Materialien, die vorzugsweise bis Anfang des 20. Jahrhunderts erhältlich sind, ideal für mechanische Flügel

Asbest-Tuch.

http://alexinsulation.com/dusted-free-asbestos-cloth/

So ziemlich jede organische Faser wird fröhlich brennen. Wenn Sie möchten, dass Ihr Flugroboter durch Feuer fliegt, müssen Sie seine Flügel aus Asbest machen. Seit der Antike stellen Menschen Stoffe aus Asbest her. Karl der Große soll eine Asbesttischdecke besessen haben, die durch Einlegen des Feuers gereinigt wurde. Asbest besteht aus leichten Mineralien und ist als Faser nicht so dicht - leichter als Metalle oder Plastik, obwohl ich denke, dass es nicht so leicht ist wie Seide oder Baumwolle.

Für Ihren Roboter sind glänzende Messingfäden in das Asbestgewebe eingearbeitet, um seine Stärke zu erhöhen. Wenn der Flügel richtig heiß wird, können die Messingfäden noch einige Zeit nachglühen.

IMO, Ihre einzige Hoffnung ist Seide

Was bedeutet es jedoch, nicht „zu oft“ ersetzt zu werden? Was ist "zu oft"? Welche Schäden stellen Sie sich vor, die die Lebensdauer des Tuchs verkürzen würden? Ich ignoriere diese Anforderung, da Sie vermutlich nach einer Aufhebung des Unglaubens und nicht nach einer sachlichen Lösung suchen (der Roboter dämpft die sachliche Lösung ein wenig). Nichtsdestotrotz...

Alle Stoffe brennen, aber einige sind brennbarer als andere. Unbehandelte Naturfasern wie Baumwolle, Leinen und Seide brennen leichter als Wolle, die schwieriger zu entzünden ist und mit geringer Flammengeschwindigkeit brennt. ( Quelle )

Aber aus derselben Quelle lesen wir ...

Eng gewebte Stoffe – Wolle, Modacryl, 100 % Polyester und solche, die flammhemmend behandelt sind – sind eine gute Wahl. Schwere, eng gewebte Stoffe brennen langsamer als locker gewebte, leichte Stoffe aus demselben Material. Die Oberflächenstruktur des Gewebes beeinflusst auch die Entflammbarkeit. Stoffe mit langem, losem, flauschigem Flor oder „gebürstetem“ Flor entzünden sich leichter als Stoffe mit einer harten, dichten Oberfläche und führen in einigen Fällen zu Flammen, die über die Stoffoberfläche schlagen.

Eine sehr dicht gewebte Seide ohne Schnickschnack sollte also ausreichen. Wolle wäre ein geringeres Brandrisiko, aber sie ist viel schwerer und viel schwieriger zu einer glatten Oberfläche zu weben (gut für den Flug).

Seide ist auch großartig, da sie von Natur aus wasserabweisend ist.

"Seide, obwohl eine Naturfaser, neigt dazu, Wasser abzustoßen", anstatt es zu absorbieren ... ( Quelle )

Und wenn Sie es weiter wasserdicht machen möchten, reiben Sie es vor dem Flug mit Wachs ein (vorzugsweise ein Wachs, das bei Flugtemperaturen geschmeidig bleibt).

Was mir an dieser Lösung am meisten gefällt, ist, dass Seide aus der Sicht des heutigen Lesers Anfang des 20. Jahrhunderts noch ein ungewöhnliches Gut war. Es würde als exotischer Stoff wahrgenommen werden. Außerdem denken wir auch heute noch mit einem romantischen Auge an Seide, was bedeutet, dass sie für fast alles verwendet werden kann und der Leser es glauben wird.

Gummiertes Tuch

Vorzugsweise bis zum Jahr 1920 den Menschen in unserer Welt verfügbar/bekannt (bevorzugt, aber nicht zwingend, insbesondere in Fällen einer dauerhaften Alternative, die alle anderen 3 Eigenschaften hat).

Charles Goodyear erfand 1844 ein Verfahren zur Massenproduktion von gummiertem Stoff. Bei diesem Material wurde Naturfaserstoff unter Spannung mit vulkanisiertem Gummi imprägniert, was zu einem Material führte, das hochflexibel, aber nicht zu dehnbar, stark, ziemlich leicht und sowohl sehr heiß als auch beständig war bei kaltem Wetter, luftundurchlässig und sehr wasserdicht. Alles gute Eigenschaften für fledermausähnliche Flügel.

Langlebig genug sein, dass die Membran nicht oft ausgetauscht werden muss (mit nicht oft ausgetauscht zu werden, meine ich, dass die Membran im Idealfall einer angemessenen Menge an Schäden standhalten könnte, bevor ihre Verwendung für den Flug sehr riskant wird).

Hier versagen allein gewebte Naturfasern wie Baumwolle, Seide und Wolle wirklich. Ihre Kanten müssen richtig verarbeitet werden oder das gesamte Material wird unter sehr geringer Belastung ungewebt; Während also etwas wie Seide in der Lage sein könnte, die meisten Kästchen zu überprüfen, reicht ein kleines Loch oder eine Brandstelle aus, um den gesamten Flügel unter dem Stress des Fluges auseinanderfallen zu lassen. Strukturiertere Stoffe lösen sich weniger leicht auf, sind aber auch brennbarer. In jedem Fall können sie nicht alle Ihre Kästchen ankreuzen.

Gummierter Stoff überwindet dieses Problem. Wie Beton, der mit Bewehrungsstäben verstärkt ist, verleihen die Materialien dem anderen, was sie gut können, was sie zu etwas viel Stärkerem macht als jedes Material für sich allein. Der Stoff wird zur Grundstruktur des Gewebes und verleiht ihm seine Festigkeit, während der Gummi die Fasern so bindet, dass sie sich nicht abwickeln oder auflösen können. Selbst wenn ein gummierter Stoff ein Loch bekommt, wird das Loch nicht einfach reißen, wie es bei rein gewebten Textilien der Fall ist. Das bedeutet, dass selbst sehr alte und etwas beschädigte Flügel den größten Teil ihrer Struktur behalten, ohne dass Sie sich um einen kaskadierenden Materialbruch sorgen müssen.

Wenn Sie die Flügel noch stärker machen müssen, können Sie dem Gewebe Verstärkungsdraht hinzufügen. So werden im Grunde moderne Reifen hergestellt, und alles basiert auf demselben Verfahren, das von Charles Goodyear erfunden wurde.

Schwer zu entzünden.

Abhängig davon, welche genauen Eigenschaften die Flügel haben sollen, wird bestimmt, welchen Stoff Sie verwenden möchten. Wenn Sie Asbest als Basismaterial verwenden, ist es etwas schwerer und schwächer als manche Stoffe, aber SEHR hitzebeständig, da Sie sich im Grunde ansehen, woraus Feuerwehrmäntel bestehen. Denken Sie daran, dass solche Flügel verwendet werden können, um zu fliegen oder unversehrt durch Flammen zu gehen, aber nicht gleichzeitig. Asbest löst sich im Vergleich zu anderen Fasern sehr leicht auf; Wenn Sie also den Gummi zu stark erhitzen, kann der Asbest den Flügel beim Fliegen nicht unter seiner eigenen Zugkraft zusammenhalten. Aber es kann die Hitze gut genug überstehen, dass der Gummi schmelzen kann, wenn er an Ort und Stelle bleibt, und dann nach dem Abkühlen wieder aushärten kann.

Allerdings brennt vulkanisierter Gummi auch ohne Asbest überhaupt nicht so leicht. Direkter Kontakt mit einer offenen Flamme könnte ein Loch in deinem Flügel schmelzen, aber sie werden nicht verbrennen. Dies liegt daran, dass sich der Gummi an den Rändern des Lochs sammelt und alle Flammen erstickt, die versuchen könnten, das Innengewebe zu verbrennen, und eine verstärkte Kante bildet, sodass das Loch nicht so leicht zu einer Schwachstelle in der Struktur wird. Wenn Sie also nicht vorhaben, mit diesen Flügeln in brennende Gebäude zu laufen, würde ich einfach Baumwolle, Leinen oder Seide als Innenmaterial verwenden, da diese stärker, leichter und flexibler als Asbest sind. Seide wäre wahrscheinlich am besten, aber auch am kostspieligsten.

So wasserdicht wie möglich.

Ich denke, es versteht sich von selbst, dass Sie in Bezug auf die Wasserbeständigkeit keine Antwort finden werden, die gummiertes Tuch übertrifft. Das Gummi füllt alle Lücken im Gewebe des Stoffes und verhindert, dass sich die Flügel festhalten oder überhaupt von Wasser durchdrungen werden. Ihr Roboter müsste also keinen Moment warten, bis die Flügel getrocknet sind: Eine gute Klappe würde alle Tröpfchen abwerfen, die möglicherweise an der Außenseite haften, und Sie können loslegen. Ich würde sogar sagen, die Flügel selbst wären ein idealer Regenmantel für Ihren Roboter, wenn der Körper selbst vielleicht nicht so gut mit Wasser zurechtkommt.

Aber wie stark war es wirklich?

Datenblätter zu finden, die bis ins 19. Jahrhundert zurückreichen, ist ziemlich schwierig, aber wir wissen, dass sie wahrscheinlich vulkanisierten Latex anstelle von industriell hergestellter Baumwolle oder Leinen verwendet hätten. Die Spezifikationen sollten also diesen sehr ähnlich sein: https://therubbercompany.com/rubber-sheeting/commercial-rubber-sheeting/economy-natural-rubber-sheeting . Dieses Material hat eine Zugfestigkeit von 30 kg/cm2. Selbst bei einer Dicke von nur 1 Millimeter wäre es also immer noch viel stärker als Ihre erwartete Spitzenbelastung.

Dieses Datenblatt sagt uns auch, dass es in Temperaturbereichen von -20 ° C bis 70 ° C gemäß den Spezifikationen betrieben werden kann, was Sie überall abdeckt, die von weit unter dem Gefrierpunkt bis zu viel heißer als jede Wüste reichen. Allerdings können viele Naturfasern Temperaturbereiche im Bereich von -150 °C bis 100 °C erreichen, ohne signifikant geschwächt zu werden; Selbst wenn der Latex schwächer wird, sollte die darunter liegende Struktur also immer noch viel extremeren Temperaturen standhalten, solange der Flügel nicht so beschädigt ist, dass Sie sich Sorgen um ein Auflösen machen müssen.

Ich glaube, dass Menschen in der Vergangenheit bereits mit diesem Problem konfrontiert waren und es gelöst haben. Betrachten Sie jedes Material, das zur Herstellung von Segeln verwendet wird. Sie wurden entwickelt, um langlebig zu sein und im Allgemeinen nicht durch das Wasser beeinträchtigt zu werden. Das einzige Problem ist, dass es ziemlich schwer wäre, sodass es an Ihr Design angepasst werden müsste. Segeltuch bietet Ihnen jedoch eine Reihe von Möglichkeiten wie Flachs , Hanf oder Baumwolle .

Ein weiterer wichtiger Faktor, den Sie meiner Meinung nach berücksichtigen sollten, ist die Kombination von Fasern und Webstilen.

Dünn genug Aluminium, wie dicke Aluminiumfolie

Seide ist normalerweise die Antwort, da ihre Dichte geringer als die von Aluminium und ihre Zugfestigkeit höher ist.

Sie möchten jedoch feuer-/wasserfest?

Dann finde ich Alu besser.

Langlebig genug sein

Ich würde sagen, dass sowohl Seide als auch Aluminium (Folie) in Bezug auf die Haltbarkeit ungefähr gleich sind (nicht an Wasser / Feuer denken, nur an die Kraft, die auf das Material ausgeübt wird).

Aluminium hat eine Zugfestigkeit von etwa 310 MPa, während Seide 130 bis 1410 MPa (Quelle) hat , aber der Durchschnitt liegt bei etwa 500 MPa? (Quelle) Ich bin mir nicht sicher, welche Seide damals verfügbar gewesen wäre

Von der Haltbarkeit her wäre beides ok

Feuerfest

Da Aluminium ein Metall ist, brennt es nicht wie Seide, es schmilzt (bei 660 Grad Celsius, was immer noch höher ist als der Flammpunkt von Seide von etwa 450 Grad Celsius).

Wasserdicht

Aluminiumoxid ist stärker als Aluminium und löst sich nicht wie Rost ab, sodass es das darunter liegende Metall vor weiterer Oxidation schützt (oder Sie können es einfach mit Antioxidationsmitteln beschichten).

Vorzugsweise stand den Menschen in unserer Welt bis zum Jahr 1920 zur Verfügung

Dies ist der passendste Teil, wie ich es sehe

Die Aluminiumproduktion war seit 1852 verfügbar, aber damals sehr teuer (1,5-mal so teuer wie Gold)

Die elektrolytische Produktion wurde jedoch um 1883 entdeckt, und dank ihr sank der Preis 1894 auf 0,5 USD pro Pfund, was gut zu dem Thema der frühen 1900er Jahre passt, da Aluminium mit seinen Seinseigenschaften wahrscheinlich als neues industrielles Material angesehen wurde Licht und seine neue Produktionsmethode machen den Preis plötzlich niedrig. (So ​​etwas wie das, wie sich Graphen für uns anfühlt?)

Können die Flügel Luft fangen, da es sich nicht um einen Stoff handelt?

Ich bin mir nicht sicher, aber ich denke, ein geeignetes Design der Flügel könnte es zum Laufen bringen.

Ich glaube, dass ein leicht schalenförmiges Flügeldesign funktionieren würde, das die Luft unter der Folie einschließt.

Aluminium ist 1,9-mal dichter als Seide (Seidendichte) , sodass Sie bei gleicher Materialmenge einen 2-mal schwereren Flügel mit etwas geringerer Zugfestigkeit erhalten würden.

Aber wenn der Flügel stark genug ist ... vielleicht?

Und ich persönlich denke, dass Aluminium in dieser "Steampunk-ähnlichen Atmosphäre" auch ästhetisch besser passt als Seide

In dem Buch Cove bauen die Hauptfiguren einen mechanischen Drachen nach den Anweisungen eines genialen Mechanikers zusammen. Das Material, das sie für die Flügelmembran verwendeten, war eine sehr feine Art von Kettenhemd. Das eigentliche Metall ist fiktiv, aber das Konzept bleibt dasselbe.

Meine Lösung besteht also darin, Titan-Kettenhemden zu verwenden, die fein genug sind, um das Durchströmen von Luft zu verhindern. Warum Titan? Es ist leichter als Stahl, doppelt so stark und folgt dieser Steampunk-Ästhetik

Was die Haltbarkeit betrifft, so ist es, wie gesagt, Titan, super stark, und wenn Sie möchten, können Sie es sogar zu einer Legierung machen, um die Haltbarkeit zu erhöhen.

Zur Abdichtung besteht es aus Metall, das kein Wasser aufnimmt, und da es dicht genug ist, um das Eindringen von Luft zu verhindern, sollte es auch Wasser aufhalten.