.Lightsabre на правах бреда | Запатентовать идею конструкции, что ли?
Lightsabre, он же световой меч.
Известен по вселенной Дж.Лукаса "звездные войны". Несмотря на первоначально явную фантастичность, есть мнение, что сеё устройство имеет право на жизнь не только в компьютерно синтезированных роликах, но и в реальной жизни.
Первоначальные понятия и тезисы.
Дабы не загромождать краткий очерк многостраничными копипастями, см. поиск в сети по ключевым словам "адаптивная оптика", "Laser Guide Star Adaptive Optics, LGS-AO", "гибкое зеркало (dielectric coating)", "Japanese National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST", "сегнетоэлектрические жидкие кристаллы".
Вкратце, при фокусировке лазерного луча со специально подобранной частотой в точке фокуса возникает свечение плазмы.
Допустим, что минитюаризация и развитие электроники продолжится теми же темпами, что и до сейчас (5 лет назад я бы не придумал, чем можно занять 512 мегабайт памяти мобильного телефона - и зачем это надо телефону, сейчас же иногда думаю, что с гигом, наверное, проблем у меня будет меньше). Все упоминаемые части светового меча и физические эффекты реальны,хотя некоторые существуют лишь в виде прототипов, однако нет ничего, что принципиально ставит запреты на те размеры и величины, которыми я оперирую ниже.
Физические эффекты.
Звук. Работающий лайтсейбр - низкое гудение, на слух 60-90Гц.
Как известно, воздух - смесь газов, 78% азота, 21% - кислород, остальное - углекислый газ и мизерное количество иных. В точках фокусирования избыток энергии уходит на:
- расщепление СО2 на С и атомарный(ненадолго, почти сразу он переходит в молекулярное состояние) кислорода (СО2 -> О2 объём не изменяется)ю Небольшое количество осаждаемого углерода и свободный радикал кислорода приведут к появлению озонового запаха.
- Окисление в плазме фокусировки луча атмосферного азота в... Хмм... тут я не уверен. Основная часть - без сомнений, будет идти по реакции О2+N2=2NO. Хотя реакция эта каталитическая, однако плотность энергии в небольшом объёме пространства делает её возможной и без палладия и платины. Дополнительно, некоторая часть реакций идёт с понижением давления, образуя окислы азота вида NOx. Таким образом, возможен синтез и небольших количеств "веселящего газа". Джедаи - они парни такие, весёлые.
Это небольшое изменение объёма вызывает эффект "схлопывания" микрообъёмов воздуха в точках фокусирования - которые регенерируются с частотой ок.100Гц. Характерное низкочастотное гудение вызывается обновлением развестки "лезвия". При встрече с препятствием фокусировка части рабочей зоны перенастраивается на точку контакта, частота для преодоления должна увеличится, соответственно повышается высота звука - при "разрезании" до 20kHz - 20 тысяч импульсов в секунду. Впрочем, бОльшая частота не будет слышна.
Лукас пропустил один из интересных эфектов работы меча (хотя, может, на момент создания первого фильма мощностей компьютеров не хватало на визуализацию) - из-за постоянного уменьшения объёма воздуха в рабочей зоне возникает некоторый приток окружающего воздуха - в дыме, пыли и тумане хорошо заметно - струйки подтягиваются к лезвию, "источение дыма" наоборот, особенно красиво в местах с повышенной турбуленцией подходящего потока - разрезание всяких посторонних предметов.
При включении - вполне логичный для любого силового прибора тест с выходом на повышенные частоты и мощности в целях проверки функционирования систем мягких зеркал, разверстки и калибрации характеристик луча.
При выключении - дабы не спалить цепи перегрузками выключения, мощность снижается очень быстро, но не мгновенно. Звук выключения общеизвестен.
Естественно, при размахивании лайтсейбром, в целях стабилизации "плазменного шнура" частота несколько увеличивается - получается "допплеровское" изменение тональности звука, которое на самом деле не имеет никакой связи с настоящим эффектом допплера.
Принципиальное устройство.
Рисунок 1. Под рисунком - то же, увеличенное.
- 1 Зона обзора видеокамер фокусировки луча
- 2 Зона обзора видеокамер окружающей обстановки
- 3 Импульсный ИК-лазер
- 4 ИК излучение
- 5 Блок управления
- 6 Силовой блок
- 7 Верхняя точка фокусировки "лезвия"
- 8 ИК луч
- 9 Собственно "лезвие"
- 10 Видеокамеры фокусировки луча
- 11 Кожух, системы охлаждения
- 12 Широкоугольные видеокамеры окружающей
обстановки - 13 Гибкое зеркало
- 14 Биометрическое покрытие
Силовой блок
Собственно, на данный момент самая фантастическая часть прибора. С другой стороны, не так уж важно, будет ли это одноразовый источник энергии - батарейка или миниатюрный термоядерный реакор (уж ядерный реактор не будет - это точно, реакция синтеза с минимальным излучением теоретически возможна, реакция распада без гамма излучения, с минимальным альфа и бета излучением - требует слишком дорогого топлива). Но так или иначе это миниатюрный источник электрической энергии, которому достаточно воздушного охлаждения при солидных характеристиках отдачи (т.е. КПД очень близок к 1, без сверхпроводимости при комнатных температурах тут не обошлось)
Блок управления
С этим всё понятно. Управляет работой и взаимодействием остальных частей, аутентифицирует пользователя, распознает и анализирует окружающую обстановку.
Видеокамеры
Несколько видеокамер фокусировки луча оценивают расстояние до препятствия и реальную длинну лезвия.
Видеокамеры окружающей обстановки предназначены для оценки обстановки "свой-чужой", построения виртуального окружающего пространства: лайтсейбр не разрежет ногу или руку оператора - части тела/важное снаряжение (гранаты, легковоспламеняющаяся содержимое с надписями "стеклоочиститель", "напалм", "рассол") будут распознаны и определены в список запрещенных. Лезвие, проходя "через" такие цели - укорачивается и тут же возвращается к первоначальной длинне. Кстати, это ответ - отчего лайтсейбры не режут полы.
Гибкое зеркало
Материал, управляемо изменяющий свою геометрию в небольших пределах, с высокими отражающими способностями, в настоящее время используется для фокусировки промышленных ИК лазеров. Вроде бы, современные образцы работают с мощностями лазеров около 3 ГДж.
Биометрическое покрытие
Наноразмерные датчики давления, температуры, влажности, сопротивления, электрических потенциалов, ускорения, фотодатчики - с встроенными процессорами обработки сигналов по заданным параметрам и сброса информации на шину блока управления. Плотность размещения порядка 20-30 датчиков на квадратный мм.Кроме однозначной идентификации пользователя, так же служит для включения/выключения, постоянной задачи режимов работы лайтсейбра "мысленными" командами и поддержания комфортной температуры рукояти. Под "мысленным" управлением не подразумевается никакой лукасовской мистики типа телекинеза. Близким аналогом служит детектор лжи - где информация получается точно так же и теми же невербальными малозаметными сигналами организма. Реально разрезать одним движением бронежилет и одежду, не повредив (за исключением вторичного теплового излучения - от раскаленной брони) кожи противника, если оператор желает этого. И не надо задавать действие словесно - блок управления "привыкает" на тренировках к различным режимам, оператору достаточно подумать "эта канистра, похоже, с бензином, резать её не надо".
Тэги:телефон