Wie würde ein magisches Luftschiff mit fester Höhe angetrieben werden?

Hintergrund

In meiner Welt gibt es Fahrzeuge, die sich räumlich auf eine einzige Höhe "einrasten" können. Der Verriegelungsmechanismus ist ein magischer Kern, kombiniert mit Runenmetallbändern, die sich um das Schiff erstrecken und auf einer einzigen Höhe fast vollständig statisch bleiben. Der Rest des Schiffes wird aus diesen Bändern gebaut, und jedes andere Material außer den Bändern und dem Kern unterliegt ganz normal der Schwerkraft.

Das Thema

Wenn also die Bewohner der Welt nicht die Fähigkeit haben, die Luftschiffe aktiv anzutreiben (dh keine Propeller oder Motoren haben), was könnten sie mit dem oben Gesagten verwenden?

Ich habe mich gefragt, ob der Aufwärts-Abwärts-Widerstand der Höhensperre verwendet werden könnte, um Segel zu implementieren, da ich gelesen habe, dass den meisten Luftschiffen der vom Wasser erzeugte Widerstand fehlt und sie daher nicht können.

Bearbeiten: Die Schiffe sind auf eine bestimmte Höhe fixiert, die ein paar Kilometer über einem gasriesigen Planeten liegt, wobei schwimmende Inseln auf demselben magischen Feld ruhen. Und der Mangel an mechanischem Antrieb ist darauf zurückzuführen, dass sich die Welt nach der Apokalypse befindet. Das unbekannte Ereignis, das den Planeten zerschmetterte und ihn in einen Gasriesen verwandelte, löschte die meisten bekannten Informationen, aber der Erstellungsprozess für die Raumsperren wurde beibehalten.

Wie magisch ist diese Welt, gibt es Zauberer, die Wind erzeugen können?
Das Luftschiff bleibt also in einer festen Entfernung vom ... Meeresspiegel? Das Zentrum des Planeten? Oder bleibt es xx Meter über dem Punkt, an dem es gerade vorbei ist? Es ist verwirrend, weil Sie angeben, dass sie auf einer einzigen Höhe gesperrt sind, aber später erwähnen, dass Sie einen Auf-Ab-Widerstand verwenden.
Was meinst du mit "nicht in der Lage sein, die Luftschiffe aktiv anzutreiben"? Keine Motoren zu haben ist eine Sache, aber können sie nicht auch einen Typen haben, der hinten im Luftschiff sitzt und mit einem Ventilator wedelt?
(a) Magie löst alle Probleme. Warum vermeidest du es? Was ist der wahre Grund, warum Sie eine nicht-magische Lösung wollen? (b) Das klingt wie eine "Technologie-Dichotomie", da sie Luftschiffe haben (ja, durch Magie), aber keine Requisiten haben. Warum haben sie keine Requisiten? (c) Haben Sie sich mit dem Wenden gegen den Wind beschäftigt ? Denn das klingt nach Segeln (Wind auf der Z-Achse statt auf der X- oder Y-Achse dank der Magie).
@JBH, wie unten erwähnt, können Sie in einem Luftschiff nicht in den Wind schlagen. Segel werden nicht funktionieren.
@KeithMorrison, Der Grund, warum ich die OP-Forschung vorgeschlagen habe, war, ihn / sie zu inspirieren, einen Weg zu finden, um die Luftschiffe anzutreiben. Seltsamerweise bin ich mit der Tatsache vertraut, dass Luftschiffe keine Segel oder den Vorteil des Wasserwiderstands haben - aber diese haben etwas, was die meisten Luftschiffe nicht haben, magische Bänder, die der Schwerkraft trotzen. Eine kluge Person würde die beiden Konzepte verwenden, um den Antrieb zu rechtfertigen, indem sie sich der Magie zuwendet.
@Keith: Der Grund, warum Segel auf einem Seeschiff und nicht auf einem Luftschiff funktionieren, liegt darin, dass es auf See eigentlich zwei Kräfte gibt: die Windstärke auf den Segeln, die in begrenztem Maße eingestellt werden kann, und der Widerstand des Wassers, der ist senkrecht zur Länge des Kiels aufgetragen. Stellen Sie sich vor, Sie kneifen einen Wassermelonenkern zwischen den Fingern und schießen ihn in eine andere Richtung als die Kneifkräfte. Ein Luftschiff in der Luft spürt nur eine Kraft – man kann den Samen nicht mit einem Finger herausschießen. Aber diese Luftschiffe spüren eine Widerstandskraft – es ist die Kraft, die sie in der Höhe hält. Segel würden funktionieren.
@RalfB, nein werden sie nicht. Segel funktionieren auf Schiffen aufgrund des Widerstandsunterschieds, der durch die unterschiedliche Dichte von Wasser und Luft verursacht wird, und das Wasser erzeugt einen horizontalen Widerstand, den die Kombination aus Segel und Kiel nutzen kann, um die vom Wind verursachte Kraft umzuleiten. Wenn diese Gravitationsbänder keinen horizontalen Widerstand auferlegen, gibt es keine Möglichkeit, die Kraft des Windes umzulenken.
@Keith: Ich gebe den Punkt zu. Du hast Recht.

Antworten (10)

Ja, Sie können Segel verwenden, aber sie würden nicht wie normale Segel aussehen und anders funktionieren.

Grundsätzlich funktionieren Segel mit Schiffen, die viel Widerstand in der Breitenachse haben, was bedeutet, dass die Windkomponente auf dieser Achse nach hinten gedreht werden kann. Dies ändert den Impuls des Windes auf der Längsachse, wodurch eine gleiche Kraft erzeugt wird, um das Schiff vorwärts zu schieben.

In Ihrem Fall haben Sie anstelle eines hohen Luftwiderstands auf der Breitenachse einen funktional unendlichen Luftwiderstand auf der vertikalen Achse. Das bedeutet, dass Ihre Segel an der vertikalen Komponente des Windes arbeiten müssen. Das heißt entweder aufsteigende oder absteigende Luftströmungen.

Vögel und Segelflugzeuge nutzen solche Strömungen, also ist dies durchaus möglich. Der wirklich schwierige Teil besteht darin, herauszufinden, wie die Luftströmungen in Ihrer Umgebung aussehen würden. Ich habe sicherlich keine Ahnung. In unserer Welt werden diese Strömungen weitgehend von den Formen des darunter liegenden Geländes bestimmt, aber in Ihrem Fall würde dies nur über den Inseln zutreffen. Vermutlich würden die Strömungen von den Strömungen im darunter liegenden "Gasriesen" kommen.

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie die Höhe ändern können, was Sie wirklich sollten, leicht eine vertikale Luftströmung vortäuschen können, indem Sie die Höhe ändern.

Was das Aussehen angeht. Die Segel wären wahrscheinlich an den Seiten des Schiffes, damit der Rumpf den Luftstrom nicht behindert. Alternativ oder zusätzlich könnte es aus Stabilitätsgründen besser sein, eine Katamaran-Anordnung zu haben, und Sie könnten dann Segel zwischen den Rümpfen haben. Zusätzliche Segel würden vor und hinter dem Rumpf hinzugefügt. In jedem Fall würden sich die Schiffe und Segel horizontal statt nach oben erstrecken. Die Schiffe wären also ziemlich flach. Mit vielleicht einigen "Burg"-Strukturen auf dem Deck zur Verteidigung und um den Offizieren eine klare Sicht auf die Besatzung zu geben.

Die Holme, an denen die Segel befestigt sind, würden in Richtung der Breitenachse liegen. Sie können sich nicht entlang der Achse befinden, auf der Sie sich bewegen möchten, oder in der Richtung, in der sich der Luftstrom befindet, den Sie verwenden möchten. Dies ist also eigentlich die einzige brauchbare Option. Normale Schiffe können Wind von der Seite oder von hinten nutzen, aber Ihre Luftschiffe haben nur einen nutzbaren Luftwiderstand auf einer einzigen Achse, also sind sie begrenzter. Das heißt, wenn der Wind in die richtige Richtung weht, driften Sie mit, sodass Sie außer der Komplexität der Takelage nichts wirklich verlieren.

Tatsächlich können Sie wahrscheinlich davon ausgehen, dass die Schifffahrtsrouten im Allgemeinen in Windrichtung verlaufen und dass die eigentlichen Segel zur Steuerung und zum seitlichen Bewegen zum Hauptwind benötigt werden.

Die Segel erstrecken sich von den Holmen auf der Längsachse. In der Praxis würden sie in Vorwärtsrichtung am Holm befestigt und die "Seile" an ihrer hinteren Kante würden am nächsten Holm befestigt. Dies würde ermöglichen, dass sich die hintere Kante in Richtung des Luftstroms bewegt, während die vordere Kante still bleibt. Dies zwingt das Segel in eine gekrümmte Form, die den Luftstrom nach hinten dreht und das Schiff vorwärts in Schwung bringt.

Die Steuerung würde durch unterschiedliches Trimmen der Seiten erfolgen. Das Schiff dreht mit mehr Segel von der Seite weg. In der Praxis würde das Schiff im Allgemeinen 90° vom Hauptwind ausgerichtet sein, da die Segel wirklich nur für die Bewegung seitwärts im Wind nützlich wären. In der Nähe von Inseln, wo starke Aufwinde vorhanden wären, wären sie außerdem nützlich, um das Schiff im Hafen anzuhalten oder das Schiff vom Hafen wegzubewegen.

BEARBEITEN:

Die Beantwortung des Kommentars von JoeBloggs brachte mir einige ziemlich wichtige Aspekte davon in den Sinn, also werde ich sie hier hinzufügen, da sie irgendwie entscheidend sind.

Da sich die Schiffe nur zwischen Inseln bewegen und nur bewegen können, die ebenfalls mit der gleichen Technologie schwimmen, und die Umgebung kein Gelände hat, das die Winde sehr variabel oder unvorhersehbar machen würde, würde Ihr Ziel fast immer mit genau demselben Wind treiben wie das Schiff und Ursprungsinsel treiben dahin. Es würde Turbulenzen und Stürme geben, um die Dinge durcheinander zu bringen, aber im Allgemeinen können Sie die Drift entlang des Windes ignorieren, da sie das Schiff relativ zu den nahe gelegenen Inseln nicht wesentlich bewegt.

Dies macht diese Art des Segelns offensichtlich bequemer und praktischer, da die Bewegung, die die Segel aus vertikalen Luftströmungen gewinnen, nicht nur der kontrollierbare Teil der Schiffsbewegung wäre, sondern wahrscheinlich der Hauptteil der Bewegung relativ zu Inseln und anderen Schiffen . Dies würde die Schiffe von primitiven Segelschiffen zu etwas machen, das eher den frühen Dampfschiffen ähnelt, die keine Kohle benötigen. Ein großes Upgrade.

Auch die Navigation muss berücksichtigt werden. Wenn sich Ihr Ziel ständig mit dem Wind bewegt, ist die Verwendung von Sternen zur Navigation nicht sehr nützlich. Selbst wenn die Winde sehr gleichmäßig und vorhersehbar sind, würden sich die Fehler schnell summieren und Sie könnten die Position Ihres Ziels relativ zu den Sternen nicht sehr lange oder sehr genau vorhersagen.

Sie müssten also Ihre Navigation ergänzen, indem Sie Luftströmungen, Vögel und wahrscheinlich Ferngläser und Leuchttürme beobachten.

Wenn ich das richtig verstehe, würden Segel, die nur vertikale Luftströmungen verwenden, neben dem Widerstand der Schleuse funktionieren? Oder sagen Sie, die Segel sollten Wind von den Seiten ignorieren und nur Wind von der Rückseite des Schiffes verwenden?
Das war mein ursprünglicher Gedanke, aber es funktioniert nur, wenn der Wind hauptsächlich vertikal ist oder jede Bewegung, die durch die Segel gewonnen wird, durch die seitliche Windgeschwindigkeit vollständig negiert wird. Wie Sie bemerkt haben, ist dies nützlicher, um einem Schiff, das mit dem Wind fährt, eine Seitwärtsbewegung hinzuzufügen, als um Wendeoperationen durchzuführen.
@Janrien Das Schiff driftet horizontal mit dem Wind, nur die vertikale Komponente des Luftstroms kann von Segeln genutzt werden. Oder macht eher alles, was Segel brauchen würde. Driften geht auch ohne Segel... Es steht Ihnen natürlich frei, die Spezifikationen des Schlosses für eine bessere Leistung zu ändern. Es könnte tatsächlich nett sein, einige Sperren zu haben, von denen sie nicht wissen, wie sie dupliziert werden sollen, die mehr Kontrolle geben. So etwas wie Höhenkontrolle wäre sehr mächtig für Schiffe wie dieses und ziemlich offensichtlich etwas, was die Leute, die diese ursprünglich geschaffen haben, hätten tun können.
@JoeBloggs Es negiert es nicht, das Driften mit dem Wind und die Bewegung der Segel durch vertikale Luftströme sind additiv. Ich verstehe, was Sie meinen, aber frühe Segelschiffe hatten auch eine ziemlich begrenzte Manövrierfähigkeit. Sie waren immer noch effektive Transportmittel. Ein weiterer Aspekt, der etwas off-topic ist, aber wahrscheinlich berücksichtigt werden sollte, ist, dass die Inseln auch mit dem Wind driften und dass die horizontale Komponente der Winde aufgrund des fehlenden Geländes wahrscheinlich sehr gleichmäßig sein würde. Die zusätzliche Geschwindigkeit der Segel könnte also fast die gesamte Bewegung relativ zum Ziel ausmachen.
@VilleNiemi: Richtig genug, um effektive Transportmittel zu sein, auch ohne die Fähigkeit, gegen den Wind zu segeln. Wer weiß: Wenn diese schwimmenden Inseln in einem konstant starken Aufwind existieren, könnte dies die dominierende Fortbewegungsart sein (Wingsuits, irgendjemand?)

Ruder.

Diese könnten auf verschiedene Arten implementiert werden; Das einfachere wäre ein ziemlich konventionelles Ruder (ähnlich wie bei einer römischen Galeere skaliert), bei dem die Klinge durch eine Stoffsegeloberfläche ersetzt wird. Der Ruderer würde (wie es Ruderer immer tun sollten) das Ruder so drehen, dass das Blatt während des Erholungshubs mit der Kante zum Wind steht, und es beim Krafthub flach in die Luft halten.

Eine betrieblich einfachere (wenn auch mechanisch komplexere) Version, die geeignet ist, von Tieren angetrieben zu werden, die auf einem Laufband oder Rad laufen, wären Ruder mit Segelflächen, die in der Mitte angelenkt sind, sodass sie sich falten, wenn sie in die eine Richtung geschoben werden, und sich öffnen, wenn sie in die andere Richtung geschoben werden (Antrieb diese mit einer Kurbelwelle) - möglicherweise vereinfacht in Tassen wie die auf einem Anemometer (oder verlängert für mehr Arbeitsbereich).

Ich würde erwarten, dass einige Generationen von Luftschiffen, die auf diese Weise angetrieben werden, zur Entdeckung des Prinzips des Auftriebs führen würden, gefolgt von der Luftschraube (mit Stoff bedeckt, niedrige Drehzahl, mehr oder weniger wie die des da Vinci-Hubschraubers oder des Langley Aerodrome).

HINWEIS: Diese Antwort wurde gegeben, * bevor * das OP feststellte, dass es auf der fraglichen Welt keinen Grund gibt


Also werde ich hier den unkonventionellen Weg einschlagen und vorschlagen, dass Ihre Luftschiffe von Tieren am Boden gezogen werden.

Danke darüber. Sie brauchen keine gut befestigten Straßen, Sie müssen sich keine Gedanken über Bodenreibung oder Achsreibung machen, Sie brauchen keine Kanäle oder Flüsse, Sie müssen sich keine Gedanken über die Wasserbeständigkeit machen. Sie brauchen nur Tiere, die stark genug sind, um die Trägheitsmasse des Luftschiffs und seiner Nutzlast zu überwinden und sich einer gewissen Menge Wind zu widersetzen. An wirklich windigen Tagen müssten Sie wahrscheinlich nur vor Anker gehen. Wenn Sie besonders schlau sind, können Sie vielleicht große, langbeinige, starke Tiere zähmen, die die harte Arbeit für Sie erledigen ... stellen Sie sich nur vor, Ihre Luftfestung oder Ihr Palast wird von einer Herde Karibu oder Elefanten herumgeschleppt! Oder stellen Sie sich in einem einfacheren Maßstab vor, Sie ziehen Ihre Hütte hinter sich her, binden sie für die Nacht fest und ruhen sicher in Ihrem Bett, außerhalb der Reichweite von Raubtieren und Schädlingen.

Für eine exzentrischere Option könnten Sie Enterhaken in Betracht ziehen. So etwas wie ein großer Anker, der von einem Katapult oder einer Balliste ausgeworfen und an einem langen Seil befestigt wurde. Ziehen Sie das Seil mit einer Winde wieder ein, um Ihr Luftschiff zum Anker zu bewegen, ziehen Sie es hoch und wiederholen Sie den Vorgang. Dies könnte eine gute Möglichkeit sein, gegen den Wind voranzukommen, unabhängig davon, welche andere Art von Antrieb Sie verwenden.

Wenn Sie in Küstennähe sind, könnten Sie tatsächlich segeln. Legen Sie einen langen Kiel ein, freuen Sie sich über das Fehlen von Wellenbewegungen und das Fehlen von Seekrankheit und die schiere Schwierigkeit, versenkt zu werden. Aber das ist weniger toll als Elch-Laputa, da sind sich sicher alle einig.

Ah, hätte wahrscheinlich oben sagen sollen, dass es keinen Boden gibt, ein gutes Beispiel wäre, dass es ein paar schwimmende Inseln über einem Gasriesen gibt, die auf nichts wirklich stehen können
@Janrien Ja, das ist genau dort ein ziemlich großes Problem. Nun ja.
Schwimmende Inseln könnten jedoch immer noch durch Ketten von Wegstationen oder magisch befestigte Ketten verbunden sein, die die Luftschiffe selbst entlangziehen können ...
Haftungsausschluss: Eine der frühesten Welten, die ich gebaut habe, war ein schwimmender Kontinent über einem Gasriesen. Die Hinterkante war in einen Archipel schwimmender Inseln eingebrochen, die von riesigen Ketten festgehalten wurden. Aufgrund der Winde und „magischen Effekte“, die die Welt in der Luft hielten, konnten Luftschiffe den Archipel nur durchqueren, indem sie sich an den Ketten verankerten und sich mühsam Glied für Glied entlangschleppten. Natürlich wurde es die Nation der Zauberer, die die Winde kontrollieren konnten, da sie einen massiven taktischen Vorteil gegenüber den anderen Nationen hatten.

Interessante Frage. Zuerst dachte ich, die Antwort sei ja, dann nein, und jetzt bin ich unsicher.

Auch wenn Sie die Bänder als eine Art „Kiel“ verwenden können, hat Ihr Luftschiff einen zusätzlichen Freiheitsgrad, der Sie daran hindert, gegen den Wind zu wenden. Grundsätzlich kann sich ein Schiff wegen des Ozeans nicht nach oben oder unten oder wegen des Kiels hin und her bewegen, also muss es bei Wind vorwärts fahren. Ihr Schiff kann sich nicht nach oben oder unten bewegen, aber es kann sich immer noch von einer Seite zur anderen und hin und her bewegen.

Aber keine Angst!! Sie haben Optionen!!

Wenn sich deine magischen McGuffins relativ schnell ein- und ausschalten lassen, kannst du ihre räumliche Sperre nutzen, um dein Schiff mechanisch (wenn auch ruckartig) mitzuschleppen. Stellen Sie sich vor, Sie haben einen dieser Doohickeys an einem Ruder festgeschnallt. Drücken Sie das Ruder nach unten, heben Sie das Schiff nach oben und in Richtung. Der vertikale Widerstand, den es bietet, gibt Ihnen etwas, das Sie „abstoßen“ können, um das Schiff zu bewegen.

'Aha!' Sie mögen weinen, "aber Newton sagt, Sie werden Ihr Schiff einfach auf diese Weise hin und her bewegen!!"

Nun, nein. Sie können den vertikalen Widerstand ausschalten, wenn Sie den Doohickey nach vorne bewegen, wodurch Sie weniger Arbeit haben, um ihn wieder in seine ursprüngliche Position zu bringen. Das bedeutet, dass Sie das Schiff schrittweise vorwärts schieben können, indem Sie die Ruder nach unten und hinten (mit zusätzlichem Widerstand) und nach oben und vorne (mit weniger Widerstand) streichen.

Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn Sie einen großen, festen Rumpf haben, der der Abwärtsbewegung der Ruder entgegenwirkt: Im Grunde drücken Sie zwei Ihrer höhenverriegelnden Doohickeys gegeneinander, um einen kleinen Schub zu erzeugen, und schalten dann einen von ihnen aus , zurücksetzen und erneut starten. Es bricht ein wenig mit der Physik, aber hey: Magie.

Haftungsausschluss: Ich bin sehr müde und hatte keine Gelegenheit, die Kraftdiagramme dafür zu zeichnen. Gut möglich, dass es nicht funktioniert...

Das ist sicherlich eine interessante Lösung! Es kann in der Fiktion leider nicht wirtschaftlich funktionieren. Ich dachte, dass die räumliche Sperre eine der teureren Komponenten des Schiffes sein würde, also wäre die Verwendung einer Sperre am Ende eines Ruders eine etwas seltsame Wahl
@ Janrien: Ich dachte, es könnte sein. Sie könnten eine ähnliche Lösung mit nur zwei „Rümpfen“ verwenden, die an gegenüberliegenden Punkten eines großen Rads befestigt sind, aber das ist noch seltsamer.
Ein höhensperrendes "Tretboot" könnte ein interessantes Konzept sein ...
IIUC, Sie würden Reibung gegen die "Oberfläche" benötigen, damit die Ruder (eigentlich Kahnstangen) funktionieren. Da die "Oberfläche" ein Kraftfeld ist, fürchte ich, dass es ziemlich reibungsfrei ist.
@ RalfB: Der Trick erfordert keine Reibung in der horizontalen Ebene: Es funktioniert, indem Sie die unendliche vertikale Reibung ausnutzen, die Ihnen zur Verfügung steht, und eine Komponente des Schiffes auf einem Vektor sperren, sodass Sie eine vertikale Bewegung in eine seitliche Bewegung umwandeln können. Sicher, das gesperrte Bit wird sich zu Ihnen zurückbewegen, aber solange Sie der vertikalen Komponente etwas Widerstand entziehen, spielt es wirklich keine Rolle.
@Joe: "Drücke das Ruder nach unten, hebe das Schiff hoch und vorwärts " (Hervorhebung von mir). Sie können überhaupt keine horizontale Kraftkomponente erhalten, wenn Sie auf eine reibungsfreie horizontale Oberfläche drücken. Der "etwas Widerstand", auf den Sie sich beziehen, ist Reibung. Wenn Sie versuchen würden, das Boot auch nur leicht nach vorne zu schieben, indem Sie sich gegen die reibungsfreie Ebene stemmen, würden die Ruder einfach abrutschen. Es sei denn, Sie könnten die reibungsfreie Oberfläche schräg stellen ; aber dann ist die ganze Diskussion überflüssig, da die Schwerkraft das Boot leicht bergab beschleunigen würde.
@ RalfB: Ok: wahrscheinlich am besten, es in Bezug auf die Energetik zu formulieren. Da Sie die vertikale Reibungskomponente ein- und ausschalten können, können Sie Situationen schaffen, in denen Sie beim Rückenschwimmen mehr Energie aufwenden als beim Vorschwimmen. In einer solchen Situation spielt das Vorhandensein oder Fehlen von Reibung keine Rolle. Das Ruder wird nach vorne bewegt und vertikal arretiert. Das Schiff wird dann hochgezogen und über das Ruder gezogen. Dabei tauscht es die Plätze mit dem Ruder (da es keine Reibung gibt). Dann verriegeln wir das Schiff und lassen das Ruder auf einem Weg vorwärts schwingen, der geringfügig weniger Energie erfordert, um es zu erreichen.
Das Nettoergebnis? Das Schiff ist geringfügig weiter vorne als zuvor und das Ruder ist bereit, wieder loszulegen.
Sie stehlen im Grunde genommen Schwung aus jedem Mechanismus, mit dem Sie die Ruder an Ort und Stelle arretieren können, und nutzen die Tatsache aus, dass Sie die Schwerkraft nutzen können, um Teile Ihres Schlags nach Belieben leichter / schwerer zu machen.
@ RalfB: Ich bin in der Tat, Sie können es sich als einen Hang vorstellen, den Sie weiter nach oben bewegen, wenn Sie möchten. Wenn Sie das Ruder in die Luft heben, lassen Sie es entlang eines Bogens nach vorne fallen (mit Hilfe der Schwerkraft), verriegeln Sie es, deaktivieren Sie die Schiffsverriegelung, sodass es unter dem Ruder schwingt (wieder mit Hilfe der Schwerkraft), heben Sie das Schiff wieder nach oben rudern, die Schleusen zurückstellen und wiederholen: Was Sie tun, unterscheidet sich im Grunde nicht vom Herunterrollen eines Abhangs. Es hat nur mehr Stufen.
@ Joe: Nein; Sie werden das Schiff hochheben, aber nicht "über das Ruder". Die Ruderspitze gleitet horizontal zurück und der Schwerpunkt des Schiff-Ruder-Systems bewegt sich nur vertikal nach oben und fällt dann ebenfalls vertikal ab. Das Schiff hat zunächst eine horizontale Geschwindigkeit von Null, und die Reaktionskraft am Ruder hat keine horizontale Komponente, da es reibungsfrei ist. Somit (drittes Newtonsches Gesetz) kann das Schiff ohne (horizontale Komponente der) Kraft nicht horizontal beschleunigen – es kann seine Nullgeschwindigkeit nicht ändern.
Ich denke, Ihnen fehlt die zusätzliche Anstrengung, die erforderlich ist, um das Ruder gegen die Schwerkraft nach oben und hinten zu ziehen. Dort wird die vertikale Komponente horizontal (da sich Ihr Schiff nicht vertikal bewegen kann. Obwohl ich denke, dass die Bewegungsrichtung anders sein könnte als ich dachte ...
@ RalfB: Eigentlich bin ich mir jetzt nicht sicher, wie ich mit Off-Vector-Kräften umgehen soll, wenn der Verriegelungsmechanismus im Spiel ist. Sie können durchaus Recht haben. Zeit für einige Punktschiffe und masselose starre dünne Balken im Vakuum!
@RaffB: Nachdem ich ein oder zwei Kraftdiagramme gezeichnet und genau darüber nachgedacht habe, was der vertikale Verriegelungsmechanismus mit sich bringt, bin ich zu dem Schluss gekommen, dass Sie in dem Fall, in dem die Verriegelung eine sofortige gleiche und entgegengesetzte Kraft ausübt, um jeder vertikalen Bewegung entgegenzuwirken, völlig richtig sind . In dem Fall jedoch, in dem es wie eine unendliche Masse wirkt, um einer vertikalen Bewegung entgegenzuwirken, bin ich mir immer noch ziemlich sicher, dass ich es bin. Seltsames kleines Problem, das.
@Joe: Es würde sich jedoch sowieso als sinnlose Übung herausstellen, da OP erklärt hat, dass Sie keine Ein- und Aus-Felder an den Rudern haben können. Außerdem sind wir gefährlich nah dran, aus dem Forum geworfen zu werden. Ich habe in einer Antwort unten eine ganz andere Lösung vorgeschlagen, die nicht versucht, das Feld zu modifizieren.
@ RalfB Richtig genug!

Problem: Wie geschrieben funktioniert es überhaupt nicht als Luftschiff.

In meiner Welt gibt es Fahrzeuge, die sich räumlich auf eine einzige Höhe "einrasten" können. Der Verriegelungsmechanismus ist ein magischer Kern, kombiniert mit Runenmetallbändern, die sich um das Schiff erstrecken und auf einer einzigen Höhe fast vollständig statisch bleiben.

So weit, ist es gut ...

Der Rest des Schiffes wird aus diesen Bändern gebaut,

Der Kern und der "Rest des Schiffes" können also auf dieser Höhe bleiben. Dies bedeutet, dass der Kern und der "Rest des Schiffes" jederzeit eine effektive Dichte haben, die der umgebenden Luft entspricht.

Das ist es, was echte Luftschiffe anstreben: eine durchschnittliche Dichte, die der lokalen Luftdichte in ihrer Flughöhe entspricht.

und jedes andere Material außer den Bändern und dem Kern unterliegt wie üblich der Schwerkraft.

Deshalb wird es nicht funktionieren.

Nur die "Kernmaterialien" werden eine durchschnittliche Dichte erzeugen, die der lokalen Luftdichte entspricht. Wenn Sie die Nutzlast (Fracht usw.) hinzufügen, erhöht ihre durchschnittliche Dichte die durchschnittliche Dichte des Schiffes über die der lokalen Luft. Es wird im Durchschnitt nicht mehr so ​​leicht wie Luft sein, aber im Durchschnitt schwerer als Luft und schwerer als Luft bedeutet, dass es fällt.

Anders ausgedrückt, die Magie liefert genau genug Aufwärtskraft, um das Gewicht des Kerns und des "Rests des Schiffs" auszugleichen. Wenn Sie eine Nutzlast hinzufügen, die keine Aufwärtskraft zum Anheben hat, wird das Ganze nur mit der Nutzlast nach unten gezogen.

Es wird also nicht funktionieren.

Um zu wirken, müssen die magischen Materialien ihre magischen Eigenschaften auf alles ausdehnen, was von ihnen eingeschlossen ist (oder etwas Ähnliches).

Die Frage nach dem Antrieb ist stumm, bis Sie das in irgendeiner Weise ansprechen. Wenn Sie es beheben, erreichen wir natürlich ein anderes Problem:

Wenn die Bewohner der Welt nicht die Fähigkeit haben, die Luftschiffe aktiv anzutreiben (dh keine Propeller oder Motoren haben), was könnten sie verwenden?

Erstens ist es unvorstellbar, dass sie ein solches Fahrzeug bauen und es nicht antreiben können. Wie jemand sagte, ein Typ mit einem Fan kann es antreiben (naja, genug Leute mit Fans könnten). Dampf könnte, und alles, was Sie brauchen, um Dampf zu machen, ist Wasser, ein heißes Feuer und ein Topf für das Wasser (Steampunk-Magie winkt :-( ). Segel könnten funktionieren, und es ist nicht im Entferntesten realistisch zu sagen, dass sie keine Segel hätten - zum Teufel sogar die Propeller ist unvermeidlich zu finden, da es im Grunde nur ein Rotor einer Windmühle ist - sie werden diese Dinge sehr schnell herausfinden, wenn sie es brauchen.

Ich habe mich gefragt, ob der Aufwärts-Abwärts-Widerstand der Höhensperre verwendet werden könnte, um Segel zu implementieren, da ich gelesen habe, dass den meisten Luftschiffen der vom Wasser erzeugte Widerstand fehlt und sie daher nicht können.

Die Höhensperre bietet keinen Aufwärts-Abwärts-Widerstand. Es gibt nichts, was man in einen Impuls „übersetzen“ könnte.

Segel sind nur Blätter von etwas, das so leicht wie möglich ist, aber stark genug, um nicht zu reißen, um den Wind einzufangen.

Schließlich ist es schwer vorstellbar, dass sie Magie haben, um etwas schweben zu lassen, aber keine Magie, um etwas anzutreiben. Das ist extrem selektive Magie.

Also ich denke, das ganze Konzept ist so wie es ist voller Fehler.

Ich glaube du hast das oben falsch verstanden. Die Dichte spielt in diesem Fall keine Rolle in der Gleichung. Das Luftschiff schließt sich magisch an eine Kraftebene an, die den Gasriesen eines Planeten umkreist. Die Schiffe können nicht nach oben oder unten fahren und können so dicht sein, wie die Metallbänder sie tragen können. Denken Sie an die Schiffe, die auf einem Magnetfeld oder ohne Wasser auf der Meeresoberfläche schwimmen.
Wie Sie beschreiben, ist es überhaupt nicht wie ein Schweben, sondern eher wie eine Eisenbahn - sie sind an die "magischen Gleise" "gebunden". Es hat nichts mit Flugreisen, wie wir sie kennen, oder Schweben zu tun – es „hängt“ von einer magischen Oberfläche ab, auf der sie reisen – kein Auf und Ab. Sie müssen dies zu Ihrer Frage hinzufügen, da überhaupt nicht klar ist, was Sie meinen. Es wirft immer noch die Frage auf, was eure Kultur daran hindert, eines der Dutzend normaler Antriebssysteme zu verwenden.
Segel sind in einem Luftschiff nutzlos, außer um gegen den Wind zu fliegen.
@KeithMorrison Segelboote fahren schon lange gegen den Wind. Sehen Sie sich dieses Video an.
@StephenG Und das einzige Schema, das ich je gesehen habe, um Segel auf einem Luftschiff zu verwenden, das hätte funktionieren können, war ein von Jules Verne vorgeschlagenes Schleppseil, um eine Gegenkraft bereitzustellen, die das Luftschiff relativ zur Luft in Bewegung hält. Andernfalls ist die wahrgenommene Windgeschwindigkeit auf einem Freiballon (auch bekannt als antriebsloses Luftschiff) immer Null, abgesehen von einer vertikalen Bewegung - was diese Frage tut.
@StephenG, die Unterschiede zwischen einem Luftschiff und einem Wasserfahrzeug werden dem Leser als Übung überlassen. Außerdem bin ich tatsächlich gesegelt, mit Segeln.
@KeithMorrison Wenn wir dem Beharren des OP folgen, dass es in einem magischen Flugzeug eingeschlossen ist, dann ist es kein Luftschiff und hat mehr mit einem Segelboot gemeinsam (dh ein Schiff auf einem vollkommen flachen Ozean ohne Reibung). Es ist KEIN Luftschiff, wie das OP im Kommentar erklärte.
Es kann in einer vertikalen Position arretiert sein, aber in einer horizontalen Position ist es nicht eingeschränkt, da die Luft, die es umgibt, grob gesagt einheitlich ist und sich alle mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen. Boote können mit einem Segel wenden, weil Luft und Wasser unterschiedlich sind, und das Boot nutzt diese Unterschiede, indem es an der Schnittstelle zwischen den beiden reitet. Das Gleiche gilt für ein Eisboot oder jemanden, der Kiteski fährt. In all diesen Fällen haben Sie die Bewegung, die durch die Kräfte verursacht wird, die dadurch entstehen, dass sich das Wasser oder der Boden nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Luft in die gleiche Richtung bewegt.

Okay, Ihre Bedingungen sind etwas seltsam, aber ich denke, sie können extrapoliert werden, da Sie im Grunde Auftrieb erzeugen können, aber keine Möglichkeit haben, Schub zu erzeugen. Dies ist heute ein gelöstes Problem, denn so funktionieren Segelflugzeuge.

Segelflugzeuge tauschen grundsätzlich Höhe gegen Geschwindigkeit, indem sie ihre Fluglage auf einen bestimmten Winkel ändern. Segelflugzeugpiloten müssen sich auf aufsteigende Luft verlassen, um wieder an Höhe zu gewinnen und den Vorwärtsschwung aufrechtzuerhalten, aber Ihre Bedingungen bedeuten im Grunde, dass Sie so viel Auftrieb haben, wie Sie möchten, damit Sie kontinuierlich Höhe haben, die Sie gegen Geschwindigkeit eintauschen können.

„Wenn die Gleitzahl der einzige Faktor wäre, könnten Segelflugzeuge nicht annähernd so lange in der Luft bleiben, wie sie es tun. Wie machen sie das?

Der Schlüssel, um längere Zeit in der Luft zu bleiben, ist, wann immer möglich, etwas Hilfe von Mutter Natur zu bekommen. Während ein Segelflugzeug in Bezug auf die Luft um es herum langsam absinkt, was wäre, wenn sich die Luft um es herum schneller nach oben bewegte als das Segelflugzeug abstieg? Es ist ein bisschen wie der Versuch, mit einem Kajak flussaufwärts zu paddeln; Auch wenn Sie in einem respektablen Tempo durch das Wasser gleiten, kommen Sie in Bezug auf das Flussufer nicht wirklich voran. Das gleiche funktioniert mit Segelflugzeugen. Wenn Sie mit einem Meter pro Sekunde absinken, aber die Luft um das Flugzeug herum mit zwei Metern pro Sekunde aufsteigt, gewinnen Sie tatsächlich an Höhe."

https://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/glider3.htm

Im Fall des OP wird es nicht funktionieren, da der magische Hebeapparat die Höhe nicht ändern kann.

Drachenfürze

Jede Aktion hat eine Reaktion. Alles, was Sie brauchen, ist etwas, das Sie nach hinten drückt, um Sie nach vorne zu bringen. Natürlich sind Drachen nicht für die Kraft ihres Windes bekannt, aber das ist alles, woran Sie denken müssen.

Sie scheinen immer noch eine Art Industriebasis für den Bau dieser Luftschiffe zu haben, also müssen wir uns nicht viel auf irgendeine andere Art von Magie verlassen, obwohl magische Wetterkontrolle vielleicht am effektivsten ist. Vielleicht möchten Sie auf jeder Seite einen Lüfter mit Pedalantrieb. Sie werden nicht schnell gegen den Wind fahren, aber es ist eine einfache Konstruktion.

Warum sich auf den unbeständigen Wind verlassen, der Ihre Segel füllt, die Muskeln Ihrer Männer als Ruder, wenn Sie einfach selbst Wind erzeugen können?

Verwenden Sie Magie (da es sich in Ihrer Welt befindet), um ein Antriebssystem zu erstellen / zu erstellen, das darauf basiert, Luft als Triebwerk hinter das Schiff zu blasen.

Sie könnten immer noch Technologie in großem Umfang nutzen, um den von Ihrem Gerät erzeugten Wind zu lenken oder zu lenken.

TL;DR: Lassen Sie eine Düse unter ein Schiff fallen und verwenden Sie Wasser als Reaktionsmasse, um das Schiff zu schieben. Wenn es zu früh ausgeht, retten dich nur riesige handgekurbelte Propeller.


Wie in der Diskussion bestätigt, gibt es keine Möglichkeit, durch die Wechselwirkung von Wind- und Kraftfeldwiderstand einen "freien" Vortrieb in eine kontrollierbare Richtung zu erhalten, wenn das Kraftfeld orthogonal zur Schwerkraft (dh horizontal) und reibungsfrei ist.

Also im Allgemeinen ist die Antwort nein. Sie können diese Schiffe unter solchen Bedingungen nicht antreiben. Es ist notwendig, die Einschränkung zu lockern, dass die Einheimischen „keine Propeller oder Motoren haben“. Motoren sind schwieriger zu bauen, aber Propeller sind einfach – Windmühlen haben Propeller. Es sind große Propeller, aber das ist es, was Sie wollen: große Propeller, die sich langsam drehen, anstatt kleine Propeller, die sich schnell drehen. Sie könnten diese großen Propeller mit Muskelkraft, Mensch oder Tier antreiben.

Eine andere Möglichkeit, Antriebskraft zu erhalten, ist die Verwendung von Reaktionsmasse . Beachten Sie, dass diese Luftschiffe keine große Einschränkung von irdischen Flugzeugen haben: Sie müssen nicht leicht sein . Sie können also einen großen Tank mit Reaktionsmasse mitnehmen – am besten Wasser, da es leicht von den schwimmenden Inseln geladen werden kann und durch Regen an der Quelle wieder aufgefüllt wird.

Als nächstes müssen Sie die Reaktionsmasse so auswerfen, dass sie die maximal praktische horizontale Geschwindigkeit erhält. Sie können es durch die Schwerkraft tun. Montieren Sie ein gebogenes Rohr unter dem Schiff. Der Eingang zum Rohr ist vertikal – eine einfache Ablauföffnung im Boden des Wassertanks. Der Ausgang ist horizontal, zu einer Düse verengt, und die optimale Form der Biegung – die Flugbahn – ist eine Brachistochrone, aber ein einfacher Viertelkreisbogen ist gut genug. Um nun die Antriebskraft von einer Gallone Wasser zu maximieren, müssen Sie die Höhe zwischen dem Einlass und dem Auslass so groß wie möglich machen. Die Energie pro Reaktionsmasseneinheit ist direkt proportional zur Höhe, mit der das Wasser im Rohr absinkt.

Das Luftschiff hätte also oben keine Masten, aber unten einen vergleichsweise großen Dong, der nach hinten zeigt, aber zum Steuern etwas zur Seite gedreht werden kann. Sie könnten das Wasser in einem konstanten Strom ausgießen, gerade genug, um den Luftwiderstand auszugleichen und eine konstante Geschwindigkeit zu erreichen. Aber es würde Ihnen eine viel bessere Reisezeit geben, wenn Sie alles auf einmal ausschütten und sofort eine hohe Geschwindigkeit erreichen würden; fahren Sie dann entlang des Kraftfelds zum Ziel. In der Praxis führt eine zu hohe Geschwindigkeit zu einem übermäßigen Luftwiderstand, daher ist der beste Weg ein Kompromiss. Gießen Sie aus, bis Sie eine optimale Geschwindigkeit erreicht haben, und spritzen Sie dann regelmäßig etwas mehr, um diese Geschwindigkeit beizubehalten.

All dies wird noch interessanter durch die Notwendigkeit, etwas Reservereaktionsmasse vorzuhalten, um widrige Winde zu überwinden, oder den Vektor zu ändern, um vor Piraten oder einem Sturm zu fliehen. Wie viel hast du übrig? Es ist sparsamer, alles auf einer Reise zu verbrauchen. Und wenn Ihnen mitten im Nirgendwo das Wasser ausgeht, müssen Sie diese Windmühlensegel aufstellen und Ihren Rücken in die Kurbel stecken, um schmählich zu einem Hafen zu hinken. :-) Oder einen großen Trichter ausbreiten und auf Regen hoffen.

Und schließlich ein Kompromiss: ein Boot, das von Windmühlenpropellern angetrieben wird, mit einem langen Seil, das um die Propellerwelle geschlungen ist, an jedem Ende ein Eimer. Sie gießen Wasser in einen Eimer, und wenn es die Länge des Seils hinabsteigt, treibt es die Stütze an. Am Ende des Seils stoppt es mit einem Ruck und löst einen Auslöser aus, um Wasser aus dem Eimer abzulassen. Sie drehen die Propellersegel um (es dreht sich jetzt in die andere Richtung) und gießen Wasser in den anderen Eimer. Wiederholen Sie weiter. Je länger das Seil, desto mehr Kilometer werden Sie aus einer Gallone herausholen. Aber es gibt eine Obergrenze für die Seillänge, da das lange Seil vom Wind gezogen wird.

Das einzige Argument gegen Segel für Luftschiffe ist, dass sie sie umdrehen würden, während Schiffe eine natürliche Tendenz haben, aufrecht zu bleiben. Wenn Ihr Schiff 2 Kerne hat, die in unterschiedlichen Höhen gesperrt sind, würde seine vertikale Ausrichtung starr werden, sodass es nicht umgedreht werden könnte. In diesem Fall würden Segel sehr gut funktionieren.

Segel benötigen eine teilweise entgegengesetzte Kraft, um darauf zu reagieren. Bei einem Schiff ist es die Seitenkraft am Kiel oder Rumpf. Bei einem Luftschiff ist eine solche Seitenkraft nicht verfügbar, es sei denn, die vertikale Spannweite von Segel und Kiel ist immens, sodass Sie Windgeschwindigkeitsunterschiede ausnutzen können. Selbst dann können Sie ohne die Fähigkeit, die Höhe zu kontrollieren, nicht nach oben und unten gehen, um die Windscherung zu finden, und ohne sie "blasen Sie nur den Wind ein".