Wie viel thermische Auftriebskraft können diese Pyromancer erzeugen?

HINTERGRUND

Die hier beschriebenen Pyromanten haben einige sehr hohe Klippen gefunden, von denen sie springen können, und sie würden gerne einige Experimente mit Gleitern durchführen. Sie glauben oder hoffen zumindest, dass die Fähigkeit, Substanzen aus der Ferne magisch zu erhitzen, es ihnen ermöglichen könnte, persönliche thermische Aufwinde zu erzeugen, indem sie die Luft direkt unter ihren Gleitern erhitzen. Aber selbst wenn dies der Fall ist, ist ihre Fähigkeit, Wärme zu erzeugen, begrenzt. Um die Luft zu erhitzen, müssen sie Kilokalorien verbrennen, und sie können jeweils nur eine bestimmte Wattleistung erbringen. Deshalb möchten sie, bevor sie von hohen Klippen springen, wissen, wie viel thermische Auftriebskraft sie pro verbrauchter Kilokalorie erzeugen können.

Von da an, ich ... äh, diese Pyromanten wissen noch nicht viel über die Mechanik des Fliegens, also wenn sie einen angemessenen thermischen Auftrieb erzeugen können, würden sie auch gerne wissen, ob es besonders energieeffiziente Möglichkeiten gibt verwenden und ob eine bestimmte Art von Segelflugzeugstruktur am besten zu ihren Talenten und Einschränkungen passt.

EDIT: Um nicht von der Hauptfrage des Auftriebs abzulenken, aber ich sollte erwähnen, dass sie, da dies derzeit eine ziemlich Low-Tech-Welt ist, keine Aluminiumlegierungen oder ähnliche ausgefallene Materialien zum Bau des Segelflugzeugs haben. Pyromantie erlaubt jedoch sehr genau das Schneiden, Schweißen und Schmieden von Materialien.

Die Wärmeübertragung ist ziemlich einfach, ebenso wie die Umwandlung der resultierenden Joule in kcal. Luft beginnt typischerweise bei 20 ° C mit einer spezifischen Wärme von etwa 1, J / g ° C, obwohl dies variieren kann. Gehen Sie der Einfachheit halber davon aus, dass Pyromantie zu 100 % effizient ist, aber denken Sie daran, dass dies wahrscheinlich nicht auf das endgültige System zutreffen wird . Bei dieser Effizienz sollte ein gut ausgebildeter Magier in der Lage sein, 1000 W über eine Stunde oder so aufrechtzuerhalten.

Q = m c Δ T

Was (bisher) schwierig ist, ist zu wissen, wie viel Wärme ungefähr wie viel Auftriebskraft erzeugt und wie die Energie am effizientesten unter dem Segelflugzeug verteilt wird und in welcher Entfernung sie mit dem Erhitzen der Luft beginnen sollten. Für andere Aspekte des magischen Systems wäre eine Reichweite von 30 Fuß bevorzugt, aber das ist noch nicht abgeschlossen.

DIE FRAGE

Wie viel Auftrieb kann mein Pyromancer pro verbrauchter Energieeinheit erzeugen?

BEARBEITEN

Als Antwort auf den Kommentar von @ACAC und angesichts der Erkenntnis, dass dies sehr wohl unmöglich sein kann. Wenn das zutrifft, möchte ich hinzufügen, dass ich Antworten akzeptieren würde, die eine der folgenden Angaben in der Reihenfolge ihrer Präferenz enthalten.

1) Antworten, die zeigen, wie viel Thermikpyromantie erzeugen könnte, auch wenn sie für den Antrieb von Segelflugzeugen nicht ausreicht.

2) Antworten, die im Detail zeigen, wie die obige Pyromanie das Gleiten ergänzen könnte, anstatt es direkt anzutreiben.

3) Antworten, die zeigen, wie dies mit einer höheren maximalen Wattzahl funktionieren könnte.

Denken Sie auch daran, dass ein Segelflugzeug (Flugzeug mit langen, dünnen Flügeln und ohne Motor) funktioniert, indem es sich vorwärts durch die Luft bewegt. Sprechen Sie davon, einen Hotspot zu schaffen, damit die Segelflugzeuge in die stationäre Thermik einfahren und reiten können?
Wenn Sie an etwas Ähnliches wie ein Ultraleichtflugzeug denken (ein Drachen, den Sie fahren), müssten sie die Wärmequelle kontinuierlich vor und unter den Pfad des Segelflugzeugs projizieren.
@ShadoCat Hallo, danke für die Fragen. Wie oben erwähnt, habe ich noch keine genaue Vorstellung von der besten Methode, um den thermischen Auftrieb (ob kontinuierliches Erhitzen oder das Erstellen temporärer Hotspots) oder die Segelflugzeugform (abgesehen von den Einschränkungen der Materialien, die ich bearbeiten sollte) so zu nutzen wäre Teil der Frage.
Sie erhalten Auftrieb durch Luftbewegung. Je mehr Luft sich bewegt, desto mehr Auftrieb. Je weiter unterhalb Ihrer Flugbahn Sie mit dem Aufheizen beginnen, desto mehr Luft bewegen Sie und desto mehr Auftrieb erhalten Sie. "Thermiken" sind Luftsäulen, die aufsteigen. Je größer die Säule und je schneller sie steigt, desto besser. Die Säule ist einfach ein Wind, der nach oben geht.
Dies ist eine gut geschriebene Frage, aber im Grunde fragen Sie, wie viel thermische Energie erforderlich ist, um eine Luftsäule zu erzeugen, die mit genau der Geschwindigkeit aufsteigt, um dem Abstieg des Segelflugzeugs entgegenzuwirken, was eher eine physikalische als eine weltbildende Frage ist. Du könntest in Erwägung ziehen, auf physical.se nachzufragen.
Ich möchte sagen, dass diese Pyromanten stattdessen in diese Heißluftbeutel-Dinge investieren sollten, die bemerkenswert hübsch sind, wenn sie in großen Mengen verwendet werden .
@Draco18s: Diese hübschen heißen Luftsäcke oder ähnliches sind auch auf der Liste. Bei dieser Frage geht es nur um Segelflugzeuge.
Wikipedia sagt, dass das Flugzeug der Wright-Brüder einen 12-PS-Motor verwendete. Das sind etwa 10000W. Ihr Motordesign mit diesen Kräften müsste also etwa 10-mal effizienter bei der Erzeugung von Auftrieb sein als dieser Motor, geben oder nehmen. Die Thermodynamik befasst sich nicht wirklich damit, wie Sie den Auftrieb erzeugen, aber ich denke, 1000 W werden Sie nicht in die Luft bringen, egal wie gut Sie Ihren Mechanismus dafür entwerfen. Nur um es ins rechte Licht zu rücken: Heißluftballonbrenner haben eine Leistung von 2-3 Megawatt.
Ich denke, ein Heißluftballon würde wahrscheinlich besser funktionieren als ein Segelflugzeug. Die heiße Luft, die sie produzieren können, würde schnell verschwendet, wenn das Segelflugzeug daran vorbeifliegt, oder sie kühlt ab, wenn sie versuchen, es zu besteigen (wenn es ein Aufwind war). Segelflugzeuge würde ich eher dem Reich der Luftbeschwörer a la Avatar the Last Airbender überlassen.

Antworten (1)

Segelflugzeuge sind dumm, benutze Ballons

Wenn Sie die Luft erwärmen, wird sich das aufgrund von Konvektion und Wind und was auch immer schnell auflösen. Die ersten Menschen, die versuchten, mit heißer Luft in die Luft zu kommen, benutzten keine Segelflugzeuge. Sie benutzten Luftballons. Als zusätzlichen Bonus, wenn Sie primitive Technologien verwenden, stiegen die Menschen im 17. Jahrhundert in Ballons auf, so dass das Technologieniveau so niedrig ist, wie Sie es erreichen werden.

Wärmeverlust in einem Heißluftballon

Praktischerweise hat Adriana Llado-Garcin, die ich nie getroffen habe, aber jetzt liebe ich, ihre Masterarbeit über ein Wärmeübertragungsmodell für Heißluftballons geschrieben .

Ich fing an, ein bisschen Mathe zu machen, aber dann erkannte ich ein paar Dinge. Erstens: 1000 W sind nichts. Der in der Arbeit untersuchte Brenner hatte eine Leistung von 3,2 MW.

Zweitens sind 1000 W wirklich nichts. Ein Heißluftballon hat eine Fläche von etwa 400 m 2 der Sonne, die es an einem sonnigen Tag mit 1000 W/m wärmt 2 . Ein dunkler Ballon absorbiert 90 % dieser Strahlung. Daher beträgt die Wärmezufuhr zu einem etwa großen Heißluftballon von der Sonne an einem sonnigen Tag etwa 360 kW. Wenn Sie also Ihren Ballon an einem sonnigen Tag auf ein Feld stellen, ist dies ungefähr die gleiche Erwärmung wie 360 ​​Ihrer Pyromancer.

Schlussfolgerungen

Am Ende habe ich nicht nachgerechnet, aber die Diskrepanzen in den Leistungszahlen haben mich beeindruckt, dass dieses Schema nicht funktionieren wird. Wenn Sie eine bessere Chance haben, einen Heißluftballon abzufeuern, indem Sie ihn in der Sonne lassen, und Sie werden sicherlich nicht abheben, wenn Sie ihn in der Sonne lassen, dann können Ihre Pyromancer vernünftigerweise keinen Ballon starten.

Und wenn sie keinen vernünftigen Ballon starten können, welche Chance haben sie dann, ihr Segelflugzeug in der Luft zu halten? Ich nenne diesen Mythos kaputt. Ein 1000-W-Pyromancer kann keine signifikante Auftriebskraft erzeugen. Sagen Sie diesen Pyromanten besser, sie sollen sich von der Klippe entfernen.

Aber von der Klippe wegzugehen, ist genau das, was sie tun wollen ...
Wie viel thermische Auftriebskraft können diese Pyromancer erzeugen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v