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有关定向能武器射程的推导

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上一次吧里有人讨论银英传的数十光秒级中子炮排队枪毙的事情,觉得有些意思 。当时我就想,如果不考虑定向能武器的束流扩散和观瞄系统误差,能不能达到无限射程?正好有空就简单用高中知识推导一下。
首先,设舰A为攻击舰,拥有不计射流扩散的光速定向能武器,和无比精准的观察瞄准装置。舰B为目标,长为L,全舰拥有大量可使舰体绕质心滚转的辅助引擎,和一台主引擎,加速度为a。
T=0时,舰A的主动雷达向B发射了一道雷达波,经B反射后传回。假设雷达波命中B时两舰距离为X。
T=X/c时,舰B知道自己被发现了,同时启动主引擎全功率规避。
随后,T=2X/c时,舰A发现了B。同时,舰A立即瞄准B舰体中央质心开火。
舰A的定向能束需要时间X/c才能到达B,而B为了尽量逃离沿垂直方向加速。
则有:束流到达需要X/c秒,而此时B已经全功率加速2X/c秒。B飞出的距离:
s=0.5at^2
=1/2a(4X^2/c^2)当s大于等于0.5L时,B才有机会逃离。取临界值得:
1/2a(4X^2/c^2)=0.5L
1/2a(2X/c)^2=0.5L
a(2X/c)^2=L
(2X/c)^2=L/a
2X/c=根下(L/a)
X=(根下(L/a)c)/2
所以,当舰长度L、加速度a时,对应的X为定向能武器的“不可逃逸区”,距离在X以内时必定会击中。
当然了,现实中没有不会扩散的定向能武器,也没有精度无限的瞄准设备,这个距离还得增加。
例行镇楼图


IP属地:山东来自Android客户端1楼2024-01-13 22:32回复
    也有反其道而行之的广域电子炮,寻思着能量只要够把船员辐射死就行,拿一定程度的束流扩散当卖点


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-01-14 02:21
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      如果在环绕某个天体的轨道上开战那“不可逃逸区”应该能继续增加,因为可以用火控预测敌舰可能的轨道


      IP属地:辽宁来自Android客户端3楼2024-01-14 11:45
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        高斯光束公式代入就行了


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2024-01-14 12:11
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          哦对了,如果考虑粒子束的扩散,那就要引入粒子束截面积随距离的函数与有杀伤力的临界功率密度,这个公式的基础上还得增加些变量。


          IP属地:山东来自Android客户端5楼2024-01-14 12:37
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            这图怎么像是宇宙战舰大和号的?


            IP属地:四川来自Android客户端6楼2024-01-14 20:22
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              有夹角没关系,加速度和舰体长度乘以同一个正弦值,约掉了,公式不变


              IP属地:山东来自Android客户端8楼2024-01-20 10:15
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