Was ist einfacher zu entwickeln: ein Kolbenprop-Triebwerk oder ein Düsentriebwerk?

Ich schreibe einen Roman, in dem Menschen aus unserem Universum in ein anderes wechseln.

Das andere Universum ist ein Fantasy-Universum mit mittelalterlicher Technologie.

Diese Menschen haben die Hilfe einer fortschrittlichen KI, die die Geschichte des letzten Universums bis ins kleinste Detail enthält.

Jetzt frage ich mich, wenn diese Leute zwangsläufig Flugzeuge entwickeln, wäre es ihnen möglich, Kolbenprop-Triebwerke zugunsten von Jets zu überspringen?

Das ist wie die Frage, ob Edisons D/C oder Teslas A/C einfacher herzustellen sind.
Meine Vermutung wäre: weder noch. Sie würden von Anfang an elektrisch fahren.
Haben Sie schon einmal über einen elektrischen Antrieb in Form von Batterien und einem Elektromotor nachgedacht? Es ist gut möglich, dass wir in naher Zukunft auf eine einfach herzustellende und leichte Batterietechnologie stoßen, und der Bau eines Elektromotors ist viel, viel einfacher als eine Turbine oder etwas mit Kolben
@Dragongeek Es ist durchaus möglich, dass wir in naher Zukunft auf eine einfach herzustellende und leichte Batterietechnologie stoßen werden. Hypothetisch möglich, sicher. Aber einfach herzustellen, leicht und billig – sagen wir einfach, es gibt genug Leute, die sich das schon seit langem ansehen, dass es ziemlich unwahrscheinlich ist. Und das bei unserem Fertigungsniveau, das mit einer Technologie mit geringer Präzision nicht verfügbar wäre.
@ user72381 In Bezug auf Ihr Buch empfehle ich Ihnen ernsthaft, die Serie Merchant Princes von Charles Stross zu lesen, um zu erfahren, wie die Dinge mit Technologietransfer und Bootstrapping richtig (und falsch!) laufen können.
@Dragongeek Welche Fluggeschwindigkeiten werden von Elektromotoren erwartet? Da Düsentriebwerke normalerweise Düsentreibstoff in einer Brennkammer verwenden, um Wärme zu erzeugen, kann es nicht durch ein elektrisch beheiztes System ersetzt werden?
Die besten Batterien von heute haben eine um Größenordnungen geringere Energiedichte – ungefähr 100 Mal, um genauer zu sein – als Düsentreibstoff. Unnötig zu erwähnen, dass die Energiedichte verdammt wichtig ist, wenn Sie versuchen zu fliegen. Selbst mit detaillierten Informationen würde eine Gesellschaft mit mittelalterlicher Technologie nicht einmal annähernd in der Lage sein, ein elektrisches Flugzeug zu bauen, es ist nicht einmal annähernd realistisch.
@ user6760 Nachdem ich mit beiden Arten von Generatoren gearbeitet habe, ist das eine seltsame Aussage. Ehrlich gesagt ist AC dumm einfach, wenn Sie wissen, wie dumm einfach es ist. Keine Kommutatoren, keine MG-Sets, Transformatoren für die Distanzverteilung, das Synchronisieren von Generatoren ins Netz ist ein Kinderspiel, Entladungsbeleuchtung ist aus dem Schacht verfügbar (keine Tortur, um ein brauchbares Filament zu finden) ... Das einzige, was DC früh wirklich verkauft hat, war elektrische Traktion, zB Straßenbahnen. Aber selbst das hätte Wechselstrom sein können, verwenden Sie einfach laminierte Feldstangen, ein trivialer Designfaktor.
@Dragongeek Es ist unwahrscheinlich, dass wir aus heiterem Himmel darüber stolpern würden; eher so, dass eines der vielen, vielen, vielen Projekte zur Schaffung einer besseren Batterie auf Gold stoßen würde, nachdem Tausende, wenn nicht Millionen von Arbeitsstunden in die Suche investiert wurden

Antworten (9)

Wenn Sie bereits wissen, wie, und Sie nur von Grund auf neu herstellen müssen: Düsentriebwerke, keine Frage.

Ja, der Bau richtiger Turbinenschaufeln ist ein größeres technologisches Problem als der Bau von Kolben, Zylindern und Kurbelwellen ... aber Strahltriebwerke brauchen keine Turbinenschaufeln.

Impulsjets sind so ziemlich die einfachste Form des Flugzeugantriebs, die man sich vorstellen kann. Sie können einen aus einem einzigen Stück Blech und einer Zündkerze oder einem einzigen gebogenen Rohr ohne bewegliche Teile bauen. Wenn Sie eine etwas bessere Zuverlässigkeit wünschen, können Sie ein komplizierteres mit einer etwas komplizierteren Innengeometrie und ... einem beweglichen Teil bauen.

Nun, Impulsdüsen haben viele Probleme. Sie sind nicht die effizientesten, sie neigen dazu, sehr heiß zu werden, und sie sind sehr laut. Es gibt gute Gründe, warum wir sie in der realen Welt nicht in bemannten Flugzeugen einsetzen. Aber wenn Sie nur das Erste bauen wollen, was Sie können, um so schnell wie möglich mit einem Minimum an erforderlicher Infrastruktur in die Luft zu kommen, dann ist ein Impulsstrahltriebwerk genau das Richtige.

ahhh die guten alten V1 Sounds en.wikipedia.org/wiki/V-1_flying_bomb
Ich mag diese Antwort. Ja, wenn ein viktorianischer Ingenieur die Pulsjet-Idee gehabt hätte, hätten wir den Motorflug lange vor den Wright-Brüdern gehabt.
Ein weiterer großer Vorteil, an den ich gerade gedacht habe, sie benötigen keine fortschrittliche Kraftstoffdestillationstechnologie. Ich stelle mir vor, dass ein Pulsjet mehr oder weniger austauschbar mit fast jedem rohen Kohlenwasserstoff oder (destillierten) Alkohol betrieben werden kann. In der Tat ... Rudolph Diesel patentierte einen Diesel, der mit Kohlenstaub betrieben wurde. Kohlestaub-Pulsjet, irgendjemand?
+1 für Impulsstrahl. Wenn es hier jedoch nur darum geht, ein bisschen zu fliegen, könnten Raketentriebwerke noch einfacher sein. Feuerwerkskörper verwenden seit Jahrhunderten Schwarzpulver zum Bau von Feststoffraketentriebwerken.

Mit der allwissenden KI wäre alles möglich, also könnten Sie das mit der Hand winken, wie Sie es für richtig halten, sicher?

Die Probleme liegen wahrscheinlich in der Herstellung ... Menschen haben seit Jahrhunderten Kolbenmotoren hergestellt, weil die Schlüsselelemente, die mit höchster Präzision hergestellt werden müssen, Dinge sind, die auf einer Drehbank bequem hergestellt werden können, und Drehbänke sind die einfachsten Präzisionswerkzeugmaschinen konstruieren.

Andererseits sind Turbinenschaufeln bei weitem nicht so einfach und neigen dazu, unbequeme Geometrien zu haben und aus unbequemeren Materialien hergestellt zu sein, die komplexe Präzisionsschleifwerkzeuge erfordern. Die frühesten "modernen" Gasturbinenkonstruktionen stammen aus dem Jahr 1791, aber das Problem war, dass die Konstruktions- und Fertigungstechnologie für über hundert Jahre danach einfach nicht in der Lage war, ein praktisches Arbeitsgerät herzustellen, und es war fast ein anderes fünfzig Jahre bevor man fliegen konnte. Vergleichen Sie das mit dem ersten Einsatz eines dampfgetriebenen Propellerflugzeugs (eines Luftschiffs) im Jahr 1852 und eines kolbenmotorgetriebenen Propellerflugzeugs (im Jahr 1903), wobei es zu dieser Zeit keinen Mangel an kommerziellem, militärischem und akademischem Interesse gab.

Das soll nicht heißen, dass Sie es nicht könnten. Sie brauchen schließlich keine modernen computergesteuerten Werkzeugmaschinen, um Turbinen herzustellen, aber der Aufbau der notwendigen industriellen Basis, hochwertiger Metallurgie, Präzisionswerkzeugmaschinen und kompetenter Bediener und Ingenieure ist nicht trivial, selbst wenn Sie genau wissen, was Sie wollen , und was Sie brauchen, und haben Sie alle erforderlichen Unterrichtsmaterialien.

Dies ist das Problem, mit dem alle Zeitreisenden konfrontiert sind, siehe viele frühere Fragen auf dieser Seite zu genau diesem Thema!

Danke für die Antwort, könntest du mir diese Fragen verlinken?
@ user72381 es gibt viele von ihnen, zu viele, als dass ich mich spontan daran erinnern könnte. Das Stöbern in älteren Fragen mit dem Stichwort Zeitreise ist vielleicht ein guter Anfang. Es gibt mindestens eine gute und lesenswerte Frage zum Thema Druckmaschinen , die exemplarisch den gesamten gesellschaftlichen Hintergrund des technologischen Wandels aufzeigt. Ich werde sehen, ob ich mich an andere erinnern kann (aber Druckmaschinen erscheinen oft als "Wundermittel" in Zeitreisefragen).
danke für die empfehlungen, da sind viele gute sachen drin.
Tatsächlich können Sie ganz einfach einen Zentrifugalturbinenmotor mit genau der Präzision herstellen, die für die Herstellung eines Autoturboladers erforderlich ist. Die ursprünglichen Whittle-Turbinen erforderten nicht viel Feinmechanik, fielen jedoch aufgrund von Metallermüdung immer wieder aus. Es war eher die Entwicklung von Hochtemperaturlegierungen, die Strahltriebwerke praktisch machte
Hier ist jemand, der tatsächlich eine Strahlturbine mit einem Autoturbolader gebaut hat: youtube.com/watch?v=83jH0sVCM9Q
@slebetman: NUR die Präzision, die für die Herstellung eines Autoturboladers erforderlich ist? Das ist gut zum Lachen.
@jamesqf Nun, das ist immer noch weniger Technik und Herstellung als das, was zur Herstellung eines Kolbenmotors erforderlich ist
@StarfishPrime Diese Frage ist IMHO die beste und umfassendste für "Wie würde ich beim Bau von X vorgehen" worldbuilding.stackexchange.com/questions/54976/… Sie müssten für die erste Antwort umleiten, aber theoretisch bleibt es die Dasselbe. Für alle leistungsfähigen Strahltriebwerke benötigen Sie die gesamte Kette, da Sie computergesteuerte CNC-Werkzeuge benötigen
@slebetman: Nein, denn Sie können (und die Menschen haben es jahrzehntelang getan) zuverlässige Kolbenmotoren bauen, die weitaus weniger Präzisionsbearbeitung und Hochtemperaturlegierungen benötigen, als zum Bau eines zuverlässigen Turboladers erforderlich sind. Auch heute noch sind nur etwa 10 % der US-Pkw mit Turbolader ausgestattet (laut Wikipedia).
@jamesqf Die Leute haben Turbinentriebwerke aus Sperrholz und als Kompressorschaufeln und aus verdrehtem Stahlblech als Turbine gebaut. Tatsächlich wurde so die ursprüngliche Turbine im RC-Maßstab gebaut. Zuverlässige Radiallaufräder sind wirklich alte Technik. Ja, es braucht viel Technik, um einen Turbinenmotor zu optimieren, aber das gilt auch für Kolbenmotoren. Turbinenmotoren sind tatsächlich älter als Kolbenmotoren, obwohl ihre Einführung für die Luftfahrt nach Kolbenmotoren erfolgte (1700er vs. 1800er).
@Hobbamok Viele der frühen Turbojet-Triebwerke im RC-Maßstab wurden mit Stahlrohren und geschweißtem Flachstahl als Verdichterlaufrad handgefertigt. Das ursprüngliche Strahltriebwerk in RC-Größe verwendete tatsächlich Sperrholz-Kompressorblätter, hatte aber eine maximale Drehzahl, bevor der Kompressor zerfiel. Düsentriebwerke können handgefertigt werden. Die Qualität wäre nicht gut, aber es würde funktionieren. Frank Whittle hatte keine Computer oder CNC, als er Strahltriebwerke für die Luftfahrt erfand
@slebetman: Etwas im RC-Maßstab zum Fliegen zu bringen (und für den Treibstoff zu bezahlen :-)) unterscheidet sich erheblich von der Entwicklung eines Strahltriebwerks, das ein von Menschen getragenes Flugzeug zuverlässig antreibt. Oder FTM baut einen ZUVERLÄSSIGEN Turbolader. Noch in den 1980er Jahren waren sie pingelig und störanfällig.
@jamesqf Viele bemannte Flugzeuge verwenden Turbojets im RC-Maßstab, einschließlich des Iron-Man-Anzugs, des Jetman-Rucksacks, mehrerer modifizierter Cri-Cri usw. Die Lebensdauer solcher Triebwerke ist verrückt und erfordert eine vollständige Demontage und Wartung etwa alle 25 Flugstunden. Sie sind schlimmer als deutsche Motoren aus dem 2. Weltkrieg (Überholung alle 50 Stunden), aber sie können fliegen. Sie müssen nur Ihr Flugzeug klein und effizient genug sein (jemand hat einmal mehrere RC-Turbinen auf einer leichteren Rutan EZ installiert) oder wie der Iron-Man-Anzug genügend Motoren installieren
@jamesqf Das alles ist sowieso strittig, denn wenn Sie ein wirklich einfaches Strahltriebwerk wollen, würden Sie einfach einen Impulsstrahl bauen - null oder ein bewegliches Teil und nichts, was nicht aus Stahlblech ausgeschnitten werden kann
@slebetman: Wie gesagt, wenn Sie etwas wollen, das länger als ein paar Stunden funktioniert, bevor es explodiert ... Was Pulsjets angeht, gut, wenn Sie primitive Marschflugkörper wollen, sonst müssen Sie sich mit Mobs wütender Bürger auseinandersetzen der Lärm.

Wie in einer anderen Antwort erwähnt, ist die Herstellung der Schlüssel. Kolbengetriebene Dampfmaschinen sind mehr als zwei Jahrhunderte älter als funktionierende Dampfturbinen, da jeder kompetente Schmied einen einfachen Kolben und eine Kurbel (und ein ziemlich geschickter kann möglicherweise eine Mehrzylinderversion bauen) und Werkzeugmaschinen für diese Art von herstellen kann Arbeit gab es bereits im späten 18. Jahrhundert – wo Turbinenschaufeln und die Räder, die sie tragen, völlig über das Handschmieden hinausgehen und eine Herausforderung für manuelle Bearbeitungsverfahren darstellen.

Steigen Sie jetzt auf die interne Verbrennung um. Kurbel, Kolben und Zylinder einer Dampfmaschine warten nur darauf, umgebaut zu werden, da die gleichen Teile das Arbeitsmedium sowohl komprimieren als auch expandieren können; Es ist nur ein etwas komplizierterer Ventilantrieb erforderlich - aber für eine Turbine muss eine separate Kompressorstufe vorhanden sein (selbst wenn sie auf derselben Welle montiert ist, wie bei einfachen frühen Turbojets), und diese Schaufeln erfordern ein deutlich anderes Design als die in der heiße Abschnitt.

Angenommen, Ihre Crosstime-Kolonisten beginnen mit dem Bau von Werkzeugmaschinen (mindestens eine Drehmaschine und eine Formmaschine), können sie ab dem Tag, nachdem die Werkzeugmaschinen fertig sind und ihre Schneideinsätze hergestellt sind, Kolbenmotoren bauen. Selbst mit detailliertem Design werden sie jahrzehntelang die materielle Infrastruktur entwickeln, um die Metallurgie für einen Turbojet der 1940er Jahre zu unterstützen – und noch länger einen zu bauen, der so effizient ist wie sogar ein Turbofan der 1970er Jahre (der noch einen dritten Satz Blätter mit einem dritten benötigt). Design).

Müssen sie das Schweißen erfinden?
@ user72381: Schweißen war seit der Antike bekannt, zumindest seit dem 5. Jahrhundert v. Verglichen mit der fortschrittlichen Metallurgie und dem kniffligen Gießen und Bearbeiten, die für die Herstellung von Gasturbinenschaufeln erforderlich sind, ist das Schweißen ein Kinderspiel.
@ user72381 Nicht unbedingt. Sie können einen Kolbenmotor ohne eine einzige Schweißnaht bauen - selbst wenn Sie die Kurbel nicht in einem Stück bearbeiten können, kann sie eingepresst oder zusammengelötet / hartgelötet werden, aber das Schweißen ist sehr einfach; es wurde in Schmieden seit Beginn der Eisenzeit und mit Fackeln bereits im 18 Sauerstoff, nur Luft, die in die Flamme geblasen wird).
@ZeissIkon: Kurbelwellen wurden in alten guten Zeiten im Allgemeinen aus einem Stück gegossen , und in neueren Zeiten werden sie im Allgemeinen aus einem Stück geschmiedet (oder für sehr teure Kurbelwellen als ein Stück aus Knüppeln bearbeitet ). ( Hier ist eine kleine, frisch aus der Schmiede.) Mehrteilige geschweißte Kurbelwellen sind zwar möglich , aber überhaupt nicht üblich.
Zusammengepresste oder gelötete Kurbelwellen sind bei Motormodellen (mit Verbrennungsmotoren, die von einem Mechaniker in der Heimwerkstatt gebaut wurden) ziemlich verbreitet, aber natürlich laufen diese nicht mit hoher Leistung oder Geschwindigkeit. Besonders eine gelötete Kurbel kann jedoch am unteren Ende der Leistung von Kolbenflugmotoren arbeiten - beispielsweise ähnlich wie bei den VW-Umbauten, 30 bis 70 PS oder so - aufgrund der niedrigen Drehzahl, die bei Flugzeugmotoren üblich ist. Nicht üblich seit dem Zweiten Weltkrieg, weil es Maschinen gab, die es besser machten - aber es würde funktionieren.

Nein. Zusätzlich zu all den Schwierigkeiten bei der Herstellung des Triebwerks selbst, auf die sich die anderen Antworten beziehen, dienen Kolbentriebwerke und Strahltriebwerke unterschiedlichen Zwecken. Grundsätzlich sind Strahltriebwerke dafür da, wenn Sie schnell fahren wollen, Kolbentriebwerke und Propeller dagegen, wenn Sie langsam fahren möchten*.

Die Frage, die Sie nicht stellen, ist genau, warum Ihre mittelalterliche Kultur "unvermeidlich" Flugzeuge entwickelt. Wenn sie den kommerziellen Flugverkehr** entwickeln wollen, müssen sie nicht nur die Triebwerke bauen, sondern die gesamte Infrastruktur. Sie benötigen Aluminium und andere leichte Legierungen, um unter Druck stehende Flugzeugzellen, kilometerlange befestigte Start- und Landebahnen, Funkkommunikation und Navigation, Instrumentenlandesysteme für schlechtes Wetter und vieles mehr zu bauen.

Auf der anderen Seite, wenn sie nur ein paar Flugzeuge für andere Zwecke wollen, kann man bei einem halbwegs anständigen Kolbenmotor eine anständige Flugzeugzelle aus Holz und Stoff bauen. Dieses Flugzeug kann so gebaut werden, dass es auf ein paar hundert Yards/Metern einigermaßen glattem Gras oder Schmutz startet und landet, es braucht nicht wirklich Funkgeräte, und Sie fliegen einfach nicht, wenn Sie nichts sehen können. Selbst wenn Sie die moderne Welt nachbilden möchten, gibt es viele praktische Anwendungen, für die Strahltriebwerke einfach nicht gut funktionieren. Besuchen Sie einen kleinen Flughafen (oder sogar einen mittelgroßen) und sehen Sie, wie viele kleine Flugzeuge es mit Propellern auf der Nase gibt.

PS: Wenn Sie wollen, dass Düsentriebwerke Verkehrsflugzeuge antreiben, müssen wir wirklich über die Entwicklung der Lieferketten nachdenken. Ich habe die Flugzeugzellenprobleme erwähnt, aber haben Sie wirklich darüber nachgedacht, was in einem effizienten, modernen Strahltriebwerk steckt? Für die Turbinenschaufeln müssen Sie herausfinden, wie man Dinge wie Nickel, Chrom, Kobalt und Rhenium abbaut und raffiniert: https://en.wikipedia.org/wiki/Turbine_blade#Materials Dann wollen Sie Dinge für Ihren heißen Abschnitt wie Titanlegierungen: https://aviation.stackexchange.com/questions/25645/what-material-is-used-to-make-the-hot-sections-of-jet-engines Das Raffinieren von Titan ist keine leichte Aufgabe: https ://www.essentialchemicalindustry.org/metals/titanium.html

Um dann Ihre Flugzeuge zu betanken, müssen Sie wirklich die gesamte Industrie für fossile Brennstoffe entwickeln. Sobald Sie das getan haben, fangen Sie an, Megatonnen CO2 in die Atmosphäre zu bringen, was bedeutet, dass Ihre neue Welt in ein paar Jahrhunderten ernsthafte Probleme mit der globalen Erwärmung haben wird ...

*Ich überspringe Turboprops, die im Grunde ein Strahltriebwerk zum Antrieb eines Propellers verwenden. Aber vergleichen Sie die Kosten eines heutigen kleinen Turboprop-Flugzeugs mit einem gleichwertigen Flugzeug mit Kolbenmotor, und Sie werden sehen, warum kleinere Flugzeuge ziemlich ungewöhnlich sind.

**Dies würde bedeuten, dass angesichts der Tatsache, dass sie die KI mit all der Geschichte dieser Welt haben, eine starke Vermutung besteht, dass diese Menschen nicht in der Lage sind, aus Erfahrungen zu lernen.

Was würden sie anstelle des kommerziellen Luftverkehrs entwickeln ?
@Matthew, Hochgeschwindigkeitszüge. Wenn Sie sich nicht mit bestehenden Landbesitzern auseinandersetzen müssen, sind Züge billiger und leistungsfähiger als Flugzeuge und für die meisten Zwecke schnell genug.
@Mark, was passiert, wenn du einen Ozean überqueren musst? Oder weit reisen? Jets sind etwa 3½ Mal schneller als Züge. Züge mögen für kurze Strecken besser sein, aber ich bin weniger davon überzeugt, dass sie Flugreisen vollständig ersetzen können.
Um eine Nation dazu zu bringen, sich Ihnen anzuschließen, müssen Sie sie mit einer Machtdemonstration einschüchtern. Stellen Sie sich eine massive Antonov-Landung in einem mittelalterlichen Königreich vor (natürlich mit einer Landebahn).
@Mark, von welcher Art von Zug sprechen wir hier? Der moderne und elektrische Shinkansen oder der alte, dampfbetriebene Flying Scotsman?
@Matthew: Was meinst du mit "statt"? Ich kann das auf zwei Arten lesen. Zunächst all die nützlichen und/oder angenehmen Dinge, für die Flugzeuge der allgemeinen Luftfahrt (meistens die kleinen mit Propellern auf der Nase :-)) heute verwendet werden. Zweitens ist es, mit hoher Geschwindigkeit und erheblichen Unannehmlichkeiten zu reisen und dabei alle möglichen Demütigungen zu ertragen, nur um von einem Ort zum anderen zu gelangen, der heutzutage normalerweise genauso ist wie der Ort, den Sie verlassen haben. IOW, warum sollte eine vernünftige Welt kommerzielle Flugreisen wollen?
"Sie brauchen Aluminium und andere leichte Legierungen, um unter Druck stehende Flugzeugzellen, kilometerlange befestigte Landebahnen, Funkkommunikation und Navigation, Instrumentenlandesysteme für schlechtes Wetter und vieles mehr zu bauen." - In den 1920er und 30er Jahren gab es eine boomende kommerzielle Flugreisebranche ohne diese,
@vsz: Aber sie haben in den 1920er und 30er Jahren keine Düsentriebwerke in ihren Verkehrsflugzeugen eingesetzt, oder? Das ist mein Punkt: Um auch nur halbwegs effizient zu sein, muss ein Flugzeug mit Düsenantrieb mit hohen Geschwindigkeiten und großen Höhen fliegen.
@ user72381 Der Pulsjet (andere Antwort) hätte einige ernsthafte Vorteile, um mittelalterlichen Typen die Scheiße zu erschrecken!
@jamesqf, Sie haben gesagt, dass die Entwicklung des kommerziellen Flugverkehrs impliziere, „dass diese Menschen nicht in der Lage sind, aus Erfahrungen zu lernen“. Ich habe das gelesen als "sie sollten stattdessen X tun", aber Sie haben keine Alternative vorgeschlagen. Ich stimme Ihnen von ganzem Herzen zu, wenn es darum geht, "alle möglichen Demütigungen im Prozess zu ertragen", aber das ist nicht die Schuld der Technologie; Vielmehr handelt es sich um eine dumme Herangehensweise an „Sicherheit“, bei der es mehr um Schweinefleisch und das Aussehen als um die tatsächliche Wirkung geht.
Nun, es ist ein bisschen die Technologie, aber nur, weil ein entführtes Flugzeug gefährlicher ist als ein entführter Zug.
@Matthew: Vielleicht könnten sie lernen, dass es nicht wirklich notwendig ist, in großer Eile an weit entfernte Orte zu gehen? Dass es besser sein könnte, ein paar Tage zu brauchen, um einen Kontinent zu überqueren, oder ein oder zwei Wochen, um einen Ozean in angemessenem Komfort zu überqueren, als sich mit den Nebenwirkungen auseinanderzusetzen?
@jamesqf, unsere moderne Wirtschaft würde das sicherlich nicht zulassen. Für private Reisen vielleicht , aber nicht fürs Geschäft. Angesichts der Tatsache, dass Sie mit einer mittelalterlichen Wirtschaft beginnen, können Sie dies wahrscheinlich eine Weile hinauszögern. Schließlich hatten wir bis etwa 1950 keine schnellen Quer- / Interkontinentalreisen.
Das beste jemals gebaute Flugzeug ist Antonov 3, das einen Turbinenmotor und eine Strömungsabrissgeschwindigkeit von weniger als 40 km/h hat.
@Matthew: Noch heute würde ich lieber über den Kontinent fahren (oder mein eigenes einmotoriges Flugzeug fliegen - ich habe beides gemacht) als einen kommerziellen Flug zu nehmen. Ich stimme zwar zu, dass unsere moderne Wirtschaft vom kommerziellen Luftverkehr abhängig geworden ist, aber die Frage gab nicht an, dass das Ziel darin bestand, diese Gesellschaft neu zu erschaffen. Ich würde argumentieren, dass es viel einfacher ist, von etwas gar nicht erst abhängig zu werden, als einen Entzug durchzumachen.
@Harper - Wiedereinsetzung von Monica: Definiere "am besten", bitte :-) Es hängt eher davon ab, wofür du das Flugzeug verwenden möchtest, nicht wahr? Siehe auch meine Fußnote zu Turboprops und beachten Sie, dass die Kosten für eine AN-3 1,5 Millionen Dollar betragen. Sie können zB die flugfertigen Versionen von RANS-Flugzeugen für ein Zehntel davon kaufen: rans.com/s-7ls-ready-to-fly
@jamesqf, ich fühle deinen Schmerz, obwohl ich nicht sicher bin, ob ich dem zustimme. Es gibt einen großen Unterschied zwischen einer 3-tägigen Fahrt und einem 6-stündigen Flug, zumal Sie im Flugzeug andere Dinge tun können, die beim eigenen Fahren / Fliegen nicht möglich sind. (Im Moment jedenfalls.) Noch einmal, ich denke, die Hauptprobleme des kommerziellen Luftverkehrs sind sozialer Art – wir haben zugelassen, dass der TSA-Zirkus zu unserem Nachteil übernimmt – und nicht technologisch. Vor 30 Jahren war der kommerzielle Flugverkehr bei weitem nicht so schrecklich wie heute.
@Matthew: IDK über andere Dinge im Flugzeug. Ich habe das ein paar Mal versucht, ohne großen Erfolg. Aber ich könnte ziemlich gut in europäischen Zügen arbeiten oder einfach nur ein Buch lesen oder so. Könnte es wahrscheinlich auch auf einem Schiff tun.

So wie sie jetzt sind, sind Propellermotoren viel einfacher zu konstruieren und richtig in Betrieb zu nehmen als Strahltriebwerke. Sie sind geschlossene Systeme mit sehr robusten Komponenten in ihren einfachsten Formen. Ohne vorheriges tiefgreifendes Wissen über die Funktionsweise von Propellern wäre die Erfindung eines Strahltriebwerks von Grund auf eine große Herausforderung. Sie geben jedoch an, dass Sie über Vorkenntnisse in dieser Technologie verfügen, sodass dies definitiv nicht unmöglich wäre.

Wenn Sie die vollständigen technischen Einzelheiten der Motorentechnologie vor der Entwicklung kennen, ist es eine einfache Frage, was Sie bauen möchten. Offensichtlich wäre es besser, minderwertige Technologien zugunsten fortschrittlicherer zu überspringen, wenn dies eine Option ist. Auch wenn es schwieriger ist, diese Motoren zu bauen, könnte es einfacher sein, etwas mehr Zeit für die Entwicklung der grundlegenden Herstellungsprozesse aufzuwenden, damit ein Schritt übersprungen werden kann, anstatt eine ganze Technologie zu entwickeln, von der Sie wissen, dass sie überflüssig ist, sobald Sie damit fertig sind.

Beachten Sie, dass Strahltriebwerke Kolbentriebwerken nicht von Natur aus überlegen sind. Bei niedrigen Geschwindigkeiten gewinnen Kolben. Wenn Sie also einen Staubwedel, ein STOL-Buschflugzeug oder etwas anderes bauen, das vom langsamen Fliegen profitiert, ist der zusätzliche Aufwand für die Herstellung eines Strahltriebwerks kontraproduktiv.
@Mark: Genau genommen ist es der Propeller, der sich am besten für niedrige Geschwindigkeiten eignet, sodass Sie Propellerflugzeuge haben können, die von Gasturbinen ("Turboprops") angetrieben werden. Turboprops sind jedoch erheblich teurer, was für die Schwierigkeit der Konstruktion spricht.
Ich würde nicht zustimmen, dass der Kolbenmotor überflüssig ist . Es hat seine Nische: Zwischenleistung pro Gewichtseinheit aus flüssigem Kraftstoff. Es ist kein Zufall, dass sowohl Autos als auch Schiffe immer noch Kolbenmotoren verwenden, obwohl eine Turbine kleiner, leichter und effizienter sein könnte. Keine Notwendigkeit, ausgefallene High-Tech zu verwenden, wenn Sie die gleiche Ausgangsleistung für viel weniger Herstellungskosten erhalten können. Turbinen sind zwar eine etablierte Technologie, werden aber immer noch nur dort eingesetzt, wo entweder Gewicht (Flugzeug) oder Effizienz (Gasturbinenkraftwerk) im Vordergrund stehen.
@jamesqf, zu beachten ist, dass Turbinen ein engeres Effizienzband haben als Kolbenmotoren.

Theoretisch ist eine Turbine mechanisch einfacher als ein Kolbenmotor, und das Prinzip könnte jeder verstehen, der mit einer Windmühle vertraut ist. Leonardo da Vincis „Bräter“ könnte als eine einfache Turbine verstanden werden, die entwickelt wurde, um die Wärmeenergie des Feuers zu nutzen, um mechanische Arbeit zu verrichten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Leonardos Bratenheber

Der eigentliche Haltepunkt sind jedoch die unterstützenden Technologien, die den Bau brauchbarer Turbinen ermöglichen würden, wie viele andere Poster bereits angemerkt haben. Eine Gasturbine wurde 1791 beschrieben und ein funktionierendes Modell tatsächlich 1903 gebaut, und der Impulsstrahl wurde ebenfalls 1867 im Prinzip beschrieben und eine frühe Form 1906 gebaut, aber es dauerte bis in die späten 1930er Jahre, bevor andere Technologien wie Bearbeitung, Hochtemperatur Legierungen und so weiter machten diese Geräte überhaupt praktikabel.

Um direkt zu Maschinen mit Turbinenantrieb überzugehen, muss der Einsatz von rotierenden Maschinen, einschließlich Wasserrädern und Turbinen, sowie Dampfturbinen „erzwungen“ werden, damit die Entwickler weiterhin an diesen Geräten und einem ausreichend großen Pool von Ingenieuren arbeiten , Mechaniker, Metallarbeiter usw. werden geschaffen, um die Weiterentwicklung von Turbinengeräten auf Kosten von Kolbengeräten zu unterstützen. Dies würde sich auch auf das Schneiden von Zahnrädern und die Entwicklung von effizienten Getrieben erstrecken, da sich Turbinenvorrichtungen für stationäre und andere mobile Anwendungen im Allgemeinen viel zu schnell drehen, um direkt an Ausgangswellen angeschlossen zu werden.

Unter der Annahme, dass die KI die „Schritte“ zur Anleitung der Zivilisation bereitstellen kann und die Idee früh genug gepflanzt und unterstützt wird, ist es möglicherweise möglich, Turbinentriebwerke frühzeitig zu entwickeln und sie zum Antrieb von Flugzeugen einzusetzen.

Ein entscheidender Konstruktionsunterschied besteht darin, dass ein Kolbentriebwerk mit einem diskreten Zyklus arbeitet, dessen Ausführung (im Rahmen des Zumutbaren) beliebig lange dauern kann, ein Strahltriebwerk jedoch kontinuierlich arbeitet.

Wenn Sie sich die frühe Geschichte der Dampfmaschine ansehen, können Sie ein nützliches praktisches Gerät herstellen, das nur mit einer "Umdrehung pro Minute" arbeitet. Natürlich wird der Kraftstoff bei einem Motor mit externer Verbrennung kontinuierlich verbrannt, aber Sie können anhalten und so lange warten, wie Sie möchten, bis Sie genug Dampfdruck haben, um den Motor durch einen Zyklus zu fahren.

Zwischen der Herstellung eines Verbrennungsmotors und den ursprünglichen Dampfmaschinen lag ein langer Zeitraum .

Eine Dampfturbine ist eine logische Weiterentwicklung einer Dampfkolbenmaschine mit externer Verbrennung, um eine kontinuierliche Zufuhr von Hochdruckdampf zu erzeugen.

Um ein Strahltriebwerk zu bauen, benötigen Sie sowohl die Turbinentechnologie als auch die Verbrennungsmotortechnologie sowie einen Kompressor, der genügend Luft in die Brennkammer bringen kann, um eine nützliche Menge an Leistung zu erzeugen.

Um also mit der Konstruktion eines Düsentriebwerks zu beginnen , müssten Sie mehrere neuartige Technologien entwickeln und sie alle gleichzeitig zum Laufen bringen. Wenn Ihre Welt Zugang zu "der Geschichte des letzten Universums" und die Fähigkeit hätte, diese Geschichte zu verstehen , würden sie wahrscheinlich selbst erkennen, dass es eine bessere Option ist, Schritt für Schritt voranzukommen.

Es gibt einen Düsentriebwerkstyp, der einfacher zu bauen ist als ein Kolbentriebwerk, und in einer alternativen Geschichte oder einem alternativen Universum könnte es Spaß machen, darüber nachzudenken. Es ist das Triebwerk des originalen Marschflugkörpers – der fliegenden V1-Bombe: ein Impulsstrahl .

Pulsjets

Der Einstieg ist nicht einfach, aber Sie können die Fähigkeit mit Übung leicht erlernen. Die Leute haben Pulsjets in ihren Hinterhöfen mit nur guten Schweißkenntnissen und einigen Metallrohren gebaut. Google "pulsejet" und suche auf YouTube danach, um einige Beispiele für hausgemachte Pulsjets zu sehen.

Pulsejets können im Allgemeinen in zwei Typen unterteilt werden: mit Ventilen und ohne Ventile. Der V1-Pulsjet (und der Typ, der üblicherweise in RC-Flugzeugen verwendet wird) ist mit Ventilen versehen. Viele hausgemachte Pulsjets sind ventillos. Der Vorteil eines Pulsejet mit Ventil besteht darin, dass Sie bei gleicher Leistung einen kleineren / leichteren Motor bauen können. Der Vorteil eines ventillosen Impulsstrahls besteht darin, dass es kein mechanisches Teil gibt, das sich abnutzen könnte.

Hier ist ein Beispiel für einen hausgemachten Pulsjet (ventillos):

https://www.youtube.com/watch?v=zsXWspo5hrc

Und hier ist ein kommerzieller Pulsjet (mit Ventil):

https://www.youtube.com/watch?v=_h6D47Lkfcw

Eine Randnotiz: Pulsejets sind sehr laut und geben Ihnen einen Stem-Punk-Vibe. Sie machen ein unverwechselbares Summen (ein bisschen wie ein überlasteter LKW-Motor), das dem V1 den Spitznamen Buzz-Bomb einbrachte.

Turbojets

Turbojets sind etwas komplizierter zu bauen, aber sie müssen nicht übermäßig konstruiert sein wie zivile oder militärische Düsentriebwerke. Frühe Turbojets verwendeten Zentrifugalkompressoren und waren relativ einfache Maschinen.

Das Hauptproblem bei frühen Turbojets war, dass die Metallurgie der damaligen Zeit nicht auf der Höhe der Zeit war. So mussten beispielsweise die deutschen Strahltriebwerke des 2. Weltkrieges nach nur 50 Betriebsstunden komplett überholt werden. Aber wenn Sie bereit sind, extreme Wartungsarbeiten durchzuführen, können Sie dies tun (wenn auch schlecht). Moderne Strahltriebwerke verwenden ausgefallene Legierungen.

Als Bonus ist hier derselbe "hausgemachte Pulsjet" -Typ, der oben einen "hausgemachten" (wenn auch mit einem kommerziellen Autoturbolader) Turbojet gebaut hat:

https://www.youtube.com/watch?v=83jH0sVCM9Q

Hier ist ein hausgemachter Pulsstrahl mit Ventil: youtube.com/watch?v=t1t2kz-n0Gs

Ja!

Sie können einfach alles bauen. Sie brauchen nicht viel, um zu beginnen.

Sie brauchen nur 3 Dinge

Sie haben eine fortgeschrittene KI. Sie können einfach alles bauen:
Dinge, die Sie kennen. Dinge, die man sich vorstellen kann.
Dinge, die man sich nicht vorstellen kann.

Aber um etwas zu bauen, braucht man diese drei:

Die physikalischen Elemente als Rohstoff

Jede andere Rohmaterialsubstanz kann durch chemische Verarbeitung hergestellt werden.
Für gute Strahltriebwerke ist Wolfram sinnvoll, damit die Schaufeln nicht schmelzen.
Aber verwenden Sie Iridium, wenn Sie es sich leisten können.

Energie

Was auch immer Sie zu nützlichen Stoffen verarbeiten wollen und was Sie damit machen, Sie brauchen zumindest etwas Energie. Und wenn Sie viel Energie haben, können Sie tolle Abkürzungen nehmen. Fragen Sie Ihre KI nach Anweisungen. Solarzellen sind schwer zu bauen, verwenden Sie zum Starten Wasserkraft.

Zeit

Wenn Sie etwas "von Grund auf neu" erstellen müssen, erhalten Sie möglicherweise Ideen von Ihrer KI, die möglich, aber zeitaufwändig sind.

Sie wollen zum Beispiel eine Turbinenschaufel aus Wolfram bauen.
Sie müssen Wolframerz finden und ein Stück Wolfram herstellen, das ungefähr die gleiche Form wie die Klinge hat, nur etwas größer.
Ihre KI kennt die Geometrie, aber Sie haben keine CNC-Maschine.
Aber Sie können eine sehr einfache Erodiermaschine bauen und das Teil mit Funkenerosion formen.

Aber Sie können Ihre KI nach einer geeigneten Wolframlegierung fragen,
ihr helfen, einen 3D-Drucker zu bauen,
sie damit einen guten 3D-Drucker für Metall drucken lassen
und die Klingen drucken. Das hat den Vorteil, dass man sie hohl machen kann, was viel Material spart und sie leichter macht. (Im Allgemeinen sollten Sie die KI gut nutzen, um Teile zu simulieren und zu optimieren.)

Oh, und stellen Sie sicher, dass Ihre KI Sie nicht tötet,
so wie wir es im wirklichen Leben tun sollten.

Was ist einfacher zu entwickeln: ein Kolbenprop-Triebwerk oder ein Düsentriebwerk?
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