Wie würden sich Flugzeuge und Luftlebewesen auf einem Planeten mit hohem G und niedrigerer Atmosphäre entwickeln?

Ich arbeite (langsam) an einer Semi-Sci-Fi-Welt, die auf einem Tech-Level im Stil des Zweiten Weltkriegs spielt (Semi-Sci-Fi ist, wie sie auf diese Welt gekommen sind). Außer in dieser Welt haben sich Flugzeuge wesentlich später entwickelt, und Schlachtschiffe beherrschen immer noch die Meere.

Bei meinen Recherchen habe ich gesehen, dass der Auftrieb im Allgemeinen nicht von der Schwerkraft beeinflusst wird - Die USS Iowa schwimmt immer noch auf so ziemlich jedem flüssigen Wasser, bis zu dem Punkt, an dem eine hohe Schwerkraft strukturelle Probleme verursacht oder eine niedrige Schwerkraft seltsame Dinge verursacht.

Flugzeuge werden jedoch von einer Vielzahl von Dingen beeinflusst. Mein erster Gedanke, ihre Entwicklung zu verlangsamen, war, später die Verfügbarkeit großer Mengen Aluminium voranzutreiben, aber die Geschichte zeigt, dass sie, sobald sie in Gang gekommen sind, nicht mehr viel aufhalten kann. Ich behalte das immer noch, aber es ist eine untergeordnete Überlegung. Neben Baumaterialien gibt es Design – etwas, das durch unterschiedliche Schwerkraft und unterschiedlichen atmosphärischen Druck beeinflusst wird. Eine höhere Schwerkraft bedeutet, dass ein vorhandenes Flugzeug schneller oder durch dichtere Luft fliegen müsste, was in beiden Fällen mehr Leistung zum Fliegen erfordert

Die Welt, die ich baue, hat eine hohe Gravitation, irgendwo um die 1,2G-1,3G. Nicht viel, da ich immer noch möchte, dass Menschen Menschen sind. Es hat auch einen niedrigeren atmosphärischen Druck als die Erde, irgendwo um 65-75%. Dies würde einen höheren Sauerstoffpartialdruck bedeuten, um mit der Erdbiologie Schritt zu halten, aber noch einmal - ich möchte, dass Menschen Menschen sind. Was andere Bestandteile der Atmosphäre betrifft, strebe ich eine weitgehend erdähnliche Zusammensetzung an, vielleicht mit etwas mehr Gelb im Himmel.

Nun, da wir den Aufbau der Welt haben, habe ich zwei primäre, verwandte Fragen:

1 - Wie würde sich ein Flugzeug, das schwerer als Luft ist, auf diesem Planeten mit hohem G und niedrigerer Atmosphäre von einem Flugzeug auf der Erde unterscheiden? Ich gehe davon aus, dass sie größere Flügel und stärkere Triebwerke benötigen würden als die frühen Flugzeuge, aber obwohl ich die meisten Grundlagen des Flugzeugdesigns und der Flugzeugfunktion verstehe, bin ich kein Flugzeugingenieur.

2 - Wie würden sich fliegende Lebewesen auf einem solchen Planeten entwickeln? Würden sich fliegende Lebewesen entwickeln? Der Ort ist etwas absichtlich so gestaltet, dass er das Fliegen erschwert, aber würde das die Entwicklung von Dingen wie Vögeln und Fledermäusen unmöglich machen? Was ist mit kleineren Dingen wie Insekten? Und wie würde sich das auf Pflanzen auswirken - Da viele Erdpflanzen Insekten zur Bestäubung nutzen, worauf müssten sie sich ohne diese verlassen? Beachten Sie auch, dass ich nur Vögel / Fledermäuse / Insekten als Analoga verwende. Außerirdische Planeten würden natürlich einige ziemlich seltsame Lebewesen entwickeln, die vielleicht nicht gerade ein Insekt oder Vogel sind, aber eine ähnliche Nische in der Ökologie besetzen.

Ich denke, Sie haben hier ein Glaubwürdigkeitsproblem. Mehr Schwerkraft würde eine dichtere Atmosphäre schaffen.
Nicht genau. Die Schwerkraft hängt nicht zu 100% mit der Atmosphäre zusammen. Ja, wenn Sie die Erde nehmen und die Schwerkraft auf 120-130% erhöhen würden, würden Sie am Ende eine dickere Atmosphäre haben. Das ist jedoch nicht immer der Fall - Titan hat eine ähnliche Schwerkraft wie der Mond, aber einer hat eine superdicke Atmosphäre und der andere nicht. In ähnlicher Weise haben Venus und Erde sehr unterschiedliche Atmosphären.
Wenn Erdflugzeuge Stahltauben wären, müssten Ihre Flugzeuge Papieralbatrosse sein
Weniger Luft = weniger Luftwiderstand, was ein wesentlicher Aspekt der Flügelgröße ist. Eine Google-Bildersuche nach Höhenflugzeugen gibt Ihnen viele unglaublich dünne lange Flügel, die kürzesten, die Sie jemals sehen werden, während Flugzeuge in geringer Höhe stämmigere kürzere Flügel zu haben scheinen. Ich habe nichts, womit ich eine Antwort erstellen könnte, aber diese Beispiele aus der realen Welt scheinen die logische Idee von „riesigen Flügeln“ zusammenzuziehen.
Ich habe eine ähnliche Frage gestellt und einige großartige Antworten erhalten. Wenn sich jemand immer noch fragt oder jemand in der Zukunft eine ähnliche Frage hat, hier ist der Link zu mir, damit beide für die Nachwelt nützlich sein können

Antworten (3)

L = ( 1 / 2 ) d v 2 s
das bedeutet: Auftrieb (in Newton) = die Hälfte x Dichte (Luftdichte in (kg/m^3), was etwa 1,2 auf Meereshöhe der Erde bei 20 Grad Celsius und etwa 0,84 auf Meereshöhe eures Planeten auf gleicher Höhe ist. Die Die höchste Reiseflughöhe einer Spitfire (eines legendären Flugzeugs aus dem Zweiten Weltkrieg) beträgt etwa 9,144 km, was bedeutet, dass die Luftdichte etwa 0,4671 auf der Erde und 0,3270 auf Ihrem Planeten betragen würde) x Geschwindigkeit (in km/h) zum Quadrat (die Durchschnittsgeschwindigkeit einer Spitfire wäre etwa 400 km/h) x Referenzfläche (Fläche des Flügels in m^2 (ein Spitfire ist etwa 22,48)) x etwas anderes, worüber wir uns wahrscheinlich keine Gedanken machen müssen, also habe ich es aus der Gleichung gelassen. Wir müssen uns immer daran erinnern, dass Auftrieb = Gewicht (das Gewicht eines Spitfire auf der Erde beträgt 29430 Newton auf der Erde und 38259 auf eurem Planeten.)

Es gibt also eine Reihe von Möglichkeiten, wie Sie auf Ihrem Planeten ein Spit-Fire-Äquivalent erstellen können, indem Sie die Variablen ändern. Du könntest es sehr schnell machen, indem du Düsentriebwerke verwendest, du könntest es einfach viel leichter machen oder du könntest riesige Flügel verwenden. Das praktischste und effektivste Design wäre es, Düsen zu verwenden und es leichter zu machen, wodurch es ohne lange, schwache Flügel agiler wird. Der fehlende atmosphärische Druck bedeutet weniger Luftwiderstand und ermöglicht kreativere Designs.

Was fliegende Kreaturen betrifft, so würde die Flügelspannweite einer Möwe in Ihrer Welt die Form eines Albatros annehmen. Fliegende Insekten wären weniger wie dicke kleine Fliegen und Bienen als vielmehr wie Libellen mit langen Flügeln.

Nur eine kurze Anmerkung zur Flora: Bäume in Ihrer Welt sind möglicherweise ein kleines bisschen kleiner als auf der Erde.

Fazit: Flugzeuge sind schnell und leicht und Lebewesen haben große Flügel.

Es hätte größere Flügel und möglicherweise stärkere Motoren. Auch für Helikopter. Und sogar Luftballons könnten funktionieren.

Einige Vergleiche:

  • Die Flügel eines Flugzeugs sind im Vergleich zu ihrer Größe recht klein. Wenn Sie größere Flügel machen, haben Sie mehr Auftriebskraft, aber auch mehr Luftwiderstand. Dies muss durch stärkeren Antrieb kompensiert werden.
  • Die meisten Passagierflugzeuge fliegen etwa 10 km hoch. Es ist gegen den Widerstand. Auf 10 km beträgt der atmosphärische Druck nur etwa 25 % des Meeresspiegels, obwohl es kostengünstiger ist, in geringer Höhe zu fliegen.
  • Bei Helikoptern verhält es sich ähnlich.
  • Für Luftballons: Es gibt bereits Luftballons, die bis zu 53 km hoch gefahren sind oder sogar Menschen bis zu 40 km hoch gebracht haben .
Luftballons sind definitiv etwas, das einfacher herzustellen wäre (sehen Sie sich nur die Geschichte an). Ich habe jedoch eher an Flugzeuge gedacht, die schwerer als Luft sind, und werde die Frage bearbeiten, um die Angelegenheit klarer zu machen.

Ich bin kein Experte, aber ich glaube, dass mehr Schwerkraft zu einer schnelleren Verdichtung von Kohlenstoffsubstanzen (toten Dingen) führen würde und daher mehr Öl und andere fossile Brennstoffe produziert würden. Dies würde die überschüssige Menge an Treibstoff ausgleichen, die benötigt wird, um die viel stärkeren Triebwerke anzutreiben, die für den Flug an einem solchen Ort benötigt werden. Was die Frage der fliegenden Kreaturen betrifft, ja, sie werden sich entwickeln, aber sie würden uns seltsam erscheinen, da sie sich dort an die Schwerkraft anpassen mussten. Sie werden wahrscheinlich große Flügel und einen kleinen Körper haben, um das Verhältnis von Masse zu Treibstoff auszugleichen.

Mehr Kraftstoff bedeutet, dass Sie mehr Leistung und mehr Auftrieb haben müssen. Es ist nicht unbedingt eine gute Sache, mehr Treibstoff auf einem Fahrzeug zu haben.