Das Zünden eines mit biologischem H22_2 betriebenen Impulsstrahltriebwerks?

Ein tintenfischähnlicher Organismus verwendet einen durch Schwerkraft angetriebenen Flug, verlässt sich jedoch auf den Strahlantrieb für Start-, Sprung- und Ausweichtaktiken.

Es basiert aerodynamisch auf der Art und Weise, wie ein echter Tintenfisch fliegt, hat jedoch einen atmosphärischen Jet-Antrieb entwickelt, um die einengenden hydraulischen Jets zu ersetzen.

Echte Tintenfische fliegen derzeit so mit Wasserstrahlen:

fliegender Tintenfisch

Ich habe bereits eine Lösung zur Kühlung gefunden, damit es jetzt so fliegen kann:

Aber es muss die Feuerkammer aufladen und dann schnell entzünden, nachdem es das Wasser verlassen hat. Dieses Timing ist eine andere Frage; Dieser konzentriert sich auf eine Drüse oder Fakultät, die die Zündchemie erzeugt und verwaltet.

Über das Wesen:

Seine Tentakel und Flossen sind für einen anhaltenden Flug viel größer geworden, zwei Tentakel sind zu Flügeln mit einer Flügelspannweite von 10 Fuß (4 Fuß Flügel) geworden, die in ihrer ausgefahrenen Position einrasten, wenn sie aus dem Wasser springen. Die anderen Arme bleiben beweglich für das Greifen und Fortbewegen auf See.

Die Jet-Deflagrationskammer ist das gespülte, nahezu perfekt aufgeweitete zylindrische Exoskelett einer anderen Molluske, mit einem Durchmesser, der akustisch auf einen OH-Deflagrationszyklus abgestimmt ist. Dieser Tintenfisch bindet es an seinen Körper, hat einen Einlass an der Nase und einen Auslass am Hinterteil des Tieres. Das Material ist unwahrscheinlich Keratin oder Kalziumkarbonat, es muss gute Wärmedämmeigenschaften und strukturelle Integrität aufweisen.

Der Düsentreibstoff ist zweifach: H-Gas ist ein natürliches Fermentationsnebenprodukt, das in Blasen gespeichert wird; Eine symbiotische Alge lebt in einer Schicht unter ihrer durchscheinenden Haut, verbraucht ihre Atemabgase und produziert O 2 die sich in einer anderen Blase sammelt. Die beiden Gase werden zum Antrieb in die Deflagrationskammer ohne Ventil eingespritzt.

Der Strahl muss nur für 2-Sekunden-Bursts von möglicherweise 8 - 12 Impulsen laufen. Sein Zweck ist es, einfach genug Schwung zu gewinnen, um in die Luft zu kommen oder einem Raubtier im Flug auszuweichen.

Angenommen, das Tier hat ein Gesamtbruttogewicht von 5 kg und kann mit 8 ms beschleunigen 2 für zwei Sekunden. Dieser Flug ist teuer, wie die Jagd eines Jaguars, also versuchen sie, diesen Flug nicht zu verschwenden. Das Aufladen des Jets kann ohne die richtigen Bedingungen Stunden oder Tage dauern.

Angesichts der 960 J Wärme, die durch diese Reaktion erzeugt werden, wie von Starfish Prime berechnet , und der 2-Sekunden-Burst-Anforderung, um die Reisegeschwindigkeit zu erreichen;

Welches biologische Zündsystem könnte das O entfachen? 2 & H tanken Impulsdüsen am zuverlässigsten?

Der Funke kann aus einer vom Tier synthetisierten Chemie stammen oder durch eine symbiotische Beziehung erzeugt oder aus der Umwelt geerntet werden; es muss sich aber um eine echte exotherme Zündreaktion handeln.

Es gibt bereits Fragen, wie Drachen ihre Mischung mit einem Funken entzünden können. Was ist da unbefriedigend?
Gibt es etwas Besonderes beim Zünden von Wasserstoff und Sauerstoff, das die anderen Antworten unbrauchbar macht?
@VogonPoet Entschuldigung, aber jede Frage mit "Creature-Design" und "Hard-Science" ist ein Problem, imho. Hard-Science erfordert nicht die Existenz eines Lebewesens, aber ein bekanntes RL-Prinzip: Für Hard-Science-Antworten sind wissenschaftliche Referenzen erforderlich. siehe Banner. Sie können nicht berechnen, wie groß ein Funke meiner Antimaterie sein könnte, oder Beweise dafür liefern, dass der Piezo von LDtch biologisch hergestellt werden kann. Es kommt nicht in der Natur der Erde vor. Sie können hier auf eine wissenschaftlich fundierte Antwort warten, aber ich erwarte stattdessen eine (wissenschaftsbasierte) Rahmenherausforderung ... es kann unmöglich sein, eine Wasserstoffzündung in einem Körper zu erreichen.
@Goodies wer hat nach Düsenantrieb gefragt? Ich zünde echtes Gas mit einem chemischen Mittel, das der Wissenschaft bekannt ist. Eine einfache Berechnung der freien Energie und Konfiguration von Gibbs. Ich hätte das Antriebs-Tag jedoch früher verwenden können und werde diesen Beitrag bearbeiten.

Antworten (5)

Der Fisch kann neben der Zündkammer einen piezoelektrischen Kristall wachsen lassen und ihn mit einigen Muskeln zusammendrücken, sodass er einen Funken in der Mischung erzeugt.

Die meisten Materialien zeigen zumindest schwache piezoelektrische Reaktionen. Triviale Beispiele umfassen Saccharose (Haushaltszucker), DNA, virale Proteine, einschließlich derjenigen von Bakteriophagen. Es wurde über einen Aktuator auf Basis von Holzfasern, Zellulosefasern genannt, berichtet. D33-Antworten für zelluläres Polypropylen liegen bei etwa 200 pC/N. Einige Anwendungen von zellularem Polypropylen sind Musiktastaturen, Mikrofone und Ultraschall-basierte Echoortungssysteme. Kürzlich zeigte auch eine einzelne Aminosäure wie β-Glycin im Vergleich zu anderen biologischen Materialien eine hohe Piezoelektrizität (178 pmV−1).

Grundsätzlich und einfach der gleiche Mechanismus, der in einem Gasfeuerzeug funktioniert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und mit Sauerstoff vermischter Wasserstoff wartet nur auf einen Vorwand, um sich zu entzünden.

Wie kommt der Kristall in die gespülte Hülle und welche natürlichen Hochspannungsleiter könnten für den Funken verwendet werden? Das hört sich so an, als wäre ein starrer Hammer erforderlich, um auf den Kristall zu schlagen. Ich sehe das nicht bei biologischen Prozessen, gibt es ein Beispiel?
Warte… Das ist echt? Also ... wie der Mantis Shrimp Hammer plus das = Funke? Es würde eine Funkenstrecke brauchen, oder?

Dieselbetrieb.

Wasserstoff- und Sauerstoffgemische entzünden sich unter Druck spontan, genau wie das Derv oder Heizöl in vielen Autos und Lastwagen, ohne dass ein Funke erforderlich ist.

Nun, in Dieselmotoren muss der Druck bis zu 24 Atmosphären erreichen, aber das viel gefährlicher brennbare Gasgemisch hier braucht viel weniger, vielleicht 12 Bar, wie hier vorgeschlagen , vielleicht sogar noch weniger.

  • Kompression in einem Beutel oder einer Kammer.

Eine Muskelkammer, in der die beiden Gase gemischt werden, kann mit Muskelkraft zusammengezogen werden, was zu einer spontanen Entzündung der Gase und einem Plasmapuls führt, der den kontinuierlichen Flammenprozess einleitet, der Schub erzeugt. (Als ob sie ihre eigenen Fürze angezündet hätten, kein Feuerzeug/Streichhölzer notwendig).

  • Schalldruckzündung.

Alternativ entspricht ein Pfeifen oder kurzer „Piep“ mit 215 dB (sehr, sehr laut) 12 Bar und erzielt den gleichen Effekt mit einem anderen Mechanismus und verleiht ihnen obendrein eine gewisse hörbare Signatur.

Das sieht nach einer guten Basis für eine Lösung aus. Können wir für den wissenschaftlichen Teil Zahlen zum Zündzeitpunkt dieses Kraftstoffs finden? Ein interessantes Konzept, das ich für die Zündung in Betracht gezogen habe, ist der implosive Kollaps von Kavitationsblasen. Diese kollabieren und bilden mikroskopisch kleine Hotspots , die bei 5.075° gemessen wurden. ± 156K . Aber kann ein so kleiner Hotspot die Reaktion zünden?
Ich habe mein Bestes getan, um Zahlen zu finden, wie Sie sehen, stammt die 12-Bar-Zahl aus einer seltsamen Mischung mit Distickstoffoxid. Aus Erfahrung, aber nicht durch Beweise, ist O2 genauso gut für die Zündung, aber der Nitrous produziert mehr Nebengas von Stickstoff. Die 215 dB sind rechnerisch und nahe an der in Luft möglichen Grenze, glaube ich. Ich habe jetzt keine Zeit, mich weiter damit zu befassen, da der Schlaf lockt, aber vielleicht morgen. @VogonPoet
@EveninginGethsemane Ich habe es geschafft, eine Zusammenfassung eines Artikels zu finden, der besagt, dass Wasserstoff bei 3,5-7 MPa (35-70 bar) selbst verbrennen kann. Die Webadresse ist etwas lang zum Posten, schauen Sie einfach nach "Autoignition of hydrogen at high pressure - ScienceDirect"

Fangschreckenkrebse sind in der Lage, mit ihren hammerartigen Fortsätzen eine Kraft von mindestens 1000 N zu erzeugen. Wenn das Tier einen solchen Mechanismus im Inneren hätte, könnte es die Kraft nutzen, um einen natürlichen piezoelektrischen Kristall zu treffen, wie von L.Dutch vorgeschlagen, und den Funken erzeugen, der zum Zünden des Gases erforderlich ist

Alternativ könnte, wenn die Kraft irgendwie auf Gas ausgeübt werden könnte, das in einem begrenzten Raum enthalten ist, der Druck allein verwendet werden, um es zu entzünden. Laut diesem Papier kann Wasserstoffgas bei einem Druck von etwa 3,5 MPa gezündet werden, aber um dies zu erzeugen, müsste der „Hammer“ viel härter schlagen, was durch größere Muskeln ermöglicht werden könnte, da dieser Tintenfisch eine viel größere Kreatur zu sein scheint als a Fangschreckenkrebse und/oder durch den Aufprall in einem sehr kleinen Bereich, gerade genug, um einen Funken zu erzeugen.

Das Tier produziert einen (wahrscheinlich hypergolischen) Starter, der den Wasserstoff zündet.

(Dies ist der Funktionsweise einiger Starter für Raketentriebwerke sehr ähnlich.)

Dieser Starter kann relativ teuer zu erzeugen sein, da Sie nur genug benötigen, um die Reaktion zu zünden. (Dies würde besser funktionieren, wenn die Dauer länger wäre.)

Bzw welcher Anlasser. Meine unmittelbare Idee wäre Wasserstoffperoxid (und ein Katalysator), das gut mit Wasserstoff funktioniert. (H2O2 zerfällt in Hochtemperaturdampf und überschüssigen Sauerstoff, was ausreichen sollte, um den Wasserstoff zu entzünden.)

Das Hauptproblem hier ist, dass es zwar biologische H2O2-Quellen gibt, aber kein High-Test-H2O2. (Das ist mir bekannt.)

(Außerdem wirft es etwas die Frage auf: „Wenn Sie bereits H2O2 herstellen, warum sollten Sie sich dann die Mühe machen, auf reines H2 umzusteigen?“)

Das ist eine gute Idee. Was die Frage angeht, hast du sie beantwortet. H2O2 ist seltener als H2. Wasserstoffperoxid ist es übrigens, das bewirkt, dass unsere Haarfollikel später im Leben ihr Pigment verlieren. Es ist ein natürlich vorkommendes Produkt in kleinen Mengen. H2 entsteht, wie gesagt, sowohl aus der Fermentation als auch aus der Symbiose. Auch hier ist es vielleicht ein paar Mal am Tag ein 2-Sekunden-Brennen.

Ein vom Tier verschlucktes Mineral ergibt den Funken

Eine wenig bekannte Tatsache über die oben genannten Tiere (und Drachen) ist, dass sie bestimmte Kristalle kauen oder schlucken, wenn sie einen Funken brauchen. Im Mund erzeugt das Kauen der Kristalle einen Funken, der den berühmten Feueratem des Drachen entzündet.

Keine Ahnung von fliegenden Tintenfischen, aber Drachen fliegen vorwärts, auch wenn sie einen Strahlantrieb verwenden

Ihr Tintenfisch-ähnliches Tier scheint umgekehrt konstruiert zu sein. Ich kann es nur für bestimmte Drachenarten erklären. Beim Düsenantrieb ist das Mineral Teil der Exkremente des Drachen. Magensäure löst die Mineralien auf, die der Drache geschluckt hat, wodurch ein beträchtlicher Funke aus dem Magen in der Nähe seines Wasserstoffbehälterorgans austritt. Die Orgel beginnt, Wasserstoff über den Funken zu blasen, der ihn entzündet.

Wissenschaftliche Erklärung dafür

Das Brechen/Zerlegen des Kristalls führt dazu, dass einige Antimateriepartikel freigesetzt werden, die durch elektromagnetische Kräfte im Kristallgitter festgehalten wurden. Wenn das Gitter zerstört wird, vernichten sich die Antimaterieteilchen sofort und geben den Funken ab. Drachen sind heutzutage eine geschützte Art, daher kann ich das Mineral nicht verraten.

„Andere Anwendungen funktionieren am besten mit eingeschlossenen Antiteilchen. Da Antiteilchen bei Kontakt mit Materie vernichtet werden, müssen sie im Vakuum eingeschlossen werden, typischerweise in einer elektromagnetischen Falle.“

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5131273

Ich glaube nicht, dass ein Einschluss von Antimaterie – oder gar eine Erzeugung – für einen Organismus machbar wäre?
Es werden nur wenige Partikel benötigt :) Es ist eine Zündung, es wird nur ein kleiner Funke benötigt. Meine Spekulation ist, dass Antimateriepartikel in bestimmten Kristallen enthalten sein könnten. Sie schlagen vor, Wasserstoff in einer Kreatur zu entzünden ... es gibt keine Wissenschaft, das ist alles Fantasie ... deshalb habe ich meine Antwort gegeben. Wir könnten uns gegenseitig positiv bewerten, wenn Sie eine nicht wissenschaftliche Antwort schätzen würden. Angenommen, Sie würden diese Kreaturen in Ihrer Geschichte verwenden. Würde ein Leser Ihrer Geschichte eine wissenschaftlich fundierte Erklärung für diese außerirdischen Tiere erwarten? Sie müssen es nur glauben, als plausibel . Ein Nachweis ist nicht erforderlich.
Jedes Lebewesen hat Wasserstoff. Wir bestehen alle aus Kohlenwasserstoffen. Das ist keine Fantasie. Können Sie ein hartes wissenschaftliches Beispiel für irgendetwas mit Antimaterie geben? Und „was“ Antimaterie? Ein Positron?
@VogonPoet Ich habe deinen ersten Kommentar positiv bewertet. Es kommt auf den Kristall an. Die Masse beider vernichteter Teilchen wird in e=mc2 Energie übersetzt. Ob das einen Funken oder eine wertvolle Zündung ergibt, muss ich von Hand aufheben, ich bin kein Physiker. Apropos Kohlenwasserstoffe: Es ist sehr schwierig, molekularen Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen zu gewinnen, diese Stoffe müssen erst „gecrackt“ werden und das kostet Energie. Vielleicht wird es im Vergleich zur Zündung schwieriger, eine plausible Erklärung für den benötigten Wasserstoff zu finden. Die Menge an Wasserstoff, die für Ihren biologischen Impulsstrahl benötigt wird, verdient eine separate Frage.
Und ja, Positronen für eingefangene Methoden ref aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5131273 Ich habe eine Bearbeitung vorgenommen, nehmen wir an, dass in einigen Kristallgittern genügend Vakuum vorhanden ist, um das Teilchen einzuschließen.
Wie die Frage schon sagt, zerlegen Mikroalgen oder Cyanobakterien Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Erledigt. Nun zu diesen Positronen? Wo findet ein Tintenfisch einen im Ozean?
Ah +1 Ich möchte den Chat vermeiden, @VogonPoet.. Sie werden mehr als Cyanobakterien benötigen, um die Menge an Kraftstoff bereitzustellen, denke ich.. aber lassen Sie uns vereinbaren, bei einigen Themen nicht einverstanden zu sein. Ich denke, deine Kreatur muss diese Kristalle finden, wie Drachen es tun ... du bist der Meister deiner Geschichte. Beruhigen Sie meinen Fall.