无限战役-第330部分
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此次凤凰飞船的改进,主要在能源和材料方面,其中能源方面是飞船能够真正在太阳系内航行的关键。以前的凤凰飞船使用两个旧式托卡马克核聚变反应堆,总功率最高可达400亿瓦,这已经很惊人了,但这样的功率还不能让飞船在太阳系内自由航行,可见太空航行所需要能量的高昂。如今有了暗物质核聚变反应堆,只需100吨重的反应堆,就能产生400亿千瓦的功率!注意,这里是千瓦,是旧的凤凰飞船总功率的1000倍!这么大的功率,如果用在武器上,就相当于携带一门不需要充能时间的离子炮了。当然,现在还没有这么大功率的武器,这些能量主要还是用来太空推进。
凤凰2飞船使用了4个离子发动机,和旧版的一样,不过,这离子发动机已经大大升级了,在太空之中,离子束流量大大增加,为了能在没有空气的情况下获得更大的推力,而在空气之中则不用升级多少,因为在大气层中飞行是最省能量的。400亿千瓦,也就是40万亿瓦的功率,在大气层中最多用到两千分之一罢了,那是垂直起降的时候,平时飞行连万分之一都用不到!但是,如果出了大气层,那么这样的离子发动机就是一个超级电老虎!不,就是一头吞噬能量的巨兽!现今全世界的发电量(除了中国之外)加起来,都不够这样一艘凤凰2飞船烧的!
凤凰2飞船,最大起飞重量5000吨,比凤凰1提高了两千吨,这一次,凤凰2飞船分为三种型号:战斗型、运输型和远航型,其中远航型可以在三个月内到达冥王星,然后再花同样的两个多月时间回来,这已经是目前刘云设计的远航能力最强的初级太空飞船,只能在太阳系内航行的飞船。
凤凰2远航飞船,在其5000吨的重量中,有2000吨都是推进剂!推进剂占了这么大比重,原因很简单,因为动量守恒定律,现在使用的推进技术仍是动量推进原理,就是向后喷出离子,产生推力。大气层内的飞机是这样,运载火箭和飞船也是这样,这种推进方式的致命弱点就是需要极多的推进剂。喷气式飞机需要吸入大量的空气,燃料燃烧后成为高速燃气喷出,在大气层里没问题,到处都是无穷无尽的空气,但在太空中,就只能靠飞船中储存的推进剂了。
到了太空中,凤凰2远航飞船的离子发动机向后喷出速度为10000公里每秒的高能离子束,推力可以达到800吨,能产生1。6米/秒^2的加速度,这个推力远远小于在大气层内的推力,但在太空中已经够用了。这样的“喷气”速度,每秒钟消耗0。8千克推进剂,在没有补充的情况下可以连续喷气72天。如果要前往冥王星,冥王星距离地球有60亿公里之遥,那么,凤凰2远航飞船将会连续加速将近8天,达到1000公里每秒的“经济航速”,然后花费两个月时间到达冥王星附近,最后再减速。此时就要靠离子发动机的反向喷口了,这是减速用的,必须花费同样巨大的能量和同样多的推进剂,才能使飞船的速度减下来,此时,飞船已经消耗掉接近1000吨的推进剂。
我们知道,飞船喷出推进剂后,重量减轻,那么要维持相同的加速度所需的能量和推力将会减少,那么到达冥王星后飞船剩余一千余吨推进剂,如果不补充,那么也可以支撑到飞船返回地球,还剩下一部分推进剂,为了保险起见,不要用光所有推进剂。
当然,如果飞船死命加速,还可以达到更高的速度。如果去到冥王星时刚好把推进剂用光,那么飞船速度可以达到2500公里每秒,而且刚好在冥王星停下来。此时,可以采集冥王星上的矿石,当作推进剂,仍然可以安然返回地球,这已经是极限了。如果不要命也要创纪录,那么可以玩命地加速,一直达到5000公里每秒的高速!不过,此时飞船推进剂已经用光,那么飞船将会一去不复返,或者狠狠地撞在某颗小行星或陨石上化为齑粉。
所以,既要追求高速,缩短航行时间,又要保证安全,那么1000公里每秒的速度是太空航行的合适选择。别说现在只能在太阳系内航行,就是日后达到真正的太空时代,在银河系中航行,那时的战舰速度仍然是一千公里每秒的量级,战舰并不追求高速,因为即使这样的速度,光速的三百分之一,如果没有虫洞技术是根本不可能到达另一个星球的,就算达到亚光速,星际航行也是遥遥无期,只有虫洞才能解决这个矛盾,而有了虫洞并不需要多高的速度,所以这样的速度也就够了。超光速航行,至少在相对论范畴内是不可能的。
以上是凤凰2远航飞船的动力性能,当然,离子发动机的喷口也是矢量化的,也就是可以改变方向,不然在太空中根本没法转向,另外,四个垂直起降喷口也可以辅助转向。远航型飞船,装了两千吨推进剂之后,储藏空间仅剩1000吨,这样的运载能力没法在太阳系别的行星上建立大型基地。当然还可以运载基地车过去,但不知道基地车在火星或是别的行星、卫星上能否正常工作,目前来看星际大规模殖民仍是遥不可及的梦想。
武器方面,凤凰2远航飞船拥有两门4*4的激光阵列主炮,阵列的每一个激光炮的单个脉冲能量为80亿焦,一个阵列主炮单次发射的能量为1280亿焦,相当于30吨**的爆炸。这样的能量,如果攻击地面载具或是舰船,自然是无敌,但远航飞船的激光主炮不是用来对地攻击的,而是在航行中,如果碰到小的石块或者太空垃圾,可以使用激光阵列主炮将其蒸发掉。如果碰上大的陨石,那只能提前躲避了。要知道,飞船以1000公里的速度航行,只要碰上一颗1千克的小石头,那撞击的威力,比现在刘云最先进的郑和级武库舰的轨道炮还要强10倍!就算外壳采用异形核材料——精金,也扛不住连续的撞击。所以,需要激光炮将这些小石块蒸发掉,消除威胁。
所以,太空航行是一件危险的事情。另外,这个激光主炮之所以采用阵列的形式,而不是单个主炮,实际上是因为刘云在提高激光炮能量上面遇到了瓶颈。
第二十九章 航天技术
明天要去北戴河出差,为期三天,这三天不能更新了,抱歉。
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原来,激光武器的研制还不是那么容易的事情。首先看激光器的原理,激光器的核心是谐振腔,普通的激光器是利用受激辐射光的原理,让光子在谐振腔中来回反射,并在充能的工作物质中光强迅速增强。而谐振腔的一面是完全反射镜(不可能100%,但已经十分接近),另一面则拥有一定的透射率,如2%透射率,那么反射率是98%(忽略吸收),那么谐振腔中的激光就会从半反半透镜中射出。
但是,这种原理的激光器有一个根本的矛盾,使其无法成为武器。试想一下,如果这种激光器射出的激光能熔穿敌人的装甲,那么激光器谐振腔中的光强肯定比外面的大得多,而谐振腔的反射面能够完全反射如此高强度的激光,这就意味着敌人也可以找到同样的物质作为反射装甲,使你的激光武器失去意义。所以,这种激光器是行不通的。
要制造激光武器,就必须制造“单次谐振腔”,也就是说,激光并不在谐振腔中反射,工作物质的放大系数非常高,激光只通过一次,其能量就达到极高值,工作物质能量迅速释放,然后出射!这样,就不需要反射,激光只向敌人射出去,不会对准自己。这样,上面的逻辑矛盾就消失了,剩下的就是技术问题。
(注:此“理论”纯属虚构,笔者只了解普通激光器的原理,但对高能激光器一无所知,不过激光武器的矛盾是确实存在的。)
刘云造出激光武器后,激光能量不断提升,但到了80亿焦的时候,遇上瓶颈了,就是说单个脉冲的能量无法继续增加。原因是这样的,我们知道激光的能量从工作物质中来,这工作物质需要跃迁到激发态,或者形象地称为“充能”,然后能量再通过激光的形式发射出去。但是,目前的工作物质的能量密度是有限的,如果单个激光器,就算做得再大,受激辐射光也没法在一个脉冲之内吸收足够的能量,这就是瓶颈。刘云多次改进工作物质,但没有革命性的进步,所以现在已经到了瓶颈了。
“看来,利用化学能产生的激光,已经基本上到达极限了啊!”刘云叹道,不过,如果利用原子的内层电子,甚至是原子核、异形核,就有可能造出X射线激光,甚至伽马射线激光!不过,刘云并没有考虑到这个方向,他现在只想到既然单个激光器到了极限,那就用数量来代替,用多个激光器同时发射,达到更高的能量。于是,就有了“激光阵列主炮”,凤凰2远航飞船上的激光阵列主炮就是又4*4共16门激光炮联合而成的,总口径高达1000毫米,名副其实的巨炮!
当然,凤凰2远航飞船还拥有标准的防御武器——激光防御炮,总共拥有8门激光防御炮,标准的20亿焦级别,可以轻易拦截导弹,也可以对付太空中更小的碎片,和主炮相比的优势是更加灵敏。
凤凰2飞船还有另外两种型号:运输型和战斗型,这两者的设计活动范围只在地球附近,最多达到月球。其中运输型比较简单,只需去掉主要武器,保留最基本的激光防御炮,再减少推进剂数量即可。后面这两种类型,推进剂只需200吨就完全足够了,在大气层内还可以随时补充空气当作推进剂。
运输型飞船,最大起飞重量5000吨,其中载货量达到3000吨!去掉主炮和各种战斗辅助设备,这空间和重量就腾出来了,没什么技术含量。
战斗型飞船,重量不变,但却武装到牙齿,是强大的空间武器!凤凰2战斗飞船,不需要多少载货空间,只需要装载推进剂和武器,因此,装备了四门300毫米轨道炮,外加两门4*4的激光阵列主炮,攻击力十分强大!同时,拥有8门激光防御炮,反导和防空用的,这已经是标准配置。另外,凤凰2战斗飞船还拥有轰炸机模块!为此,刘云设计了800吨的导弹和炸弹空间,其中炸弹是对地攻击用的,至于导弹则不是地球上的普通导弹了,而是空天导弹!
“龙泉”1型空天导弹,总重20吨,其中一半的重量是高能核燃料加推进剂,战斗部只有五吨重。这种空天导弹,用的已经不是普通的离子发动机了,而是推力超强的高能粒子发动机。发射时,高能核直接狂暴分解,产生巨额的能量,将推进剂连同高能核残骸一起迅猛加速到几兆电子伏的能量,向后喷出!龙泉1空天导弹可以在10分钟内加速到1000公里每秒的高速,最终可以达到2400公里每秒的最高速度!因为这种导弹的设计目的是为了对付太阳系中航行的其他飞船,因此没有上千公里每秒的速度根本不行。当然,对于恒星系飞船来说,也有规避方法,因为导弹速度很快,所以根本不可能像巡航导弹那么灵活,如果技术高超,凤凰2远航飞船这样级别的飞船还是可以躲避的。而且,5吨的战斗部,还不足以一次摧毁使用精金装甲的凤凰2飞船,最多只能重创,重创是因为动能太高了,但仍不能一次性摧毁。靠,想这么多干嘛,这分明是用自己的武器模拟和自己的装备打仗,左右互搏有什么意义?总之,现在的GDI是根本没办