это вместе объединить. Когда весь маховик, вся его масса, будет представлять из себя одну единую упругую пружину.
Ну, например, такая витая по тору, замкнутая в кольцо пружина.

abc55 , заклинаю тебя, не уводи, пожалуйста, в сторону! Рейлганы - это же отдельная пестня! Тут и так у меня голова уже в ступор входит...

theTBAPb - полностью и целиком во всем с Вами согласен! Просто сейчас пока сфокусировался на увеличении "емкости" маховика. Если кто чего знает по этому вопросу - буду очень благодарен!

edit log

ЯРЛ
30-8-2013 16:46 ЯРЛ
А исчё у Ксены - королевы воинов был вращающийся диск и она его классно кидала. И в каком то фильме стреляли дисками лазерными от компов. Зря Вы за "День триффидов" поговорить с ихними дисками не хотите.
Сашкин
30-8-2013 16:57 Сашкин
К королеве - это долго. Большая запись на прием. ЯРЛ, может Вы нам за нее кратко скажете - в чем там "изюм". Если суть только в том, что "раскрутили и бросили", то это мы и сами знаем. Гуманоид вот сказал, что в реале (не в кино) летит абы куда. Какая-то существенная и конструктивная, сверх этой, информация по метанию дисков у королевы имеется?
Адоникам
30-8-2013 18:06 Адоникам

Газ нужно раскручивать (не порвётся при растяжении) скорость вращения бублика набрать легко соплом -только закрутить бы его в другую сторону, и возможно сработает эффект Магнуса https://www.youtube.com/watch?v=bHj2955lqjY и бублик (газовый тор) станет самоуплотнятся. А что происходит при уменьшении радиуса вращения? -правильно + уменьшаем лобовое сопротивление.
Ну как версия...

edit log

Сашкин
30-8-2013 18:32 Сашкин
Спасибо, видео интересное. Но только я ни разу не понял про газ VS металл.
1. Во все виды энергии (а мы ведь охотимся за ней, верно?) входит масса.
А она у воздушного бублика будет нааамного меньше, чем у металлического. Как ни крути (вот такой вот каламбур!)
Нам ведь не сельский туалет, нам вражеский танк надо на части порвать!
2. Ну и тот удивительный факт, что при растяжении металл у нас порвется, а газ, оказывается, "не порвется" - я тоже пока никак в свое сознание уместить не могу...

edit log

4V4N
30-8-2013 19:06 4V4N
quote:
и бублик (газовый тор) станет самоуплотнятся.

До такой ужастной степени, что сначала станет жидким , а потом -кристаллическим. Так , вращая газ, мы победим!
Сашкин
30-8-2013 19:10 Сашкин
quote:
Originally posted by Сашкин:
Соображение по конструктиву. Вот мне приходит мысль, что, наверное, будет эффективно иметь не отдельно маховик и отдельно "пружинки", а все это вместе объединить. Когда весь маховик, вся его масса, будет представлять из себя одну единую упругую пружину.
Ну, например, такая витая по тору, замкнутая в кольцо пружина.

Или же наоборот, пружина по типу часовой. Лента, накрученная в цилиндр. Длинная, зараза! И при этом хорошо смазана машинным маслом (чтобы слои могли легко скользить друг по другу). Начинаем раскручивать такой ленточный цилиндр, а он, в свою очередь, сам начинает "разбухать". Лента у нас длинная поэтому "путь" для работы наших сил большой, поэтому и сама "запасаемая" энергия вроде как должна получиться приличной...

И, кстати, разрываться-то такой маховик как будто бы не должен! Центробежная сила уравновешена там силой упругости нашей часовой пружины. Если скорость возрастает, то возросшая центробежная сила заставляет еще больше раскрыться пружину, а это приводит к возрастанию компенсирующей силы ее упругости. И опять в мире - равновесие, гармония и благолепие!

edit log


Guns.ru Talks
Оружейные идеи
Использование энергии вращения в немирных целях ( 1 )