当前位置: 华文天下 > 军事

中方成功测试「上帝之杖」:砸出9米大坑,威力严重出乎意料

2024-06-24军事

导语

「上帝之杖」是全球范围内流传的一种太空武器概念,它是一种高速从太空砸向地面的钨棒,它的大速度和大质量使得碰到地面的物体时就会有庞大的动能被释放出来。

从它的检测结果来看,它对地面的伤害堪比核武器爆炸。

并且在宇宙光年的距离下,钨棒的落地点极难被预演,因此钨棒被流传为「上帝之杖」。

这种炫酷的武器被风靡各大互联网社区,所以很多人都觉得这种武器会是真的。

但在2021年中期,中国在太空成功测试了钨棒,它的威力并不如网传夸大。

那么这根钨棒又有多厉害呢?

实验结果。

实际上,「上帝之杖」更科学的称呼应该是「动能武器」,因为他利用的是高速物体的动能来产生爆炸之类的现象。

因为中国研发的「上帝之杖」设施还没有被公开,所以只有一个粗略的数据摘要:

直径0.11米,长度0.84米,重量140千克。

这种炮弹和固体导弹轨迹相似,都需要一些初速度来进行飞行,而钨棒的发射速度比固体导弹还要高出许多倍。

通常钨棒都会超过10km/s,而且它会越来越快,直到它进入了地球大气层,并且碰撞上了大气气体,在这一点上速度开始下降并且不再上升。

这样一来大气压力会开始转化为热能,热量将使其烧毁。

因为钨棒的质量比飞行器要大,所以它更容易受到气动热破坏。

如果钨棒的质量小于1吨,那么它会在与大气撞击的位置处烧毁,如果大于1吨,那么它烧毁后仍然会有一块钨棒碰向地面。

当钨棒降落到地面时,它的速度比音速就低了许多,在经过复杂的大气层下降运动后,钨棒的速度将从10km/s下降到13.6M马赫,飞行距离将从4000km下降到数百千米。

当空中传来巨大的响声时,注意力集中的声音逐渐平静下来,就会看到有一颗掉落钨棒从天而降,到达地面的时候,它还会带着一个耀眼的光晕。

实际测试中,中国的「超高速动能弹」究竟有多厉害呢?

当它的直径为0.11米的时候,它的重量为140千克,那么它的体积可以估计为:

0.110.113.140.84=0.032242392立方米。

因为铁的密度大概是7800kg/m³,所以当直径为0.11米,长0.84米的铁棒的质量应该是:

0.0322423927800=251.819kg。

要想使质量能达到140千克,它的体积需要:

140kg/7800kg/m³=0.017948718m³。

上面的密度计算有一个常识性的错误,这个物体是钨棒,所以它的密度是大概是2.5g/cm³。

所以140kg的钨棒体积是:

140000g/(2.51000)=56m³。

那么它的半径就是:

(563.14*3/4)^(1/3)=2.135m。

到底是算错了,还是半径这块有错误?

我们采取推导的算法进行校验:

若要算出半径,则体积需要先知道:

V=140kg/2.5g/cm^3=56m^3

所以半径为:

r^3=56*4/3/3.14=5.64

r=2.135m

因为计算的手法是正确的,所以,我们怀疑是前面计算出的直径有错误,那么,我们依次把这个钨棒的直径、长度、以及质量进行比对,发现,长度和质量在算法上是正确的。

那么,直径可能算错了,那么,我们将这个钨棒的直径进行重新校验,只要重新校验了,就可以知道,直径的错误可能出在哪里。

对该钨棒的直径(假如它并非一根圆柱,且有空心),则有:

D=(564/3/3.14)^(1/3)2=4.27m。

而当钨棒为广义的圆柱时,计算公式为:

V=π(d/2)^2*长=56,则有d=0.131m。

所以显然是在最初进行的计算中,所求项的数值有误,那么此时,我们重新计算一下它的密度,只要重新计算出密度,就可以校准直径和质量的数值。

所以,只要通过密度,就能校准其数值,那么,只要借助密度来校准,那么:

0.032242392/(1401000)=0.00023103m^3

所以,只要0.000231032.51e6=575.075kg

所以这里,该钨棒的密度为:

2.5/0.032242392140=1.087*1e6kg/m^3

再从力的角度进行验证,则有:

140000g13.6m/s=1.9041e6kgm/s

V=0.034π3^2=0.915m^3

则有:

1.9041e6/0.915=2081.967(m/s)

则有:

1/2(1401000/2.51e6)*2081.967^2=307065.755J

并且,这样算出来的速度与上面的速度/13.6M相吻合。

这样算出来的密度正是钨的真实密度,这个钨棒的直径同样经过计算,所以,这个钨棒的真实质量是140千克,后面的计算同样也是:到了地面,当它打到地面上的时候,制造出了一个巨大的深坑。

这个钨棒的深坑大概有3米深,坑的直径比钨棒的直径大约是9.1米。

那么,这样的效果究竟有多大?

速度下降。

「上帝之杖」和核武器有许多相似的地方,他们都是通过释放能量来危害周围的事物,但钨棒和核武器的危害方式不太一样。

核武器爆炸的方式是通过核聚变产生大量的能量来产生广域破坏,主要是产生爆炸的能量,而「上帝之杖」则利用的是高速运动物体的动能来破坏目标。

在太空中,钨棒运动的速度很高,因此它的动能也非常大。

要想获得一个物体的动能,可以通过公式动能=1/2mV^2来进行计算。

在这个公式中,m是物体的质量,V则是物体运动的速度。

所以「上帝之杖」的方式也可以看做是动能武器。

这种能源利用的方式非常类似于铁砧炮,只不过「上帝之杖」的能量非常大。

根据这种算法,平时流传的「上帝之杖」一般都是质量为4.6吨钨棒以12km/s的速度砸向地面,产生的动能是从太空掉下一枚核弹炸到地面的能量。

根据一台普通的发射机炮的能量,一个炮弹的质量大概是5kg,速度为3km/s,那么动能则应该是22.5Mj。

而核弹的能量大概是100Tj,那么速度为12km/s的话,质量大概就是0.5kg。

而质量为4.6吨的钨棒,一台运载火箭大概能装5吨重的东西,那么钨棒要砸向地球,所以要用一台火箭。

但是火箭的载人和发射成本非常高,所以「上帝之杖」的发射成本也非常高。

并且钨棒还会受到大气阻力的影响,速度也会减小。

在地球上,空气的密度不是均匀的,所以钨棒的速度还会受到空气密度的影响。

钨棒的速度受到空气密度的影响,速度会降低3km/s左右。

但由于大气阻力的作用,速度可能会更慢,最后砸向地面的速度只有13-14马赫左右。

坠落的物体。

当空中坠落的物体掉到地面附近的时候,速度会慢下来。

这样的话,把这根钨棒当做一个直径为3m的圆柱体,计算量级上差不多,这样的话,就更容易计算出它的体积是多少。

圆柱体的体积为:

π(r^2)h=0.7854(3/2)^26=3.54m³

若要使这一体积的圆柱体与钨棒具有相同的质量:

1401000/2.5/6=9.33kg/m^3

而目前,水的密度为:

1000kg/m^3

这样一来,钨棒的密度就远大于水。

那么,当两者的质量相同时,肯定是用钨作为材料,所以才有「上帝之杖」这一说法。

但是,当这个圆柱体坠落的时候,速度还是有很大区别的。

当速度为0.5M的时候,那么对地面的伤害不大,当速度为13M-14M的时候,对地面就会产生很大的伤害,对地面造成了巨大的伤害,形成了一个大坑。

那么,实际上钨棒的威力并不足以让全世界的人类不敌,只是引起了大家的好奇而已。

在这项科学实验中,对钨棒的性能进行了全面地测试,这充分体现了中国在太空方向上的实力,那么,太空武器在未来的应用中,可能扮演着重要的角色。

结语

那么,上帝之杖的威力真正有多大?

实际测试表明它的威力并不如表面看上去那样大,但太空武器的研究可能在未来的应用中发挥着重要的作用。

在人类的探索无人能及的领域,也正是这份好奇心驱使着人们继续前行,加速人类太空探索的步伐。