Товарищи! Встала передо мною одна задачка теоретического плана. Суть её крайне проста: разогнать струю воды до гиперзвуковых скоростей. А если быть точнее — не то, чтобы вот взять и в рамках поста разогнать… А хотя бы как–то теоретически обосновать возможность или невозможность этого с помощью определённого устройства…

Падаю ниц и нижайше прошу помочь в решении данной задачи.

GD Star Rating
loading...

23 Responses to разогнать струю воды до гиперзвуковых скоростей

  1. Teser:

    Уважаемые наукоеды! Не пинайте меня, несведущего в физике гиперскоростей и ударных волн, а лучше скажите хоть что–то в плане решения изложенной ниже задачи.

    Задача — получить очень–очень быструю струю воды диаметром 5 мм. Скорость — гиперзвук, несколько км/с. Прибор при этом должен быть многократного использования (по крайней мере, не полностью одноразовый).

    Вот такая задача.

    Итак, исходя из условий, кумулятивная воронка, выстреливающая куском льда, нам не годится.

    Рейл–ган, стреляющий водой — ИМХО, крайне подозрительный метод. Электролиз всякий и т.п. Стрёмно.

    Остаётся только некое подобие пневматиченской винтовки, которое давно и успешно используют для ускорения макрообъектов — light gas gun (найти русскоязычное упоминание этой хрени не удалось). С принципом работы ускорителя можно ознакомиться здесь: //en.wikipedia.org/wiki/Light_gas_g… Эта штука может плюнуть как раз 5–мм заряд со скоростью до 7 км/с, используя для выстрела заряд пороха от 40–мм пушки.

    Итак, этот принцип ускорения почему–то кажется мне единственным верным. Заместо водорода/гелия нам послужит собственно вода, которая имеет, кстати, схожую с водородом скорость распространения ударной волны (кажется, это важный параметр для таких пушек).

    Итак, в результате нам предлагается вот такая штука:

    Image #1036097, 19.3 KB

    Тут мы видим некую ёмкость диаметром D1, в которой находится вода и заряд взрывчатого вещества. Вода может покинуть ёмкость по каналу диаметром D2. Скорости движения воды при этом составят V1 в большом сосуде и V2 — в канале.

    Кроме школьного соотношения D1/D2=V1/V2 в голову ничего не приходит. А тут ведь непонятно как рассчитываемая скорость в момент взрыва, всякие темы про распространение давления со скоростью ударной волны и т.п.

    Это — то, что я сам смог придумать и нагуглить к настоящему моменту. Обоснования подвести мне не удалось.

    Вопрос такой: можно ли получить в указанном оборудовании гиперзвуковую струю воды со скоростью порядка единиц км/с на выходе. Параметры устройства: материал — сталь или другой металл, D2=5 мм, остальное — на ваше усмотрение.

    Точность ответа допускается никакая, вплоть до экспертного мнения. Однако, если что–то можно прикинуть — я бы с радостью посмотрел на эту прикидку.

    Покорно благодарю всех, кто просто дочитал до этого места. Ваша помощь неоценима, ибо от гугла уже пальцы болят.

  2. Zvnamore:

    Знаешь, что такое подкалиберный снаряд? В рейлган или в такую вот пушку заряжается картридж со льдом, и рассчитывается он таким образом, чтобы с целью столкнулось только то, что было льдом до выстрела.

  3. Tranc:

    Добавьте в воду соли, чтобы был электролит, и разгоняйте её в кольце, а потом выстреливайте из него.

  4. Ololos:

    ты новый брандспойт делаешь что ли? не для разгона, а для убийства демонстрантов?

  5. Yksiu:

    А она там не закипит, в стволе, от давления–то?

  6. Subukni:

    Гидроабразивная резка водой. Что это такое?
    Что будет, если обычную воду сжать под давлением 1000 : 5000 Атм, а затем пропустить через
    отверстие диаметром 0,0,5 мм? Конечно, она потечет и при чем очень
    быстро (скорость 1200 м/с). При воздействии такой струи на
    материал, ее энергия превращается в механическую работу резания, а сама
    струя является режущим инструментом. Для увеличения разрушительной силы
    водяной струи к ней добавляют абразив.

  7. Yksiu:

    : Добавьте в воду соли, лаврового листа, перца горошком, доведите до кипения, опустите туда пельмени и варите их 10 минут. Готовые пельмени достаньте при помощи сотейника, полейте сметаной и употребите с водкой.

  8. Zvnamore:

    никогда не понимал смысла в том, чтобы доставать пельмени сотейником.

  9. Yksiu:

    Я тоже раньше делал это по–старинке, скворечником, но вот попробовал сотейник, и теперь не могу прекратить!

  10. Ololos:

    сильное оружие, и следов не оставляет после себя. кроме ран на теле

  11. Tranc:

    и про соль тоже.

  12. Annodamk:

    так оно же по дальности не будет большим. Стоящий в километре танк таким не распилить.

  13. Groaes:

    такую конструкцию порвет к чертям как ружье, конец которого погружен в воду.
    Ударная волна отразится от поверхности воды и провзаимодействует с набегающим потоком от взрыва, в результате чего давление сильно возрастет, и если даже укрепить конструкцию так что–бы она не развалилась, большая часть энергии уйдет в тепло и ничего не разгонит. Для успешного разгона стоит создать зону равномерного давления слева от трубки (чтобы минимизировать потери), что собственно и происходит в лайт газ гане.

  14. HcynyroG:

    А стоящую в километре сосульку?

  15. Sral:

    //www.nme.com/movies/trailers/id/SQ…
    Сталь пробивает. Смотри с 30

  16. Raebodep:

    о да, таким ружьём можно было бы делать километровые сосульки!

  17. Sral:

    кипела бы она, если б давление падало. А при повышении давления температура кипения возрастает. В реакторах вода, например, бывает нагревается до 3000 градусов, но из за чудовищного давления не кипит.

  18. Tavav:

    в струе давление падает. ;–)

  19. Sral:

    Значит кипеть будет, когда двигается, а раз двигается, значит уже совершает работу.

  20. Tavav:

    движение само по себе не означает совершение работы. земля движется, но работу не совершает.

  21. Tavav:

    Light water is used as the primary coolant in a PWR. It enters the bottom of the reactor core at about 275 °C (530 °F) and is heated as it flows upwards through the reactor core to a temperature of about 315 °C (600 °F). The water remains liquid despite the high temperature due to the high pressure in the primary coolant loop, usually around 155 bar (15.5 MPa 153 atm, 2,250 psi). 150 атмосфер «чудовищным» никак не назовешь. в обычных аквалангах 350 атм.

  22. Sral:

    Ну в аквалангах, всё–таки воздух, но с 300–3000 — это я конечно ошибся на порядок, каюсь.

  23. Sral:

    Но в этом случае да, т.к. бухнуло, «нажало» на воду и вода стала быстро вытесняться. Собственно, струя возникает там где движется вода (кэп?)
    Поэтому взлетит/не взлетит можно будет рассчитать — зная скорость, массу и путь — рассчитать работу, и мощность. И сравнить с работой для получения количества теплоты, необходимого чтобы достичь удельной теплоты парообразования воды, для плотности при пониженном давлении — скорость потока мы знаем. Ну я так считаю.

Добавить комментарий