Este es un mundo casi mágico donde las especies inteligentes habitan una variedad de biomas en un sistema estelar, desde asteroides hasta lunas gigantes gaseosas y planetas similares a la Tierra. Estos cuerpos tienen composiciones similares a la del sistema solar. Los biomas de asteroides están respaldados por "plantas" fotosintéticas diseñadas dejadas por antiguos "dioses" que son capaces de mantener volúmenes herméticos y presurizados con esclusas de aire (agitadas a mano) y, de lo contrario, sustentan la vida basada en el carbono y la respiración de oxígeno.
Varias de dichas especies son capaces de usar magia. En el ámbito de esta pregunta, la magia tiene un solo uso: entregar corriente eléctrica. Un adulto saludable de un humanoide promedio puede generar un pulso muy corto de ~ 500 J (provisional) mediante la descarga de biocondensadores y puede mantener una salida de 200 W (provisional) durante un minuto. Para un período de tiempo más largo, la salida promedio es ~ 100 W (provisional).
Editar: el pulso corto generado es lo suficientemente corto como para que pueda conectarse directamente a los rieles (para el cañón de riel) para acelerar el proyectil sin la necesidad de condensadores adicionales. Todos los números de energía anteriores se pueden aumentar como máximo un 200% si ayuda, lo que nos da 1500J/600W/200W.
¿Es posible que estas especies desarrollen armas electromagnéticas prácticas, en algún lugar, en algún momento, antes de alcanzar el nivel tecnológico equivalente a la humanidad del siglo XVII* (en términos de metalurgia, química, fabricación, etc.)? Si es posible, ¿cómo, cuándo y dónde?
* En ese momento, los basados en la tierra deberían simplemente cambiar a armas de fuego y las armas electromagnéticas de magia espacial genial se pierden.
Editar: mi objetivo son las armas pequeñas electromagnéticas portátiles de un solo individuo, ya que deberían ser más fáciles de fabricar que las armas EM más complejas y servidas por la tripulación. Sus competidores previstos son las armas mecánicas a distancia, como los arcos y las ballestas, y las primeras armas de fuego, como los mosquetes de mecha. Las armas de fuego más avanzadas son ciertamente mejores que estas crueles armas EM, pero deberían estar fuera del alcance de la discusión.
Los cañones electromagnéticos incluyen el cañón de bobina, el cañón de riel, el cañón de reconexión y otras variedades más exóticas. Siempre que utilicen la fuerza electromagnética para impulsar un proyectil de masa significativa, califican.
Lo más probable es que los asteroides contengan metales no oxidados que pueden usarse fácilmente. ¿Pueden estos metales, refinados con tecnología anterior a 1600, proporcionar materiales adecuados para la construcción de armas electromagnéticas? Una de las preocupaciones que tengo es la resistencia eléctrica. El cobre es, con diferencia, el conductor más utilizado, pero su conductividad se reduce considerablemente si contiene impurezas. ¿Se puede fabricar efectivamente cobre electrolítico? ¿Hay alguna otra alternativa como el metal plateado en los asteroides?
Para los cañones de riel, los rieles parecen requerir una gran cantidad de acabado superficial para lograr un buen contacto con el proyectil, y fabricar piezas de metal tan sólidas puede ser un desafío en sí mismo. Del mismo modo, los proyectiles pueden requerir una buena artesanía para encajar bien en los rieles. (Sin embargo, no sé mucho sobre ninguno de los dos) En el caso de la pistola de bobina, suponga que la pistola de bobina multietapa es posible debido a que ... el operador descarga varios pulsos más pequeños en diferentes cables o algún tipo de sistema eléctrico espacial. ¿Se pueden producir armas electromagnéticas con un rendimiento razonable en una cantidad militarmente útil?
catapulta electromagnética
Para un arma necesitas un pulso. El pulso de 500J no hará mucho. Además, un "arma" supone una bala o bala de cañón que sale del arma a gran velocidad, casi en línea recta. Eso no siempre es necesario para "disparar" e infligir daño. La catapulta romana o glande lanzaba piedras y sustancias ardientes sobre las paredes. En la edad de bronce sería un arma de guerra superior.
Estas criaturas tienen a su disposición una potencia de 200 W por minuto, 11,8 kJ, energía suficiente para levantar un objeto de 50 kg a 20 metros de altura. Ahora supongamos que estas personas son entidades hábiles y inteligentes. Si pudiera almacenar la energía en la catapulta durante un minuto, agregue 100W sostenidos si es necesario... y luego dispare. La catapulta sirve como mecanismo de resorte, convirtiendo la electricidad en energía potencial.
pistola de bobina de mano
Supongamos que pueden hacer alambre de cobre. Encontraría una varilla larga y recta o una caña (digamos, 50 cm) que usaría el alambre de cobre para enrollar una bobina, cuidadosamente intercalada con pajitas y hojas, para el aislamiento. Una flecha en forma de aguja se coloca dentro de la caña. La flecha es preferiblemente de hierro o bronce fundido y pulido, con veneno en la parte superior.
Esta arma podría usarse para cazar animales más grandes. Además, podría producir un arma homicida que se puede usar sin hacer ningún sonido.
unir fuerzas
Pueden encontrar una manera de unirse, por ejemplo, a mil soldados aplicando su habilidad de electricidad mágica "en serie" o "en paralelo", proporcionando mucha más energía, disparando balas de cañón de 3 kg, como sugiere JBH. Con fuerzas conjuntas, un cañón de riel puede convertirse en una opción.
PERO
¡Tus flechas o balas son caras!
Para cañones de riel o cañones de bobina, es mejor que haya abundancia de cobre y estaño disponibles. De lo contrario, cualquier proyectil de peso considerable sería muy costoso de desperdiciar como munición en la edad de bronce. Tiene que estar hecho de un material sólido y conductor... es decir, metal. La catapulta parece más adecuada, porque el proyectil en sí no necesita ser impulsado por una fuerza electromagnética. puedes usar piedras como munición.
No
Es una cuestión de escala. Comencemos con lo que sabemos hoy de un cañón de riel en funcionamiento:
Para posibles aplicaciones militares, los cañones de riel suelen ser de interés porque pueden alcanzar velocidades de salida mucho mayores que las armas impulsadas por propulsores químicos convencionales. El aumento de las velocidades de salida con mejores proyectiles aerodinámicos aerodinámicos puede transmitir los beneficios de mayores rangos de disparo mientras que, en términos de efectos del objetivo, el aumento de las velocidades terminales puede permitir el uso de proyectiles de energía cinética que incorporan guía de golpe para matar, como reemplazos de proyectiles explosivos. Por lo tanto, los diseños típicos de cañones de riel militares apuntan a velocidades iniciales en el rango de 2000 a 3500 m / s (4500 a 7800 mph; 7200 a 12 600 km / h) con energías iniciales de 5 a 50 megajulios (MJ) . A modo de comparación, 50 MJ equivalen a la energía cinética de un autobús escolar que pesa 5 toneladas métricas y viaja a 509 km/h (316 mph; 141 m/s).Para los cañones de riel de bucle único, estos requisitos de misión requieren corrientes de lanzamiento de unos pocos millones de amperios, por lo que una fuente de alimentación de cañón de riel típica podría diseñarse para entregar una corriente de lanzamiento de 5 MA durante unos pocos milisegundos. Como la fuerza del campo magnético requerida para tales lanzamientos suele ser de aproximadamente 10 tesla (100 kilogauss), la mayoría de los diseños de cañones de riel contemporáneos tienen un núcleo de aire, es decir, no utilizan materiales ferromagnéticos como el hierro para mejorar el flujo magnético. ( Fuente , énfasis mío)
Son cinco millones de amperios durante unos pocos milisegundos para producir de 5 a 50 megajulios.
Y tus criaturas están produciendo 500 julios.
Para ser justos, Wikipedia habla de un canon naval.
En 2010, la Marina de los Estados Unidos probó un cañón de riel de tamaño compacto diseñado por BAE Systems para el emplazamiento de barcos que aceleró un proyectil de 3,2 kg (7 libras) a velocidades hipersónicas de aproximadamente 3390 m/s (7600 mph; 12 200 km/h; 11 100 pies). /s), o aproximadamente Mach 10, con 18,4 MJ de energía cinética. Era la primera vez en la historia que se alcanzaban tales niveles de rendimiento. Le dieron al proyecto el lema "Velocitas Eradico", en latín "Yo, [que soy] la velocidad, erradico", o en la lengua vernácula, "La velocidad mata". Un cañón de riel anterior del mismo diseño (32 megajulios) reside en el Centro de Pruebas de Armas de Dundrennan en el Reino Unido. (Ibídem.)
Así que estamos enviando un objeto de 3,2 kg al aire. Reduzcamos la escala ( realmente estoy simplificando las cosas al hacer esto, pero aclarará el punto). Dependiendo del arma, la masa de una bala suele oscilar entre 0,02 kilogramos y 0,04 kilogramos. usemos un promedio de 0.03 kg y eso nos da una escala lineal de 107:1.
50 megajulios / 107 = 467 kilojulios, que sigue siendo mil veces mayor que los 500 julios que pueden producir tus criaturas.
Así que lamento informarles que no hay esperanza de que su especie desarrolle propulsión electromagnética de ningún tipo con sus habilidades actuales. Me temo que 500 Joules no crearían una pistola electromagnética.
Una vez dicho esto...
Hacer que mil de tus criaturas se tomen de la mano proverbialmente para lanzar un solo proyectil no me parece práctico... pero si escalas sus habilidades de generación de energía a 50,000 julios, solo se necesitarían diez. Ahí es donde pude suspender mi incredulidad para disfrutar de la historia. Recuerde, solo está lanzando un proyectil del tamaño de una bala de rifle (por lo que todavía es poco práctico), pero el esfuerzo del equipo ahora agrega una dinámica genial a la historia.
Errata:
Gracias a @RedMoon por señalar algunos análisis más. Al final (puede ver la cadena de comentarios), se espera que un rifle de caza "promedio" genere 1.800 julios de energía en el objetivo. Cuanto más cerca esté del objetivo, más cerca estará de la energía del bozal, por lo que 1.800 es el valor más bajo . Pero si usamos eso como el mejor de los casos (valor necesario más bajo), todavía estamos 3X+ sobre lo que las criaturas pueden generar.
La enorme discrepancia entre la energía de boca aproximada de un rifle de caza y una versión a escala del cañón de riel naval (que se reduce de 3200 m/s a 1200 m/s) nos deja con un cañón de riel que necesita 150 kJ en comparación con 1,8-18 kJ. . Eso sugiere que los cañones de riel son un poco ineficientes, lo que para mi sentido arácnido de Ingeniería Eléctrica, en realidad tiene sentido. Lo que los hace valiosos es que un reactor nuclear puede generar la energía necesaria con una densidad de combustible mucho, mucho menor que el mismo daño producido por las armas químicas.
Pero, ¡buenas noticias! Ahora nos quedan 3 o 4 de las criaturas encadenadas para que el arma funcione. ¡Eso es cocinar con gas en mi libro!
L. holandés
Luna Roja
AlexP
Muppet enojado
Luna Roja
Luna Roja