Eld och rörelse

¶ I och runt det Tredje Imperiet finns många konflikter. Många av dessa löses på fredlig väg med diplomati, politik och juridik. Men för de som inte kan det krävs teknologi, eld och rörelse. Grunden för all krigföring är därför energi. Och hur denna energi överförs till målet för att kunna förstöra eller oskadliggöra det.

Energi mäts i Joule [\mathrm{J}] och är ett mått på det termodynamiska arbete som produceras när något med energi träffar eller detonerar på ett mål. Den kemiska energin som frigörs av exv. ett gram Trotyl (TNT) [TL5] har definierats till 4\,184\:\mathrm{J}, vilket också är definitionen av en kilocalorie [\mathrm{kcal}].
Detta betyder att ett kilogram Trotyl (TNT) [TL5] frigör därför drygt 4\:\mathrm{MJ} när ämnet detonerar. Större explosioner räknas ofta i TNT ekvivalenter, där en ekvivalent är lika med ett ton (1\,000\:\mathrm{kg}) TNT, dvs drygt 4\:\mathrm{GJ}. Kärnvapen definieras i kiloton (1\,000\:\mathrm{ton}) TNT, dvs drygt 4\:\mathrm{TJ}, eller i megaton (1\,000\:\mathrm{ton}) TNT, vilket är mer än 4\:\mathrm{PJ}!

Låt oss ta en titt på energiinnehållet i ett vanligt förekommande militärt ammunitionssystem: 5,56 × 45 mm NATO [TL7] (exv. med 4\:\mathrm{g} kula @ 960\:\mathrm{m/s}) och 7,62 × 51 mm NATO [TL7] (exv. med 10\:\mathrm{g} kula @ 833\:\mathrm{m/s}), vilka har en anslagsenergi efter 100 m ( E_{100} ) på 1{,}6\:\mathrm{kJ} respektive 2{,}7\:\mathrm{kJ}. Detta motsvarar en riktad laddning om 0{,}39\:\mathrm{g} resp 0{,}65\:\mathrm{g} TNT eller ungefär storleken av en ärta eller en stenkula som exploderar mot kroppen.

En handgranat med 90\:\mathrm{g} hexotol frigör ca 520\:\mathrm{kJ} när den exploderar. Hur stor skada handgranaten gör beror av omständigheterna när den exploderar, dvs. om något blockerar eller koncentrerar explosionen, och avståndet från explosionscentrum och målet.

Hur är det med en laser då? Jodå, en högenergilaser med kort pulstid orsakar en explosion när den dumpar sin energi på målet där den träffar. Men hur stor blir smällen? Det är ganska lätt att räkna ut; en Watt [\mathrm{W}] är ett mått på energi över tid; en Watt som håller på i en sekund producerar alltså en Joule energi. Så en laser med en kontinuerlig effekt på 1\,000\:\mathrm{MW} och en pulstid på en hundradels sekund skulle leverera en energi på 10\:\mathrm{MJ} till målet, vilket motsvarar ca 2{,}5\:\mathrm{kg} TNT. En rejäl smäll alltså!

Vi ser att en laser på 1\:\mathrm{GW} är mest lämpad för bepansrade mål som rymdskepp eller stridsfordon. För att oskadliggöra trupp räcker det alltså om vapnet levererar ca 1\text{-}2\:\mathrm{kJ} per skott. Om man antar en pulstid på {}^{1}\!/_{100}\:\mathrm{s} men också en eldhastighet på 10-15 skott per sekund så behövs en 2\text{-}3\:\mathrm{MW} högenergilaser. Minskar man pulstiden till {}^{1}\!/_{1000}\:\mathrm{s} (något som kräver förfinad teknologi) och även eldhastigheten ytterligare till 1-2 skott per sekund, räcker det med en energikälla på 20\text{-}30\:\mathrm{kW} kontinuerlig kraft, vilket igen med teknologi kan minskas ytterligare med rätt kondensatorer liknande dagens kamerablixtar; ett batteri kan leverera energi till en högkapacitetskondensator som kan dumpa sin energi under ett par extremt korta pulser i en laserstråle riktad mot målet och göra lika mycket skada som ett par skott från en AK4:a eller AK5:a.

Notera att energienheten Joule [\mathrm{J}] är en härledd enhet. Andra enheter för energi är Wattsekund [\mathrm{Ws}], Kilowattimme [\mathrm{kWh}], Newtonmeter [\mathrm{Nm}], m.fl.

[\textrm{J}] = \left[\frac{\textrm{kg}\cdot\textrm{m}^2}{\textrm{s}^2}\right] = [\textrm{N}\cdot\textrm{m}] = [\textrm{Pa}\cdot\textrm{m}^3] = [\textrm{W}\cdot\textrm{s}] = [\textrm{C}\cdot\textrm{V}]

Som jämförelse kan nämnas att Svartkrut [TL4] har ca 3\:\mathrm{MJ/kg}, Dynamit [TL6] ca 7{,}5\:\mathrm{MJ/kg} och Bensin [TL6] ca 47{,}2\:\mathrm{MJ/kg}! Bensin kan, trots det höga energiinnehållet, inte förbrännas på egen hand utan kräver ett tillsatt oxideringsmedel, vilket t.ex. en optimerad bensin/syre blanding kan ge: ca 10{,}4\:\mathrm{MJ/kg}, dvs. ca 2,5 gånger styrkan som hos vanlig TNT. Ω

Denna webbplats använder Akismet för att minska skräppost. Lär dig hur din kommentardata bearbetas.