レーザー兵器には大きな反動がありますか？
先日、ウォーハンマー40,000のレーザー銃がかなりの反動を持っているという議論に出くわしたとき、私はRedditの周りでぶつかっていました。これは、レーザー狙撃ライフルが肩に打撲傷を残すのに十分な強さのキックを持っていると説明されました。今では、ほとんどのサイエンスフィクションシリーズと比較しても、40kが物理法則で高速かつ緩く再生されることを知っていますが、これは私にとっても信じられないように思えました。光子には感知できるほどの質量がなく、運動量しかないため、レーザー兵器には反動がない、またはレーザー兵器が発射器に加える力の量は非常に小さいと私は理解していました。また、実際のレーザーが大幅に反動することについてはあまり聞いたことがありません。
さらに驚くべきことは、実際のスレッドでは、レーザー兵器がかなりの反動を起こすかどうかを誰も理解できないようだったということです。ディスカッションと別のリンクされたブログ投稿の両方で、人々は「はい、反動があるだろう」、「いいえ、反動はないだろう」、または「はい、しかし反動はわずかだろう」と言ってあらゆる種類の説明を提案します。実生活の物理学に正確です。実際の説明に興味のある方は、以下のリンクをご覧ください。
https://www.reddit.com/r/40kLore/comments/kc3ddl/why_do_lasguns_have_recoil/ http://thevirtuosi.blogspot.com/2010/04/today-id-like-to-approach-question-near.html?m=1
だからここでの私の質問は、レーザー兵器がかなりの反動を持っているかどうかということです。そしてこれは、実際のレーザー兵器を意味し、レーザーに扮したり、スターウォーズのブラスターのように誤認されたりするパーティクルガンではありません。
回答
いいえ、反動はありますが、知覚できるほどではありません。たとえば、https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure#Solar_radiation_pressure、平方メートルを超える太陽の放射圧は10μNです。したがって、1平方メートルのビームで太陽のパワーが100,000倍、または1平方メートルのビームで太陽のパワーが1,000,000,000倍になるレーザーは、1 Nの力しか生成しません。これは、1つのリンゴを手に持っているのとほぼ同じ力です。 。
[編集] AlexPはコメントで良い追加情報を表示します。1平方メートルを超える太陽のエネルギーは約1,360ワットです。それらを上記の架空の1,000,000,000xパワービームに接続すると、136MWになります。1メガワットは1秒あたり1メガジュールであり、メガジュールはダイナマイトの棒のエネルギーにほぼ相当します。したがって、この架空のビームを1秒間オンにすると、毎秒136スティックのダイナマイトがターゲットに到達し、最大反動力は1 Nになります。これは、架空の「レーザースナイパーライフル」よりもはるかに強力です。
レーザーはあなたの目的に影響を与えるのに十分な反動を持っていません。ストーリーのニーズに応じて、反動のさまざまな二次的な原因が考えられます。おそらく、「インパルトモーション」はより正確な名前でしょう。
レーザープロジェクターの内部には、大気に開放された空間があります。レーザーが空気を通過すると、熱が発生して膨張し、利用可能な穴から排気したいと考えます。空気中の湿気/湿度はガス化して膨張し、本質的に蒸気ジェットを生成します。唯一の開口部が「銃口」である場合、それは高温+膨張した空気が行く場所であり、ビームから後方に力を提供します。川や暴風雨から這い出たばかりで、武器の中に水が入っている主人公にとっては、おそらく驚きです。
レーザーにはある種の冷却システムがあり、おそらく液体ベースです。これは、ポンプがラジエーターを介して流体を循環させ、ガンに戻して再び冷却することを意味します。ポンプが回転する方向とは反対に、始動時にポンプに回転「キック」がある可能性があります。ポンプのモーターのソフトスタートはこれを軽減します。
また、流れる液体やファンに慣性があり、ガンを回そうとしたときに歳差運動効果が得られます。完全に反動するわけではありませんが、知覚できる効果である可能性があります。ファンキーな消耗品が必要な場合、たとえば、プライマリビームがレンズマンの過負荷のレイプロジェクターであり、カメラのフラッシュバルブのように交換する必要がある場合、新しいものを排出してロードするための移動メカニズムは反動する可能性があります。これにより、「フラットバッテリー」よりも「弾薬切れ」のような比喩を使用することもできます
これは爆発性のポンピングレーザーであり、高温の燃焼生成物は、ショット後、主に火の方向に放出されます。マズルブレーキのさまざまなバリエーションを使用して、ベントのバランスを取り、知覚される反動を制限するためのいくつかの試みが行われますが、まだ残っているものもあります。
反動：はい。測定可能？番号
推力/反動に関しては、レーザー兵器は単なる光子ロケットです。
フォトンロケットには非常に単純なルールがあります：300 MW / N
これは、300メガワットの光子兵器が1ニュートン（3.6オンス）の反動を与えることを意味します
そして、それはそれが継続的に発砲している間だけ適用されます。
300MWの連続ビームの強度はどれくらいですか？工業用レーザーカッターは約5000wで動作し、1.3cmのステンレス鋼を切断します。あなたのレーザーライフルはすでにその60000倍の強さです。そしてそのために、それは3.6オンスの反動を持っています。
Criggieによって提案された答えにこれを移動する
レーザー兵器が反動する可能性がある理由の1つは、ユーザーエクスペリエンスのためです。これは、設計上の選択であるため、大文字で表記されています。
私たちは、車がエンジンノイズを注意深く設計し、掃除機は必要以上に騒がしい世界に住んでいます。人々は静かな掃除機の効果が低いと見なし、実際のフィードバックを提供する触覚的なユーザーインターフェイスを選択するからです。
発射物の武器から来た人々にとって、反動や目に見える効果のない何かを発射するのが正しいとは感じられないことを想像するのは簡単ではありません。物理的なフィードバックが組み込まれている場合、それは人々にそれがより効果的であると思わせるでしょう-そしてそれでより多くを売ります。