En mi mundo vive una sociedad con tecnología antigua. Por tecnología antigua, me refiero a tecnología de tipo romano antiguo, con pleno acceso al conocimiento de tipo griego antiguo (como la anticitera o las máquinas de guerra de Arquímedes).
Ahora, me gustaría que esta sociedad desarrollara una especie de zepelín militar, y me preguntaba si sería posible.
Los primeros globos aerostáticos eran pequeños y estaban destinados a ser tripulados por una sola persona o por unas pocas personas. Estarían hechos de papel cosido con algodón (y sé que el papel en sí no era tecnología romana antigua, pero era tecnología china antigua, y no es difícil para un pueblo antiguo producir papel, así que saludaré con la mano). Éste).
Sin embargo, no sé si es posible construir un zepelín con papel. O si pudieran hacer el globo con una especie de tela que fuera accesible para una gente no tan moderna y que fuera hermética.
Otra cosa que debemos considerar es la propulsión. Quizá esta gente podría haber perfeccionado un motor con el mismo principio del eolipile de Heron... pero ¿sería suficiente para mover un zepelín? ¿O podríamos usar otro método de propulsión?
Considerando todas estas cosas, el zepelín que estoy tratando de crear puede no ser tan grande como los zepelines usados en la Primera Guerra Mundial... sin embargo, mis preguntas son las siguientes:
¿Sería posible que un pueblo tan antiguo produjera zepelines? Y si es así, ¿qué tan grandes podrían ser mientras conservan la función?
Nota: Si el problema son los costos, recuerda que mi pueblo dirige un imperio con el mismo poder y fuerza que el de Roma. Se perderían la rentabilidad solo por tener algunas máquinas de guerra (incluso solo tres o cuatro) que impondrían respeto sobre sus vecinos / afluentes menos avanzados.
No, no sería posible que los pueblos antiguos produjeran zepelines.
Los dirigibles rígidos requieren motores de aluminio y de combustión interna para ser mínimamente factibles... y aun así, sus cargas útiles son lastimosamente bajas. Para una operación segura, también requieren navegación y un clima razonablemente bueno.
El aluminio requiere electricidad. Una aeronave de hierro o acero no despegará del suelo. La madera (seca) se levantará (apenas) del suelo, y la escasa carga útil no valdrá la pena: los burros serán más baratos y más versátiles.
La recolección de grandes cantidades de hidrógeno también requiere electricidad. El aire caliente ordinario ni siquiera se acercará a levantar la estructura de un dirigible rígido del suelo. No estoy seguro de qué material disponible para los antiguos puede contener el hidrógeno, por lo que las bolsas de gas pueden tener algunas fugas. ¡No fumar cerca!
Es poco probable que los antiguos descubran alguno de los raros depósitos de helio mientras perforan en busca del petróleo que no conocen, y de todos modos no tienen una forma útil de capturar/almacenar/transportar el gas.
La combustión interna requiere acero fino, máquinas herramientas y petróleo. Las máquinas de vapor son demasiado pesadas, demasiado débiles y el consumo de combustible (madera/carbón) cambia la flotabilidad de la embarcación.
La navegación requiere un sextante y un reloj preciso. Las herramientas de navegación precisas son esenciales: la Tierra tiene muchas nubes y niebla en momentos y lugares inconvenientes. Y montañas que parecen nubes en el momento equivocado.
La información meteorológica requiere transmisión de datos (telegrafía o mejor). Muchas aeronaves fueron destruidas en tormentas bastante ordinarias, particularmente durante la noche.
Las máquinas voladoras son de tres tipos: aerostatos, aerodinos y cohetes.
Los aerostatos son máquinas voladoras que se mantienen en el aire gracias a un gas flotante; por eso se dice que son más ligeros que el aire .
Los aerodinos son más pesados que el aire : se mantienen en el aire gracias a la sustentación generada por el movimiento del aire sobre una o más superficies aerodinámicas . Los aviones, helicópteros y cometas son ejemplos de aerodinos. (Para completar: existen máquinas voladoras que se mantienen en el aire gracias a una combinación de flotabilidad y sustentación; se llaman aeronaves híbridas).
Los cohetes se mantienen en el aire gracias al empuje de un motor, con poca o ninguna ayuda de la sustentación aerodinámica.
Los aerostatos son de dos tipos: globos y aeronaves.
Un globo es un simple aerostato sin otro medio de propulsión que el viento.
Un dirigible es un aerostato con sus propios medios de propulsión a bordo. Los dirigibles también se llaman dirigibles, porque se pueden dirigir en un curso preestablecido. Los dirigibles son de tres tipos:
Dirigibles no rígidos o dirigibles que dependen de la presión del gas de elevación para mantener su forma.
Los dirigibles semirrígidos tienen una estructura interna rígida, pero dependen de la presión del gas de elevación para mantener la forma de la envoltura.
Los dirigibles rígidos tienen un marco rígido cubierto por una piel o envoltura exterior. Érase una vez varios fabricantes de aeronaves rígidas; uno de esos era
En la actualidad, Luftschiffbau Zeppelin GmbH es uno de los principales accionistas de
He escrito una respuesta larga y detallada a una pregunta mucho más razonable sobre aeronaves en el siglo XVIII. Los dirigibles en la antigüedad son varias veces más improbables.
Sin gas de elevación.
El problema básico aquí es que los antiguos no tenían idea de química. Ninguno en absoluto. Ni siquiera una idea equivocada. Ni siquiera tenían una palabra para "gas", que fue acuñada por el químico flamenco JB van Helmont a principios del siglo XVII. El único gas de elevación que sabían hacer era aire caliente; el aire caliente no levantará una aeronave, pero puede levantar un globo.
Para evitar su incapacidad para producir hidrógeno (o extraer helio), de alguna manera debe hacer que descubran y desarrollen la química con unos 1500 a 2000 años de anticipación. Prepárese para grandes impactos en su civilización; si pueden producir hidrógeno, también pueden fabricar explosivos avanzados, ácido sulfúrico y fertilizantes artificiales...
No hay ingeniería estructural adecuada.
Los antiguos simplemente no sabían cómo hacer cerchas fuertes y ligeras . Lo cual no es una falla: su ingeniería simplemente no requería tales estructuras. Ni siquiera tenían las herramientas matemáticas para calcular tales estructuras.
Sin motores.
Los antiguos simplemente no tenían ningún tipo de motor. El eolipile inventado por Heron de Alejandría es un modelo particularmente ineficiente de una turbina de vapor que muestra que el calor se puede convertir en energía mecánica; pero no tenía aplicaciones prácticas.
Básicamente, una civilización que puede hacer aeronaves no puede ser similar al mundo clásico. Debe tener química y física avanzada y matemáticas avanzadas y metalurgia avanzada y un buen conocimiento de la resistencia de los materiales y motores de combustión interna (o motores eléctricos o algún otro tipo de motores primarios). Tal civilización estaría tan adelantada al mundo clásico que no tendría rival. Serían los gobernantes indiscutibles del mundo, no se necesitarían aeronaves.
En la historia real, las aeronaves disfrutaron de un breve momento de gloria: unos 30 años, desde alrededor de 1910 hasta alrededor de 1940. Una vez que una civilización avanza hasta el punto en que puede hacer aeronaves, también puede hacer aviones; Dado que los aviones son mucho más seguros y rápidos que los dirigibles, y pueden transportar mucha más carga que los dirigibles, la era de los dirigibles desaparecerá en un abrir y cerrar de ojos.
No (ver otras respuestas como la de AlexP). PERO si tuvieras que:
Si bien es muy poco realista, veamos si podemos obtener un modelo básico. En primer lugar, tiraría las aeronaves rígidas. Los romanos no tenían las habilidades de ingeniería estructural para hacer los interiores, ni el gas necesario para levantarlos (o un medio para obtener y transportar dicho gas). Esto significa que estamos usando aire caliente. Si asumimos que el globo vuela a 1000 pies de altura y que la temperatura del aire ambiente es de 15 grados (F), entonces podemos usar esta práctica tabla para calcular cuánta elevación obtenemos del aire caliente. Según Wikipedia, el aire caliente en globos es de 212 grados F.
Gas de globo ~= 0,057 lb/ft3 , Gas ambiental ~= 0,085 lb/ft3
Por lo tanto, el aire caliente puede levantar ~ 0,028 lb/ft3 (o, después de un salto rápido al sistema métrico, obtenemos que cada metro cúbico de aire caliente levantará 0,045 kg)
Ahora tenemos que empezar a hacer suposiciones de carga útil. En primer lugar, asumo que estamos hablando de lo que los romanos pudieron haber construido, no de lo que tenían. Básicamente, como si algún filósofo griego dijera "¿y si usáramos engranajes y pedales para mover una hélice?" y ahora el Emperador ordena que intente construirlo. Si estamos permitiendo eso, una construcción MUY básica similar a una cadena de bicicleta podría usarse para impulsar una hélice (bastante débil) que podría ir en la parte trasera de la aeronave. Sería difícil empujar mucho contra el viento, pero es un comienzo. En términos de apuntar la hélice en la dirección correcta, un simple timón liviano debería ser suficiente (los aviones también los usan). El globo probablemente tendría que ser una esfera, ya que ejerce la menor presión sobre la tela. Mencionaste que agitar la tela o el papel con la mano estaba bien, así que digámoslo.
Entonces, en total (hombre de hélice más raciones, hélice/timón, estructura de madera/tela, globo, cuerdas, calentador de aire/peligro de incendio horrible, etc.), saquemos un número desde donde el sol no brilla y digamos 1000 libras . No estoy seguro de para qué está usando estos globos, así que ajústelos según sea necesario, pero 1000 libras requerirán un volumen de globo de ~35000 pies cúbicos . Luego duplíquelo por cada mil libras subsiguientes.
Esto da como resultado un globo de aproximadamente 40.58 pies de diámetro (búsqueda en Google "sphere calc: find d, V=" para otros valores). No soy un experto en la resistencia de las telas romanas antiguas, pero eso no suena mucho más allá del ámbito de la plausibilidad de que el globo no se rompa...
Nuevamente, incluso con un sistema de pedales propulsándolo, esto volaría por todos lados. El fuego necesario para calentar el aire probablemente resultaría en muchas barbacoas Hinden. El fuego tendría que estar lo suficientemente caliente como para que el combustible tuviera un peso enorme y el alcance fuera limitado. La lluvia probablemente empaparía la tela y le pesaría, mientras que el aire exterior más caliente le haría hundirse como una piedra. Y probablemente estoy subestimando mucho el peso de la carga útil. Entonces, como se indicó anteriormente, probablemente no funcionaría. Pero si necesita que funcione, probablemente así es como lo haría.
Se han construido exitosamente aeronaves con estructura de madera (Schutte-Lanz, en la Alemania de la Primera Guerra Mundial) y se han volado dirigibles de aire caliente, los cuales podrían haberse aproximado a la tecnología romana, pero sin un motor, que estaba decididamente más allá de las habilidades romanas, ambos solo ser globos libres sin uso ni necesidad de sus formas aerodinámicas. Los romanos posiblemente podrían haber usado globos aerostáticos para el espionaje aéreo durante las batallas al estilo de la Primera Guerra Mundial (e incluso desde la Guerra Civil de los EE. UU.), arrojando bombas incendiarias o dardos en posiciones sitiadas (probablemente no tan práctico como simplemente arrojarlos sobre las paredes a través de balista, pero quizás con un gran efecto psicológico).
AlexP
pedro gabriel