Хочу обсудить с вами одну идею. Конечно, каждый встречал упоминания о лазерном оружии, более того, существуют даже рабочие системы, но все они огромны по размерам и размещаются на кораблях или самолётах и, конечно, весьма дороги. И всё это потому, что лазер, который сам по себе способен сделать на большом расстоянии дырку в человеке или в какой–нибудь технике должен обладать колоссальной мощностью, а, соответственно, и источником энергии.
Но что если использовать поражающую силу не самого лазера, а высоковольтного электрического разряда, пропущенного по ионизированному лазером каналу в воздухе? Понятное дело, что в таком случае нужен лазер, который сможет достаточно ионизировать молекулы воздуха, чтобы по ним до цели прошёл разряд, не соскочив при этом в сторону. Энергия для ионизации азота примерно равна 15,6 электронвольтам, что соответствует энергии фотона с длинной волны примерно в 80 нанометров. Такой лазер сделать непросто, но, к счастью, хорошо изученные эксимерные лазеры запросто выдают вдвое большую длину волны, так что можно использовать пары фотонов для ионизации атмосферного азота. Для кислорода имеем энергию ионизации в 13,6 электронвольта. Несложно посчитать, что для полной ионизации одного кубического сантиметра воздуха нужно где–то 144 джоуля. Если мы сконцентрируем лазерный луч до диаметра, скажем, в 500 микрон, то для создания полностью ионизированного канала длинной 100 метров нам потребуется всего 2880 джоулей. На первый взгляд очень много. Но если использовать для накачки свет от быстрого горения химического вещества, то получится, что нужно быстро сжечь всего несколько десятков грамм цирконий–цериевого сплава, чтобы получить соответствующую мощность. Соответственно, можно сделать много маленьких камер с оптоволоконными лазерами, питаемыми вспышкой света от горящего металла, которые, в свою очередь, будут накачивать центральный эксимерный лазер. Конечно, придётся добавить в эту схему оптику для превращения долгих импульсов в короткие, но это решаемо. Луч основного лазера будет концентрироваться и создавать в воздухе ионный канал, по которому до цели уже будет проходить высоковольтный разряд. На практике полная ионизация молекул в этом канале не нужна, достаточно чтобы возник таунсендовский разряд, а дальше ионизация начнёт лавинообразно возрастать, разряд станет дуговым, и через цель пройдёт смертельный ток. Про высоковольтный генератор писать не буду, их разработано великое множество, и никаких особо выдающихся показателей от него в нашей схеме не требуется.
Стоит ли говорить, что такой лазер можно сделать относительно компактным, поместив в башню обычного танка.
Что в этих рассуждениях неверно?

GD Star Rating
loading...

65 Responses to Лазерное оружие

  1. Peels:

    Чем удаленно подключать гипотетическую мишень через длинный воздушный плохо проводящий канал к Х тысячам вольт, проще и на порядок эффективней будет пульнуть в цель пару раз из винтовки. Не?

    И это, что если цель в резиновых сапогах?

  2. Zv4:

    для напряжений в сотни киловольт никакие сапоги препятствием не будут. А насчёт пуль — конечно это проще.

  3. Yedalz:

    основное преимущество лазерного оружия перед балистическим — скорость доставки поражающего воздествия до мишени, а так же потенциально более высокая точность наведения в силу отсутствия балистики.
    главный недостаток — необходимость длительного точечного воздействия на мишень, либо высокой мощности лазерных источников, крутая зависимость поражающего воздействия от дальности мишени.
    из прочих существенных недостатков — проблемы с преодолением препятствий (к примеру стеклянных)

    подобная модификация именно лазерного вооружения переводит его в разряд плазменного со всеми вытекающими.
    самая яркая споосбность плазмоидов — влияние на гидродинамические характеристики среды, это пробовали применять для противовоздушного вооружения (точно доставленный до мишени плазмоид практически лишал её опоры, в результате чего быстродвижущаяся мишень меняла ориентацию отностительно траектории, а в последствии разрушалась от высоких перегрузок при возврате контакта с воздушной средой)

    поражающее воздействие на современную бронетехнику может быть сведено к абсолютному нулю при минимальных доработках в области систем защиты — изоляция всей электрики от корпуса, а так же и экранирование от ЭМИ (в образцах новейшей боевой техники обычно все это уже применено)

    живая сила рядом с боевой техникой так же может быть защищена внесением в обмундирование электропроводящих волокон (уже как 20 лет тонкие металлические нити многократного кручения применяется в композитных тканях для применения к примеру в космосе) и их заземлением на корпус боевой машины оборудованной модулем защиты

    да на вообще тут почитай 🙂

  4. ььBig:

    А если боковой ветер? А если туман и дождь?

  5. IkFizik:

    Хорошая идея, но в ней почему–то не учтены затраты на сотни киловольт тока. Причём, с сотнями килогерц частоты.

  6. Xs:

    Неверно хотя бы то, что на 80–ти или 160–ти нанометрах атмосфера не прозрачна, это диапазон вакуумного ультрафиолета. А с волнами в окнах прозрачности такой фокус не пройдёт, т.к. они не взаимодействуют с молекулами воздуха. Есть другой способ ионизации — оптический пробой. Но для него нужны мощности порядка 10 в 5–й МВт на квадратный сантиметр, а нагретый разрядом газ также перестаёт быть прозрачным.
    Ещё то, что парой фотонов с большей чем требуется длиной волны ничего не ионизуется.
    Кроме того, не удастся накачать оптоволоконные лазеры быстрым горением, а накачать ими эксимерный — тем более. Оптика для превращения долгих импульсов в короткие — это как?
    Ну и Таунсенд здесь ни при чём.

  7. Zv4:

    ььBig: боковой ветер для пикосекундной вспышки лазера — ничто, образующиеся ионы не успеет сдуть достаточно, чтобы они рассеялись и канал не образовался. Туман и дождь, к сожалению, для такого оружия серьёзное препятствие.

  8. Zv4:

    но если каждому солдату придётся сшить новую форму с эдакой клеткой Фарадея только из–за того, что у противника есть в строю такие полевые лазерные орудия, то оно всё равно окажется полезным, вынудив тратить врага огромные деньги на переоснащение армии.

  9. Zv4:

    gesser– всё это можно получить хоть от пальчиковой батарейки, задействовав специальный генератор. Дело в том, что сила тока, которая может убить человека, слишком мала при таких напряжениях.

  10. Zv4:

    известно, что в супер–пуассоновских источниках излучения статистически часто встречаются фотоны, которые идут парами, тройками и так далее. Встречаясь с атомом вещества, они ведут себя как один фотон с вдвое (втрое и т.д.) большей энергией. То есть, можно и специально настроенным инфракрасным лазером добиться ионизации, если его рабочее тело выдаёт связки фотонов. Либо, как вы верно отметили, получить очень плотный поток фотонов, что также даст высокую вероятность получения таких эффектов. О мульти–фотонной ионизации можно почитать тут.

    Что касается накачки лазеров светом от химического горения, то я вам хочу напомнить, что первые лазеры питались, фактически, от фото–вспышек. Никакой принципиальной разницы между светом от фотовспышки и светом от сгорания пиротехнического заряда в данном случае нет. Я неслучайно писал о цирконии (ещё лучше — в сплаве с церием), он при сгорании даёт очень интенсивный световой поток. В общем о накачке лазеров можно почитать тут.

    Как сделать вспышку короче и интенсивнее? Лучше приложу картинку:

    image

  11. Zv4:

    Есть пара картинок с практическими реализациями, которые подтверждают, что идея в целом верная:

    image

    image — разряд действительно идёт ровно по лазерному лучу, то есть его проводимость значимо выше проводимости окружающего воздуха.

  12. Peels:

    Требуемую мощность–то ты от этой батарейки не получишь. А разряд малой мощности, не важно какого напряжения, смертельным не будет. Так ведь?

  13. Belez:

    живая сила сейчас редко достаточно хорошо защищена от пулевого оружия. особенно учитывая реалии современных войн, когда одна воюющая сторона зачастую — бородатые абреки с гор в халатах. да и в случае войны между развитыми государствами никто переоснащать армию не будет, мне кажется, по крайней мере до тех пор, пока противник не угрохает огромное кол–во денег на вооружение армии этими лазерами

  14. Zv4:

    батарейка АА обычно выдаёт не больше ампера, если не применять никаких специальных схем. Примерно 0,06 Ампер хватит, чтобы убить человека при высоком напряжении.

  15. El7:

    вот только микроволновые тазеры уже есть.

  16. El7:

    а. Вспомнил… в ЮТ читал про такое оружие… давно правда 🙁

  17. Zv4:

    в самом деле? А какой там принцип — ионизация канала микроволновым излучением от мазера?

  18. El7:

    нет. там просто шарашат узким пучком микроволн. что вызывает разогрев поверхностных слоёв кожи вплоть до болевого шока.

  19. Zv4:

    ага, я про такую штуку даже видео смотрел. Да, есть такое, работает, но я хотел помечтать о лазерном оружии. Не зря же Уэллс с Теслой думали об этом, не зря фантасты столько об этом писали.

  20. Peels:

    Мощность = Сила Тока х Напряжение

  21. Zv4:

    точно. Батарейка может выдать один ампер при напряжении в 1,5 вольта за секунду. Но импульс–то поражающий может длиться пикосекунды.

  22. Zv4:

    Господа, а вот тут пишут, что толщина плазменных каналов, генерируемых фемтосекундными лазерами, получается порядка 50–120 микрометров, что радикально меняет дело. Это же очень тонкий канал, и энергий он требует много меньше, чем я заложил в рассчётах.

  23. Peels:

    Ты уверен?
    Мне кажется что за пикосекунду организм не успеет заметить ничего. Или возвращаясь к оригинальной формулировке — если к организму применить малую мощность в течение малого времени (другими словами, передать незначительное количество энергии), неужели ему будет от этого плохо? Я не претендую на правоту, но был бы очень удивлен если окажется что маломощным сигналом можно сильно навредить, пусть он даже будет многотысячмильенов вольт.

  24. El7:

    а длина? ))

  25. Xs:

    Эффективность многофотонной ионизации заметно ниже, поэтому придётся очень сильно увеличивать мощность и, соответственно, массогабаритные характеристики всей установки. И опять же, если удастся добиться заметной ионизации — воздух перестанет быть прозрачным. То есть дальнобойность такого оружия вменяемых размеров будет сравнима с дальностью броска сапёрной лопаты. А лопата, обладая примерно одинаковой эффективностью по живой силе, по себестоимости дешевле.
    То что горением можно накачать один тип лазеров, никак не означает что им можно накачивать всё что попадается под руку.
    Если найдёте исключительно оптическую схему усилителя мощности с картинки, я буду крайне благодарен.
    Что бы понять почему Таунсенд здесь ни при чём, надо смотреть не на ВАХ разряда, а понять что же этот разряд из себя представляет. Ну или хотя бы узнать условия его возникновения.
    И про плотный поток фотонов я не отмечал.

  26. Zv4:

    ток пройдёт через сердце, разрушив белковые структуры, ответственные за передачу электрических импульсов, и от этого настанет мгновенная остановка сердца.

  27. Zv4:

    там ниже ссылка на статью — при фемтосекундных импульсах лазеров удаётся получить ровный и тонкий канал плазмы до двух километров длиной, десятки метров тонкой плазменной нити вообще получаются уверенно на не особо мощных лазерах. Это уже эмпирически делается.
    Для накачки используется зелёный лазер, например диодный. Получается, что правильно подобрав рабочее тело усилителя, его можно накачивать и от лазера, накачиваемого в свою очередь от выделяемого при горении света.

  28. Zv4:

    до двух километров, во многих опытах — десятки метров.

  29. Akusub:

    прибор для физиотерапии вроде бы есть такой.

  30. Peels:

    Но для разрушения белковых структур нужна энергия, а в маломощном сигнале ее нет. А еще, откуда ты знаешь, что ток пойдет через сердце? Высокочастотный ток, например, вообще по поверхности кожи передается. Очень короткий импульс суть высокочастотный ток. Не?

  31. El7:

    я тут эта… потыкал себя в область сердца пьезоэлементом от батарейки. Судя по длине пробоя — напряжение там немалое.

    Пишу с того света? %:)
    Хотя щекочет прикольно, не спорю.

  32. Ehzapa:

    Для напряжений в сотни киловольт препятствием не будет так же и воздушный промежуток между землёй и каналом.

  33. Ehzapa:

    Сила тока, которая может убить человека, не зависит от напряжения.

    Ваш начитавшийся пособий по ТБ Капитан Очевидность.

  34. Ehzapa:

    Ты уже второй раз в этом треде пишешь ерунду. Остановись.

  35. El7:

    не от батарейки ва от зажигалки.

  36. Zv4:

    но проводимость–то у канала выше, а потому разряд пойдёт именно по нему, верно?

  37. El7:

    он пойдёт между точками с наибольшей разницей потенциалов/градиентом поля то есть проблему срыва разряда с канала в сторону ближайшего заземления = как решать? не говоря о токах и передаваемом количестве энергии.

  38. Zv4:

    получается, что батарейка при замыкании контактов пальцами левой и правой руке должна приводить к смерти, раз от напряжения не зависит 😉
    Конечно, я понимаю, что убивает ток а не напряжение само по себе, но при большом напряжении смертельная сила тока относительно мала, вот и вся мысль.

  39. Zv4:

    при электротравме от прохождения тока в 1 ампер и более не возникает даже фибрилляции в сердце, оно просто останавливается от повреждений в клетках.

  40. Zv4:

    только проводимость плазмы несопоставимо выше проводимости воздуха. Для плазмы, упрощённо, 83.4 омметров, для воздуха порядка 4*10^13 омметров.

  41. El7:

    проблемы с заземлением цели это не обходит.
    Да и возьмём молнию. Там ведь механизм похож. Сначала первичный разряд. (на видео его чётко видно). он идёт по линиям минимального сопротивления, и создаёт ту самую линию с ионизацией. Потом ударяет.

    Вот только сколько случаев,что при попадании в человека — не убивает. Соскальзывая в землю итп. (редко, но не астрономически редко, то есть создать защиту — не сложно. И пожалуй проще чем сделать хороший и лёгкий броник)

    и я всё ж не понял. почему искра будет бить именно между разрядником по плазме и целью?

  42. Zv4:

    сам на свой вопрос и ответил — молния бьёт именно по каналу с большей проводимостью, чем у окружающего воздуха. Если бы было как–то иначе, она бы устремлялась по кратчайшему пути к поверхности Земли, то есть по прямой. И, да, призываю посмотреть на пару фотографий, которые я ниже разместил — разряд действительно проходит по каналу, сформированному лазерным лучом, это есть эмпирический факт. Если совсем не верится, вот видео, очень познавательное. То есть то, что я тут описал, работает, и идея не нова.

  43. Raebodep:

    тазер, вроде, такой всё делают делают но никак не могут сделать

  44. Peels:

    ОК, давай попробуем зафигачить в человека ток в 1 ампер на расстоянии 10 метров.
    Ты где–то посчитал, что удельная проводимость плазмы 83омметра, что для канала в 10 метров сечением 1мм^2 даст нам, если я не ошибаюсь, 8.3*10^7 ом. Про человека интернет пишет, что навскидку можно принять все его сопротивление за 1кОм.

    Итого, имеем суммарное сопротивление примерно все то же 8.3*10^7 ом (предполагая, что человек идеально заземлен и все такое).

    Чтобы по такому проводу пошел ток в 1 ампер нужно приложить к нему напряжение в 83 000 000 вольт. Генерация такого сигнала требует, соответственно 83мВатт.
    Положим для смертельного удара необходимо колбасить человека одним ампером одну миллисекунду (что маловероятно, имхо). Следовательно, на смертельный разряд, в случае идеального заземления, идеальных характеристик ЭДС и внутреннего сопротивления генератора, и прочих сферически–вакуумных идеалов, необходимо 83кДж.

    Пальчиковая батарейка, способная предоставить разом 83кДж, должна суметь, в частности, обеспечить 15–ваттовый нетбук питанием на 83000/15=5533 секунды, т.е. на полтора часа.

    Не бывает таких пальчиковых батареек.

  45. Peels:

    Мысль неверна. При большом напряжении возникает ток силой, достаточной чтобы убить человека. Ток и напряжение, как нам известно, в некотором приближении всегда пропорциональны.

  46. Peels:

    И еще, думается мне Доктор Менгеле прав в том, что как только ты запустишь свою адскую машину, генерящую 83мегавольта, она изо всех сил постарается разрядиться куда угодно (скорее всего, куда–нибудь вовнутрь самой себя) кроме этого вот твоего десятиметрового плазменного канала.

  47. El7:

    а я с этим и не спорил 🙂 в конце концов можно проволочку протянуть.
    А вот остальные то вопросы как отвечать? 🙂
    Когда молния бьёт — там с разностью потенциалов всё в порядке. И с заземлением тоже.

  48. Zv4:

    то есть, батареи от ноутбука хватит с лихвой? Ну вот, проблема с источником тока решена.

  49. El7:

    конечно хватит. При желании и много меньшей энергии хватит чтобы убить. например доставив к нужным нервным узлам.
    Просто способ её доставки — не тот чутка выбран 🙂

  50. Rumj:

    а сопротивление?

  51. Peels:

    осталось только придумать как из такой батареи высосать 80МВ. 🙂

  52. Zv4:

    а сопротивление у плазмы низкое, она прекрасный проводник, если я верно понимаю.

  53. Peels:

    83 омметр — это примерно в 4*10^9 раз хуже меди. Я бы не назвал это «прекрасным проводником».

  54. El7:

    зато ток по идее будет плазменный шнур подогревать 😉

  55. Rumj:

    я имел в виду что так как толщина очень маленькая, то и сопротивление будет приличное. То есть этот тоненький канал больше работает как выпрямитель пути для кривой молнии, которая и так бы возникла при тех лабораторных условиях. А если мы создадим такие условия в поле, то зачем нам лазер, если мы и так можем фигачить молнией в цель?

  56. Zv4:

    эх. Выходит, можем и просто молнией фигачить, а можно и сапёрной лопаткой кинуть, как тут выше предлагали.

  57. Peels:

    Предлагаю улучшенную схему: кидаем три саперных лопатки, так, чтобы через секунду после броска они расположились примерно на равных промежутках между пушкой и целью. В этот же момент бъем молнией, которая конечно же пойдет через наводящие лопатки ровно в цель. Стильно, эффектно..

  58. El7:

    а если к лопатке примотать конденсатор…

  59. Eitsahc:

    А чего сразу не пучком электронов или протонов цель бомбардировать?

    И ионизируют и тебе сразу электричество.

  60. Zv4:

    я размышлял именно о лазерах и их перспективах. Конечно, можно и протонами, и электронами, и даже сапёрной лопаткой, как мы тут выяснили.

  61. Eitsahc:

    А я че, я ниче! Лазер тоже крута. Главное сделать такой, который сможет с азота электроны срывать, а приложений напридумывают. Как разность потенциалов создать, чтобы пулять молниями в кого–то я слабо представляю, а вот эти самые молнии ловить светя в грозовые облака и джоули собирать думаю можно будет.

  62. Zv4:

    а если учесть, что есть на Земле такие места, где молнии шарашат постоянно, можно этот ток вообще во благо собирать и накапливать для использования.

Добавить комментарий