Възможно ли е създаването на лазерна винтовка?
Пускам тази тема за да пофантазираме малко относно бъдещето на личното стрелково оръжие. Нека и другите потребители споделят своите представи за него и така с общи усилия да очертаем пътеките за бъдещото развитие 
Както знаете, всяко огнестрелно оръжие представлява топлинен двигател от II-ри род - т.е. термодинамична система способна да преобразува топлинната енергия отделена от някакво гориво, в механична енергия. Каква роля играе куршума (или снаряда) в цялата работа? Той играе ролята на преносител на енергията от първоизточника (горивото) до целта като при попадението си в нея я отдава под формата на механични деформации и разпространяваща се ударна вълна.
Е добре, можем ли да се откажем от механическия принцип на пренос на енергията до целта? Възможно ли е в бъдеще той да се замени с други способи, например пренос чрез лазерен лъч? Според мен е напълно възможно!
С материала, който ще напиша по-долу, правя опит да прогнозирам именно евентуалното бъдещото развитие на този тип оръжия, така, както си представям нещата.
Най-подходящи за употреба в лазерното стрелково оръжие според мен, са твърдотелните лазери излъчващи в импулсен режим, какъвто е например рубиновия лазер. Накратко за него;
Импулсна лампа запълнена с газова смес от неон и криптон, обхваща една надлъжно разположена рубинова пръчка (Al2O3 кристал легиран с 0,03 -0,05% хром). При подаване на електрическа енергия от импулсен източник към лампата, светлинния импулс отделен от нея, възбужда атомите на хрома в рубиновата пръчка. Отпред на рубиновата пръчка има поставено полупропускливо огледало, а отзад напълно отразяващо огледало. Доведените от светлината на лампата до много високо енергийно ниво атоми на хрома след загасване на светлината могат самостоятелно да се върнат на изходно ниво като излъчат порции светлинна енергия (кванти). При това от рубина се получава червена светлина.
Лазера е устроен така, че преминаването на хромовите атоми в първоначалното им състояние да става принудително, съгласувано по фаза (кохерентно). Това се обяснява по следния начин;
Хромовите атоми могат да се задържат на високо енергетично ниво сравнително дълго време около една хилядна част от секундата. Това време е достатъчно, за да може една мощна импулсна лампа да доведе във възбудено състояние повече от половината атоми на хрома. Ако след това рубинът се освети със слаб лъч от червена светлина, започва преминаването на хромовите атоми в по-ниско енергетично ниво, придружено с излъчването на кванти светлинна енергия. Светлинните вълни се разпространяват по надлъжната ос на рубина, като предизвикват възбуждане на нови атоми на хрома. Между челните стени на рубина светлинната енергия нараства лавинообразно и в определен момент се изхвърля от полупропускливото огледало, от предната страна на рубиновата пръчка, като ослепителен лъч.
Рубиновият лазер излъчва светлинни импулси на вълна около 0,7 микрона. Продължителността на импулса е около 0,001 секунда, а интервалите между тях е няколко микросекунди. За времето на един светлинен импулс подаден от лампата, се получават няколкостотин импулса от червена светлина. Лазерният лъч притежава голяма специфична мощност и е способен моментално да нагрее и разтопи предмети намиращи се на пътя му.
В лабораторни условия захранването на лазера става чрез високоволтов кондензатор с голям капацитет, свързан паралелно към импулсната лампа и източника на електроенергия. След като кондензатора се зареди до определена степен от източника, следва неговото бързо разреждане пред импулсната лампа. Така се формира мощен светлинен импулс.
Тази технология обаче, не е приложима за употреба при лазерната винтовка. Кондензатора има такива грамадни размери, че се обезсмисля всичко Освен това, зареждането му от маломощен постояннотоков източник на електрическа енергия (акумулатор) изисква известно време т.е. системата ще е инертна.
Затова моето становище по въпроса е, че ще се прибегне до създаването на компактни импулсни електрогенератори, които преобразуват голямата специфична потенциалната енергия, отделена при изгарянето на химическо гориво (барут) в мощен електрически импулс.
Възможни са доста разновидности на такъв електрогенератор, но аз в момента се сещам за следното;
Неподвижна намотка (бобина), в която е надяната подвижна магнитна сърцевина-бутало (вижте първата картинка). Краищата на бобината са свързани чрез електрически проводници директно към електродите на импулсната лампа. Челото на магнитизираното бутало представлява една от стените на затворена камера. При изстрел създаден от халосен патрон, налягането на газовете вътре в камерата нараства бързо до висока стойност. Работата на разширяващите се газове предизвикват бързо преместване на магнитизираното бутало, а то от своя страна предизвиква скокообразно изменение на магнитното поле обхващащо бобината. Това води до генерирането на мощен електрически импулс, който захранва импулсната лампа на лазера. Следва формирането на мощен лазерен импулс
Най-добре вижте втората картинка, тя е анимирана!!!
Мога да напиша и някои формули илюстриращи работата на този импулсен електрогенератор, но не искам да отегчавам потребителите. Ако кажете, тогава ще ги напиша.
Относно предимствата, които дава лазерната винтовка пред класическите огнестрелни оръжия;
Имаме пренос на енергията от източника (оръжието) до целта със зашеметяващите почни 300000 километра в секунда!!! Никой куршум не може да се мери с тази скорост
Имаме съвършено прав изстрел по цялата дължина до целта.
Благодарение на това, че барутните газове се разширяват в затворен обем, ще имаме почти безшумен изстрел и т.н.
Както знаете, всяко огнестрелно оръжие представлява топлинен двигател от II-ри род - т.е. термодинамична система способна да преобразува топлинната енергия отделена от някакво гориво, в механична енергия. Каква роля играе куршума (или снаряда) в цялата работа? Той играе ролята на преносител на енергията от първоизточника (горивото) до целта като при попадението си в нея я отдава под формата на механични деформации и разпространяваща се ударна вълна.
Е добре, можем ли да се откажем от механическия принцип на пренос на енергията до целта? Възможно ли е в бъдеще той да се замени с други способи, например пренос чрез лазерен лъч? Според мен е напълно възможно!
С материала, който ще напиша по-долу, правя опит да прогнозирам именно евентуалното бъдещото развитие на този тип оръжия, така, както си представям нещата.
Най-подходящи за употреба в лазерното стрелково оръжие според мен, са твърдотелните лазери излъчващи в импулсен режим, какъвто е например рубиновия лазер. Накратко за него;
Импулсна лампа запълнена с газова смес от неон и криптон, обхваща една надлъжно разположена рубинова пръчка (Al2O3 кристал легиран с 0,03 -0,05% хром). При подаване на електрическа енергия от импулсен източник към лампата, светлинния импулс отделен от нея, възбужда атомите на хрома в рубиновата пръчка. Отпред на рубиновата пръчка има поставено полупропускливо огледало, а отзад напълно отразяващо огледало. Доведените от светлината на лампата до много високо енергийно ниво атоми на хрома след загасване на светлината могат самостоятелно да се върнат на изходно ниво като излъчат порции светлинна енергия (кванти). При това от рубина се получава червена светлина.
Лазера е устроен така, че преминаването на хромовите атоми в първоначалното им състояние да става принудително, съгласувано по фаза (кохерентно). Това се обяснява по следния начин;
Хромовите атоми могат да се задържат на високо енергетично ниво сравнително дълго време около една хилядна част от секундата. Това време е достатъчно, за да може една мощна импулсна лампа да доведе във възбудено състояние повече от половината атоми на хрома. Ако след това рубинът се освети със слаб лъч от червена светлина, започва преминаването на хромовите атоми в по-ниско енергетично ниво, придружено с излъчването на кванти светлинна енергия. Светлинните вълни се разпространяват по надлъжната ос на рубина, като предизвикват възбуждане на нови атоми на хрома. Между челните стени на рубина светлинната енергия нараства лавинообразно и в определен момент се изхвърля от полупропускливото огледало, от предната страна на рубиновата пръчка, като ослепителен лъч.
Рубиновият лазер излъчва светлинни импулси на вълна около 0,7 микрона. Продължителността на импулса е около 0,001 секунда, а интервалите между тях е няколко микросекунди. За времето на един светлинен импулс подаден от лампата, се получават няколкостотин импулса от червена светлина. Лазерният лъч притежава голяма специфична мощност и е способен моментално да нагрее и разтопи предмети намиращи се на пътя му.
В лабораторни условия захранването на лазера става чрез високоволтов кондензатор с голям капацитет, свързан паралелно към импулсната лампа и източника на електроенергия. След като кондензатора се зареди до определена степен от източника, следва неговото бързо разреждане пред импулсната лампа. Така се формира мощен светлинен импулс.
Тази технология обаче, не е приложима за употреба при лазерната винтовка. Кондензатора има такива грамадни размери, че се обезсмисля всичко Освен това, зареждането му от маломощен постояннотоков източник на електрическа енергия (акумулатор) изисква известно време т.е. системата ще е инертна.
Затова моето становище по въпроса е, че ще се прибегне до създаването на компактни импулсни електрогенератори, които преобразуват голямата специфична потенциалната енергия, отделена при изгарянето на химическо гориво (барут) в мощен електрически импулс.
Възможни са доста разновидности на такъв електрогенератор, но аз в момента се сещам за следното;
Неподвижна намотка (бобина), в която е надяната подвижна магнитна сърцевина-бутало (вижте първата картинка). Краищата на бобината са свързани чрез електрически проводници директно към електродите на импулсната лампа. Челото на магнитизираното бутало представлява една от стените на затворена камера. При изстрел създаден от халосен патрон, налягането на газовете вътре в камерата нараства бързо до висока стойност. Работата на разширяващите се газове предизвикват бързо преместване на магнитизираното бутало, а то от своя страна предизвиква скокообразно изменение на магнитното поле обхващащо бобината. Това води до генерирането на мощен електрически импулс, който захранва импулсната лампа на лазера. Следва формирането на мощен лазерен импулс
Най-добре вижте втората картинка, тя е анимирана!!!
Мога да напиша и някои формули илюстриращи работата на този импулсен електрогенератор, но не искам да отегчавам потребителите. Ако кажете, тогава ще ги напиша.
Относно предимствата, които дава лазерната винтовка пред класическите огнестрелни оръжия;
Имаме пренос на енергията от източника (оръжието) до целта със зашеметяващите почни 300000 километра в секунда!!! Никой куршум не може да се мери с тази скорост
Имаме съвършено прав изстрел по цялата дължина до целта.
Благодарение на това, че барутните газове се разширяват в затворен обем, ще имаме почти безшумен изстрел и т.н.
това е истината.Иначе ще мъкнеш една раница било то генератор било то акумолатор.Както едно време огнехвъргачките ,мощни оръжия но с доста недостатъци...............
...може да има резервна цев та да може да стреля ис бойни патрони, не само халостни...в случай че с лазера нещо се прецака.
Comment