Was ist der früheste Zeitpunkt, zu dem ein Pulsjet gebaut werden könnte?

Nehmen wir an, dass einige wohlhabende Charaktere irgendwie die Pläne für einen ventillosen Impulsstrahl finden . Wie ist nicht wichtig. Vielleicht gab es einen Zeitreisevorfall, oder ein atlantisches Buch wurde ausgegraben, oder jemand hatte einen intuitiven Sprung, nachdem er versehentlich einen ventillosen Impulsstrahl aus einem Marmeladenglas hergestellt hatte (bevor er sich in einen heißen Schrapnell verwandelte). Die Kenntnis des Designs ist also kein Problem, ebensowenig das Budget.

Was ist der früheste Zeitraum, in dem Handwerker möglicherweise einen funktionsfähigen ventillosen Impulsstrahl hätten bauen können? Die Hauptüberlegung gilt der Metallurgie und der Metallqualität, Sie können jedoch gerne auf weitere Einschränkungen hinweisen.

Das Ziel ist es, etwas zu haben, das stark und leicht genug ist, um schwerer als Luft zu sein (das Flugzeug selbst ist hier außerhalb des Geltungsbereichs - sehen Sie es eher als Maß für die gewünschte Leistung).

Pulsejets können ziemlich heiß werden. Wenn also ein Kühlsystem erforderlich wird, ist es in Ordnung, solange es zu diesem Zeitpunkt vernünftig gebaut werden kann und das Ganze nicht zu schwer zum Arbeiten macht.

Ich bin mir nicht sicher, was der begrenzende Faktor sein wird, die Metallurgie oder der Kraftstoff. Wir konnten ziemlich komplizierte (für die damalige Zeit) Metallobjekte wie dampfbetriebene Züge bauen, bevor flüssige/gasförmige Brennstoffe anfingen, die Macht zu übernehmen.
Mitte des 17. Jahrhunderts konnten sie recht beständige kleine Chargen einigermaßen guten Stahls zu hohen Preisen herstellen. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts konnten sie zu einem günstigen Preis ziemlich konsistente mittelgroße Chargen von Stahl angemessener Qualität herstellen. Mitte des 19. Jahrhunderts konnten sie einigermaßen reines (wenn auch extrem teures) Aluminium herstellen. Ich habe keine Ahnung, was Sie mit "zu schwer zum Arbeiten" meinen; Sie haben keine Anwendung angegeben.
@Demigan Es scheint, dass Pulsjet mit Rohkraftstoff wie Pflanzenöl oder sogar Kohlepulver betrieben werden kann. Nicht unbedingt billig zu der Zeit, aber Kraftstoff sollte verfügbar sein, weshalb ich vermute, dass die Metallurgie der limitierende Faktor ist.
@AlexP Hoppla, ich habe vergessen, dass Pulsjets zu Heizzwecken verwendet werden können. Oder, was das betrifft, zum Antreiben eines Oberflächenfahrzeugs. Ich werde das bearbeiten.

Antworten (5)

Moderne Hersteller bauen ventillose Impulsdüsen aus Materialien, die so dünn wie EMT-Leitungen sind, sogar aus Hochtemperatur-Verbundwerkstoffen. Dies sind Niederdruckgeräte; Vibration ist eher eine Grenze als Druck. Wenn alles schwer ist, spielt es außerdem keine Rolle, es sei denn, Sie versuchen zu fliegen.

Das größere Problem ist die Verfügbarkeit von Kraftstoff - aber wenn der Erbauer weiß, was er tut, kann ein Impulsstrahler mit natürlichem Naphtha betrieben werden, das den Römern zur Verfügung stand, und es könnte möglich sein, ihn mit Olivenöl (möglicherweise gemischt mit Naphtha) zu betreiben zum Starten). Alkohol mit ausreichend hohem Alkoholgehalt funktioniert auch, obwohl sein geringerer Wärmegehalt und seine geringere Verbrennungstemperatur (im Vergleich zu Naphta oder Olivenöl) es schwieriger machen, die Düse zum Laufen zu bringen.

Dann müsste man natürlich wissen, was benötigt wird – was in der Bronzezeit oder frühen Eisenzeit nicht wahrscheinlich ist, es sei denn, man hat einen Zeitreisenden zur Verfügung.

Sie können einfach destillierten Alkohol verwenden. Das sollte flüchtig genug sein und erfordert keine spezifischen Ressourcen. Alle Gesellschaften haben auf die eine oder andere Weise Alkohol hergestellt, und eine Destillerie ist nicht gerade Hightech.
@cmaster Ich habe das nicht erwähnt, weil ich verstanden habe, dass die Destillation erst im Mittelalter erfunden wurde. Gefriervortrieb wird nur begrenzt eingesetzt, da saisonal vor der Kühlung.
Naja, wenn die Pläne für den Pulsejet kein Problem sind, sollten die Pläne für eine Destillerie auch kein Problem sein ;-)
@cmaster Eine schnelle Online-Suche zeigt, dass die alten Griechen die Alkoholdestillation gemeistert hatten - natürlich gelten die üblichen Vorbehalte für "schnelle Online-Suche"! Und später hätte jeder, der griechisches Feuer hätte finden können, etwas gefunden.
Okay, ich gebe nach – Alkohol hinzugefügt.
@Eth: Griechisches Feuer ist mittelalterlich, nicht alt. Sofern Sie nicht die amerikanische Definition von „uralt“ verwenden, ist das alles älter als der Sezessionskrieg.
@AlexP Daher das "später". Ich habe einige amerikanische Vorfahren, also ähnelt meine eigene fehlerhafte Definition eher etwas, das älter als Gutenberg ist :)
Materialien sind ein limitierender Faktor: Sie brauchen etwas, das ein gewisses Maß an Festigkeit behält, selbst wenn es glühend heiß ist. Stahl wird es tun, aber was ist mit Bronze oder Schmiedeeisen?
@Mark Pulsejets laufen mit ziemlich niedrigem Druck; Solange das Metall nicht zu sehr mit der Temperatur weich wird, ist es verwendbar. Das sollte jede Art von Eisen oder alles andere beinhalten, was Sie rot oder heißer erhitzen müssen, um in der Schmiede zu arbeiten.

Die Römer könnten wahrscheinlich einen bauen, wenn die Pläne vollständig genug wären

Relevante Fragen (mit denen ich sehr vertraut bin, weil ich die Fragen beantwortet habe):

Die technologische Entwicklung ist eine Pyramide: Eine bestimmte Technologie steht auf einem Berg von Erfahrung, Bildung und Erfindung. Das Problem ist, dass die Pläne, die Sie zurücksenden, wahrscheinlich keine Pläne für Produktionsanlagen, chemische Verarbeitung, Spezialwerkzeuge usw. enthalten.

Als Beispiel könnte ich Ihnen einen Schaltplan für einen Computer aus den 1980er Jahren geben, aber wenn Sie nicht wüssten, wie man die Produktionsanlage für integrierte Schaltkreise oder die Produktionsanlage für Siliziumrohlinge zur Herstellung von Siliziumwafern baut, oder das Verständnis dafür, was die Symbol für einen Transistor sogar gemeint .... (Und reden wir nicht über Glasverarbeitung und Hochspannungssteuerungen für den Monitor.) Es gibt eine riesige Menge an sekundären und tertiären Informationen, die in keinem Schaltplan oder Satz von Plänen aufgeführt sind .

Ein dummes, aber offensichtliches Beispiel: Die Pläne für eine Brücke erklären nicht, wie man einen Hammer baut.

Folglich müssen die Pläne für die Zielgruppe verständlich sein. Wenn Sie den Römern (zum Beispiel) ein funktionierendes mechanisches Gerät geben, könnten sie es duplizieren. Sie haben vielleicht nicht die Metalle, um eines so schön und effizient wie das Original zu machen, aber sie könnten die Funktionen trotzdem duplizieren. Aber geben Sie ihnen den Schaltplan an einen Intel 8080-basierten Computer und es ist nur eine weitere bedeutungslose Fremdsprache – ein Mysterium, auf dem Religionen aufgebaut werden können.

Also, wie weit kann man mit einem Pulsjet zurückgehen? Wie erklären Sie Erdöl Menschen, deren Grundbegriff von Öl eher mit Oliven oder Walen zu tun hat? Selbst wenn Sie zu den Chinesen gehen, ist ihre Schießpulver- und Kanonentechnologie viel zu schwer, um einem funktionierenden Impulsstrahl zu ermöglichen, eine Kanone zu bewegen.

Abschluss

Wie @Demigan glaube ich, dass das Problem der Kraftstoff ist (obwohl die Metallurgie nicht ignoriert werden sollte, könnte einfaches Benzin verwendet werden, wenn Sie nur ein Go-Kart bewegen wollten, aber wenn dieses Go-Kart eine halbe Tonne wiegt, ist es das nicht." nicht bewegen). Aber für etwas Komplexeres müssen Sie die Urknallchemie entwickeln. Selbst mit diesen Anweisungen müssten Sie ihnen die Anweisungen für die Gewinnung und Raffination von Erdöl oder die komplexe chemische Verarbeitung geben. Ich bezweifle, dass Sie effektive Pulsjets viel mehr als 50 Jahre im Voraus bauen könnten, einfach aufgrund der anderen Abhängigkeiten von Technologien, die einfach noch nicht existierten.

Pulsejets können mit Pflanzenöl oder Kohlepulver betrieben werden, daher sollte den Römern Treibstoff zur Verfügung stehen. Aber wäre römische Bronze oder Eisen stark genug?
@Eth Sicherlich stark genug - das Verhältnis von Stärke zu Gewicht ist die eigentliche Frage. Ich habe Pulsjets gesehen, die aus eisernen Installationsrohren gebaut wurden, sowie EMT-Leitungen; letztere halten nicht mit der Hitze, aber sie sind stark genug, bis sie rosten. Impulsdüsen laufen mit ziemlich niedrigem Druck.
@Eth, Sie können ein Flugzeug mit einem Pulsjet in die Luft bringen, der mit Pflanzenöl oder Kohlepulver betrieben wird? Ich könnte mich leicht irren, Luft- und Raumfahrt ist nicht mein Fachgebiet, aber ich hätte gerne ein Zitat, das diese Behauptung belegt.
Wenn der begrenzende Faktor der Brennstoff ist, dann hatten die Byzantiner das berüchtigte griechische Feuer. Es war eindeutig brennbar genug und machte angeblich einen schrecklichen Lärm, wenn die Siphons benutzt wurden. Zwar waren die Zeugen nicht an Autos und Düsentriebwerke gewöhnt, aber es hatte wohl auch genug Energie. Die Araber und die Chinesen kamen auch in die Pyrotechnik und hätten in der Lage sein müssen, brauchbaren Treibstoff herzustellen, wenn sie wüssten, was sie brauchen.
@VilleNiemi, Griechisches Feuer war im Grunde ein Schweröl. Es ist nicht nur brennbar, was Sie brauchen, es ist ein Knall!
Destillierter Alkohol scheint ein besserer Brennstoff zu sein als Pflanzenöl oder Kohlepulver: Er ist ziemlich flüchtig und kann mit Luft leicht brennbare Gemische bilden. Und eine Destillerie ist nicht gerade Hightech...
Als ich ein bisschen mehr suchte, konnte ich keine Beweise für das Fliegen von Pulsjets mit Pflanzenöl oder Kohlepulver finden. Wenn griechisches Feuer als Brennstoff nicht flüchtig genug ist, sollten Chemiker in der Lage sein, es zu optimieren/mit Alkohol zu mischen/stattdessen Alkohol zu verwenden. Obwohl es scheint, dass dies der Konsens ist, kann die Metallurgie tatsächlich nicht der limitierende Faktor sein. Das habe ich nicht erwartet!
@Eth Nun, alles Metall in einem Impulsstrahl definiert das Ansaugrohr, die Brennkammer und das Auspuffrohr. Die einzigen Belastungen, die es aushalten muss, sind Druck und Hitze. Druck kann leicht gehandhabt werden, indem die Wände dick genug gemacht werden, und Hitze kann leicht gehandhabt werden, indem man entweder Kühlrippen anbringt oder den Motor mit einem Mantel aus Kühlwasser umgibt. Letzteres ist äußerst effektiv und sollte die Metalltemperaturen auf einigen hundert Grad halten. Notfalls könnte man einen solchen Motor auch aus reinem Kupfer bauen.
Aus fertigungstechnischer Sicht ist ein ventilloser Impulsstrahl extrem einfach zu bauen: Es ist nur ein korrekt geformtes gebogenes Rohr. Der schwierige Teil besteht darin, die Theorie auszuarbeiten, mit der Sie eine entwerfen können. Ich vermute, dass sogar ein alter hethitischer Bronzeschmied in der Lage wäre, einen nach geeigneten Plänen zu bauen.
@Mark das könnte was tun?
@JBH, viel Lärm machen? Ein Pulsjet ist ohne reibungsarme Lager oder leichte Flügel nicht sehr nützlich, aber das bedeutet nicht, dass Sie keinen herstellen könnten.

Hero of Alexandria hat im ersten Jahrhundert n. Chr. einige bemerkenswerte Dinge getan. Er baute ein primitives Düsentriebwerk (es konnte nicht fliegen, drehte sich nur und machte einen Schläger)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b8/Aeolipile_illustration.png

In dieser Zeit begann auch die Destillation ernsthaft in Gang zu kommen. Die Schaffung von Kraftstoffen mit hoher Flüchtigkeit auf Erdöl- oder Alkoholbasis wäre für das frühe Römische Reich durchaus in Reichweite gewesen.

Kupfer ist zwar nicht ideal, kann aber leicht zu dünnen Blechen verarbeitet und über Holzformen, die dann entfernt werden, in komplexe Formen geschlagen werden.

Theoretisch hätten die Römer bei der Belagerung von Masada primitive V1-Buzz-Bomben (ohne Sprengköpfe) einsetzen können.

Wäre reines Kupfer dafür stark genug? Bedeutet das, dass die alten Ägypter es geschafft haben könnten? (Obwohl sie möglicherweise keinen Kraftstoff zur Verfügung haben ...)
(1) Es war viel mehr wie eine Dampfturbine als ein Düsentriebwerk, mit einem lächerlich niedrigen Wirkungsgrad. (2) Rohöl ist auf keinen Fall ein Kraftstoff mit „hoher Flüchtigkeit“; es ist eigentlich ziemlich schwer zu entzünden. (3) Ich möchte nicht in der Nähe eines Druckbehälters aus dünnen Kupferblechen sein. (4) Die Römer hatten keine Ahnung von Aerodynamik und keine Ahnung von Dynamik im Allgemeinen ...
@AlexP 1) wahr. 2) Ich habe die Destillation als verfügbare Technologie erwähnt, die die Extraktion leichterer Alkane aus Naphtha ermöglichen sollte. 3) Impulsstrahlen haben einen relativ niedrigen Druck. 4) Aerodynamik wurde in der Frage ausdrücklich ausgeschlossen.
Römische Bronze und Stahl waren beide von sehr hoher Qualität. Sie mögen eine alte Zivilisation gewesen sein, aber ihre Metallurgietechniken waren Teil der Ära der industriellen Revolution.

Die Nachbildung des Impulsstrahls selbst könnte wahrscheinlich bereits in der Bronzezeit durchgeführt worden sein. Bronze ist ungefähr so ​​schwer wie Stahl und nicht so hart, was es für die Herstellung der meisten Werkzeuge und Klingenwaffen schlechter macht, aber es ist tatsächlich sehr gut für sein Gewicht, um Explosionskräften zu widerstehen, was bedeutet, dass es verwendet werden könnte, um einen ziemlich leichten Pulsjet herzustellen Motor.

Das Tanken ist ein weiteres Problem. Die alten Mesopotamier kannten und ernteten Erdöl seit ca. 6000 v. Chr., aber sein Potenzial als Brandmittel wurde erst bekannt, als die Chinesen um 0 n. Chr. begannen, es für Licht und Wärme zu verbrennen, und die fortgeschrittene Raffination und Manipulation dauerte bis ca. 700 n. Chr Byzantiner entdeckten das griechische Feuer. Ob Ihre Anweisungen Informationen zum Betanken enthalten, kann also einen großen Unterschied machen.

Die andere große Einschränkung hier ist, dass Ihre alte Zivilisation nicht direkt vom Pulsjet zum Flugzeug übergehen würde. Sie wussten nicht genug über Auftrieb, Leichtbau usw. Stattdessen müssten sie ein ähnliches Evolutionsmuster wie die Dampfmaschine sehen. Es ist wahrscheinlich anzunehmen, dass eine Person zuerst damit eine Mühle drehen würde, dann würde der nächste ein Schnellboot bauen, der nächste einen Weg finden würde, die Energie mit einer internen Verbrennung besser einzudämmen und zu kontrollieren, und so weiter und so weiter würden ihre Gesellschaft verändern. Dann, nach ungefähr 200 Jahren der Verfeinerung dieser Technologie, würde irgendein Typ erkennen, dass Motoren stark genug sind, um damit zu fliegen, wenn er nur herausfinden könnte, wie Vögel es tun; also würden er oder sie, wie die Gebrüder Wright, Vögel viel besessener studieren, als es eine Welt ohne Motoren rechtfertigen würde, bis er oder sie das Auftriebsproblem lösen würden,

Das bedeutet, dass Sie eine Kultur ansprechen müssen, die der Renaissance ähnelt, in der ein großer Teil der Bevölkerung 2 Jahrhunderte lang oder länger großen Wert auf Wissenschaft und Experimente legte, um dies zu ermöglichen. Wenn Sie Anweisungen zur Herstellung von Treibstoff hinzufügen, könnte die Weitergabe an die alten Griechen im Jahr 500 v. Chr. Zu einer Flucht um ca. 300 v. Chr. führen. Wenn Sie keine Anweisungen für den Treibstoff beifügen, könnte das Byzantinische Reich ihn wahrscheinlich 700 n. Chr. Erhalten und bis 900 n. Chr. Flugzeuge haben.

Ich werde nicht über Kraftstoff sprechen, da Sie sicher genug zu sein scheinen, dass dies kein Problem ist.

Da die Metallurgie das Hauptanliegen zu sein scheint, kann ich Ihnen genau sagen, wo , aber nicht genau wann.

Sie wollen nach Südindien

Rom wurde in anderen Antworten erwähnt, aber ich verstehe nicht warum. Schließlich importierten die Römer indischen Stahl wegen seiner überlegenen Qualität. Dieser Wikipedia-Artikel [1] behandelt die Geschichte der Stahlproduktion in Inda. Handwerker, die in der Lage sind, die gewünschten Stähle herzustellen, könnten bereits 300 v. Chr. oder 200 n. Chr. vorhanden sein, als Wootz-Stahl, besser bekannt als Damaskus-Stahl, zu dieser Zeit entwickelt wurde. Ihr Projekt würde bei richtigem Timing ein fruchtbares und innovatives Umfeld vorfinden. Ich bin mir zwar nicht sicher, ob Wootz-Stahl für Ihre Zwecke ausreichen würde, aber die erfahrenen Handwerker dessen, was das industrielle Kernland der Welt sein würde und bereits war, haben die besten Chancen, den Motor herauszufinden.

[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Iron_and_steel_industry_in_India/ (Abschnitt Geschichte)

Overkill. Sie können ventillose Impulsdüsen aus Blech herstellen, sodass kein besonderer Bedarf an hochwertigem Metall besteht, außer um es leichter zu machen.