Welche Art von VTOL-Motor könnte Dampf ausstoßen?

Es gibt nur wenige plausible Möglichkeiten, Dampfwolken in einem VTOL zu bilden, hauptsächlich wegen der Energiemenge, die von den Triebwerken zum Starten und Landen erzeugt werden muss. Der Auspuff wird ziemlich energisch sein und der Dampf (falls vorhanden) wird einige Zeit und Entfernung von der Startrampe entfernt kondensieren.

Es gibt nur sehr wenige Problemumgehungen, die einen ähnlichen Effekt erzielen.

Erstens könnten Sie die kommunalen Pads kühlen und durch einen Wasserstrom schützen, der ständig über sie fließt (oder unter dem Pad fließt, aber über einen Flammengraben zugänglich ist). Das heiße Abgas wird einen Teil des Wassers zum Kochen bringen und es wird zu Dampf verdampfen, aber da es kühler und weniger energiereich ist als das eigentliche Abgas, neigt es dazu, viel näher am Ort der Aktion zu kondensieren. Dies ist zwar gut für die Startrampe, aber die meisten Konstrukteure werden wahrscheinlich Einwände erheben, da der Dampf sowohl am VTOL-Fahrzeug selbst als auch an Metallstrukturen, die die Startrampe umgeben (einschließlich Verstärkungsträger in der Startrampe selbst), Schäden verursachen und die Korrosionsgefahr erhöhen wird. Das Starten und Landen in einer Dampfwolke kann auch menschlichen Piloten Probleme bereiten, und selbst Mikrowellen- und Laser-Landehilfen könnten in einem kritischen Moment „geblendet“ werden.

Die andere Möglichkeit, Dampf zu erzeugen, wäre das Kühlsystem des Fahrzeugs. Dies würde ein Verdunstungskühlsystem mit offenem Kreislauf erfordern, in dem das Kühlmittel zirkulieren kann und dann entlüftet wird, um die überschüssige Wärme aus dem Fahrzeug auszustoßen. Dies ist problematisch, da sich das Gewicht und der Schwerpunkt des Fahrzeugs ständig ändern und die Zeitdauer, in der Sie Strom haben können, sehr stark begrenzt ist (sobald Sie kein Kühlmittel mehr haben, müssen Sie abschalten oder Drossel zurück auf Leerlauf, um die Motoren zu schonen). Wieder einmal haben die Dampfwolken, die aus einem Verdunstungskühlsystem ausgestoßen werden, Auswirkungen auf das Fahrzeug, das Pad und nahe gelegene Strukturen sowie auf die Flugsicherheit. WENN Sie kein destilliertes Wasser verwenden,

Wenn Sie die Einheimischen beeindrucken möchten, lassen Sie Starts und Landungen eine Lichtshow oder eine ähnliche Anzeige rund um das Pad auslösen. Die Leute werden das (für eine Weile) spannend finden und die Flugzeuge und lokalen Strukturen müssen sich nicht mit den Gefahren von Dampf, Korrosion oder eingeschränkter Sicht auseinandersetzen.

Da ein Raketentriebwerk, das Wasserstoff und Sauerstoff zusammen verbrennt, um H₂O zu produzieren, nicht genug Dampf für Ihre Zwecke erzeugt, möchten Sie etwas Wassergekühltes. Es ist nicht plausibel, dass Dampfkraft genug Energie erzeugen würde, um das Tragen des Gewichts von so viel Wasser zu rechtfertigen, aber vielleicht erzeugt der Start selbst genug Wärme, dass sie ein großes Wasserbecken um die erste Stufe halten, um es abzuleiten, und sobald das Schiff gestartet ist, Entweder braucht es viel weniger Energie zum Manövrieren oder es befindet sich im Weltraum, sodass es nur so viel Wärme abstrahlen kann, wie es möchte.

Ein konkretes Beispiel könnte ein Massetreiber sein, der von etwas angetrieben wird, das viel Wärme erzeugt, also bauten sie die Startröhre unter einem See.

Lob.

Mit VTOL-Bussen (Vertibus), die ausschließlich von Triebwerken angetrieben werden, sind Sie ein Sklave einer Variation der Raketengleichung , dh Sie benötigen viel Kraft, um allein durch Schub zu heben, Sie benötigen große Motoren dafür, und diese wiegen und fressen viel Kraftstoff, sodass Sie noch mehr Leistung benötigen, um diese größeren Motoren und den zusätzlichen Kraftstoff anzuheben.

Ich würde den Steampunk annehmen und Dampfkatapulte ( Bild ) für den anfänglichen vertikalen Schub sorgen, während ich gleichzeitig etwas ausreichend Steampunk, wie ein Schwungrad, auf den Vertibus auflade. Erhitzen Sie einen großen Keramikschaum auf Rotglut, fügen Sie Wasser hinzu, leiten Sie den entstehenden Dampf in einen großen Zylinder, der mit einem titanischen Schub das Katapult und das Schwungrad-Rührwerk (oder den Luftkompressor oder welche Energieform auch immer) betreibt vertibus nimmt). Das Überlaufen und die Freisetzung aus dem Zylinder werden eine mächtige Wolke bilden, aus der der Vertibus geschleudert wird – fachmännisch/elektronisch gesteuert, um genau am Scheitelpunkt seines Bogens weich wie ein Flaum zu landen. Mögliche Störungen durch Wind oder Fehler werden durch Tragflächen, Triebwerke und/oder die Rotationsträgheit des Schwungrads/der Schwungräder gesteuert.

Im Wesentlichen eine Dampfkanone mit geführter (und bemannter) Munition. Das Aufladen des Kurzzeit-Energiespeichers gibt Ihnen ausreichend Spielraum, um die Dampfshow vor dem eigentlichen Abheben zu starten. Die Länge der Kanone hängt davon ab, welche Beschleunigungen die Passagiere Ihrer Meinung nach ertragen können und welche Höhe Sie überqueren möchten: https://www.desmos.com/calculator/on4xzwtdwz

Zum Abstieg lässt sich der Vertibus fallen und bremst mit dem Dampfkatapult ab.

Wenn Dampf für Sie eigentlich zu viktorianisch ist, arbeitet das Katapult möglicherweise mit einer Magnetspule, die mit flüssigem Stickstoff gekühlt wird, der abgekocht werden muss, da die Spulen übertaktet werden und im Moment des Starts / Aufsetzens den zusätzlichen Kühlschub benötigen. Die Wolke wird immer noch hauptsächlich aus kondensiertem Wasser bestehen, daher gelten die Einschränkungen in Bezug auf Radar und Sichtbarkeit.

Ein echtes VTOL (mit Ausnahme der Verwendung von Scify-y-Zeug wie Antigravitation) benötigt entweder Triebwerke oder eine (Heliko-)Pteryx-Vorrichtung, und es benötigt sie während des gesamten Fluges. Triebwerke gehen von F = m * a (resultierender Schub ist gleich der ausgestoßenen Masse mal der Beschleunigung dieser Masse), also müssen Sie entweder viel Masse bewegen (die auf dem Flug genommen werden muss, was noch größeres F erfordert, siehe die Teufelei der Raketengleichung) oder eine hohe Beschleunigung der Masse, was zu einer hohen Geschwindigkeit der ausgestoßenen Masse führt - dies wiederum bedeutet Überschallgase, die zu reichlich Lärm und mechanischer Gefahr führen. - (Helico)ptery-Lösungen könnten geräuschlos gemacht werden , aber das würde riesige Flächen für die Auftriebsflächen erfordern, was für den Einsatz in der Stadt unpraktisch sein könnte (- auch keine offensichtliche Verwendung für Nebel ...)

Die Kanonen/Katapult-Lösung könnte praktisch geräuschlos und damit stadtfreundlich gemacht werden, vorausgesetzt, das Fahrzeug überschreitet niemals die Schallgeschwindigkeit, was die Lösung auf Höhen von einigen hundert Metern beschränkt.

Leicht. Power mit Dampf.

Stellen Sie sich vor, was in einer Dampfmaschine passiert, die ihre Bewegung für eine begrenzte Zeit angehalten hat. Die Maschine kühlt ab und Dampf kondensiert innerhalb der Maschine. Ein erheblicher Teil seines Arbeitsvolumens ist jetzt statt mit Dampf mit flüssigem Wasser gefüllt, was zumindest das Verdichtungsverhältnis verändert und schlimmstenfalls zu einer hydraulischen Sperre führen könnte, da Wasser nicht komprimierbar ist.

Das Verfahren besteht dann darin, Ablassventile unmittelbar vor dem Beginn der Bewegung zu öffnen. Das Wasser wird mit trockenem Dampf in einer beeindruckenden Wolke ausgeblasen. Wenn das Abblasen durch einen einfachen automatischen Mechanismus erfolgt, hat es keine vorstellbare Vorstellung davon, wie viel flüssiges Wasser vorhanden ist, also wird es im schlimmsten Fall blasen.

Der heiße, trockene Dampf kann auch einen Teil des Wassers wieder zum Kochen bringen.

Jetzt sind Temperatur und Dampfdruck proportional. Es ist schlecht, den Dampfdruck bei jedem Zyklus auf Null zu reduzieren, da dies auch einen erheblichen thermischen Schock für die Maschine bedeutet. Es ist also logisch, die Maschine im Leerlauf größtenteils unter Druck zu halten. Der Siedepunkt von Wasser wird bei Druck stark erhöht, sodass flüssiges Wasser, das wir ausstoßen, eine Temperatur von 150–400 Grad C hat. Wenn es in die Atmosphäre entweicht, wird es in einem klassischen BLEVE spektakulär zu Dampf verdampfen und viel mehr Dampfwolke hinzufügen.

Trockener Dampf verursacht keinen sichtbaren Rauch (Tatsächlich schwenken Heizer einen Besenstiel vor sich her, wenn sie Kesselräume durchqueren, damit sie austretende Trockendampfstrahlen erkennen können, die den Besenstiel halbieren können). Aber Sattdampf (nicht heißer als der Siedepunkt) kondensiert beim Mischen mit kühler Luft schnell zu Wasser – und das erzeugt die sichtbare Wolke.

Es wird kein Problem sein, jedes Mal, wenn der Motor startet, eine große Dampfwolke zu rechtfertigen.