Welche physikalischen Gesetze oder Eigenschaften müssten geändert werden, um den Auftrieb eines Luftschiffs zu erhöhen?

Wie mir aus einer früheren Frage von mir klar wurde , sind meine Vakuumluftschiffe anscheinend nicht so gut, wie ich es mir erhofft hatte.

Ich möchte sie immer noch mehr oder weniger so verwenden, wie ich sie mir vorgestellt habe, und ich bin neugierig, welche Gesetze der Physik geändert werden müssten, um Vakuumluftschiffe (oder Luftschiffe im Allgemeinen) lebensfähiger zu machen.

Die erste Lösung, an die ich dachte, war die Änderung der Schwerkraft, aber das hätte andere Auswirkungen, und ich glaube jetzt, dass es nicht einmal etwas ändern würde, da höhere Schwerkraft = mehr Auftrieb, aber auch mehr Gewicht, das getragen werden muss, und dasselbe Ausgabe andersherum. Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege.

Die zweite ziemlich offensichtliche Lösung wäre, die Luft dichter zu machen und so den Auftrieb zu erhöhen. Dies ist das Thema einer anderen Frage .

Ich bin jedoch gespannt, ob es eine andere Möglichkeit gibt, Luftschiffe lebensfähiger / schwimmfähiger zu machen, an die ich nicht gedacht habe. Alles ist erlaubt, obwohl ich mich nicht mit Grundgesetzen wie Energieerhaltung usw. anlegen möchte.

Ich sage das natürlich im Scherz, aber was sie brauchen, ist negative Masse ( en.wikipedia.org/wiki/Negative_mass ). Außerdem gibt es ihnen als netten Bonus eine sofortige FTL-Reise durch Wurmlöcher.
Suchen Sie speziell nach Auftrieb oder nach etwas, um ein Luftschiff zum Fliegen zu bringen? Hybrid-Luftschiffe verwenden geflügelte Oberflächen, um die Auftriebskapazität zu erhöhen, wodurch Luftschiffe schwerer als Luft sein und trotzdem fliegen können. Durch Ändern des Winkels der Flügel wird ihr Gesamtauftrieb gesteuert, sodass Sie die Höhe bestimmen können, in der sie fliegen.
@Demigan Die Haupterhebung sollte von etwas Ballonähnlichem kommen. Flugzeuge und dergleichen sind nicht das, was ich suche, obwohl Flügel, (starre?) Segel usw. eine Option sind.
Keine Antwort, aber würden schwebende Supraleiter (bei Raumtemperatur) über Magneten / Magnetkräften (der Erde) etwas lösen, zumindest als Zusatz zu Ihrem Luftschiffauftrieb? Dies, anstatt die Luft dichter zu machen? Etwas Technobabble könnte jedoch erforderlich sein. Außerdem dreht sich Demigans Frage um Hybrid-Luftschiffe. Der größte Teil des Auftriebs kommt vom Ballon, während die letzten x Prozent von den Flügeln bei Geschwindigkeit kommen. Es ist im Grunde ein Luftschiff.
@Trioxidane, sofern ich nichts falsch verstehe, könnte dies bestenfalls zum Parken eines Luftschiffs auf ausgefallene Weise verwendet werden. Meines Wissens würden diese Supraleiter nur über einem Magneten schweben, und da das Luftschiff in der Lage sein sollte, alleine zu fliegen, mit Hunderten von Metern oder sogar Kilometern Leerraum darunter und um ihn herum, ist das Schweben über Magneten keine wirkliche Option.
@PixelMaster Ich denke, Trioxidane bedeutete, dass ein Unterschied in der Funktionsweise von Magnetismus auf planetarer Ebene (oder alternativ dazu, wie Supraleiter auf das Magnetfeld des Planeten wirken) Ihnen die Änderung der Physik geben könnte, die Sie benötigen, um Luftschiffe schwimmfähiger zu machen.
@GrumpyYoungMan Man könnte es mit weniger Scherz sagen. Die OP-Welt ist bereits Magie/Steampunk mit beskargerahmten, vakuumgefüllten Zeppelinen. Diese Zeppeline mit einem Handwavium-Schwebegas mit negativer Masse zu füllen, ist kein großer Sprung, und er fordert ausdrücklich Änderungen an physikalischen Gesetzen und Attributen.

Antworten (2)

Machen Sie Wasserstoff nicht explosiv

Das Problem bei Luftschiffen ist nicht nur der Auftrieb, sondern genügend Auftrieb ohne gefährliches Gas zu haben und gleichzeitig dem Luftdruck zu widerstehen. Wasserstoff hat genug Auftrieb, ist aber explosiv, Helium hat nicht genug Auftrieb für große Luftschiffe. Vakuum hat das Problem, dass Sie eine harte Außenhülle benötigen, um dem Luftdruck standzuhalten.

Ich weiß nicht, ob dies in die Kategorie der Verwirrung mit Grundgesetzen fällt, da Sie bereit zu sein schienen, die Schwerkraft zu verändern, aber Sie konnten Wasserstoff nicht explosiv machen. Dies würde die gleichen Luftschiffe wie die Hindenburg und so erlauben. Sie könnten auch ein neues Gas mit ungefähr den gleichen Eigenschaften wie Wasserstoff definieren, das nicht explosiv ist, was zum gleichen Ergebnis führt.

Saugen Sie tragenden Schaum mit niedriger Dichte

Eine andere Möglichkeit könnte die Verwendung eines ultraleichten synthetischen Schaums wie Aerographite mit einer Dichte von 0,18 mg/cm^3 sein. Erstellen Sie einen Ballon daraus, versiegeln Sie die Außenseite und saugen Sie die gesamte verbleibende Luft aus dem Hohlraum. Das einzige Problem ist, dass Sie es tragen müssen. Schlagen Sie daher als Lösung das neue Material HeavyAerographite vor, das eine Tragfähigkeit hat, um der Kompression des Außenluftdrucks standzuhalten. Im Prinzip könnte dies machbar sein, ohne irgendwelche physikalischen Gesetze zu brechen.

Wie aus meiner verknüpften Frage hervorgeht, ist das Erstellen einer vakuumgefüllten Kugel kein Problem. Meine Welt hat effektiv ein Material, genau wie das, was Sie im zweiten Absatz vorgeschlagen haben. Mein Problem ist, dass ich mehr Auftrieb erzeugen möchte, als eine vakuumgefüllte Kugel nach den Gesetzen der realen Welt hätte.
Sind Sie sicher, dass ein modernes Luftschiff kein Helium verwenden könnte? Beispielsweise konnte die Hindenburg auf 230 m Länge etwa 9,5 Tonnen heben. Der Airlander-Prototyp konnte 10 Tonnen bei 1/3 der Länge heben. Der Vorbehalt ist, dass die Hindenburg eher als Luxus-Passagierschiff als als Frachttransporter konzipiert wurde, so dass sich etwas Gewicht in den Passagierabteilen befindet, aber moderne Materialien, neue Designs, die Flügel für den Auftrieb verwenden, und Möglichkeiten für Luftschiffe, die schwerer als Luft sind, könnten die Möglichkeit bieten Helium-Luftschiffe. Modernes Design begrenzt auch die Entflammbarkeit (nicht die Explosivität) von Wasserstoff.
Wasserstoff nicht explosiv zu machen, hätte enorme Auswirkungen auf die Biologie.
Wasserstoff ist an sich nicht explosiv, man braucht Sauerstoff. Die beste (und physikalisch einwandfreie!) Option ist eine sauerstofffreie Atmosphäre. Es gibt ein kleines Problem, dass H₂ immer noch mit vielen Elementen reagiert, sodass Sie hier nicht so viel Auswahl haben (und trotzdem das Leben unterstützen, wie wir es kennen).
@Demigan Anscheinend hat Helium (doppelt so schwer) nicht genug Auftrieb für Luftschiffe wie die Hindenburg. Für Zeppeline verwenden sie Helium, aber sie haben viel weniger Tragfähigkeit.
@PixelMaster Dann verstehe ich dein Problem nicht. Wenn ich Ihre verknüpfte Frage überfliege, würde ich sagen, dass Ihr Luftschiff viel zu klein ist (eher ein winziger Heißluftballon). Die Hindenburg und viele andere mögen es, so dass nur das Ersetzen des Wasserstoffs durch Vakuum für ein funktionierendes Luftschiff ausreicht, wenn es der Umgebung standhält Luftdruck. Da das Volumen einer Kugel mit der dritten Potenz des Radius und die Oberfläche einer Kugel mit der zweiten Potenz einhergeht, müssen Sie diese richtig anpassen. Stellen Sie Ihre Luftschiffe auf die richtige Größe ein und Sie haben Ihr Problem gelöst.
@DJKlomp the Hindenburg wurde ursprünglich entwickelt, um Helium anstelle von Wasserstoff zu verwenden, aber die USA erlaubten Deutschland nicht, ihren Vorrat zu verwenden, also wurde stattdessen Wasserstoff verwendet.
@Demigan, danke, das wusste ich nicht. Anscheinend sollte ich keinem YouTube-Film vertrauen, sondern dir und Wikipedia 😊. Sie erwähnen, dass sie wegen des Gaswechsels mehr Passagierkabinen hinzufügen könnten.
@DJKlomp Ich würde nicht "vertrauen Sie Wikipedia" sagen, es sind nur sehr wenige tatsächliche Daten über Luftschiffe verfügbar, und Wikipedia hat bisher die meisten. Obwohl viele der Informationen, die ich in anderen Artikeln darüber gefunden habe, wie die USA ihre Armeeluftschiffe betrieben, auch den Wikipedia-Artikeln Glauben schenken. Die Informationen sind leider nur Berichte darüber, was die Schiffe mit wertvollen wenigen anderen Daten gemacht haben.
@Demigan, nein, ich stimme zu, ich war ein bisschen sarkastisch. Mein Problem ist normalerweise, dass Wikipedia nicht die besten Informationen hat (sicherlich nicht wissenschaftlich), aber sie sind am einfachsten zugänglich.

Beheizen Sie Ihr Luftschiff - oder reduzieren Sie Ihre Eigengewichtslasten

Haben Sie ein Material, das außergewöhnlicher Hitze standhalten kann, und eine Möglichkeit, erhitzte Luft sicher abzuführen

Wenn Sie das Gas in Ihrem Luftschiff erhitzen, würde die Dichte des Gases abnehmen. Sie müssen verhindern, dass sich das Luftschiff ausdehnt (und somit explodiert), also müssen Sie auch die Gasmenge in Ihrem Luftschiff kontrollieren. Wenn Ihr Wasserstoff/Helium im Luftschiff erhitzt (ohne zu explodieren) und nach Bedarf entlüftet würde, hätte Ihr Luftschiff mehr Auftrieb. Die dafür erforderlichen Mechanismen müssen jedoch weniger wiegen als der Nutzen der Erwärmung des Gases.

Erhöhen Sie den Auftrieb, indem Sie Ihr „totes“ Gewicht verringern

LZ126 verbrauchte auf einer typischen Atlantiküberquerung 23000 kg Benzin. Stellen Sie sich vor, all dieses Gewicht würde durch eine neue, viel leichtere Kraftstoffquelle eingespart! Vielleicht hat Benzin in Ihrer Welt ein Viertel des Gewichts unserer Welt. Es hilft auch, Gondeln zu haben, die aus einem leichteren Material hergestellt wurden, da sie eine viel stärkere und leichtere Struktur als Aluminiumträger haben, oder die Haut selbst könnte auch viel leichter sein.

Sie könnten auch andere Faktoren berücksichtigen, um Luftschiffe wünschenswerter zu machen. Diese beinhalten:

Machen Sie die Welt völlig windstill

Wind ist ein großes Hindernis für Luftschiffe, da er unberechenbar ist, Ihren Kurs beeinflusst und sie auch leicht zerstören kann. Wenn es in unserer Welt keinen Wind gäbe, wären Luftschiffe viel kontrollierbarer und sicherer, sowohl beim Cruisen als auch beim Andocken.

Machen Sie ein flexibles Material, das das Volumen des Luftschiffs erweitern und zusammenziehen kann

Ihr Hubgas ist tatsächlich volumenabhängig. Wenn die Haut Ihres Luftschiffs leicht variabel ist, könnten Sie den Druck im Inneren und damit den Auftrieb steuern. Eine so feine Steuerung würde es Luftschiffen ermöglichen, die Höhe zu ändern, ohne sie mit Motoren nach unten zu „zwingen“. Die Kontrolle der Lautstärke würde auch den Bedarf an Ballast reduzieren – ein großes „Totgewicht“, das Ihrer Auftriebsfähigkeit entgegenwirkt.

Das Andocken würde auch viel einfacher sein – was natürlich eine gefährliche Übung und eine weitere Hauptursache für den Tod von Luftschiffen war.

Machen Sie Flugzeuge schwer zu fliegen

Ein Haupthindernis für die Entwicklung von Luftschiffen war einfach, dass Flugzeuge billiger, sicherer, schneller und zuverlässiger wurden. Durch die Entfernung von Starrflügelflugzeugen aus der Geschichte würden wir heute wahrscheinlich immer noch Luftschiffe verwenden. Vielleicht fehlt in Ihrer Welt ein Treibstoff, was bedeutet, dass Flugzeugtriebwerke nicht genug Schub hatten, um Auftrieb zu erzeugen, oder es keine Materialien gab, die starr genug / leicht genug waren, um einen starren Flügel zu haben, oder sie waren einfach noch nicht erfunden worden.

In den späteren Stadien des Kalten Krieges nutzten die USA verschiedene Frühwarnsysteme über dem Nordpol. Irgendwann wurde das Wetter mit Windgeschwindigkeiten und Kälte so gefährlich, dass alles am Boden lag. Alles außer Luftschiffen. Das macht Ihrer Vorstellung, dass Luftschiffe leicht durch Wind zerstört werden können, einen ziemlichen Strich durch die Rechnung.
@Demigan Das setzt voraus, dass die Luftschiffe angebunden und stationär sind - für keinerlei Reise oder Transport nützlich. Es ist seit langem bekannt, dass Reiseluftschiffe viel anfälliger für Windeinflüsse sind als Starrflügelflugzeuge.
woher hast du diese idee? Ich habe nur von Luftschiffen gelesen, die Hunderte bis buchstäblich Tausende von Meilen patrouillieren, keines hat jemals seine Missionen durchgeführt, während es angebunden war.
Welche physikalischen Gesetze oder Eigenschaften müssten geändert werden, um den Auftrieb eines Luftschiffs zu erhöhen?
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