Ядерная пушка: достойная альтернатива катушкам/рейлганам?

Это будет вообще не пушка, а боеголовка.

На самом деле такое устройство было исследовано еще в 1980-х годах в рамках Стратегической оборонной инициативы и было частью более широкого исследования по использованию мощности ядерных устройств для создания эффектов оружия, так называемого «ядерного оружия третьего поколения».

Основа всех этих устройств заключается в том, чтобы заключить ядерный «физический пакет» в радиационный корпус с одним отверстием, поэтому за микросекунды до разрушения корпуса энергия устройства преимущественно высвобождается через отверстие. Затем это можно использовать для возбуждения других материалов и создания плазмы, кумулятивных зарядов или кованых взрывом снарядов и даже «дробовиков». Было подсчитано, что характеристики этих устройств поразительны: «дробовик» мог стрелять дробинками со скоростью 100 км/с (при такой скорости даже дробинка весом в грамм будет иметь кинетическую энергию, эквивалентную динамитной шашке), в то время как другая предложения будут иметь снаряды, движущиеся с малыми долями скорости света.

Импульсный модуль Орион. Это основа всего оружия третьего поколения

Однако бесплатного обеда не бывает. Хотя до 85% энергии устройства может быть захвачено и использовано для управления эффектами оружия, попытка «сузить» конус энергии для увеличения дальности приведет к уменьшению количества энергии, доставляемой к цели. Во многих приведенных ниже ссылках есть обсуждение, но общий вывод заключается в том, что лучший способ использовать устройство такого типа — это управлять снарядом с взрывной ковкой, который имеет преимущества захвата большей части энергии и большой дальности ( в силу того, что он представляет собой большое цельное «пушечное ядро», а не облако дробинок или поток жидкого металла, движущийся с различной скоростью по длине потока). Веретено звездной горячей плазмы будет энергетически подобно лазеру, по крайней мере, до тех пор, пока плазма не рассеется.

https://atomic-skies.blogspot.com/2015/03/ Third-generation-nuclear-weapons.html

https://toughsf.blogspot.com/2016/06/the-nuclear-spear-casaba-howitzer.html

https://toughsf.blogspot.com/2017/05/nuclear-efp-and-heat.html

Поскольку драйвером является ядерный взрыв, радиационный ящик будет израсходован активацией устройства. Это означает, что у вас будет не «пушка», а скорее боеголовка, которая может быть запущена из массового привода или установлена ​​на ракетной шине. Устройства четвертого поколения могут быть меньше из-за отсутствия триггера деления, но при активации все равно будут производить мощный выброс энергии. Если вы уменьшите количество ядерного топлива, чтобы свести к минимуму взрыв, то количество общей выделяемой энергии также будет меньше. Помните, что вы можете собрать только 85% энергии, поэтому ядерная «ручная граната» будет иметь гораздо меньший эффект, чем устройство, мощность которого измеряется в килотоннах или мегатоннах. Учитывая большие дальности и возможность промаха из-за незначительной ошибки прицеливания или небольшого перемещения корабля-мишени на расстоянии 300 000 км,c — это то оружие, которое вам понадобится.

Это настоящий бизнес-конец космического корабля.

Я думаю, что говорю почти то же самое, что и Фукидид, только с точки зрения непрофессионала. Проблема с использованием ядерной бомбы будет заключаться в ответном ударе и загрязнении. Отдача — это количество энергии, высвобождаемой обратно в ядерную пушку. Это было бы очень плохо в невесомости. Он будет действовать как топливо против корабля. И загрязнение может быть потенциально очень неприятным; покрытие корабля, стреляющего из оружия в Fallout.

Вы изучали использование, возможно, электромагнитного рельсотрона? Отдача, по-видимому, очень низкая, но при этом она способна разогнать большой цельнометаллический снаряд до невероятных скоростей.

TL;DR: Нет, не делайте этого.

Более длинный ответ:

Неэффективность убьет вас, потому что ядерное оружие генерирует много энергии, и вы не хотите, чтобы вся эта энергия попадала в ваш корабль или в вашу пусковую установку. Все ядерные реакции будут генерировать много радиации. Вы пытаетесь использовать это излучение для нагрева какой-либо формы топлива (которой может быть просто корпус бомбы), которое затем расширится и вытолкнет снаряд из ствола.

Поглощение всех рентгеновских, гамма-лучей или нейтронов от реакции будет непрактичным, если у вас нет колоссального метательного заряда. Все излучение, которое вы не сможете поглотить, нагреет ваше оружие и его окружение, и вы будете страдать от нейтронного охрупчивания, активации нейтронов, фотоделения и фотодезинтеграции и вторичного тормозного излучения (о боже!) ни с чем вы не хотите иметь дело. Если вы сделаетепоглотив всю (или большую часть) энергии, вы можете обнаружить, что средняя теплота вашего пороха просто слишком мала, и он не будет расширяться достаточно быстро и достаточно сильно, чтобы дать вам необходимую начальную скорость 30 км/с+. Затем вы сталкиваетесь с неприятным компромиссом: если вы хотите власти, вы должны мириться с тем, что вас готовят и облучают. Если вам нужна безопасность и долгий срок службы оружия, вам придется мириться с уравновешенными дульными скоростями.

Во-вторых, эффективный запуск снаряда — неудобная задача . Не вся энергия вашей метательной реакции пойдет на снаряд. Вы можете справиться лучше, чем 30% по ссылке (для начала, вы, вероятно, не будете использовать нарезы), но даже небольшой процент потерь - плохая новость. Вашему снаряду требуется не менее 450 ГДж кинетической энергии. Если силовая установка имеет удивительный КПД 50%, это означает, что вам нужно вложить 900 ГДж (и это полезная энергия топлива, после всех упомянутых выше потерь), а оставшиеся 450 ГДж (108 т тротилового эквивалента) вы сбросите в ствол. нагрев, износ ствола и выход горячих газов, которые будут действовать как ракетный двигатель на стреляющем корабле.

Получить эту дульную энергию может быть даже сложнее, чем вы думаете. Влияние режимов запрета ядерных испытаний на оружие третьего поколения . Инновации Автор говорит о всего лишь 5% эффективности соединения выходной энергии бомбы с кинетической энергией снаряда. Чтобы получить 450 ГДж в снаряде, нужна мощность бомбы 9 ТДж (эквивалент 2 кт в тротиловом эквиваленте). Высокие начальные скорости, которые вы хотите, достижимы (испытания Chamita, часть операции Grenadier, по-видимому, разогнали 1-килограммовую пластину до 70 км/с), но сохранение пластины целой и прямолинейный полет — совсем другое дело. Теплового излучения взрыва, эквивалентного килотонне, оказывается достаточно, чтобы разрушить ваш снаряд задолго до того, как он достигнет своей цели.

Несмотря на дико оптимистичный пост Matterbeam о ядерных EFP, это просто не кажется особенно хорошим способом выстрелить пулей. Возможно, вместо этого вы рассмотрите возможность использования ваших микроядер для запуска мини-ракет "Орион"?

Возможно, вам будет интересно узнать, что одно из первых проектных предложений для проекта «Орион» включало большую камеру сгорания, в которой детонировал силовой агрегат, а полученные продукты выбрасывались через сопло в задней части. От этой конструкции отказались, потому что она значительно увеличивала инженерные сложности, не добавляя ничего к тяге или _т.п. Это говорит о том, что ваш ядерный артиллерийский подход вряд ли будет лучше, чем внешняя двигательная установка в стиле Ориона. Раздражает то, что у меня нет под рукой подробностей об этом тупике... Кажется, я наткнулся на него в Справочнике по Звездным Полетам , и у меня больше нет его удобной копии. Если я найду его в ближайшее время, я обновлю это.