Написал комментарий к произведению Лейтенант космического флота
( в вашем диалоге были некоторые допущения на технологии будущего оставлю за собой право на аналогичные допущения ) поясню пожалуй свою позицию по эффективности лазерных систем вооружения в космосе, одна из главных его проблем в том, что даже учитывая некоторые допущения приведённые выше в диалоге то лазер всё-равно остаётся
крайне энерго-неэффективным вооружением, пример: расчёт для композита по характеристикам близкого к броневой стали но коэффициента отражения 99.99%
Дано:
толщина h=2 мh = 2\ \text{м}h=2 м,площадь поверхности S=20 м2S = 20\ \text{м}^2S=20 м2,значит, объём V=S⋅h=20⋅2=40 м3V = S \cdot h = 20 \cdot 2 = 40\ \text{м}^3V=S⋅h=20⋅2=40 м3.
Плотность броневой стали (и близких композитов) примерно ρ≈7800 кг/м3\rho \approx 7800\ \text{кг/м}^3ρ≈7800 кг/м3.
Тогда масса:
m=ρ⋅V=7800⋅40=312 000 кг=312 тонн.m = \rho \cdot V = 7800 \cdot 40 = 312\ 000\ \text{кг} = 312\ \text{тонн}.m=ρ⋅V=7800⋅40=312 000 кг=312 тонн.
Теплофизические параметры (как ранее для аналога броневой стали)Температура плавления Tпл=1500 ∘CT_{\text{пл}} = 1500\ {}^{\circ}\text{C}Tпл=1500 ∘C,Удельная теплоёмкость c=460 Дж/(кг⋅∘C)c = 460\ \text{Дж/(кг}\cdot{}^{\circ}\text{C)}c=460 Дж/(кг⋅∘C),Удельная теплота плавления λ=270 000 Дж/кг\lambda = 270\ 000\ \text{Дж/кг}λ=270 000 Дж/кг.Этап 1: нагрев от 0 до 1500 °C
Q1=m⋅c⋅ΔT=312 000⋅460⋅1500Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = 312\ 000 \cdot 460 \cdot 1500Q1=m⋅c⋅ΔT=312 000⋅460⋅1500
Считаем по шагам:
460⋅1500=690 000460 \cdot 1500 = 690\ 000460⋅1500=690 000,Q1=312 000⋅690 000=215 280 000 000 Дж=215,28 ГДжQ_1 = 312\ 000 \cdot 690\ 000 = 215\ 280\ 000\ 000\ \text{Дж} = 215{,}28\ \text{ГДж}Q1=312 000⋅690 000=215 280 000 000 Дж=215,28 ГДж.Этап 2: плавление
Q2=m⋅λ=312 000⋅270 000=84 240 000 000 Дж=84,24 ГДжQ_2 = m \cdot \lambda = 312\ 000 \cdot 270\ 000 = 84\ 240\ 000\ 000\ \text{Дж} = 84{,}24\ \text{ГДж}Q2=m⋅λ=312 000⋅270 000=84 240 000 000 Дж=84,24 ГДж
Суммарная полезная энергия (которая должна быть поглощена материалом)
Qпол=Q1+Q2=215,28+84,24=299,52 ГДж≈300 ГДж.Q_{\text{пол}} = Q_1 + Q_2 = 215{,}28 + 84{,}24 = 299{,}52\ \text{ГДж} \approx 300\ \text{ГДж}.Qпол=Q1+Q2=215,28+84,24=299,52 ГДж≈300 ГДж.
Это та энергия, которая реально пойдёт на нагрев и плавление композита.
Учёт отражения 99,99 %
Коэффициент поглощения A=0,01%=0,0001A = 0{,}01\% = 0{,}0001A=0,01%=0,0001.
Чтобы материал поглотил QполQ_{\text{пол}}Qпол, лазер должен выдать:
Qлазер=QполA=299,520,0001=2 995 200 ГДж=2,9952⋅106 ГДж=2,9952⋅1015 Дж.Q_{\text{лазер}} = \frac{Q_{\text{пол}}}{A} = \frac{299{,}52}{0{,}0001} = 2\ 995\ 200\ \text{ГДж} = 2{,}9952 \cdot 10^{6}\ \text{ГДж} = 2{,}9952 \cdot 10^{15}\ \text{Дж}.Qлазер=AQпол=0,0001299,52=2 995 200 ГДж=2,9952⋅106 ГДж=2,9952⋅1015 Дж.
То есть лазер должен излучить примерно 3 петаджоуля (ПДж) энергии, чтобы в материал попало около 300 ГДж.(сайт не поддерживает некоторые символы)
и это не считая теплового излечения материала и тем более активных систем охлаждения корабля, комбинированной брани, специальной геометрии корпуса и т.д.
Написал комментарий к произведению Лейтенант космического флота
добавь ещё одну 9тку и пересчитай