Ich frage mich, ob es möglich wäre, sehr leichte und kleine Dampfmaschinen für Luftschiffe herzustellen. Diese Luftschiffmotoren sind eigentlich elektrisch, aber der Kessel erzeugt den Strom (über einen Generator, den er dreht). Jetzt besteht der größte Teil des Luftschiffs aus leichtem Aluminium und Holz. Könnten Sie also einen Kessel bauen, der leicht genug ist, damit das Schiff eine beträchtliche Fracht transportieren kann?
Flaschenkessel.
Champagnerflaschen können etwa 90 psi standhalten, was mit dem Druck früher Dampfmaschinen vergleichbar ist. Glas hat eine Masse von etwa 2500 kg/m3; Aluminium beträgt 2700 kg/m3. Flaschenkocher wären leicht. Die Verwendung vieler kleiner Flaschenboiler ist sicherer – die Energiemenge in einem gegebenen Flaschenboiler ist geringer und daher führt ein katastrophaler Ausfall zur plötzlichen Freisetzung von weniger Energie.
Ich stelle mir einen Heizraum mit vielen Flaschenkesseln vor, wobei Ersatzteile im Nebenraum aufbewahrt werden. Die Flaschenboiler sollten parallel geschaltet werden, da ein Ausfall einer Flasche in Reihe dazu führen würde, dass die anderen durch diese Flasche entlüften. Jeder Flaschenkessel trägt mit seiner Energie zur Stromerzeugung bei. Wasser wird im Freien über Heizkörper kondensiert und zurückgeführt, um leere Flaschen zu füllen. Ich bin mir nicht sicher, wie die Flaschen optimal beheizt werden könnten - man könnte heißes Salzwasser zwischen ihnen zirkulieren lassen und dann in einem geschlossenen System zurück zur Wärmequelle.
Flaschenkessel wären eine coole steampunkige Art, Strom zu erzeugen. Champagnerflaschen wurden um 1800 erfunden. Die Reihen von glänzend grünen Flaschen mit nach oben und außen führenden Röhren wären ein süßes Bild.
Eine Möglichkeit, Kessel leichter zu machen, sind sogenannte "Flash"-Kessel, die jeweils nur eine kleine Menge Wasser erhitzen und sehr schnell Dampf erzeugen können. Moderne „Durchlauferhitzer“ funktionieren auf ähnliche Weise, wobei Wasser durch einen Serpentinenpfad fließt, während es Hitze ausgesetzt wird. Die Wärmemenge wird offensichtlich so reguliert, dass das Wasser im Inneren niemals kocht, aber wenn Sie die Sicherheitsvorrichtungen außer Kraft setzen könnten, dann Sie könnten im Prinzip einen Kessel erstellen.
Das Problem des Kraftstofftransports und der zusätzlichen Masse für Kühler, Kondensatorpumpen usw. ist damit jedoch noch nicht gelöst.
Eine andere Problemumgehung wäre, die Energie bereits innerhalb der Kesselflüssigkeit zu transportieren. Dies wäre so etwas wie die Verwendung einer sehr hohen Konzentration von Wasserstoffperoxid (H2O2) und deren Zersetzung, wenn es einem Katalysator ausgesetzt oder über einen Katalysator geleitet wird. Variationen dieser Idee waren in den 1930er und 40er Jahren beliebt, als das deutsche Militär mit Raketen experimentierte, die mit Mischungen aus H2O2 und Methanol betrieben wurden, oder H2O2 als Oxidationsmittel für Dieselkraftstoff verwendete, der in Turbinenmotoren verbrannt wurde.
Die H2O2-Raketenmotoren wurden als JATO-Booster für große Flugzeuge und die frühen Düsenbomber wie die Arado 234 verwendet (um Probleme mit niedrigem Schub und langen Aufrollzeiten für frühe Turbinentriebwerke zu überwinden) und um den Raketenabfangjäger Me-163 anzutreiben . Walter-Turbinen, die H2O2 verwenden, wurden von der deutschen Marine zum Antrieb von U-Booten erprobt und konnten unter Wasser eine beeindruckende Leistung erbringen.
Das größte Problem bei der Verwendung chemischer Zersetzung für Oxidationsmittel oder Raketentreibstoff war die extreme Gefahr, überhaupt H2O2 zu verwenden. Es war stark korrosiv und konnte sich zersetzen, wenn eine Verunreinigung im System vorhanden war (was zu einem unangenehmen Problem der Explosion beim Betanken führte). Um es sicher im Raketenabfangrakete M3 163 zu verwenden, wurde ein sehr sorgfältiges und kompliziertes System entwickelt, um Kreuzbelastungen oder Kreuzkontaminationen zu verhindern, und eine Quelle mit fließendem Wasser war immer in der Nähe, um Tausende Liter Wasser zum Spülen und Verdünnen von H2O2 bereitzustellen die verschüttet oder verspritzt worden sein könnten.
Während es also alternative Möglichkeiten zur Dampferzeugung gibt, die das Gewicht in einem Flugzeug reduzieren würden, bieten "Flash" -Kessel nicht viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Kesseln, wenn man das Gesamtsystem betrachtet, und die chemische Dampferzeugung ist potenziell sehr gefährlich für der Benutzer.
TL:DR ja, unter bestimmten Umständen.
Es ist erwähnenswert, dass die Dampfkraft seit dem frühen 20. Jahrhundert einen LANGEN Weg zurückgelegt hat.
https://en.wikipedia.org/wiki/Steam_turbine
https://en.wikipedia.org/wiki/Uniflow_steam_engine https://en.wikipedia.org/wiki/Combined_gas_and_steam https://en.wikipedia.org/wiki /Advanced_steam_technology
Ebenso wie Materialien mit ausgefallenen Kunststoffen, Kohlefaserverbundwerkstoffen, Glasfaserverbundwerkstoffen, besseren Aluminiumlegierungen und Härtung. Angesichts der heutzutage verfügbaren Optionen habe ich wenig Zweifel daran, dass ein erfahrener Ingenieur ein ausreichend starkes dampfbasiertes System für den Einsatz in Leichter-als-Luft-Antrieben konstruieren KÖNNTE. Aber nicht nur der Boiler würde verbessert, wahrscheinlich würde alles erheblich umgestaltet werden.
(Wenn Sie eine alternative Geschichte/ein alternatives Universum schreiben, sind dies Technologien, die Ihre Leute einfach HABEN, die Wissenschaft hat einfach einen anderen Weg eingeschlagen.)
Abgesehen davon haben die Leute Recht, wenn sie sagen, dass Sie wahrscheinlich bessere Methoden zur Verfügung haben, während Sie keineswegs unbedingt eine interne Verbrennung haben, nur weil Sie Strom haben, scheint es wahrscheinlich, und obwohl es bei weitem nicht so gefährlich ist, wie AlexP impliziert, ein großes Feuer in der Nähe zu haben ein Wasserstoffgassack ist eine schlechte Idee. Davon abgesehen möchte Ihre Gruppe möglicherweise aus einer Reihe von Gründen die Verbrennung vermeiden:
Wenn Sie ein geschlossenes Dampfsystem verwenden, müssen Sie nicht annähernd so viel Wasser mitbringen, obwohl ich davon abrate, da es diese schönen Dampfwolken entfernt, die Dampfmaschinen so romantisch machen.
Übrigens gibt es eigentlich keinen Grund, warum Sie unbedingt einen dampfelektrischen Hybridmotor benötigen würden. Sie könnten leicht einen Propeller an der Hauptwelle sowie eine Lichtmaschine haben, wobei Elektromotoren nur eine sekundäre Antriebsform sind.
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