Czy broń laserowa miałaby znaczny odrzut?
Pewnego dnia włóczyłem się po Reddicie, kiedy natknąłem się na dyskusję mówiącą o tym, że pistolety laserowe w Warhammerze 40,000 mają znaczny odrzut, na tyle, że laserowy karabin snajperski został opisany jako mający kopnięcie wystarczająco silne, aby zostawić siniak na ramieniu. Teraz wiem, że 40 000 gra szybko i luźno z prawami fizyki, nawet w porównaniu z większością seriali science-fiction, ale nawet mnie wydawało się to niedowierzaniem. Zrozumiałem, że broń laserowa nie będzie miała odrzutu, ponieważ fotony nie mają znacznej masy, a jedynie pęd, a siła, jaką przyłożą do ognia, byłaby absolutnie niewielka. Nie słyszałem też zbyt wiele o prawdziwych laserach, które kiedykolwiek miały znaczny odrzut.
Bardziej zaskakujące jest to, że nikt w rzeczywistych wątkach nie był w stanie dowiedzieć się, czy broń laserowa będzie miała znaczny odrzut. Zarówno w dyskusji, jak i w innym powiązanym poście na blogu, ludzie proponują różnego rodzaju wyjaśnienia, mówiąc „tak, byłoby odrzutu”, „nie, nie byłoby odrzutu” lub „tak, ale odrzut byłby niewielki”, i trudno powiedzieć, które odpowiadają fizyce prawdziwego życia. Linki są zamieszczone poniżej, jeśli ktoś jest zainteresowany rzeczywistymi wyjaśnieniami.
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
Więc moje pytanie brzmi: czy broń laserowa będzie miała znaczny odrzut, czy nie ? Rozumiem przez to prawdziwą broń laserową, a nie pistolet na cząsteczki przebrany za laser lub błędnie zidentyfikowany jako taki jak miotacze z Gwiezdnych Wojen.
Odpowiedzi
Nie, chociaż byłby odrzut, nie wystarczy być zauważalnym. Na przykład zgodnie zhttps://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_pressure#Solar_radiation_pressure, ciśnienie promieniowania Słońca na metr kwadratowy wynosi 10 μN. Tak więc laser o mocy 100 000 energii słonecznej na promieniu metra kwadratowego lub 1 000 000 000 razy większej niż moc słońca na promieniu o powierzchni centymetra kwadratowej wygenerowałby tylko 1 N siły, czyli mniej więcej taką samą siłę, jak trzymanie 1 jabłka w dłoni. .
[EDYTUJ] AlexP wyświetla w komentarzu dobre dodatkowe informacje. Energia Słońca na 1 metr kwadratowy wynosi ~ 1360 watów. Podłączając je do naszej hipotetycznej wiązki mocy 1000000000x powyżej, daje to 136 MW. Jeden megawat to jeden megadżul na sekundę, a megadżul to mniej więcej energia laski dynamitu. Dlatego też utrzymywanie tej hipotetycznej wiązki przez jedną sekundę dostarcza do celu 136 lasek dynamitu co sekundę, co daje maksymalną siłę odrzutu 1 N. To o wiele potężniejsze niż fikcyjny „laserowy karabin snajperski”.
Laser nie miałby wystarczającego odrzutu, aby wpłynąć na celowanie. W zależności od potrzeb twojej historii mogą istnieć różne wtórne przyczyny odrzutu. Być może bardziej trafnym określeniem byłoby określenie „przekazany ruch”.
Projektor laserowy ma wewnątrz otwarte przestrzenie. Gdy laser przechodzi przez powietrze, nagrzewa się, rozszerza i chce się ewakuować przez wszelkie dostępne otwory. Wszelka wilgoć w powietrzu zgazuje i rozszerzy się, tworząc zasadniczo strumień pary. Jeśli jedynym otworem jest „lufa”, to właśnie tam trafi gorące + rozprężone powietrze, zapewniając siłę skierowaną do tyłu od wiązki. Prawdopodobnie niespodzianka dla bohatera, który właśnie wyczołgał się z rzeki lub burzy i ma teraz wodę w swojej broni.
Laser ma jakiś system chłodzenia, być może na bazie cieczy, co oznacza pompę, która przepuszcza płyn przez chłodnicę i z powrotem do pistoletu, aby go ponownie schłodzić. Jest możliwe, że pompa ma "kopnięcie" obrotowe przy uruchamianiu przeciwnie do kierunku, w którym się obraca. Łagodny rozruch silnika pompy mógłby to złagodzić.
Możesz również mieć bezwładność w przepływającej cieczy lub wentylatorach, które zapewniają efekt precesji podczas próby obrócenia pistoletu. Niezupełnie odrzut, ale może to być efekt wyczuwalny.Jeśli potrzebujesz jakiegoś fajnego sprzętu eksploatacyjnego, np. Primary Beam będącego przeciążonym projektorem promieni w Lensman i wymagającym wymiany jak żarówka do aparatu, to ruchomy mechanizm wysuwania i ładowania nowej może mieć odrzut. Dzięki temu możesz używać trofeów, takich jak „brak amunicji”, bardziej niż „rozładowana bateria”
Jest to wybuchowy laser pompowany, a gorące produkty spalania po wystrzale odprowadzane są głównie w kierunku ognia. Podjęto pewne próby zrównoważenia wentylacji i ograniczenia odczuwanego odrzutu, stosując różne warianty hamulców wylotowych, ale niektóre nadal pozostają.
Odrzut: TAK. Mierzalne? NIE
Jeśli chodzi o siłę ciągu / odrzutu, twoja broń laserowa to tylko rakieta fotonowa.
Dla rakiety fotonowej obowiązuje bardzo prosta zasada: 300 MW / N
Oznacza to, że broń fotonowa o mocy 300 megawatów zapewni odrzut o wartości 1 niutona (3,6 uncji)
I to tylko wtedy, gdy jest ciągły.
Jak silna jest ciągła wiązka 300 MW? Przecinarka laserowa przemysłowa ma moc około 5000 W, przecinając 1,3 cm stal nierdzewną. Twój karabin laserowy jest już 60 000 razy silniejszy. A do tego ma 3,6 uncji odrzutu.
Przechodząc do odpowiedzi sugerowanej przez Criggie
Jednym z powodów, dla których broń laserowa może mieć odrzut, jest doświadczenie użytkownika - duże, ponieważ jest to wybór projektowy.
Żyjemy w świecie, w którym samochody mają starannie zaprojektowane odgłosy silnika, odkurzacze są głośniejsze niż powinny, ponieważ ludzie postrzegają te ciche jako mniej wydajne, a ludzie wybierają dotykowe interfejsy użytkownika, które dają prawdziwe informacje zwrotne.
Nie jest trudno wyobrazić sobie, że dla ludzi korzystających z broni miotającej nie jest dobrze strzelać z czegoś bez odrzutu i bez widocznych efektów. Jeśli zostanie wprowadzona fizyczna informacja zwrotna, ludzie pomyślą, że jest bardziej skuteczna - a więc sprzedaje więcej.