星際爭霸裡槍兵動力戰甲中的核聚變發動機是如何解決散熱問題的?

2020-12-24 麥大麥

Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!每次說到機槍兵的動力戰甲都是讀者們喜聞樂見的內容,雖然說在遊戲裡一個機槍兵只值50塊錢,但是這套戰甲所擁有的黑科技卻令不少玩家覺得50塊錢就能擁有一套戰甲再送一個槍兵實在是太划算啦!

而在CMC動力戰甲中當屬他的核聚變發動機是最核心的部件,但是也有一些玩家產生疑惑了,一般來說核聚變的發生溫度幾乎都是在幾億度以上,如此高的溫度為什麼穿著戰甲的士兵不會被瞬間蒸發呢?他到底是如何散熱的?今天就讓大麥同大家說說星際爭霸遊戲中動力戰甲核聚變發動機的散熱設計原理。

冷核聚變發動機

或許有一些讀者了解過星際爭霸遊戲背景的話就會說到,動力戰甲的核聚變發動機使用的是冷核聚變的原理,因此他的散熱不成問題。的確在我們的現實世界當中,冷核聚變技術風靡過一段時間,在1989年化學家弗萊施曼和龐斯他們在常溫常壓下用鈀電極來電解重水,偵測到了異常的能量發生反應,因此他們就對外宣布發現了冷核聚變。

然而實際上,這只不過是一場科學鬧劇,鈀電極電解重水並不能激發核聚變反應或者說效率極低幾乎沒有利用價值,因此用這個原理來製作動能戰甲的核聚變發動機並不是最好的選擇。在星際爭霸遊戲裡大約在2200年的時候,地球人類已經實現了可控核聚變工程,而其核心原理那就是「託卡馬克核聚變」也被稱之為「超導託卡馬克核聚變」。

它是運行方式是在真空室當中通電產生的巨大螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。而動能戰甲的核聚變發動機就可以看成是一個超小型託卡馬克核聚變反應堆,在半徑為10釐米高40釐米的圓柱形核聚變發動機內他的輸出功率能達到0.5到1兆瓦之間。

雖然功率輸出很高,但是核聚變發動機內的等離子體在發生核聚變的時候會產生超過1億度的高溫,在如此高的溫度下,要如何保護穿著動力戰甲的士兵不被大量的熱輻射所直接蒸發就是這個動力戰甲的技術核心要素之一。

偏濾器的作用

事實上,對於核聚變引擎來說最擔心的是引擎內外壁的巨大溫差導致的材料損壞,畢竟接近1億度的溫差是沒有材料能夠承受的,所以會在內壁和等離子流體之間加裝一層偏濾器來平衡溫差。而核聚變發動機的內壁厚度大約在0.02米左右,因此大圓半徑R為0.1米,小圓半徑e為0.08米,求出的圓環表面積就是:

所以一臺發動機內壁上的平均熱流密度就是:

面對內壁上如此高的平均熱流密度就會使用一個名為偏濾器的裝置來避免熱量的集中,在偏濾器上會加裝鎢裝甲用來抵抗等離子體衝擊,內嵌銅管加裝氦冷。那個偏濾器大概長這樣

其中鎢裝甲的厚度大概在0.5釐米左右,而它的導熱率為K=173W/(m·K),因此如此一來就會使得核聚變引擎的等離子發生裝置的內外溫度差為:

也就是說依靠偏濾器能使得裝置的內外溫差保持在100度以內,這樣就避免了材質的損壞。當然了保證整個核聚變引擎不會因為高溫核聚變而熔毀的關鍵還是因為實際上這些超高溫的等離子體的密度極其稀薄,再加上都被電磁場限制在核心區域不會和內壁發生直接接觸。(等離子內部溫度圖)

不過需要注意的是,個別一些年久失修的核聚變引擎,在內部的等離子流體高速運轉的時候會發生一些和太陽耀斑一樣的爆發,短時間內產生數十倍的熱量,等離子體衝破電磁場的限制撞擊到內壁上,就會導致發動機的局部溫度過高使得表面熔毀的事情發生,這還是非常危險的。

相關焦點

  • 星際爭霸中陸戰隊員是怎麼精確操控動力戰甲上每一根機械手指的?
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!我們知道星際爭霸中人族槍兵所穿著的動力戰甲其操控方式都是通過一個操控界面來完成的。而這個操控界面集成於動力戰甲手腕的位置,距離機械手指還有一段距離。
  • 為什麼星際爭霸中蟲族所有單位都能自動回血而人族槍兵卻不能?
    在星際爭霸中的玩家都知道,除了機械單位和建築不能隨時間回血之外,所有生物單位都可以自動回血,不同的單位回血速度也會有所變化。可是星際爭霸呢,只有蟲族才會逐漸回血,但是為什麼同屬一種生物單位的機槍兵不能回血?
  • 星際爭霸中為什麼吉姆雷諾最後要殺了泰凱斯?
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!今天呢要來說一段星際爭霸2當中比較令玩家們感到悲傷的劇情故事,在自由之翼的結尾,泰凱斯最終叛變舉槍瞄準凱瑞甘,而這時候吉姆雷諾毅然決然選擇手部擊殺了泰凱斯。
  • 星際爭霸2裡的有趣設定,人族槍兵會模仿邁克傑克遜跳舞
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!今天呢,要來說一個星際爭霸裡有趣的小設定,當大家進入星際爭霸2的對戰模式以後,在聊天框內輸入「/跳舞」,遊戲裡的角色就會開始跳起一些搞笑的舞蹈,不僅僅是人族,蟲族和神族也都有獨特的舞蹈,今天大麥就來和大家說說星際爭霸中哪個單位才是舞蹈天王?
  • 《流浪地球》中的重元素核聚變技術是什麼?現實中能夠實現嗎?
    對此,《流浪地球》中也進行了解釋,這些行星發動機都是應用了核聚變,使用的燃料就是地球上非常常見的石頭,只有這種常見的容易處理的石頭才能夠滿足上萬座行星發動機的需求。可能很多人不理解:核聚變使用石頭當燃料?石頭真的可以當燃料產生能量嗎?在我們的常識裡,核聚變不是應用使用氫這種燃料嗎?怎麼電影中是使用石頭?這是怎麼回事?
  • 為什麼星際爭霸中「50塊錢好兄弟」的梗會那麼深入人心?
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!今天呢,要來說說星際爭霸當中一個有趣的梗,大麥平時在寫星際中關於人族槍兵的文章的時候經常有讀者在評論區留言「50塊錢的好兄弟」,而評論下的回覆也都引起了大家的共鳴。
  • 為什麼星際爭霸中的核彈爆炸後沒有後續的輻射效果?
    而且有意思的是在RTS遊戲裡,設計師尤其喜歡核彈。比如《文明5》、《橫掃千軍》、《國家崛起》、《衝突世界》,自然還有《紅色警戒》以及《星際爭霸》。 而在《星際爭霸》當中大家是否有這樣的疑惑,為何聚變打擊過後,設計師並沒有玩家們所想的添加一個額外的核輻射效果呢?今天大麥就來和大家說說這背後的原因。
  • 星際爭霸最可憐的槍兵,剛剛新買的跑車就被踩爆了
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!到現在為止大麥的星際系列已經出了有二百期了吧,感謝所有粉絲的支持。因此,今天決定推出一個特別版,我將把《星際爭霸2》裡的所有彩蛋的幕後故事做一個總結,算是對2020年這半年多以來的匯總。
  • 星際爭霸中神族亞頓之矛的能量供應系統原來是一顆人造太陽
    Hi~ o(* ̄▽ ̄*)ブ ,大麥的《星際爭霸十萬個為什麼》又和大家見面啦!星際爭霸遊戲中人族的戰列巡航艦使用的是核聚變引擎來支撐其運轉需求,而神族的亞頓之矛作為一艘長達70000米的超級戰艦其體型是人族戰巡艦的幾十倍,那麼支撐她運轉的是什麼樣的能源呢?
  • 星際爭霸中那些令人哭笑不得的官方翻譯背後的故事
    然而事實上,很有可能各位所看到的那些蹩腳的翻譯就是出自官方之手,而今天大麥就要來給大家盤點星際爭霸中那些令人哭笑不得的官方翻譯以及背後的故事。星際爭霸與奧美電子這裡先給大家簡單介紹一下早年間關於星際爭霸在中國發行的情況。
  • 星際2:槍兵上個廁所,沒想到連同廁所一起飛上天,像拍電影一樣
    相信大家對星際爭霸中槍兵非常熟悉,作為星際爭霸非常代表性的一個單位,除了「50塊錢好兄弟」這個梗,還有其他一些有意思的事情。比如說官方專門為槍兵設計了一些有意思的舞蹈,騎馬舞,麥可傑克遜的太空步等等。
  • 用核聚變拯救人類能源危機,中國是希望之光嗎?
    研製氫彈的同時,科學家們也開始了核聚變民用化的研究,也就是可控核聚變。但是談何容易。人們都說航空發動機和晶片研究起來真難,但這兩位要是跟核聚變相比,簡直就是小巫見大巫。集合各國之力,以及人類頂尖科學家們的智慧,研究了數十年,卻只能略知皮毛,你就知道核聚變的研究有多難了。
  • 一文了解星際爭霸戰役中所有彩蛋背後的故事
    因此,今天決定推出一個特別版,我將把《星際爭霸2》裡的所有彩蛋的幕後故事做一個總結,算是對2020年這半年多以來的匯總。接下來,我會以戰役為線索,為所有讀者們解析每一部戰役當中所出現的遊戲彩蛋,相信對於新老玩家來說不管你有沒有玩過《星際爭霸2》這款遊戲,彩蛋永遠都是各位喜聞樂見的東西吧哈哈。
  • ...研究院聚變科學所副所長鍾武律 解讀「人造太陽」和核聚變的奧秘
    他解釋說:「這種裝置的原理和太陽發光發熱的原理是類似的,就是核聚變的原理,所以它不是一個新的太陽,而是一個聚變裝置,或者我們說它是一個聚變堆。其實我們最終的目的就是要利用它來實現核聚變,並且釋放能量,用來發電。」核聚變實際上是整個宇宙的能源,建造「人造太陽」也是為了通過核聚變反應持續穩定地輸出能量,最終解決人類的能源問題,從而造福人類。
  • 六天,逆轉中國核聚變命運,美國也無能封鎖!
    其中氘在海水中儲量非常的豐富,一公斤海水提取出的氘,聚變反應出的能量相當於300公斤汽油,所以用個幾百億年沒問題。這個項目是對人類頂尖科研能力的挑戰。於是,人類的核聚變研究基本跨入了「託卡馬克時代「。然而,可控核聚變還沒成功,蘇聯自己倒先「劇變」了。90年代,俄羅斯掙扎在「休克療法」中,經費斷裂、人員流失、工作混亂,各科研單位自顧不暇,可控核聚變研究陷入停滯。
  • 《星際爭霸2》:大神教你怎麼玩
    星際爭霸2玩家群體很小,而且有一部分流失在了MOD的海洋裡,正統的星際2玩家數量和別的遊戲相比簡直可憐,造成這種原因的主要問題之一就是微操作。在即時戰略遊戲流行之初,並沒有微操的概念。在紅色警戒時代,玩家們通常更關注如何製造更多的作戰單位來取得遊戲的勝利。
  • 星際爭霸2:星際2人族坦克傷害還不如星際1,原來坦克型號不一樣
    相信很多星際爭霸的老玩家,會發現星際爭霸2相對於星際爭霸1,暴雪進行了大量的修改,除了畫質的優化之外,遊戲中很多設定也發生了很大的改變。其中,人族坦克的大幅度修改,改變了人族玩家的很多遊戲打法。接下來小編帶大家分析一下坦克的變化。
  • 星際爭霸2:魔獸有閃避率設定,星際卻可以百發百中,沒有閃避
    很多玩過星際爭霸和魔獸爭霸這兩款遊戲的玩家,會發現魔獸爭霸中有一個閃避率的設定,但是星際爭霸中就沒有。這究竟是為什麼呢?今天小編就來分析一下兩款遊戲中閃避設定上的區別。首先從遊戲背景上來看,星際爭霸沒有閃避的設定是非常合理的。
  • 中微子證實太陽內部存在第二類核聚變
    科學家已經知道恆星內至少有兩種不同的核聚變類型。太陽算是質量相對較小的恆星。這一類恆星內部主要通過質子-質子鏈反應(pp-chain),從氫元素產生氦元素。 而對於質量比太陽更大、溫度更高、內核密度更高的恆星來說,則主要發生的是稱為碳氮氧循環(CNO cycle)的聚變。