>Прочел я буквально на днях с большим удовольствием "Разбойничью злую луну" Лукина и появилось у меня желание проверить теоретически физическую осуществимость описанной там альтернативной техники.
>У Лукина весьма красочно описаны боевые зеркала и тактика их применения. У него там два типа зеркал: ближнего боя на 25-30 м и дальнего боя метров на 50. Отдельное зеркало дальнего боя за небольшое время воспламеняет шар перекати-поля. Команда хорошо тренированных зеркальщиков за считанные секунды зажигает сарай или до потери сознания обжигает движущегося человека. (Кстати, дело там происходит в как бы параллельном арабском средневековом мирке, кругом пустыня и солнца навалом. По ходу выясняется, что зеркала воюющим секретно поставляет некая продвинутая третья сила, сами они их делать не могут.)
>Вот это я и собрался проверить теоретически.
>Вспомнив, что у фар, прожекторов и зеркальных телескопов зеркала параболические, полез в литературу на предмет формул (Бегунов «Геометрическая оптика», Максутов «Астрономическая оптика», ну еще чего-то из сети прихватил. Савельва «Курс физики», кстати, тоже). А вот! Там все про линзы и призмы! У Максутова в связи с зеркальными телескопами обсуждаются потери на экранирование, то-се, а зеркала показаны так, как будто они фокусируют лучи абсолютно в точку...
>Слазил в довоенную Техническую энциклопедию (просто бесценный источник во многих случаях) - ничего полезного, увы, на сей раз не нашел...
>Понятно в общем на пальцах, что концентрации пучка абсолютно в точку не получится из-за несовершенства поверхности и (может быть) из-за волновых эффектов, а если фокус в 30-50 м от зеркала, то еще и потери в воздухе добавятся. Кроме того, само нагревание объекта тоже будет сопровождаться какими-то потерями. Кроме того, пятно может прыгать из-за дрожания рук и тела зеркальщика (хотя – попадают же люди из пистолета примерно на таких же дистанциях).
>Но как все же посчитать достаточно близко к реальности размер пятна в фокусе?
>Ничего не придумав, решил зайти с другой стороны, т.е. со стороны сарая. Ну, воспламеняемого объекта. Хотя начал не с сарая, а с поджигания шара перекати-поля.
>Допустим, световое пятно падает на один или несколько сухих стеблей этого растения. Толщина стебля ориентировочно 3-5 мм. Примем, что воспламенение производится на расстоянии немного ближе фокуса – чтобы не ломать голову над процессами, происходящими в фокусе. Примем форму и размер пятна – эллипс, 0,6 на 1,2 см. Примем, что пятно полностью заполнено материалом по площади, глубину материала примем 5 мм. Задача сводится к расчету нагрева кусочка древесины получающегося отсюда объема. Теплоемкость материала неизвестна, за неимением – используем теплоемкость сосны (из справочника по физике).
>Итак площадь 0,56 см2, объем 0,28 см3, плотность принимаем 0,5 г/см3, масса получается 0,14 г. Чтобы его воспламенить, его нужно нагреть на 300 градусов Цельсия. Теплоемкость дерева cp=1700 дж/кг/град при 20о С для сосны (Кошкин и Ширкевич «Справочник по элементарной физике», изд. 6, 1975, стр.74 и др. данные оттуда же). Как ведет себя эта теплоемкость с существенным повышением температуры – увы, мне не известно, примем за постоянную. Итак, для нагревания на 300оС требуется 1700*0,00014*300=71,4 дж. И если мы хотим запалить этот кусочек древесины за 1 сек – соответственно нужна мощность 71,4 вт. Ну да, почему бы и нет – спираль 75 ваттной лампочки вполне бы его запалила при непосредственном соприкосновении, если бы сама не раньше перегорела.
>Значит, если мы хотим снять эту мощность вблизи фокуса зеркала, она должна перед этим придти на зеркало – потери по пути от зеркала к нашему костерку пока не рассматриваем.
>От солнца приходит на зеркало:
>под углом 10 к зениту 1000вт/м2
> 35 600
> 50 300
>освещаемая поверхность на рисунке показана под 41о к зениту
>Примем зеркало как эллипс 1,2 на 0,6 м, что дает нам площадь 0,56 м2.
>Следовательно, даже в случае прихода 300 Вт/м2 на зеркале имеется чуть менее 170 вт.
>Т.е. воспламенение боевым зеркалом этакого пучка соломы представляется вполне возможным, а группой зеркал можно практически моментально запалить и сарай, создав множество мелких очагов возгорания.
>Вопросы о наведении и прицельных приспособлениях, равно как и о тактике зеркального боя пока не рассматриваются.
>О табуретках: табуретки по делу приветствуются, глумление не приветствуется
Насколько помню детские эксперименты с линзой, линза диаметром сантиметров восень уверенно поджигала дерево и наносила ожоги при диаметре пятна около миллиметра.
Дальше учитываем потери на отражение и строим пропорции площади.
