Welche Transportmittel würden in einer Welt mit Verstärkermaterial erfunden werden?

Sie haben ein Material, das elektrische und magnetische Quellen oder den Elektromagnetismus im Allgemeinen stark verstärkt .

In dieser Welt ist das Material als eine natürlich vorkommende Flüssigkeit bekannt, die in geologischen Formationen unter der Erdoberfläche gefunden wird. Es würde üblicherweise zu verschiedenen Arten von Brennstoffen raffiniert oder mit anderen Flüssigkeiten gemischt, um unterschiedliche Eigenschaften zu erreichen und eine Vielzahl von Verwendungen zu erfüllen.

Wenn dieses Material verwendet wird, was nur durch menschliche Interaktion möglich ist, erzeugt es Wärme , die umso größer wird, je länger es verwendet wird.

Die unten abgebildeten Schiffe müssen in der Lage sein, schwere Fracht zu transportieren, die in Containern gleicher Form und Größe gelagert wird.

Diese Schiffe sollen in der Lage sein , aktiv über dem Boden zu schweben und mit Geschwindigkeiten von bis zu 120 km/h in einer Höhe von ca. 300 Meter.

Wenn Sie sich für eines der abgebildeten Designs entscheiden, was wäre der einfachste, technisch mögliche Motor / Bewegungsapparat , um einen solchen Transporter zu bewegen, ohne oder minimal sein Design zu beeinträchtigen?

EDIT: Die Transporte haben eine Länge von bis zu 70 Metern und wiegen bis zu 300 Tonnen, vergleichbar mit Verkehrsflugzeugen. Ich könnte sie aber bei Bedarf um 30% leichter machen.

Ich möchte auch klarstellen, dass eine mögliche Theorie so nah wie möglich an der Realität sein sollte, aber nicht jedem Aspekt davon strikt folgen muss. Es kann auch mit aktuellen Theorien der Quantenmechanik in Verbindung gebracht werden .

Schiffsdesign

Willkommen bei WorldBuilding.SE! Ich habe ein paar Fragen an Sie, nur um die Dinge zu klären. Erstens, wie viel wiegen diese Transporte ungefähr? Das beeinflusst, wie viel Kraft benötigt wird, um sie zu bewegen. Zweitens, was meinen Sie mit "rein nur durch menschliche Interaktion möglich"?
Ich mag die Bilder. Dein?
@F1Krazy Danke! Ich entschuldige mich dafür, dass ich nicht klar genug bin. Die Transporte haben eine Länge von bis zu 70 Metern und ein Gewicht von bis zu 300 Tonnen, vergleichbar mit Verkehrsflugzeugen. Ich könnte sie aber bei Bedarf um 30% leichter machen. Bitte ignorieren Sie, was ich über die menschliche Interaktion mit dem Material geschrieben habe. Es ist für diese Angelegenheit nicht von Bedeutung, ich hätte es weglassen sollen.
@Willk Schön, dass sie dir gefallen. Ja, ich habe sie gezeichnet.
Bitte beachten Sie, wenn Sie die Energieerhaltung brechen (wie es Ihr wärmeerzeugendes Material tut), sind Sie so weit von der Realität entfernt, wie Sie sein können. Mit einer Energieeinsparungsverletzung können Sie anfangen, so ziemlich alles andere zu verletzen.

Antworten (3)

Ich nehme 1, weil es plausibel ein Heißluftballon ist.

Es ist schwer vorstellbar, sich nur mit Magnetismus gegen die unmodifizierte Erde (dh keine Schienen oder Gleise) zu stemmen.

Aber Sie haben Sachen, die heiß werden, wenn Sie sie benutzen. Sie können damit Gas erhitzen. Je heißer das Gas ist, desto weniger dicht ist es. Es ist heiß genug und hat eine Dichte, die niedrig genug ist, um schwimmfähig zu sein. Genug Gas mit geringer Dichte und Sie können andere Objekte anheben - Sie haben einen Heißluftballon. Heißluftballons sind keine Fiktion.

Sie können die Auftriebsmenge berechnen - das Maximum wäre ein "Vakuumballon" und somit in der Lage, ein Gewicht zu heben, das dem Volumen der Atmosphäre gleicher Größe entspricht. Ich bin mir nicht sicher, wie groß Ihr oberes ist, weil ich nicht sicher bin, ob die Linien darunter winzige Menschen sind - wenn ja, ist es groß. Wenn das silberne Zeug aus Plastik (nicht aus Metall) ist, kann es ein gutes Stück heben. Ich wähle es, weil das glänzende Ding in der Mitte das Heißgasreservoir ist und es zentraler ist als bei den eckigeren braunen Schiffen.

Was Ihr Material angeht: Sie werden es verwenden, um Wärme zu erzeugen, aber auch um Antrieb über Kanäle, Propeller oder was auch immer zu erzeugen.

Wenn Sie Ihre Luft wirklich erhitzen wollen, ist es erwähnenswert, dass Flammen (heiße Luft) bei 600 ° C beginnen. Wenn Ihre Luft heiß genug ist, wird sie glühen.

Ich hatte überlegt, das Heißluftballon-Prinzip zu verwenden, aber es aufgrund des großen Gewichts des Schiffes unmöglich gemacht. Mein Verständnis ist, dass Sie ein hohes Verhältnis von Luft mit geringerer Dichte im Vergleich zum Gewicht benötigen, um Auftrieb zu gewinnen, und dass Sie für einen 800-kg-Ballon eine Temperatur von etwa 120 ° C erreichen müssen. Was ist die höchstmögliche Temperatur und an welchem ​​Punkt hört die Luft oder das Gas auf, Auftrieb zu erzeugen?
Theoretischer maximaler Auftrieb ist bei einem Vakuum oder bei Abwesenheit von Gas. Wenn ein Gas immer heißer wird, nähert sich seine Dichte entlang einer asymptotischen Linie der des Vakuums an. Man könnte davon ausgehen, dass sehr heißes Gas die Auftriebskraft der gleichen Vakuummenge hat - das heißt, es kann die gleiche Menge an Atmosphäre anheben, die es verdrängt. worldbuilding.stackexchange.com/questions/87057/… geht darauf ein - ein Kubikmeter Vakuum kann 1,29 kg heben. 800 kg erfordern 620 m^3 superheißes Gas, um es zu heben. 1000 m^3 ist ~ die Größe eines Schiffscontainers.
Das ist großartig. Wenn ich also den inneren Bereich volumenmäßig größer mache als die Ringstruktur, die ihn enthält, kann ich erreichen, was ich will, richtig? Wie heiß muss die Luft sein, um Vakuum zu erreichen? Danke für eure ausführlichen und schnellen Antworten!
Mit heißer Luft werden Sie niemals eine Dichte von Null erreichen, aber Luft wird immer weniger dicht, je heißer und heißer sie wird. Überprüfen Sie die Diagramme hier engineeringtoolbox.com/air-density-specific-weight-d_600.html
@Willk Die größten Versandcontainer (13,7 m) sind weit unter 90 m ^ 3. Ich würde wirklich gerne Ihre Chronik besuchen, ich mag Züge und Frachtschiffe, aber Ihre sind noch GRÖSSER!
@Willk Ich wähle Ihre Antwort, weil sie am einfachsten ist und ohne große Änderungen problemlos auf mein Design angewendet werden kann. Mit anderen Materialien, die ich in meiner Welt habe, bin ich in der Lage, die Schiffe leicht, aber auch stark genug zu machen, um sie mit einer relativ geringen Menge an Hitze zu heben, aber auch für lange Zeit standzuhalten.

Die Tatsache, dass das Material (zumindest nach meiner Lektüre) den Energieerhaltungssatz zu verletzen scheint, öffnet viele Türen. Die einfachste Anwendung wäre die Anwendung auf bestehende E-Mobilitätslösungen. (dh elektrische Flugzeuge, Autos, Busse).

Sie haben diese "erweiterten" EMK-Quellen erwähnt. Dies könnte auf Energiespeichersysteme angewendet werden, um ein größeres Energie/Masse-Verhältnis zu erzielen. Dadurch könnte auch der Wirkungsgrad der Elektromotoren gesteigert werden. Da die meisten Motoren derzeit einen Wirkungsgrad zwischen 78-92% haben. ( https://www.engineeringtoolbox.com/electrical-motor-efficiency-d_655.html )

Wenn Li-Po-Akkus zykliert werden, erzeugen sie große Mengen an Wärme. Je größer die Batterie und je schneller der Zug, desto mehr Wärme wird erzeugt, und ich kann mir vorstellen, dass Ihr Enhancer-Material diesen Effekt nur verstärken würde, insbesondere weil Sie sagten, dass seine Verwendung auch Wärme erzeugt.

Darüber hinaus erzeugt jede elektrische Komponente eine gewisse Wärmemenge. Insbesondere in einem Elektromotor wird Wärme hauptsächlich aufgrund des Widerstands in den Wicklungen erzeugt. Um mehr Magnetismus (mehr Drehmoment) bei gleichem Formfaktor zu erhalten, muss mehr Stromstärke durch mehr Drahtschleifen fließen. Mehr Schleifen im gleichen Formfaktor bedeuten einen kleineren Drahtdurchmesser. Kleinere Drähte und mehr Strom bedeuten mehr Widerstand und mehr Wärme. Als ich Ihre Frage las, stellte ich mir vor, dass die Flüssigkeit das Ohmsche Gesetz irgendwie dämpft. Ich habe mir statt V = IR V= IR/4 vorgestellt.

Während also der Motor selbst weniger Wärme abgibt, gibt es mehr von den Batterien, der in den Batterien verwendeten Flüssigkeit und der Flüssigkeit im Motor. Alles in allem eine positive Nettowärmemenge. Diese Wärme könnte durch eine aktivere Kühlung, wie das Kühlsystem im Motor Ihres Autos (angetrieben von den besseren Batterien) oder eine passive Kühlung während des Fluges, kompensiert werden. Passive In-Flight-Kühlung, wie sie heute bei Düsentriebwerken verwendet wird ( https://www.sae.org/news/2018/08/parker-aerospace-and-gkn-aerospace-to-develop-passive-cooling-solutions- for-next-generation-aircraft-engines ) nutzt die niedrigere Umgebungslufttemperatur und den hohen Luftdurchsatz, um sehr heiße Komponenten von Flugzeugen zu kühlen, die sonst schmelzen würden.

In Bezug auf das Schiff würde ich das zweite empfehlen, da es den Schwerpunkt am zentralsten zu haben scheint (gut für ein leicht kontrollierbares und baubares Schiff). Darüber hinaus hat es einen flachen Bereich darunter, der möglicherweise Requisiten beherbergen könnte.

Vielen Dank für Ihre Zeit! Es tut mir wirklich leid, dass ich nicht früher geantwortet habe ... Ich hatte eine verrückte Woche. Das, was Sie aufgezeigt haben, sieht äußerst nützlich aus. Ich möchte nur sicher sein, dass ich alles richtig verstehe:
- Wenn Sie über Energiespeichersysteme und die Effizienz von Elektromotoren sprechen, in welcher Weise stellen Sie sich diese Änderungen für die neuen Transportmittel vor? Wie könnten Ihrer Meinung nach Geschwindigkeit, Materialwiderstand, Kraftstoffverbrauch, Wärmeentwicklung von diesen Faktoren beeinflusst werden? Könnten Sie auch besser erläutern, wie die Wärme durch mehr Kühlung oder passive Kühlung während des Fluges kompensiert werden könnte?
Was meinst du mit Materialwiderstand? Außerdem habe ich eine Bearbeitung vorgenommen, die eine Klarstellung hinzufügen sollte.
Danke für deine Antwort und die Gedanken, die du dir gemacht hast. Möglicherweise kann ich die Batterien anwenden, da ich sie gleichmäßig im Schiff verteilen und durch die von Ihnen erwähnten Drahtschleifen mehr Wärme erzeugen könnte. Da ich Design und Mechanik so einfach wie möglich halten möchte, kann ich Ihre Antwort leider nicht als meine endgültige Wahl auswählen.

Um den Flug zu erreichen, haben Sie im Wesentlichen drei Möglichkeiten:

Hydrostatischer Aufzug

Wie in einer anderen Antwort erwähnt, können Sie mit Überhitzungsgas Auftrieb erzeugen und im Wesentlichen ein Luftschiff bauen. Der Nachteil dabei ist, dass dies ein enormes Volumen als Auftriebskörper erfordert, der an Ihrem Schiff befestigt wird, was seine Form erheblich verändert.

Hydrodynamischer Auftrieb

Sie könnten alternativ Luft in einem Kompressor überhitzen und nach hinten ausstoßen, wodurch ein treibstofffreies Strahltriebwerk entsteht. Dadurch entsteht Schub, der über ein Flügelpaar in Auftrieb umgewandelt werden kann. Der Nachteil ist, dass Ihr Fahrzeug jetzt nicht nur die Größe eines Flugzeugs hat, sondern genau wie ein Flugzeug aussieht.

Schub pur

Wenn Sie sich überhaupt nicht um Effizienz kümmern, können Sie Ihre Motoren nach unten richten und sich mit reinem Schub abheben. Da Sie kostenlose Energie verwenden, ist Ihnen die Kraftstoffeffizienz egal, aber das Ding wird immer noch enorm laut, höchst unsicher gegenüber einem Motorausfall und einem Flugzeugdesign unterlegen sein

Danke für Ihre Antwort. Leider glaube ich, dass ich keinen Ihrer Vorschläge auf meine Idee anwenden kann. Auf ein Luftschiff kann kein hydrostatischer Auftrieb ausgeübt werden, und in einem wird auch kein überhitztes Gas verwendet. Das Prinzip eines Heißluftballons ist eine andere Sache und wurde von @Willk sehr gut erklärt und macht keine großen Änderungen an den abgebildeten Schiffen, die nach meinem Verständnis erforderlich sind.
Ich nehme an, Sie meinen mit hydrodynamischem Auftrieb aerodynamischen Auftrieb, der für mich keine Option ist. Reiner Schub kommt für mich auch nicht in Frage, da er den (Mensch) im Umgang mit dem Treibstoff zu sehr belasten würde.
Welche Transportmittel würden in einer Welt mit Verstärkermaterial erfunden werden?
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