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Frage an die Physiker: Wie kann im All eine Explosion erzeugt werden?

physik

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49 Antworten in diesem Thema

#31 Nightblast

Nightblast

    Mikronaut

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Geschrieben 19 April 2013 - 20:03

Wird denn bei magnetischen Waffen überhaupt so ein Rückstoß erzeugt?

#32 Valerie J. Long

Valerie J. Long

    Passionaut

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Geschrieben 19 April 2013 - 20:38

Wird denn bei magnetischen Waffen überhaupt so ein Rückstoß erzeugt?

Das ist das Wesen des Impulserhaltungssatzes.

Stell dir mal vor, eine Magnetschwebebahn könnte nur die Schienen von sich schleudern, aber sich nicht selbst voranschieben. Wie unpraktisch.

#33 Ulrich

Ulrich

    Temponaut

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Geschrieben 19 April 2013 - 20:52

Es gibt sogenannte rückstoßfreie Waffen, d.h. der Rückstoß bzw. die Übertragung auf die Waffe wird entsprechend ausgeglichen. Dazu kann ein Gestell dienen oder dass die entstehenden Gase nach hinten austreten können. Bei einigen Waffen werden Kunststoffkügelchen nach hinten ausgestoßen, um den Rückstoß auszugleichen. Bei Weltraumwaffen ist das vielleicht komplizierter und lässt sich womöglich eben nicht 1:1 von der Erde übertragen.

#34 yiyippeeyippeeyay

yiyippeeyippeeyay

    Interstellargestein

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Geschrieben 19 April 2013 - 21:07

Eingefügtes Bild

Wie sähe es mit einem wahrhaften Brocken von Schiff aus? Etwa zwei bis drei Kilometer lang und 500 Meter dick - hier müsste bei Einsatz von Bordkanonen doch die Masseträgheit zu unserem Freud werden, oder?

Sag bloß, Guido, entwirfst du jetzt gerade hier im SFN und vor unser aller Augen den ersten konkreten Kampfstern-Prototypen? Somit Geschichte schreibend?! Eingefügtes Bild Eingefügtes Bild Eingefügtes Bild

/KB (blokkt auch auf dt.)

Yay! SF-Dialog im August...

3: (Gewehr im Anschlag) Du bist zurück gekommen und bist kein Mensch mehr. Du solltest dich umbringen damit ich es nicht tun muss.

2: Ich bin genau so menschlich wie du! (denkt an ihren "Glanz") Dies ist eine natürliche Sache.

3: Sag mir wie du heißt! Sag mir deinen Namen! Sag mir deinen gottverdammten Scheiß-Namen!

2: Das macht keinen Unterschied! Was macht das für einen Unterschied? Ich versteh nicht, welchen Unterschied das macht!

(3. Team-Mitglied, Landvermesserin, vs. 2., der Biologin, kurz bevor sie versuchen einander zu erschießen, grob übersetzt, aus der Urfassung von Auslöschung, im Original im 4th-Estate-Verlag, S. 146, by Vandermeer)


#35 Turbinenreiter

Turbinenreiter

    Infonaut

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Geschrieben 19 April 2013 - 22:06

m.schiff.vorher * v.schiff.vorher = m.schiff.nachher * v.schiff.nachher + m.projektil * v.projektil

sagen wir mal unsere schiffe manövrieren mit 10km/s. um bums beim anderen zu machen beharken wir ihn mit projektilen die eine relativgeschwindigkeit zu uns von etwa 1km/s haben. sprich die sind dann mit 11km/s unterwegs. da der andere auch wieder mit 10km/s unterwegs haben wir beim aufschlag wieder die relativgeschwindigkeit von 1km/s.
aufschlagsenergie = 1/2 * m.projektil * v.projektil.relativ² (*)
eine nette aufschlagsenergie wäre z.b. 1 kT (Kilotonne TNT) = 4,184 · 1012 J - das liegt so im bereich der taktischen atomsprengköpfe
um das zu erreichen bräuchten wir mit unserer relativgeschwindigkeit ca. 8.400 Tonnen an material.
wenn man, nach erster formel, mit seinem schiff nach abschuss nicht mehr als 1km/s an geschwindigkeit verlieren will, braucht man ein schiff das etwa 10 mal so schwer ist wie das projektil.
wenn man einen sprengsatz aufmontiert braucht man dann natürlich nicht die ganze zerstörungsenergie in form von geschwindigkeit und masse aufwenden und man kann ein leichteres projektil abfeuern. bei den geschwindigkeiten erreicht man auch mit der masse eines bügeleisens energien wie beim aufprall eines autos auf einer betonwand.
mit den hier erwähnten formeln kann man eigentlich recht leicht an den parametern herumspielen. umso schneller man wird, umso größer wird der fehler durch das ignorieren der reltivitätstheorie, aber bei ca. 10km/s gehts noch.

(*)relativistische effekte dezent ignoriert.

#36 martin089

martin089

    Ufonaut

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Geschrieben 27 April 2013 - 20:16

ZTur Frage des Impulses - Randall von ckcd hat das hier sehr anschaulich gemacht:
http://what-if.xkcd.com/21/

(Ich muss gestehen das ich diese Diskussion nur überflogen habe)

Das Haupthindernis für eine Explosion im Weltall (die ganz tolle viele andere Sachen kaputt macht) sehe ich, beim Versuch realistisch zu bleiben, weniger in dem Medium das die Druckwelle übertragen soll - das muss die Bombe halt selber mitbringen - sondern daran das so furchtbar viel Platz ist, die Dinge die ich putt machen will realistischerweise hunderte von km auseinander sind.

Was also tun wenn ein Asteroidenhaufen als Schrotflinte zweckentfremdet werden soll?
Laser. Viele, viele, starke, starke, Laser. Ich verstecke mich hinter dem Asteroidenhaufen (der dann ruhug sehr weit verteilt sein darf) und beschiesse sehr gezielt meine steinchen mit Laserstrahlen, die die Oberfläche verdampfen, vom Asteroiden weg beschleunigen und so Rückstoss erzeugen. Meine Asteroiden bewegen sich so ganz gemächlich auf die feindliche Flotte zu, die natürlich alle Zeit der Welt auszuweichen ... gut geplanterweise genau dahin wo ich ein Haufen Lenkflugköper oder Bomben oder alles zermalmender Nanostaub, die Oberflächen mit grosssen Wärmepumpen auf die Temperatur des kosmischen Mikrowellenhintergrunds gekühlt und damit (und dem mattschwarzen Anstrich) fast unsichtbar auf der Lauer liegen ...

Oder so ähnlich.

#37 Ming der Grausame

Ming der Grausame

    Evil Ruler of Mongo

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Geschrieben 27 April 2013 - 21:05

Was also tun wenn ein Asteroidenhaufen als Schrotflinte zweckentfremdet werden soll? Laser. Viele, viele, starke, starke, Laser. Ich verstecke mich hinter dem Asteroidenhaufen

Warum so kompliziert? Einfach die Asteroiden zu Waffenplattformen umfunktionieren und fertig. Ob man dabei Laser oder kinetische Wuchtgeschosse verwendet ist praktisch irrelevant. Die Waffen werden in den Asteroiden verbaut, die dazu mit einem integrierten Ziel- und Leitsystem versehen werden und die gegnerischen Flotten können kommen.

„Weisen Sie Mittelmäßigkeit wie eine Seuche zurück, verbannen Sie sie aus ihrem Leben.“

Buck Rogers

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#38 Kaffee-Charly

Kaffee-Charly

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Geschrieben 27 April 2013 - 23:25

Wird denn bei magnetischen Waffen überhaupt so ein Rückstoß erzeugt?

Magnetschienenkanonen (Railguns) haben keinen Rückstoß.

#39 Schlomo

Schlomo

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Geschrieben 28 April 2013 - 00:06

@Kaffee-Charly: Doch. Der Impulssatz gilt immer und überall. Der Rückstoß ist sogar gewaltig. Stell dir eine hochentwickelte Railgun vor, die 10g schwere Geschosse mit 1% der Lichtgeschwindigkeit abfeuert. Ein solches Projektil hat dann einen Impuls von P = m v = 0,01 kg * 3000000 m / s = 30000 kg m / s

Zum Vergleich: Ein 30kg Geschoss aus einem Schiffsgeschütz das mit 900 m /s abgefeuert wird hat in etwa den selben Impuls.

Und für beide Kanonen gilt: Aktio gleich Reaktio.

Für ein Raumschiff ist jede Art von Kanone immer auch eine Art von Antrieb…

Schalom,

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#no13

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#40 Clauss-Hausen

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Geschrieben 28 April 2013 - 00:07

Magnetschienenkanonen (Railguns) haben keinen Rückstoß.

Hat der liebe Gott vergessen, die Erhaltungssaetze wieder einzuschalten?

Hörbuch - Das Ende der Party
www.youtube.com/watch?v=SnyVYk7pkII

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#41 derbenutzer

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Geschrieben 28 April 2013 - 02:02

Eine Quelle zum Thema:
TECHNICAL REPORT ARCCB-TR-00016, RECOIL CONSIDERATIONS FOR RAILGUNS, ERIC L. KÄTHE, NOVEMBER 2000, S .3
(APPROVED FOR PUBLIC RELEASE; DISTRIBUTION UNLIMITED)

WHERE IS THE RECOIL FORCE MANIFEST DURING LAUNCH?


[...] Those wishing to resolve the apparent paradox of railgun recoil for themselves need only
consult a basic textbook in fundamental physics to
learn that electromagnetic fields themselves carry momentum ...


Bearbeitet von derbenutzer, 28 April 2013 - 02:03.

Austriae Est Imperare Orbi Universo


#42 martin089

martin089

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Geschrieben 28 April 2013 - 10:05

Warum so kompliziert? Wieso nicht kompliziert?

Noch ne Idee wie mit dem Überanebot an Platz umgegangen werden kann. Wir nehmen einen, schönen, großen soliden (Kein Regholith!) Asteroiden und in die Mitte hinein kommt eine schöne, große Wasserstoffbombe. Unser Asteroid taumelt schön gemächlich auf die zu zerstörende Flotte zu ... wenn der Abstand stimmt, zünden über den Asteroiden verteilte Sprengladungen und zerbröseln entlang bestimmter Kanäle die vom Kern zum Mantel führen das Gestein. Wenn dann etwas später die H-Bombe zündet, entweicht der Druck des zu Plasma verdampften Asteroideninneren bevorzugt durch dies Kanäle, schiebt das zerbröselte Gestein vor sich her, erhitzte es dabei, und verwandelt so jeden dieser Kanäle in eine Art überdimensionale Atomschrotflinte, der superhocherhitzes Gestein bei absurder Geschwindigkeit ausspeit. Ist natürlich totaler Quatsch und viel zu kompliziert, aber: Überdimensionale Atomschrotflinte, Alter!

#43 yiyippeeyippeeyay

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Geschrieben 28 April 2013 - 12:19

:thumb: (Der Thread wird immer besser! q:D)

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3: (Gewehr im Anschlag) Du bist zurück gekommen und bist kein Mensch mehr. Du solltest dich umbringen damit ich es nicht tun muss.

2: Ich bin genau so menschlich wie du! (denkt an ihren "Glanz") Dies ist eine natürliche Sache.

3: Sag mir wie du heißt! Sag mir deinen Namen! Sag mir deinen gottverdammten Scheiß-Namen!

2: Das macht keinen Unterschied! Was macht das für einen Unterschied? Ich versteh nicht, welchen Unterschied das macht!

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#44 Valerie J. Long

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Geschrieben 28 April 2013 - 12:58

Eine Quelle zum Thema:
TECHNICAL REPORT ARCCB-TR-00016, RECOIL CONSIDERATIONS FOR RAILGUNS, ERIC L. KÄTHE, NOVEMBER 2000, S .3
(APPROVED FOR PUBLIC RELEASE; DISTRIBUTION UNLIMITED)

Klasse! Die Idee der "Davis Gun" ist im Weltall sogar ausführbar!

#45 Ming der Grausame

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Geschrieben 28 April 2013 - 16:44

Ist natürlich totaler Quatsch und viel zu kompliziert, aber: Überdimensionale Atomschrotflinte, Alter!

Stimmt. Aber kw3l! Eingefügtes Bild Dagegen können sogar mit Atombomben geladene Röntgenlaser-Asteroiden nicht anstinken...

„Weisen Sie Mittelmäßigkeit wie eine Seuche zurück, verbannen Sie sie aus ihrem Leben.“

Buck Rogers

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#46 derbenutzer

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Geschrieben 28 April 2013 - 22:58

Klasse! Die Idee der "Davis Gun" ist im Weltall sogar ausführbar!

Angeblich. Allerdings sollte man das Abfeuern nicht von einer Position hinter der Knarre beobachten ...Eingefügtes Bild Eingefügtes Bild

LG

Jakob

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#47 Valerie J. Long

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Geschrieben 29 April 2013 - 06:33

Angeblich. Allerdings sollte man das Abfeuern nicht von einer Position hinter der Knarre beobachten ...Eingefügtes Bild Eingefügtes Bild

Das gilt auch für Panzerfäuste. Eingefügtes Bild

#48 Kaffee-Charly

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Geschrieben 29 April 2013 - 12:01

@Kaffee-Charly: Doch. Der Impulssatz gilt immer und überall. Der Rückstoß ist sogar gewaltig. Stell dir eine hochentwickelte Railgun vor, die 10g schwere Geschosse mit 1% der Lichtgeschwindigkeit abfeuert. Ein solches Projektil hat dann einen Impuls von P = m v = 0,01 kg * 3000000 m / s = 30000 kg m / s

Zum Vergleich: Ein 30kg Geschoss aus einem Schiffsgeschütz das mit 900 m /s abgefeuert wird hat in etwa den selben Impuls.

Und für beide Kanonen gilt: Aktio gleich Reaktio.

Für ein Raumschiff ist jede Art von Kanone immer auch eine Art von Antrieb…

Schalom,

Schlomo

Das ist kein "Rückstoß" im waffentechnischen Sinne, sondern ein Beschleunigungs-Impuls.
Bei solchen Magnetwaffen werden Geschosse nicht durch eine Treibladung vorwärts "gestoßen", sondern durch die Abschussvorrichtung vorwärts "gezogen" wie bei einer Schleuder. Deshalb spricht man hier waffentechnisch nicht von einem "Rückstoß".

Bearbeitet von Kaffee-Charly, 29 April 2013 - 12:03.


#49 Ming der Grausame

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Geschrieben 29 April 2013 - 12:47

Das ist kein "Rückstoß" im waffentechnischen Sinne, sondern ein Beschleunigungs-Impuls.

Mag sein, aber der zum Beschleunigungs-Impuls zugehörige Rückstoßimpuls ist, wie man am Namen unschwer erkennen kann, definitiv ein Rückstoß. Eingefügtes Bild

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#50 derbenutzer

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Geschrieben 29 April 2013 - 17:46

Das ist kein "Rückstoß" im waffentechnischen Sinne, sondern ein Beschleunigungs-Impuls.
Bei solchen Magnetwaffen werden Geschosse nicht durch eine Treibladung vorwärts "gestoßen", sondern durch die Abschussvorrichtung vorwärts "gezogen" wie bei einer Schleuder. Deshalb spricht man hier waffentechnisch nicht von einem "Rückstoß".

Wie die Benennung erfolgt, ist vollkommen irrelevant. Es geht -- wie u.a. Schlomo vollkommen korrekt ausführte -- um den Impulssatz. Der ist ein physikalisches Faktum. Es gibt insbesondere keinen Rückstoß im waffentechnischen Sinn, der hier ein Spezialfall wäre. Es gibt nur eben dieses physikalische Faktum. Punkt. Ist so, nimm 's bitte nicht persönlich.

LG

Jakob

Bearbeitet von derbenutzer, 29 April 2013 - 18:03.

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