Wie könnte ein Steampunk-Zeppelin durch den Weltraum navigieren?

Schnell, schmatzt. Einfach nach oben schaukeln und dann noch ein bisschen schubsen – schon bist du im All!

Siehe: der Wasserstoffballon mit innerer Flamme!

http://www.halfbakery.com/idea/Internal_20flame_20hydrogen_20balloon#1232972746

Es leuchtet!

Teil 1: Zeppelin voller Wasserstoff schwebt hoch. Die Hülle dehnt sich aus, wenn sie ansteigt und der Luftdruck abnimmt.

Teil 2: In der Höhe verbrennt eine innere Flamme (mit Sauerstoff durch das Rohr) Wasserstoff. Die Hitze bewirkt, dass der Rest des Wasserstoffs schwimmfähiger wird, was einen weiteren Anstieg ermöglicht.

Teil 3: In großer Höhe bringt Sie der Auftrieb nicht weiter. Es gibt nicht viel Atmosphäre und auch fast keinen Luftwiderstand. Wasserstoff in der Hülle wird nun mit dem erzeugten Dampf verbrannt, der das Schiff im Raketenstil antreibt. Dies ist der Teil, an dem eine zusätzliche Wärmequelle gut sein könnte. Ein Spaltkessel könnte den Dampf auf große Drücke erhitzen und die ihm verliehene Antriebskraft erhöhen.

Ich nehme an, Sie könnten die Engine aus Teil 3 für Teil 2 verwenden. Dann wäre es kein innerer Flammenballon mehr, sondern eine sparsamere Nutzung Ihres Wasserstoffs, der auch Ihre kostbare Reaktionsmasse ist.

Die Landung wird problematisch, da Sie Ihren Wasserstoff verbraucht haben. Hoffentlich findest du noch mehr im Weltraum.

Ich bitte um Hilfe beim Entwerfen eines Zeppelins, der in der Lage ist, sich hoch in den Himmel zu erheben, bis er im Weltraum ankommt, und dann die alternative Energiequelle verwendet, um Antrieb zu erhalten.

Der größte Teil der Atmosphäre befindet sich in geringer Höhe (aufgrund der Schwerkraft). Je höher man kommt, desto dünner wird die Atmosphäre und desto weniger Auftrieb erhält ein Schiff, das leichter als Luft ist, wie ein Zepellin. Dies bedeutet, dass Ballons eine praktische maximale Höhe haben.

Spezialisierte Ballons haben Höhen von über 50.000 m erreicht , aber das ist weit entfernt von der Höhe, in der allgemein angenommen wird, dass der Weltraum beginnt ( die Kármán-Linie , 100.000 m). Noch wichtiger ist, dass diese Ballons extrem leicht und mit superdünnen Überdachungen konstruiert wurden . Ein echter Zeppelin wäre viel schwerer, hätte einen inneren Rahmen und eine stabilere Verpackung und größere Mengen an Fracht und so weiter und wäre daher nicht in der Lage, auch nur annähernd diese rekordverdächtigen Höhen zu erreichen.

Sie müssen Ihren magischen Weltraumantrieb einschalten, während Sie sich noch in der Atmosphäre befinden, wenn Sie aufstehen und hinausgehen möchten.

Aus welchem ​​Material soll der Ballon dank Helium schweben, aber im Nichts die Form behalten?

Das bestimmende Merkmal von Steampunk-Zeppelinen ist, dass sie völlig unpraktisch und unmöglich sind, wenn Sie Physik und Technik der realen Welt verwenden müssen. Daher spielt das Material, aus dem es besteht, fast keine Rolle, da Sie das Ding im Grunde aus Magie und Wünschen bauen.

Abgesehen davon behalten Zeppeline dank ihrer inneren Struktur ihre Form. Sie müssen Ihre Gassäcke also nur in ein Material einwickeln, das dem Innendruck des Traggases im Vakuum standhält. Wir haben tatsächlich schon so etwas in Form der aufblasbaren Transhab- Raumstationsmodule, die ursprünglich für die NASA entworfen wurden und jetzt von Bigelow Aerospace bearbeitet werden. Diese speziellen Designs werden für Ihre Bedürfnisse zu schwer sein (aber natürlich auch Steampunk-Luftschiffe, also wird Ihre Steampunk-Magie das lösen), aber das grundlegende mehrschichtige Foliendesign sollte Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie Sie vorgehen müssen.

Ein Zeppelin funktioniert nicht wirklich im Weltraum, als Zeppelin. Sie brauchen Raketen oder so etwas, und Sie werden keinen Auftrieb von den luftigen Teilen bekommen.

Aber das ist ein Steampunk-Universum. Wie der letzte Physiker, der jemals eine großartige, große neue Idee hatte (Isaac Newton), immer sagte: „Für jede Aktion gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion.“ Es ist völlig angemessen, dass Ihr Schiff gegen den leuchtenden Äther reagiert , mein guter Sir. Da Licht eine Welle ist, muss es ein Medium haben, durch das es sich ausbreiten kann. Dieses Medium wird vom leuchtenden Äther bereitgestellt – jenem speziellen Medium, das die Sterne überspannt (und auch einen bequem privilegierten Bezugsrahmen bietet). Es muss deutlich leichter als Luft sein, damit Ihr Zeppelin Auftrieb bietet, benötigen Sie möglicherweise etwas Leichteres. Vielleicht Star-Zeug selbst?

Seltsamerweise ist dies eigentlich eine echte Idee, obwohl es Technologie des 21. Jahrhunderts erfordert, um es zu versuchen, überhaupt nicht Steampunk:

http://www.jpaerospace.com/images/atohandout.pdf

Der vorgesehene Ballon ist so groß und zerbrechlich, dass er am Rand des Weltraums zusammengebaut werden muss, wo spezialisierte Luftschiffe Fracht und Vorräte zum Transfer zu einer schwimmenden Basis bringen. Die Statistiken sind ziemlich beeindruckend:

• Das Luftschiff ist 6000 Fuß lang (ca. 2000 m)
• Der Übergabepunkt schwebt in 140.000 Fuß Höhe (ca. 45 km Höhe)
• Das Schiff verwendet Hall-Effekt-Triebwerke, um über einen Zeitraum von 9 Stunden in die Umlaufbahn zu beschleunigen.

JP Aerospace-Ballon

Wie gut sich das in eine Steampunk-Umgebung übertragen lässt, ist fraglich. Die Notwendigkeit eines Ballons, der kontrolliert auf 140.000 Fuß aufsteigen kann, ist bereits eine ziemliche Herausforderung, und das ist nur ein Teil des Gesamtsystems. Selbst mit der heutigen Technologie ziehen sie keinen direkten Aufstieg in Betracht, und der weltraumtaugliche Ballon wird niemals vollständig montiert auf Bodenniveau kommen (die Winde werden ihn in Stücke reißen oder ihn im Flug unkontrollierbar machen).

Ein mehrstufiges System, bei dem der Reisende an einer Station das Transportmittel wechselt, ist jedoch genau so, wie viktorianische Reisende an Orte gingen, sodass die Ästhetik nicht außerhalb von Steampunkery liegt (Sie können sich vorstellen, dass Träger Gepäck im schwimmenden Raumhafen bewegen), also mit a Mit etwas Anpassung könnte das für Sie noch funktionieren: Die Charaktere fahren mit einer Kutsche zu einem Bahnhof, dem Zug zu einem Luftschifffeld, mit dem Luftschiff zum schwebenden Raumhafen und dann mit dem Raumschiff ins All. Valet-Unterkünfte sind ein wesentlicher Bestandteil des Erlebnisses.

"Ich glaube, Sie werden den Raumanzug in Harris Tweed viel bequemer finden, Sir."

Beim Weltraumflug geht es nicht darum, hoch hinaus zu fliegen (jetzt, wo ich in Nordeuropa sitze, ist mir der Weltraum näher als Ibiza), beim Weltraumflug geht es darum, schnell zu sein.

Um die Erde zu umkreisen, müssen Sie mindestens 7 km/s fliegen, um die Erde zu verlassen, müssen Sie 11 km/s fliegen.

Keine Möglichkeit, diese Geschwindigkeiten mit Propellern zu erreichen, besonders wenn Sie sich im Vakuum des Weltraums befinden. Beides nicht mit einem Dampfstrahl zu erreichen, da die benötigte Masse das Ganze unmöglich machen würde.

Nun, wenn Sie ein supersteifes, superleichtes Material von Hand wellen, können Sie immer Vakuumballons verwenden. Füllen Sie Ihren Umschlag im Grunde überhaupt nicht mit irgendetwas, sondern pumpen Sie alles heraus, während Sie den Zeppelin-Umschlag auf einer festen Größe halten. Theoretisch ist dies der maximal mögliche Ausdruck des hydrostatischen Auftriebs für einen starren Körper, der leichter als ein Flugzeug ist.

Technisch gesehen ist es unmöglich zu bauen (da Materialien, die steif genug sind, um Druckbehälter herzustellen, tendenziell schwer sind) und nicht viel besser als Wasserstoff, aber mit ausreichend Unobtanium für die Hülle können Sie es nicht viel besser machen. Für das stereotype Steampunk-Luftschiff wird es aber immer noch nicht gut genug sein. Diese Dinger sind einfach unglaublich leicht.

Dies hilft auch nicht bei der Tatsache, dass „Im Weltraum“ nicht dasselbe ist wie schnell genug zu sein, um überall nützlich zu sein. Die Menschen auf Ihrem Schiff werden immer noch die Auswirkungen der Schwerkraft spüren, die sie nach unten zieht, bis Sie Ihr Schiff sehr, sehr schnell seitwärts bewegen. Also solltest du besser ein paar gute Raketen auf deinem Schiff haben, oder du wirst nirgendwo im Weltraum 'hingehen'. Du wirst nur auf und ab gehen...

Für einen anderen Ansatz wäre es cool, es in einem Universum zu spielen, das auch Steampunk-Physik hat - werfen Sie einen Blick auf https://en.wikipedia.org/wiki/Luminiferous_aether , eine jetzt diskreditierte Lichttheorie des 19. Jahrhunderts von der Relativitätstheorie abgelöst. Es würde möglicherweise einen wirklich coolen Mechanismus für Zeppeline bieten, um im Weltraum zu reisen - die Zeppeline werden durch eine Vorrichtung schwimmfähig gemacht, die leuchtenden Äther in oder aus dem Rumpf pumpt, um auf den nächsten Körper (dh die Erde oder die Sonne) zu fallen oder von ihm weg zu fallen. . Dies würde auch einen Mechanismus zum Reisen über interstellare Entfernungen bereitstellen, da Sie einfach kontinuierlich von der Sonne weg nach oben fallen können und sich nie um diese lästige Zeitdilatationssache aus der Relativitätstheorie kümmern müssen, die Sie davon abhält, sich schneller als Licht zu bewegen.

Sie würden immer noch einen Mechanismus benötigen, um sich seitlich gegen die Schwerkraft zu bewegen. Wenn Sie Energie sparen wollen, benötigt die Ätherpumpe eine unglaubliche Energiequelle - vielleicht eine Art Kernreaktor

Dies hätte einige sehr seltsame Auswirkungen auf die Eigenschaften des Lichts im Inneren des Zeplins - ich lade Sie ein, einen Blick darauf zu werfen, was in der dünnen oberen Atmosphäre passiert, um sich inspirieren zu lassen: https://physics.stackexchange.com/questions/496234/ wie-verändert-sich-klang-in-der-atmosphäre

Bearbeiten: Mir ist auch gerade in den Sinn gekommen, dass es in diesem Universum eine Analogie zu Überschall geben würde ... vielleicht superleuchtend?

Ich würde ein Äther-Schaufelrad vorschlagen. Sie müssen jedoch große Mengen an Sauerstoff, Wasser und Kraftstoff mitnehmen, um Ihre Dampfmaschinen anzutreiben. Und viel Essen, denn du wirst eine Weile brauchen, um den nächsten Planeten zu erreichen.

Aufbauend auf der Antwort von @Willk , aber Konzentration auf die Landung.

Sobald Sie Ihren gesamten Wasserstoff für den Antrieb in den Weltraum verbrannt haben, ist Ihr Tank im Wesentlichen überflüssig. Aber Vakuum ist natürlich noch leichter als Wasserstoff – also öffnen Sie einfach Ihren Tank, bevor Sie „landen“, und stellen Sie sicher, dass Sie einen Tank „voll“ mit Vakuum haben. Dann, sobald Sie die äußere Atmosphäre treffen, können Sie sehr langsam Gase aus Ihrer Umgebung zulassen, um Sie langsam auf die Erde fallen zu lassen.

Als Bonus wäre die Physik aus dem Kopf heraus auch auf Ihrer Seite. Selbst wenn Sie auf irgendeiner Ebene zu viel Luft einlassen, würde die umgebende Luft beim Absinken durch die Atmosphäre vergleichsweise dichter werden, sodass Sie eine natürliche negative Rückmeldung auf Ihre Abwärtsbeschleunigung erhalten würden - ein nützliches Sicherheitsmerkmal!