Wie nutze ich mein hypothetisches „Heavenium“ am besten für den Luftschiffantrieb?

Die Bewohner meiner erdähnlichen Welt haben eine vorindustrielle Gesellschaft, haben es aber geschafft, Luftschiffe zu erschaffen. Diese verwenden Sperrholz, Heißluft und relativ dickes Material für die Hülle. Aber diese ineffizienten Luftfahrzeuge sind dank der kürzlichen Entdeckung von Heavenium , das das Gewicht dieser Luftschiffe um bis zu 90 % reduzieren kann, absolut praktisch.

Wie können die Bewohner meiner Welt Heavenium benutzen , um diese Luftschiffe voranzutreiben? Und gibt es irgendwelche offensichtlichen Ungereimtheiten mit Heavenium ?

Heavenium ist eine leichte, rot gefärbte Substanz, die in einigen seltenen Mineraladern vorkommt. Es ist träge und hat sich jeder Analyse widersetzt. Wenn es Wärme aufnimmt, verringert es die Wirkung der Schwerkraft in seiner Nähe. Nach ausreichender Erwärmung kann eine große Menge Heavenium die Wirkung der Schwerkraft in seiner Umgebung um bis zu 90 % reduzieren.

Der Effekt nimmt schnell mit der Entfernung ab (Gesetz des umgekehrten Quadrats), so dass Dinge, die mehr als etwa 10 m davon entfernt sind, wenig Wirkung spüren. Der Gravitationsreduktionseffekt hält viele Tage an, danach muss das Heavenium erneut stark erhitzt werden.

Wenn es verwendet wird, um potentielle Energie in Objekte zu übertragen, indem man sie höher bewegt, wird das Heavenium entladen. Die Entladungsmenge steht in direktem Zusammenhang mit der Menge der übertragenen potentiellen Energie (Energie wird erhalten).

Wenn das Erhöhen der potenziellen Energie eines von Heavenium betroffenen Objekts eine Entladung erzeugt, wird Heavenium wieder aufgeladen / überladen, wenn das betroffene Objekt an potenzieller Energie abnimmt (dh absteigt)? Ist das praktische Ergebnis, dass die Luftschiffe über die Länge ihrer Reise eine konstante oder abnehmende Höhe beibehalten müssen?
Ich verstehe nicht wirklich, was Sie von uns wollen. Uns liegen nicht genügend Informationen vor, um Inkonsistenzen zu finden. Natürlich ist es unmöglich und die Farbe Rot ist eher unwahrscheinlich und ich verstehe aus Ihrem Beitrag nicht, wie es funktioniert (geben Sie uns mehr quantitative Zahlen und wenn es bis zu 90% reduziert und das war's, hat Ihre Welt eine super seltsame Physik), aber Da Sie im Grunde genommen zaubern, können Sie damit alles tun, was Sie möchten.
@Raditz_35 – Es ist ziemlich einfach: Er will eine Antwort auf seine Fragen! Das ist so ziemlich Meat-n-Potatoes Worldbuilding: eine fantastische Substanz, die der Wirkung der Schwerkraft entgegenwirkt. Es ist nicht unsere Aufgabe, einfach zu sagen „das geht nicht“. Es ist nicht unsere Aufgabe, „Magie! Finde es selbst heraus!“ zu schreien. Es ist unsere Aufgabe, Kreativität bei der Betrachtung des durch das OP aufgeworfenen Problems zu üben. ...
@ Raditz_35 -- (Forts.). ...In diesem Fall ist das Problem ziemlich einfach: Wie kann die fantastische Antigravitationssubstanz für die seitliche Bewegung verwendet werden? Wie beschrieben, glaube ich nicht, dass es das kann; aber jemand anderes könnte auf eine andere Antwort kommen, und das wäre ausgezeichnet.
@KerrAvon Ich glaube nicht, dass es eine Entladung geben würde. Wenn das betroffene Objekt absinkt, geht die potenzielle Energie ganz normal als Wärme verloren. Es gibt also keine Strafe dafür, nur nach oben zu gehen, um gegen die Schwerkraft zu arbeiten, und das Heavenium kann durchaus eine Menge Auf- und Abspülen und Wiederholen zulassen, bevor es abhängig von den Details vollständig entladen wird.
@Raditz, wie elemtilas darauf hingewiesen hat, ist die Frage meiner Meinung nach klar gestellt. „Alles ist möglich“ gilt hier nicht. Was benötigt wird, ist eine Möglichkeit, das Luftschiff mit Heavenium vorwärts zu treiben und/oder auf offensichtliche Ungereimtheiten hinzuweisen - wenn ich nicht darüber nachgedacht hätte, wäre es sehr einfach gewesen, etwas zu schaffen, das ein Perpetuum mobile ermöglicht, was dies nicht tut. Das Tag ist Wissenschaft, nicht Magie, aus einem Grund, warum es aus einem wissenschaftlichen Blickwinkel angegangen werden muss. Angesichts seltsamer Schatten auf gut verpacktem Fotofilm, was hätten Sie zu Henri Becquerel gesagt? Natürlich ist es unmöglich?
Warum nicht einfach Wasserstoff oder Helium verwenden?
@fraxinus-Helium wurde erst Ende des 19. Jahrhunderts entdeckt und stand einer vorindustriellen Gesellschaft in unserer Welt nicht zur Verfügung. Wasserstoff wurde im späten 18. Jahrhundert entdeckt, ist also (wohl) ähnlich. Aber was noch wichtiger ist, selbst wenn diese Gase in großen Mengen verfügbar gewesen wären, wären Luftschiffe in vorindustriellen Zeiten immer noch kein praktisches Angebot gewesen, weil es bis zum neunzehnten Jahrhundert kein Aluminium gab, um starke leichte Träger herzustellen. Keine guten lichtgasdichten Stoffbespannungen und kein geeignetes Antriebssystem. Heavenium ändert all das
@Slarty Ich verstehe es einfach nicht. Wenn Sie mit Ihrer Frage zufrieden sind, bin ich einverstanden. Ich bin hier, um darauf hinzuweisen, dass ich Ihre Herangehensweise an dieses Problem und diese Welt aus den genannten Gründen nicht verstehe. Sie können es nehmen oder es lassen, aber mit einem wissenschaftlichen Hintergrund erscheint mir das chaotisch und nicht durchdacht, fast so, als ob Sie sich nicht wirklich darum kümmern oder sich die Mühe machen könnten, sich anzustrengen. Wenn Sie hier wirklich eine solide Welt aufbauen wollen, in der solche Fragen gestellt werden müssen, würde ich persönlich mehr Details und einen wissenschaftlicheren und quantitativeren Ansatz bevorzugen.
@Raditz Es mag Sie überraschen zu erfahren, dass ich auch einen naturwissenschaftlichen Hintergrund habe. Sie können gerne Ihre Meinung sagen und kommentieren, aber wenn die Frage nicht Ihren Geschmack trifft, warum sollten Sie sich die Mühe machen? Hier gibt es viele verrückte Fragen, von denen viele viel halbgarer sind
@Slarty, um Ihnen zu helfen, eine bessere, konstruktivere Frage zu stellen? Ich sehe die Upvotes, war lange genug hier, um mich nicht darum zu kümmern. Wenn Sie dies nur für Upvotes tun und keine Kritik annehmen oder wirklich eine Welt aufbauen, nun, ich denke, meine Bemühungen sind vergebens. Wenn nicht, denke ich, dass Sie noch darüber nachdenken sollten, was Sie geschrieben haben. Es ist unstrukturiert und alle Antworten hier scheinen trivial und wären für mich nutzlos. Wenn Sie einige Köpfe in sich haben, wie Sie behaupten, was machen Sie dann damit? Gehen Sie ins Detail und erhalten Sie vielleicht bessere Antworten
Welche Dichte hätte dieses Heavenium und wie viel Wärme benötigen Sie für die Reduzierung der potentiellen Energie?
Ich glaube, Sie verwechseln Energie und Kraft. Energie oder Arbeit ist das Integral der Kraft über eine Strecke. Sie können potentielle Energie nicht einfach "übertragen". Ich denke, Sie sollten Ihr Heavenium als ein Dichtereduktionsfeld betrachten.
Wohin geht die potenzielle Energie der Gravitation, wenn die lokale Gravitation verringert wird? (ohne über das Auf- und Abbewegen von Dingen zu sprechen, mghbei einem stationären Objekt gscheint die Energie einfach zu verschwinden, wenn es nach unten geht)
Hinweis: Dies wäre definitiv nicht mit dem Äquivalenzprinzip der Physik vereinbar, sodass Sie derzeit eine stark modifizierte Physik benötigen, um dies zum Laufen zu bringen. Wenn Sie stattdessen die Nichtgravitationskraft verstärken, wäre das kompatibel.
[Wissenschaftsbasiert] Tag: „ Gibt es offensichtliche Probleme mit Heavenium? „Meinen Sie etwas anderes als die offensichtliche Verletzung der Allgemeinen Relativitätstheorie?
@ njzk2 Ich hatte angenommen, dass jede Erhöhung der Höhe zu einer Erhöhung der potenziellen Energie führen würde, die durch einen Verlust oder eine Umwandlung eines Teils der im Heavenium gespeicherten und ursprünglich durch die Erwärmung übertragenen Energie bezahlt würde. Jede Verringerung der Höhe würde wie bei jedem anderen Objekt zu einem Wärmeverlust von PE führen. Im Ruhezustand denke ich, dass es immer noch diesen PE hat. PS Ich bin sicher, wenn du mir genug Seil gibst, werde ich mich erhängen!
@RBarryYoung Ich hatte keine relativistischen Effekte berücksichtigt - bitte erklären. Mich würde auch interessieren, ob es einen Ausweg aus der Verletzung gäbe, indem man eine kleine Anpassung des Szenarios vornimmt?
@Slarty Ich muss darüber nachdenken, ob es sich wirklich um eine Verletzung oder nur um eine (sehr seltsame) Erweiterung handelt. Zuerst dachte ich, es sei Antigravitation, die in GR nicht erlaubt ist, jetzt sehe ich, dass es etwas Ungewöhnlicheres ist, das erlaubt sein kann (wenn es nicht erklärt wird).

Antworten (11)

Heavenium-Motor

Nehmen Sie ein gewöhnliches Wasserrad. Kein Wasser. Legen Sie ein Stück Heavenium unter eine Seite des Rades. Die Seite über dem Heavenium wird heller und das Rad dreht sich. Verwenden Sie diesen himmlischen Motor, um Propeller anzutreiben. Problem gelöst.

Beachten Sie, dass das gleiche Prinzip verwendet werden kann, um Drehbänke, Mühlen, mechanische Webstühle, Spinner und so weiter anzutreiben. Heavenium-Motoren werden eine leidenschaftliche industrielle Revolution antreiben.

Nach der Entdeckung von Heavenium wird Ihre Gesellschaft nicht lange vorindustriell bleiben.

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       heavenium
Kommentare sind nicht für längere Diskussionen gedacht; Diese Konversation wurde in den Chat verschoben .

Wenn Sie das Heavenium unter Ihrer Gondel absenken, nachdem Sie die Höhe erreicht haben, beginnen Sie zu sinken und können dann mit Ihrem Luftschiff gleiten, wenn es Flügel hat. Heben Sie dann das Heavenium erneut an, um Auftrieb zu erlangen, und Sie werden sich wieder erheben. Sie können Ihre Flügel so ändern, dass Sie beim Aufstehen gleiten und beim Fallen gleiten. Machen Sie so weiter und Sie werden sich vorwärts bewegen, bis die Wärmeenergie in der Atmosphäre in kinetische Energie umgewandelt wird und Sie gereist sind.

Wenden, aber vertikal.
Das Heavenium muss nicht einmal auf und ab bewegt werden, es kann einfach von Ihrer Ladung wegbewegt werden. Wenn es in Ihrer Gondel zwei Ladungssektionen gäbe, vorne und hinten, die durch einen leeren Raum getrennt sind, dh einen angemessenen Abstand voneinander haben, dann könnten zwei Himmelsmassen in der Mitte der leeren Mittelsektion zusammengefügt und wiederholt voneinander weggerollt werden zur Vorder- und Rückseite des leeren Abschnitts hin und dann in der Mitte wieder zusammen.
Hallo @Tobe, deine Antwort interessiert mich sehr, weil sie für einen ähnlichen Fall in einem eigenen Worldbuilding-Projekt relevant sein könnte. Ich habe mich gefragt (da Sie anscheinend Fachwissen / Interesse an der Luftfahrt haben?), ob es einen Präzedenzfall für diese Art des Segelfliegens gibt? Gibt es eine Möglichkeit, eine Back-of-the-Envelope-Berechnung (lol) für das Gleitverhältnis und / oder die Geschwindigkeit relativ zum Wind eines steigenden / fallenden Luftschiffs zu erhalten?
@Qami Unten gibt es eine Antwort von Brian Drummond, die einen Link zu einem Unterwassergleiterkonzept gibt. Seine Antwort gibt auch den Luftwiderstandsschätzungen für das Airlander Hybrid-Luftschiff von 3/4 und einem anderen Flugzeug von 8/10 Auftrieb. Könnte sich lohnen, bei der Aviation SE nachzufragen, da ich leider nicht den Hintergrund habe.

Heavenium negiert eine Kraft (die Auswirkungen der Schwerkraft), erzeugt jedoch selbst keinen Schub und kann daher nicht zum Antrieb verwendet werden.

Der Wirkungsradius von 10 m kann abhängig von den Abmessungen und der Massenverteilung Ihres Luftschiffs und der für die Wirkung erforderlichen Menge schwierig zu handhaben sein. Zum Beispiel wäre etwas von der Größe des Graf Zeppelin 236 m und 33 m hoch und würde Heavenium-Stücke erfordern, die in einem 10-m-Raster über die Flugzeugzelle verteilt sind. Diese Brocken würden in Abhängigkeit von der Massenverteilung in der Größe variieren; leichtere Teile des Luftschiffs würden nur kleinere Brocken benötigen. Man müsste erklären, wie diese Brocken an verschiedenen ungünstigen Stellen in der Flugzeugzelle zugänglich sind, damit sie erhitzt werden können. (Um kurz auf den Antrieb zurückzukommen, es ist eigentlich eine gute Sache, dass Heavenium keinen Schub erzeugt oder die Stellen in der Flugzeugzelle auch tragfähig sein müssten.)

Was die Energieeinsparung anbelangt, wäre es sinnvoll, eine schnelle Berechnung mit der Formel für die durch die Schwerkraft gespeicherte potenzielle Energie und die Masse Ihres Luftschiffs durchzuführen, um zu sehen, wie viel Energie gespeichert werden muss. Dies bestimmt, wie viel Wärme und wie viel Zeit es dauern würde, das Heavenium aufzuladen; könnte ein paar Tage oder sogar eine Woche in einem Brennofen oder so dauern. Sie sagen auch: "Wenn es verwendet wird, um potenzielle Energie in Objekte zu übertragen, indem sie höher bewegt werden, wird das Heavenium entladen." Aber kommt die Energie zurück, wenn man wieder runter geht? Wenn nicht, wird entweder die Energie irgendwo emittiert oder die Energieerhaltung ist nicht wahr.

Sie machen einige gute Punkte. Aber ich bin nicht davon überzeugt, dass Heavenium nicht dazu verwendet werden kann, auf teuflische Weise Schub zu erzeugen. Es müsste aber verteilt werden. Ich würde davon ausgehen, dass die Stellen, an denen es benötigt wird, per Design leicht zugänglich sind. In Bezug auf die Entladung - nein, ich stelle mir vor, dass sie als Wärme an die Umgebung verloren geht, genauso wie jedes andere fallende Objekt Energie verliert. Re die Berechnungen ja guter Punkt.
@Slarty - Heavenium wird durch Wärme aufgeladen. Wenn Sie also sagen, dass die Abstiegsenergie als Wärme freigesetzt wird, möchten Sie erklären, warum diese abgeladene Wärme das Heavenium nicht wieder auflädt. Wenn die Wärme das Heavenium nicht wieder auflädt, stehen Sie außerdem vor dem möglichen Problem, sie abzuleiten, damit sie das Luftschiff nicht in Brand setzt. Ein plötzlicher Höhenabfall, der eine Hitzespitze freisetzen würde, wäre katastrophal.
Die konzentrierte Wärmeenergie des Heaveniums wird als verteilte potentielle Energie des angehobenen Luftschiffs verteilt. Beim Abstieg geht diese potentielle Energie als sehr diffuse Wärmeenergie verloren. Denken Sie daran, wie viel Wärme beteiligt ist, wenn ein gewöhnliches Luftschiff absteigt und PE verliert. Es ist schwer, es zu messen. Nur wirklich ein Problem für Dinge wie den Wiedereintritt von Raumfahrzeugen. Ich nehme an, in dem Maße, in dem das Luftschiff als Ganzes erhitzt wird, könnte das Heavenium ein wenig Energie zurückbekommen, aber es wäre winzig. Ein Akku kann heiß werden, wenn Sie ihn entladen, aber Sie können ihn nicht aufladen, indem Sie ihn heiß machen.

Es gibt autonome Unterwasserfahrzeuge , die sich vorwärts bewegen, indem sie sich einfach dichter oder weniger dicht als Wasser machen (indem sie einen Airbag komprimieren oder expandieren). Dies ermöglicht es ihnen, entweder unter Gewicht oder Auftrieb zu gleiten, wobei der "Auftrieb" durch die Tragflächenform ihres Körpers in Vorwärtsbewegung umgewandelt wird.

Wenn Sie bereit sind, die traditionelle zigarrenförmige Hülle aufzugeben, können Sie das Gleiche am Himmel mit einem Luftschiff tun, indem Sie Heavenium verwenden, indem Sie es nach vorne oder hinten bewegen, um das Auftriebszentrum anzupassen, und die Nase zum Steigen nach oben neigen. oder runter zum Tauchen.

Es könnte ein bisschen wie ein riesiger fliegender Hintern aussehen , der Airlander von Hybrid Air Vehicles. (Bild: Conde Nast Traveler)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Eine Alternative könnte das Blended Wing/Body-Konzept des AirbusZeroE kopieren, aber vielleicht ohne die überflüssigen Flügelspitzen.

Hier ist der Zweck des Flügels nicht, für Auftrieb zu sorgen: Das ist nicht nötig; sondern um für Vorwärtsbewegung zu sorgen. Sie können einen Auftrieb/Widerstand von 3 oder 4 für den Flying Butt Airlander erhalten, was 1 km vorwärts pro 250 m geklettert ergibt; Der gemischte Flügel kann näher an 8 oder 10 liegen, was 1 km für 100 oder 125 m Aufstieg ergibt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Schneller Realitätscheck:

Die Gravitationspotentialenergie ist lokal

U = mgh

Dies gilt beispielsweise für ein stationäres Objekt in einem stabilen Schwerefeld. mist die Masse, gist die lokale Gravitation, hist die Höhe. (Die Höhe ist relativ zu einem beliebigen Punkt, so dass dies hauptsächlich zum Messen von Unterschieden in der potentiellen Energie nützlich ist.)

Wenn Sie Ihr Heavenium erhitzen, gnimmt es für Objekte in der Umgebung ab.

Dies verringert den Wert von U, was zu einem Verlust an potentieller Energie führt.

Die Energie muss, wie Sie erwähnt haben, erhalten bleiben.

Wo geht die potentielle Energie hin?

Das ist ein guter Punkt. Ich denke, diese Energie muss im erhitzten Heavenium selbst gehalten werden. Wenn Sie versuchen, das Heavenium zu entfernen, muss die Energie zurück in das Luftschiff übertragen werden. Funktioniert das oder führt das zu anderen Problemen?
@Slarty Das bedeutet, dass das Fallenlassen einer Kugel aus erhitztem Heavenium mit einer dichten, perforierten Hülle aus großer Höhe als unglaublich mächtige Granate fungieren würde. Ein Asteroid mit einem Heavenium-Kern würde viel weniger kinetische Energie an die Atmosphäre abgeben, beim Aufprall auf dem Boden zerschmettern und dann Städte dem Erdboden gleichmachen, selbst wenn er relativ klein wäre. (Woher kommt Heavenium?)
Ja, ich denke schon. Glücklicherweise ist dies eine vorindustrielle Gesellschaft, die keinen Zugang zum Weltraum hätte. Auf dieser Grundlage könnten sie es immer noch als Waffe verwenden, aber angesichts seiner Seltenheit könnte es zu kostspielig sein. Wahrscheinlich einfacher, große Fässer mit brennendem Pech und Öl von einem Luftschiff abzuwerfen.
Irgendwo muss die Energie hin. Wählen Sie ein Formular aus: en.wikipedia.org/wiki/Energy#Forms . Wenn es im Heavenium gespeichert wird, wäre eine Option, dass sich das Heavenium erwärmt und Kühlung statt Wärme benötigt, um es zum Laufen zu bringen (um diese Energie zurück zu übertragen, muss man die Energie jedoch irgendwie aus dem Heavenium wiederherstellen können oder mit Objekten enden mit dauerhaft veränderter Schwerkraft)
Eine Möglichkeit, ein Gravitationsfeld zu reduzieren, besteht darin, negative Gravitation zu erzeugen. Ich denke, eine Möglichkeit, wie dies funktionieren könnte, wäre, wenn das Heavenium irgendwie eine negative Masse hätte und wenn das Hinzufügen von Energie seine Masse erhöhen könnte, was dazu führen würde, dass es ein größeres negatives Gravitationsfeld erzeugt
@ njzk2 Daran habe ich auch gedacht - etwas, das durch Wärme angetrieben wird, würde eher "Hellnium" oder so heißen. Es könnte sinnvoller sein, das Gegenteil zu tun, obwohl es einer vorindustriellen Gesellschaft möglicherweise schwerer fällt, ein Objekt zu kühlen, als es zu erhitzen. Es ist entweder der Versand von Eis aus kälteren Klimazonen oder irgendeine Art von Ventilatoren. Eine moderne Kühlung käme nicht in Frage.
@njzk2: Beachten Sie, dass g negativ ist, da die Beschleunigung nach unten erfolgt. Ebenso ist die potentielle Energie hier negativ; Wir müssen Energie hinzufügen, um gut aus der Schwerkraft herauszukommen. Somit bewirkt der Effekt des Herunterskalierens von g, dass U einen höheren (aber immer noch negativen) Wert annimmt. Die Energie, die Sie dem Heavenium beim Erhitzen hinzugefügt haben, kann entnommen werden.
@LarsH Ich spreche hauptsächlich von nicht beweglichen Objekten, für die die potentielle Energie anscheinend bei einer reduzierten Schwerkraft reduziert würde (potentielle Energie ist positiv, da Sie sie durch Absenken des Objekts extrahieren können.
@ njzk2: Die potenzielle Energie der Gravitation ist per Konvention Null im Unendlichen, wo die Kraft Null ist, und in endlichen Entfernungen negativ. Allgemeiner ausgedrückt müssen gebundene Systeme (z. B. Stein auf der Planetenoberfläche) negative potentielle Energie haben, um die positive kinetische Energie im System zu kompensieren (Stein bewegt sich mit Planetenrotation) – ein Objekt, bei dem die kinetische Energie dominiert, hat bereits Fluchtgeschwindigkeit erreicht.
@ LarsH Ich glaube nicht, dass es so funktioniert. Meine Physikvorlesungen liegen zu weit zurück, um sich an Details zu erinnern, aber eines ist sicher: Um ein Objekt nach oben zu bewegen, müssen Sie Energie aufwenden, die als Gravitationspotentialenergie endet. Sie können diese Energie zurückgewinnen, indem Sie das Objekt nach unten gehen lassen, wodurch es in kinetische Energie umgewandelt wird. Betrachten Sie einen Stein auf Ihrem Couchtisch. Wenn Sie den Couchtisch darunter wegnehmen, beschleunigt er (gewinnt kinetische Energie) und stoppt dann, wenn er auf den Boden trifft (die Energie wird als mechanische Vibrationen (z. B. Schall) und Wärme abgegeben).

Heavenium Strahltriebwerk

Die Theorie dieses Motors basiert auf den archimidischen Prinzipien, und während er zuerst von Bauingenieuren für Springbrunnen und andere Wasserwerke und Schiffsbauern (von Meeren) verwendet wurde, könnte er schließlich für Luftschiffe angepasst werden.

Das Prinzip dahinter ist einfach: Eine stille Flüssigkeit bleibt still, weil jedes andere Stück Flüssigkeit darüber und an den Seiten sie mit der gleichen Schwerkraft nach unten drückt. Aber was würde passieren, wenn wir ein vertikales Rohr mit Heavenium in diese Flüssigkeit stecken würden?

Die Flüssigkeit in der Pfeife würde viel leichter und die umgebende Flüssigkeit würde sie nach oben drücken, genau wie ein Stück Kork unter Wasser. Und es würde eine neue Menge Flüssigkeit mit sich ziehen, die leichter würde und in einem konstanten Strom nach oben gedrückt würde.

Allein diese Aufwärtsbewegung der Flüssigkeit wäre ein Glücksfall für das Bauwesen – eine Pumpe ohne bewegliche Teile! Aber das ist noch nicht alles - die Flüssigkeit, die zu fließen begonnen hat, hat noch einen gewissen Impuls, der umgeleitet werden kann. Machen Sie einfach eine Biegung in ein Rohr und es fließt jetzt seitlich heraus und treibt den Motor und alles, was daran befestigt ist, seitlich an.

Heavenium Strahltriebwerk

Luft ist nur eine Form von Flüssigkeit - und wie ein Boot auf dem Wasser schwimmen kann, kann es auch in der Luft einen Ballon geben. Und auf die gleiche Weise würde das schwerere Wasser leichteres Wasser nach oben treiben - ebenso Luft.

Natürlich gibt es Unterschiede. Zum einen hat Luft eine etwa tausendmal geringere Dichte als Wasser, was bedeutet, dass sie das Schiff mit viel weniger Kraft antreiben wird. Auf der positiven Seite bedeutet dies, dass Heavenium weniger aufgeladen werden muss. Außerdem kann Luft im Gegensatz zu Wasser komprimiert werden, was bedeutet, dass Sie anstelle eines einfachen Rohrs einen viel breiteren Trichter im Einlass benötigen würden, um eine gute Strömung zu erzielen.

Vorteile:

  • Keine beweglichen Teile
  • Einfacher Aufbau
  • Einfach zu steuern (Ruder + Deckel oder das Ganze einfach auf einem Drehgelenk montieren)
  • Nützlich in anderen Anwendungen (geringere Kosten und schnellere F&E)

Nachteile:

  • Sehr geringer Schub in der Luft
  • Schwierig aufzuladen

Mögliche Verbesserungen (möglicherweise inkompatibel):

  • Ersetzen Sie den Heveanium-Trichter durch einen normalen Trichter + Heveanium-Netz am Einlass für ein besseres Druckprofil und eine bessere Effizienz
  • Platzieren Sie einen nachladbaren Heaveanium-Bunker über dem Trichter, um das Auftanken zu erleichtern
  • Fügen Sie Zugang und Armaturen für das Aufladen vor Ort hinzu - z. B. das Verbrennen eines Kohlenbeckens direkt unter dem Trichter
  1. Ich sehe keine offensichtlichen logischen Widersprüche mit dem Konzept von Heavenium selbst. Es ist wie Wasserstoff, nur besser beim Heben: Wenn es ein Feststoff ist, kann es leicht am Luftschiff oder an allem anderen befestigt werden, was die Leute hochheben möchten.
  2. Angesichts Ihrer Beschreibung von Heavenium als Gegengravitationssubstanz sehe ich nicht, wie es für seitliche Bewegungen verwendet werden kann . Ich denke, Ihre Aerogatoren werden immer noch eine Art Antriebskraft, eine Art Lüfter oder Segel benötigen, um ihre Schiffe tatsächlich vorwärts zu treiben.
Inwiefern ist dies eine nützliche Antwort? Es ist nur eine Meinung
@Raditz_35: Ganz einfach! Weil das OP zwei Fragen stellt. 1. Gibt es offensichtliche Ungereimtheiten mit Heavenium? und 2. Wie können die Bewohner meiner Welt Heavenium verwenden, um diese Luftschiffe voranzutreiben? Und ich habe auf jede Antwort gegeben.
Das ist nur eine sehr wörtliche Interpretation und scheint nicht sehr hilfreich zu sein
@ Raditz_35 Ich kann nicht für das OP sprechen, aber ich denke, diese Antwort ist hilfreich. Sie weisen auf die Notwendigkeit einer Führungskraft hin, damit sich das Schiff tatsächlich bewusst bewegen kann, anstatt nur nach oben.

Heavenium verstößt gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Sie brauchen keinen Treibstoff.

Was?

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Gesamtentropie eines isolierten Systems im Laufe der Zeit niemals abnehmen kann und genau dann konstant ist, wenn alle Prozesse umkehrbar sind. Isolierte Systeme entwickeln sich spontan zum thermodynamischen Gleichgewicht, dem Zustand mit maximaler Entropie.

[…] Bei allen ablaufenden Prozessen, auch bei spontanen Prozessen, nimmt die Gesamtentropie des Systems und seiner Umgebung zu und der Prozess ist im thermodynamischen Sinne irreversibel. Die Zunahme der Entropie erklärt die Irreversibilität natürlicher Prozesse und die Asymmetrie zwischen Zukunft und Vergangenheit. […]

[…] Seine erste Formulierung wird dem französischen Wissenschaftler Sadi Carnot zugeschrieben, der 1824 zeigte, dass es eine Obergrenze für die Effizienz der Umwandlung von Wärme in Arbeit in einer Wärmekraftmaschine gibt. Dieser Aspekt des zweiten Hauptsatzes wird oft nach Carnot benannt. — Wikipedia , verwendet unter CC BY-SA 3.0

Warum?

Alle Prozesse, die Wärme benötigen, sind entweder entropischer Natur (z. B. Kochen) oder erfordern tatsächlich einen Temperaturunterschied ( z. B. Sterling-Motoren, Solarpanels). Alle natürlichen Prozesse, die nützliche Energie (auch bekannt als Arbeit ) aus einem Temperaturunterschied gewinnen, reduzieren auch diesen Temperaturunterschied. Kurz gesagt: Ohne Zugang zu Sonnenlicht und dem Vakuum des Weltraums geht Ihnen früher oder später die nutzbare Energie aus.

Heavenium arbeitet jedoch wie entropische Prozesse mit absoluter Temperatur, liefert jedoch nützliche Arbeit , die Sie normalerweise nur von einem Temperaturgradienten erhalten können . Es ist eine Negentropiequelle. Dieses Zeug ist mehr wert als die Sonne .

Wie?

Es gibt unzählige Möglichkeiten, dies zu nutzen, aber ich beginne mit der einfachsten Erklärung.

Wärmepumpe im Karton

Machen Sie eine Riemenscheibe. Ein Ende der Rolle sollte eine Kiste sein, die etwas ausgefallene Technologie und etwas Heavenium enthält (dazu komme ich gleich); der andere sollte so gewichtet werden, dass er nach oben geht, wenn das Heavenium „aus“ ist, und nach unten, wenn das Heavenium „an“ ist. Befestigen Sie die Umlenkrolle an einem wirklich hohen Turm .

Wickeln Sie in der Schachtel ein Uhrwerk auf und befestigen Sie es an einer Wärmepumpe. Stellen Sie die Wärmepumpe so ein, dass sie ein Fach mit Heavenium erwärmt und ein Fach mit heißem Wasser kühlt, starten Sie sie dann und schließen Sie die Box. Die Heavenium-Box wird hochgehen. Verwenden Sie einen Teil dieser Energie, um Arbeit zu erledigen (z. B. ein weiteres Uhrwerk aufzuziehen). Irgendwann wird Ihr Uhrwerk ausgehen, oder Ihre Wärmepumpe wird nicht mehr stark genug sein, um das Heavenium auf die kritische Schwelle zu erhitzen, und dem Heavenium geht die magische Hebefähigkeit aus; Sie wissen dank Ihrer Berechnungen im Voraus, wann dies der Fall sein wird, und können so auf die Energieerzeugung an der umgekehrten Riemenscheibe umschalten .

Wenn Sie einen Sterling-Motor verwenden, um die Energie aus dem Temperaturgradienten der Wärmepumpe zurückzugewinnen, haben Sie:

  • Kaltes Wasser und eine Kühlbox im Allgemeinen; Und
  • Mehr Energie im Uhrwerk gespeichert / für sinnvolle Arbeit verwendet als zu Beginn.

Mit einer ausreichend leistungsstarken Wärmepumpe könnten Sie mit normalem altem Wasser mit Umgebungstemperatur beginnen, es abkühlen und Energie für nützliche Arbeit erzeugen. Natürlich würde diese Energie irgendwann erschöpft sein; Reibung und andere Verluste würden dazu führen, dass es langsam an Wärme verloren geht. Aber man kann der Wärme Arbeit entziehen .

Ihr Luftschiff braucht keinen Treibstoff.

Heavenium-Motor

Okay, vielleicht ist es nicht so praktisch, einen massiven Turm in der Mitte Ihres Luftschiffs zu bauen. Sie brauchen etwas motorähnlicheres . Nehmen Sie ein schweres Schwungrad und stellen Sie es vertikal über einen gut isolierten Ofen, der Heavenium enthält (so dass die aufsteigende Seite leichter ist); Die Isolierung reduziert die maximale Leistung, die Ihr Wärmepumpensystem benötigen muss, um das Heavenium heiß genug zu machen. (Reibungsverluste sind nicht so wichtig, weil ein Heavenium-Motor Wärme als Brennstoff verwendet– Ich kann immer noch nicht fassen, wie überfordert das ist!) Betanken Sie diesen Ofen mit einer leistungsstarken Wärmepumpe (oder einer Kette von Wärmepumpen), die vom Heavenium-Motor angetrieben wird. Die Energie wird schließlich zurück zur Wärmepumpe gelangen, egal was Sie tun, aber Sie können es beschleunigen, indem Sie die „kühlen“ Enden der Wärmepumpe auf das kleben, was die meisten Reibungsverluste erzeugt.

Jetzt einfach den Ofen auf die kritische Temperatur aufheizen, den Motor ein wenig drehen, um ihn zum Starten zu bringen, einen Ventilator an das Ende stecken und los geht's!

Wenn?

Wärmekraftmaschinen sind seit der Antike bekannt. Der erste Kühlschrank (der ziemlich gute Wärmepumpen benötigt) liegt über 75 Jahre vor der industriellen Revolution. Obwohl diese Technologie vielleicht nicht sofort offensichtlich ist, da der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik noch nicht erfunden war, würde jeder, der Kühlschränke verstand und von Heavenium gehört hatte, wahrscheinlich in der Lage sein, es herauszufinden, und es würde nicht viel länger dauern, es zu entwickeln Wärmepumpen gut genug, dass dies rentabel wäre.

Es sei denn natürlich, Sie müssen das Heavenium wirklich heiß machen. Dann ist das gleich raus.

Nun, das hat mich auf jeden Fall zum Nachdenken angeregt! Ich hatte versucht sicherzustellen, dass das System kein Perpetuum Mobile zulässt, aber ich bin mir nicht sicher, ob es mir gelungen ist. Vielleicht steckt hier der Teufel im Detail und könnte durch einige Klarstellungen oder Anpassungen korrigiert werden? Ich denke, Sie haben zumindest mit dem Schwungrad in der Isolierbox +1 Recht. Sehen Sie eine Möglichkeit, dies zu beheben? Wenn zum Beispiel das Heavenium erhitzt werden müsste, um es aufzuladen, und dann abkühlen müsste, bevor es irgendwelche Gravitationseffekte von der darin gespeicherten Energie zeigt?
@Slarty Selbst dann hätten Sie immer noch eine Conversation of Momentum-Verletzung, die es theoretisch einem jahrtausendeumspannenden Kult ermöglichen würde, die Erde in den Mond zu stürzen (obwohl sie dazu einen Berg Heavenium benötigen würden ) . in angemessen kurzer Zeit). Auch in der Theorie (wenn auch in einer viel zweifelhafteren Theorie, die sich auf die Quantenphysik stützt – etwas, das in Ihrer Welt vermutlich nicht existiert) würde es möglich sein, die Wahrscheinlichkeiten von Ereignissen rückwirkend zu ändern.
Wenn du das wirklich verhindern willst, dann tu es – aber ich denke nicht, dass es für deine Geschichte notwendig ist. Sie werden dies nicht ohne viel Überarbeitung vollständig mit der aktuellen Physik kompatibel machen , und das könnte den Zauber nehmen. Stattdessen würde ich den Weg der „Kernfusion“ wählen: Theoretisch möglich, und die Leute haben es geschafft, aber sie konnten nie mehr Energie herausholen, als sie hineingesteckt haben. Vielleicht schafft es jemand in 50 Jahren, aber es ist jetzt Sci-Fi.

Ich sehe ein Problem mit Heavenium - bestenfalls reduziert es die Masse nur auf 90% des Normalwerts. Das bedeutet, dass ein 20-Tonnen-Luftschiff genauso schnell vom Himmel stürzen wird wie ein 2-Tonnen-Ziegel. Um dies zu überwinden, schlugen Sie heiße Luft vor, um für Auftrieb zu sorgen. Ihr Luftschiff muss also eine Wärmequelle in die Höhe tragen, die auch ihren eigenen Treibstoff benötigt. ABER ... all dies verleiht Ihrem Luftschiff noch mehr Gewicht.

Zunächst könnte man sich vorstellen, dass eine Mannschaft Holz oder Kohle in ein Feuer schaufelt, das das Heavenium heizt und mit der Abwärme das nun leichtere Luftschiff anhebt. Sie könnten eine Turbine in Ihrem Schornstein haben, die einen Propeller durch einen Getriebemechanismus dreht, um Vorwärtsschub zu erzeugen. Während das Heavenium selbst also keinen Schub liefert, wird der Schub als Nebenprodukt der Mittel zum Anheben des Luftschiffs und Erhitzen des Heaveniums erzeugt. Spätere Entwicklungen könnten effizientere Wärmequellen haben - Benzin, Strom, Atomkraft; Strahltriebwerke zur Bereitstellung von Schub und zum Antrieb von Turbinen; Helium zum Auftrieb (nicht Wasserstoff, da es sich nicht gut mit Flammen verhält!); Leichtmetalle ersetzen Sperrholz; usw.

Wenn Ihre Luftschiffe größer werden, können Sie verflüssigtes Heavenium um Ihr Luftschiff herum pumpen (wenn das Zeug jemals schmilzt?)

Es wird jedoch ein kniffliges Abwägen zwischen dem Gewicht Ihres Luftschiffs (Struktur, Treibstoff, Fracht, Passagiere usw.), den Gewichtsreduzierungseigenschaften von Heavenium, dem Auftrieb durch Heißluft/Helium und der Luftdichte geben da es je nach Höhe/Wetter variiert.

Es reduziert die (effektive) schwere Masse, aber nicht die träge Masse. Das bedeutet, dass alles 10 % langsamer fällt.

Heavenium Wärmekraftmaschine

Nehmen Sie das Rad eines Bhāskara, das halb mit Heavenium, halb mit Wasser gefüllt ist. Geben Sie Wärme auf eine rotierende Seite, links auf die andere Seite, um Wärme an die Luft abzugeben. An Ort und Stelle wird eine Rotationskraft erzeugt. Ein bisschen Kohle könnte dich sehr weit bringen.

Siehe Erneuerbare Energie aus verdunstendem Wasser zur Inspiration.

Bonus: Sie können die Restwärme nutzen, um das Lifting Heavenium warm zu halten.

Effizienter: Lassen Sie das Heavenium Wärme verlieren, um das Rad herumzudrehen.
Das ist die Idee oben. Nur eine Seite wird kontinuierlich erwärmt, sodass die Wärme verloren geht, wenn sich die erwärmte Seite von der Wärmequelle wegdreht.
Nein, ich meine: Das OP schrieb: „Wenn es verwendet wird, um potenzielle Energie in Objekte zu übertragen, indem es sie höher bewegt, wird das Heavenium entladen.“ Das bedeutet, dass Sie einen Motor haben könnten, der praktisch keine Energie als Wärme verliert, wenn Sie gut isolieren; Anstatt es zu verlieren, können Sie es verwenden.

Es gibt mehrere subtile Implikationen in Ihrem „Heavenium“:

  • wie effizient ist die wärmeumwandlung in potentielle energie (also: wie schnell entlädt sie sich beim "hochdrücken")? Wenn der Wirkungsgrad mit Dampfmaschinen vergleichbar ist, dann ist es als "Motor" meist unbrauchbar, während es als "Keep-Höhen"-Gerät seine volle Leistung behält.
  • "Perpetuum Mobile Spinning Engines", wie in anderen beschrieben, müssen schwer sein, um eine beträchtliche Menge an Energie zu erzeugen, und sind daher für die Bewegung von Flugzeugen etwas nutzlos.
  • Es ist unklar, wie Sie den Aufstieg / Abstieg Ihres Flugzeugs regulieren möchten, und ich gehe davon aus, dass es sich um ein "normales" Archimedes-Gesetz handelt (korrigiert mit der Schwerkraft und damit der Gewichtsreduzierung).
  • Wenn das oben Gesagte zutrifft, müssen "Luftschiffe" riesig sein, um eine bestimmte Menge an Luftgewicht zu nutzen. Dies bedeutet übrigens, dass sie eine große Querfläche haben, auf die Winde einwirken.
  • Was passiert genau, wenn Heavenium "entladen" wird? Ich gehe davon aus, dass es allmählich seine "Leistung" verliert und daher die nominelle "90%ige Reduzierung" stetig und allmählich abnimmt, wenn das Luftschiff aufsteigt.
  • Wenn Sie "kreativ" sein wollen, können Sie Ihr Luftschiff groß und flach machen und es mit zwei (oder mehr) Heavenium-Kapseln "antreiben": eine nahe dem "vorderen Ende" und die andere nahe dem "hinteren Ende".
    • Beginnen Sie mit einem Luftschiff im Gleichgewicht mit 80% Heavenium-Ladung (~70% Schwerkraftreduzierung).
    • Erhitzen Sie die vordere Kapsel und das Schiff beginnt, "Nase zuerst" zu heben. Dies führt aufgrund der Schiffsgeometrie zu einem Vorwärtswiderstand.
    • hintere Kapsel "gerade genug" erhitzen, um ihre Leistung aufrechtzuerhalten, wenn das Schiff anhebt.
    • Beenden Sie die Erwärmung der Vorwärtskapsel; dies wird ein kurzes "Überschwingen" verursachen (die Masse wird nicht beeinflusst, daher hat das Luftschiff eine ziemlich große Trägheit) und dann beginnt es zu fallen, wieder "Nase zuerst" (wenn die hintere Besatzung ihre Arbeit richtig gemacht hat) und erzeugt somit wieder a nach vorne ziehen.
    • spülen und wiederholen: Sie werden einen großen flachen "Wal" haben, der sich langsam und stetig bewegt (in ruhiger Luft).
  • Heavenium (wie beschrieben) kann nicht direkt verwendet werden, um einen horizontalen (orthogonal zur Schwerkraft) Widerstand zu erzeugen.
  • Sie können auch keine "Segel" verwenden, da diese auf Kielwiderstand angewiesen sind, den Sie nicht haben.
Ich denke, Heavenium kann verwendet werden, um horizontale Kräfte zu erzeugen. Siehe die Antwort von AelxP.
Wie nutze ich mein hypothetisches „Heavenium“ am besten für den Luftschiffantrieb?
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