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Wären Plasmawaffen überhaupt realistisch umsetzbar und dann auch sinnvoll?

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  • Wären Plasmawaffen überhaupt realistisch umsetzbar und dann auch sinnvoll?

    Wir kennen sie alle aus der Sience-Fiction, kugelförmige bis eiförmige Plasmabälle (siehe Gua'uld Stabwaffe aus SG) die aus einer Waffe abgefeuert werden und dann bei ihrem Ziel mit hoher Einschlagskraft einschlagen.


    Aber wäre so etwas überhaupt real umsetzbar?
    Ich habe mir dazu mal ein paar Gedanken gemacht wie das aussehen könnte:

    Eine Art langgestreckter Tubus ähnlich einer Kanone, der von mehreren Feldspulen hintereinander umschlossen ist.
    Die Hinterseite des Tubus würde dabei verjüngend spitz zulaufen und von immer kleineren Feldspulen umgeben sein bis am Ende nur noch eine sehr kleine Öffnung übrig bleibt.
    Durch diese kleine Öffnung wird ein kleiner Geschosszylinder gestoßen, dieser wird das Grundmaterial für das Plasma liefern.
    An der Vorderseite befindet sich eine große Öffnung an der das Plasma herausgeschossen werden kann.

    Soviel zum Aufbau.
    Nun wird in einem kurzen Augenblick der kleine in den Tubus gestoßene Geschosszylinder von Außen von Lasern oder Mikrowellen auf Plasmatemperatur gebracht, die Laserstrahlen schießen dabei zwischen den Feldspulen auf den Geschosszylinder und zwar so, daß dies ringförmig von allen Seiten des Tubus geschieht.
    Diese Energiezufuhr muß dabei urplötzlich erfolgen, so daß sich der Geschosszylinder in einem Augenblick in ein ca. 6000 K heißes ball- oder eiförmiges Plasma verwandelt, gleichzeitig gehen die Feldspulen auf volle Leistung und erzeugen ein elektrisches und magnetisches Feld, welche zum einen das heiße Plasma von der inneren Tubuswand fernhalten müssen und zum anderen das Plasma Richtung Austrittsöffnung des Tubus beschleunigen müssen, so daß die Plasmakugel die Waffe verlässt.
    Nach einer gewissen Entfernung sollte diese Plasmakugel anschließend, ohne wärend dem Flug nennenswert an Temperatur oder Plasmamaterial zu verlieren, auf das Ziel einschlagen.

    Und hier wären dann die Frage.
    Wäre dies überhaupt realistisch umsetzbar?
    Wäre es nicht so, daß das Plasma, sobald es die Waffe verläßt und durch die Luft fliegt, von der Luft stark abgekühlt werden würde so das sich Plasmamaterial dabei in einen flüssigen oder gar festen Zustand verwandelt würde, ehe es auf das Ziel einschlägt, so daß die eigentliche Waffenwirkung auf ein gepanzertes Ziel kaum noch eine Durchschlagskraft hätte.
    Denn das Geschoss wäre zwar noch relativ warm, aber im flüssigen oder halbfesten Zustand zum einen zu weich und anderseits wieder zu kalt
    um noch nennenswert Schaden anrichten zu können.
    Außerdem müßte man annehmen, daß die feste Form lediglich staubförmig wäre, aber nicht ein ganzes Objekt bilden würde.
    Vergleichen könnte man das am besten mit einem Schmiedehammer der auf ein glühendes Werkstück geschlagen wird.
    Der Schmiedehammer wäre dabei das Ziel bzw. die Panzerung und das Werkstück das Geschoss. Und in diesem Beispiel passiert dem Schmiedehammer fast gar nichts, während das Werkstück beim Aufschlag stark verformt wird.

    Auch müßte man sich fragen, ob das Plasma nicht während der Flugzeit an Material, Masse und somit auch wieder Durchschlagskraft verlieren würde.
    Denn ein paar Partikel bleiben ja sicher durch die Luftreibung zurück bzw. werden abgebremst.

    Desweiteren ist es fraglich, ob die Plasmakugel auch wirklich eine kugel- oder eiförmige Form hätte oder ob sich nicht doch eher ein Gasstrahl bilden würde.

    Im Prinzip müßte man die Abkühlung durch die Luft durch eine höhere Geschwindigkeit der Plasmakugel kompensieren, so daß die Reibung an der Luft steigt und sich das Plasma daher nicht abkühlen kann.


    Bei der Waffe selbst gäbe es auch noch ein paar Fragen.
    Z.b. ob die Plasmakugel überhaupt schnell genug beschleunigt werden kann
    und ob die Eindämmung auch entsprechend funktioniert.
    Sowie die Frage, ob man das Geschoss überhaupt schnell genug auf eine Plasmatemperatur aufheizen kann.
    Dies aber wären wohl alles Ingenieurstechnische Fragen, denn prinzipiell ist es ja nur eine Frage der Energie die man in einen Augenblick da reinstecken will.


    Wer auch noch Überlegungen dazu hat, der kann die hier ja mal reinschreiben und seine Meinung äußern wie und ob so etwas funktionieren könnte.
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  • #2
    Na ja, bin zwar kein Physiker, aber ich glaube, deine Gedanken sind soweit schon richtig. Sobald das Geschoss die Waffe verlässt, kühlt es sich vermutlich so stark ab, dass es keinerlei Wirkung mehr hat. Dann hört sich das Ganze auch so aufwendig und energieintensiv an, dass das Verhältnis von Energie, die man reinsteckt, und Schaden, den man anrichtet, falls sich das Geschoss nicht gleich nach Verlassen der Waffe auflöst, einfach in keinem günstigen Verhältnis steht.
    Zuletzt geändert von Valdorian; 13.12.2009, 10:27.
    "Mit dem ersten Glied ist die Kette geschmiedet. Wenn die erste Rede zensiert, der erste Gedanke verboten, die erste Freiheit verweigert wird, dann sind wir alle unwiderruflich gefesselt."
    -Cpt. Jean-Luc Picard

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    • #3
      Im Weltraum wäre die Sache anders. Da ist nichts was die Hitze aufnehmen könnte wodurch sie nur durch Wärmestrahlung verloren gehen kann (was viel weniger ist).
      Das größere Problem mit der Luft ist das sie Widerstand bietet und das Geschoss verlangsamt, wodurch die Flüchtigkeit zum tragen kommt. Wenn das Geschoss schnell genug ist wird es sich nicht sofort aufllösen, sofern es im Vakuum abgefeuert wird.
      So ist es heute bereits möglich Partikelwaffen wie Protonenkanonen zu bauen. Das Problem ist nur das die in der Atmosphäre nur eine Reichweite von etwa 1m - 2m haben.
      Wenn es in Zukunft im Weltraum Plasmawaffen gibt, so ist aber ein Plasmastrahl wie bei den Asgardstrahlern der BC304 wahrscheinlicher da technisch einfacher zu realisieren wie ein kugel oder eiförmiges Geschoss.
      Ich möchte im Schlaf sterben wie mein Großvater, nicht schreiend und heulend wie sein Beifahrer im Wagen. - Will Shriner

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      • #4
        Ich als Laie würde sagen, dass ein Strahlförmiger Abschuss wahrscheinlicher ist als ein Ball. :P

        Ich weiß zwar was Plasma ist, aber kenne seine Mechanismen nicht in vollem Umfang. Tretten bei gas in Plasmazustand auch wieder gewisse Bindungskräfte auf? Wenn nicht dürfte der Unterdruck im All den Plasmastrahl doch auch "zerstäuben" oder?
        You should have known the price of evil -And it hurts to know that you belong here - No one to call, everybody to fear
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        >>Hades Kriegsschiff ist gelandet<<

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        • #5
          Zitat von Hades Beitrag anzeigen
          Wenn nicht dürfte der Unterdruck im All den Plasmastrahl doch auch "zerstäuben" oder?
          Ähnlich einer Raketendüse AFAIK ja.
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          • #6
            Dementsprechend wäre die Austrittsgeschwindigkeit von enormer Bedeutung um überhaupt praktikable Reichweiten zu erreichen.

            Ich schätze mal, man müssten in den Bereich ganzer Prozent der Lichtgeschwindigkeit kommen um die Streuung genug heraus zu zögern.
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            • #7
              Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
              Durch diese kleine Öffnung wird ein kleiner Geschosszylinder gestoßen, dieser wird das Grundmaterial für das Plasma liefern.
              Du beschreibst hierbei die Idee eines Hybrids zwischen Projektilwaffe und Plasmawaffe. Es wird auch hier Munition gebraucht, was nicht gerade den Beobachtungen aus dem SciFI-Bereich entspricht.
              Man dürfte also nur noch sowas wie verdichtete Luft o.ä. verwenden.

              Mit einem Laserstrahl kann man ein Öberflächenplasma sehr leicht erzeugen - das stimmt zwar, aber sobald das Laserlicht aus ist, ist das Plasma auch weg - in wenigen Nanosekunden. Selbst bei voller Lichtgeschwindigkeit käme der "Ball" also nur wenige Meter weit.
              Gruss, Marvek
              Chemieonline

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              • #8
                Zitat von Marvek Beitrag anzeigen
                Selbst bei voller Lichtgeschwindigkeit käme der "Ball" also nur wenige Meter weit.

                Sehe ich auch so.

                Ein "Plasmaball" wird zwangsläufig einen bestimmten Druck haben.
                Sobald das Plasma aus dem Rohr ist, wird das unter Druck stehende Plasma sein Recht einfordern seinen Druck dem Umgebungsdruck anzugleichen.

                Wenn es allerdings möglich währe dem Plasma eine interne Bewegung zu geben, könnte man es theoretisch mit einem Magnetfeld umgeben, das für eineige Skundenbruchteile halten würde.
                Damit hätte das Plasma eine gewisse minimale Stabilität.


                Die Gretchenfrage hier ist aber letztendlich:

                Währe es nicht sinnvoller die Kanone dazu zu verwenden die selbe Masse in Form eines soliden Geschosses zu verschiessen?
                Die für die Beschleunigung auzuwendende Energie wäre die selbe, aber du ersparst dir eine Menge technische Scherereien drum herum.
                Understanding the scope of the problem is the first step on the path to true panic.

                - Florance Ambrose

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                • #9
                  Zitat von Marvek Beitrag anzeigen
                  Du beschreibst hierbei die Idee eines Hybrids zwischen Projektilwaffe und Plasmawaffe. Es wird auch hier Munition gebraucht, was nicht gerade den Beobachtungen aus dem SciFI-Bereich entspricht.
                  Man dürfte also nur noch sowas wie verdichtete Luft o.ä. verwenden.
                  Nein, denn im Weltraum gibt es keine Luft, dort wird aber mit Plasmawaffen gefeuert.
                  Auch wissen wir, daß Plasma nichts anderes als ein erhitzte Materie ist, womit wir die Annahme treffen müssen, daß ein Raumschiff seine Munition, also die Materie, mitführt.

                  Die von dir angesprochenen Beobachtungen aus dem SciFi-Bereich werden AFAIK nur in Computerspiele gemacht,
                  da hier Plasmawaffen keine Munition zu haben scheinen, aber in diesem Fall muß man dann einfach davon ausgehen, daß diese Spiele reine Fantasie und physikalisch nicht korrekt sind.
                  Ein paar praktische Links:
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                  • #10
                    Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
                    Nein, denn im Weltraum gibt es keine Luft, dort wird aber mit Plasmawaffen gefeuert.
                    Auch wissen wir, daß Plasma nichts anderes als ein erhitzte Materie ist, womit wir die Annahme treffen müssen, daß ein Raumschiff seine Munition, also die Materie, mitführt.

                    Die von dir angesprochenen Beobachtungen aus dem SciFi-Bereich werden AFAIK nur in Computerspiele gemacht,
                    da hier Plasmawaffen keine Munition zu haben scheinen, aber in diesem Fall muß man dann einfach davon ausgehen, daß diese Spiele reine Fantasie und physikalisch nicht korrekt sind.
                    Naja bei Fusionsreaktoren ist der Treibstoff auch gleichzeitig die Munition. Man hat hier also nur einen höheren Spritverbrauch und muss nicht extra Munition mitschleppen. Und den höheren Spritverbrauch wird man auch bei Energiewaffen haben da dann der Reaktor mehr benötigt. Auch wenn dieser bei Plasmawaffen größer sein wird.

                    Aber ein auf 0,99c beschleunigter bis zur Fusion erhitzter Plasmastrahl währe schon sehr effektiv. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Temperatur des Plasmas allerdings nebensächlich, wodurch man gleich eine Partikelwaffe wie eine Protonenkanone benutzen kann.
                    Ich möchte im Schlaf sterben wie mein Großvater, nicht schreiend und heulend wie sein Beifahrer im Wagen. - Will Shriner

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                    • #11
                      Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
                      Wir kennen sie alle aus der Sience-Fiction, kugelförmige bis eiförmige Plasmabälle (siehe Gua'uld Stabwaffe aus SG) die aus einer Waffe abgefeuert werden und dann bei ihrem Ziel mit hoher Einschlagskraft einschlagen.
                      Welchen Sinn (in der Realität) sollte es haben, eine Waffe zu konstruieren deren Geschoss im Vergleich zu einem Projektil relativ einfach vom Gegner mittels Magnetfelder abgelenkt oder zerstreut werden kann?
                      Well, there's always the possibility that a trash can spontaneously formed around the letter, but Occam's Razor would suggest that someone threw it out.
                      Dr. Sheldon Lee Cooper

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                      • #12
                        Zitat von Cordess Beitrag anzeigen
                        Nein, denn im Weltraum gibt es keine Luft, dort wird aber mit Plasmawaffen gefeuert.
                        Auch wissen wir, daß Plasma nichts anderes als ein erhitzte Materie ist, womit wir die Annahme treffen müssen, daß ein Raumschiff seine Munition, also die Materie, mitführt.
                        Im Weltraum ist das natürlich anders als in der Atmosphäre. Eine SciFi Lösung könnte die Anwendung der Äquivalenz zwischen Energie und Masse sein: Etwas Energie wird zu Masse umgewandelt, die wiederum zum Plasma erhitzt wird. Das würde dann aber einen Aufbau erfordern, über den man noch sehr viel mehr brüten müsste.

                        In der Atmosphäre: Ich habe nich nie gehört, dass eine Gua'uld Stabwaffe aus SG an Munition verloren hat. Wir haben in SG1 mal die enorme Energiequelle davon gesehen, sonst aber nichts weiter.
                        Gruss, Marvek
                        Chemieonline

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                        • #13
                          Zitat von Enas Yorl Beitrag anzeigen
                          Welchen Sinn (in der Realität) sollte es haben, eine Waffe zu konstruieren deren Geschoss im Vergleich zu einem Projektil relativ einfach vom Gegner mittels Magnetfelder abgelenkt oder zerstreut werden kann?
                          Siehe Threadüberschrift:
                          "... und dann auch sinnvoll?"


                          .
                          EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :

                          Cordess schrieb nach 4 Minuten und 6 Sekunden:

                          Zitat von Marvek Beitrag anzeigen
                          Im Weltraum ist das natürlich anders als in der Atmosphäre. Eine SciFi Lösung könnte die Anwendung der Äquivalenz zwischen Energie und Masse sein: Etwas Energie wird zu Masse umgewandelt, die wiederum zum Plasma erhitzt wird. Das würde dann aber einen Aufbau erfordern, über den man noch sehr viel mehr brüten müsste.
                          Es würde vor allem eine Energiequelle benötigen, die selbst wiederum in Energie vorliegt, denn sonst könnte man die Masse der Energiequelle ja auch direkt für die Plasmawaffe verwenden.



                          In der Atmosphäre: Ich habe nich nie gehört, dass eine Gua'uld Stabwaffe aus SG an Munition verloren hat.
                          Nun, verlieren tut sie ihre Munition bei jedem Schuß.
                          Lediglich das Nachladen, das habe ich auch noch nicht gesehen.
                          Eventuell reicht ein kleiner Vorrat für 50000 Schuß.
                          Genug Platz wäre in der Stabwaffe ja vorhanden.
                          Es wären dann halt sehr kleine Geschosse und das es in der Serie nach ein bischen mehr aussieht, könnte man dadurch erklären, daß dies die Luft ist, die Energie aufnimmt.
                          Zuletzt geändert von Cordess; 13.12.2009, 23:52. Grund: Antwort auf eigenen Beitrag innerhalb von 24 Stunden!
                          Ein paar praktische Links:
                          In Deutschland empfangbare FreeTV Programme und die jeweiligen Satellitenpositionen
                          Aktuelles Satellitenbild
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                          • #14
                            Abwarten, vielleicht schafft es irgendwann doch einer Plasmawaffen zu bauen. Wenn einer im Mittelalter etwas von Handy und Internet gefaselt hätte, wäre er auch für verrückt erklärt worden.
                            "Der Überwachungsstaat der Zukunft findet dich!"
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                            • #15
                              Zitat von Alexandermerow Beitrag anzeigen
                              Abwarten, vielleicht schafft es irgendwann doch einer Plasmawaffen zu bauen. Wenn einer im Mittelalter etwas von Handy und Internet gefaselt hätte, wäre er auch für verrückt erklärt worden.
                              Waren im Mittelalter Physikkenntnisse wie heute überhaupt denkbar? War im Mittelalter jeglicher technischer Fortschritt und Wissenschaften im Allgemeinen erlaubt? Gab es im Mittelalter Sci-Fi, bei dem die Leute sich Gedanken zu solchen Themen gemacht haben? Sicher nicht.

                              Und auch Plasmawaffen müssen sich an physikalische Gesetze halten, Plasma ist nur ein Aggregatzustand, der bei enormer Hitze auftritt. Plasma kann mithilfe von Magnetfeldern manipuliert werden (was ja in Fusionsreaktoren genutzt wird), daher müsste ein feindliches Raumschiff nur ein enormes Magnetfeld, welches das Plasma umleitet, erschaffen und schon ist gut. Das wäre relativ sinnlos. Allerhöchstens wäre Plasma als "Nahkampfwaffe" denkbar, da es aufgrund der Streuung dann Jäger vernichten könnte.
                              "But who prays for Satan? Who in eighteen centuries, has had the common humanity to pray for the one sinner that needed it most, our one fellow and brother who most needed a friend yet had not a single one, the one sinner among us all who had the highest and clearest right to every Christian's daily and nightly prayers, for the plain and unassailable reason that his was the first and greatest need, he being among sinners the supremest?" - Mark Twain

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