Mi mundo es un exoplaneta lejano con agua y algo de oxígeno, pero sin vida ni plantas, lo que significa sin carbón ni materiales orgánicos en su interior.
La gente de alta tecnología de la Tierra vino allí e hizo una terraformación rápida (y exitosa), pero después de eso, y después de construir las ciudades, la gran mayoría de ellos no pueden sobrevivir a las condiciones del planeta y la gente comienza a morir lentamente debido a complicaciones de salud. El planeta está clasificado como peligroso y eliminado de futuras misiones desde la Tierra. Esas pocas personas que sobreviven comienzan guerras por bienes y la era tecnológica termina en tres o cuatro generaciones después de que todas las máquinas se queden sin energía y sean destruidas.
Después de cientos de años medievales, simplemente se adaptan al planeta y comienzan a ascender nuevamente. Comienzan una nueva revolución industrial (con algunos libros históricos escritos por personas sabias de la primera era, por lo que tienen una guía histórica escrita a mano paso a paso de algunos inventos cruciales, lo que acelera las cosas). Usarán energía hidroeléctrica, mucha minería, máquinas de vapor, ferrocarriles, barcos, automóviles, motores de etanol en lugar del combustible clásico. La gente llega a 1850 - 1900.
Pero, ¿qué pasa con los aviones en esa era?
1) Materiales: ¿se puede construir un motor convencional tan fuerte sin acero? ¿Puede ser solo un motor de hierro, litio/aluminio o cualquier metal inorgánico? ¿Algún material tiene tan buen comportamiento como el acero, pero no a base de materiales orgánicos?
2) Combustible: ¿puede funcionar con etanol, aceite de ballena o algún biocombustible en lugar del combustible clásico? ¿O debería ser solo una especie de motor eléctrico / solar y, por lo tanto, producido bastante más tarde?
* nota: este es el mundo de realidad máxima. Lo único inventado debería ser el apocalipsis. Todo lo demás debería ser real, como si estuviéramos realmente allí y tratando de sobrevivir con todo lo que tenemos.
Realmente gracias por las respuestas.
El hecho de que tengan etanol significa que, como parte de sus esfuerzos de terraformación, tienen una vida vegetal próspera, probablemente basada en terran, establecida en el planeta después de la colonización. De todos modos, esta es la única forma en que este planeta tiene sentido científico, porque sin la fotosíntesis no habría forma de que el oxígeno se reponga después de que los animales lo respiren. Eso sí, la cantidad de oxígeno libre en un planeta no basado en plantas también indicaría niveles muy bajos de hierro cerca de la superficie del planeta; de lo contrario, se oxidaría y sacaría el oxígeno de la atmósfera, pero por el bien de la discusión, vamos a decir;
1) el biocombustible es una cosa porque ahora hay plantas allí, y
2) toda la metalurgia se ha vuelto posible solo a través de la minería profunda
Entonces la pregunta es si los aviones son posibles o no. La respuesta es, por supuesto, sí, pero su bioma les impone algunas restricciones.
Los aviones de la Primera Guerra Mundial (por ejemplo) se construyeron en gran parte con marcos de madera, y muchos de los primeros tenían cubiertas de lona. El motor de los hermanos Wright también contenía mucho aluminio para mantenerlo liviano. Sin embargo, es completamente posible con la base tecnológica de la que está hablando que gran parte podría haberse construido con cerámica. Esto supone que tiene un motor de combustión interna en primer lugar.
El hierro, el acero y otros metales y aleaciones son un desafío debido al peso, y diría que construir aviones con estructuras de madera y una cubierta de material pesado haría que los aviones funcionaran con un motor adecuado. Dado que incluso hay ultraligeros de paracaídas (esencialmente estructuras de motor con un asiento en la parte delantera y un paracaídas encima para levantar) significa que podrías hacer que la gente vuele en este mundo.
Pero estas tecnologías y materiales de construcción no escalan bien. En nuestro nivel actual de tecnología, no podemos hacer funcionar un motor a reacción con biocombustible, aunque creo que está llegando. Los motores de combustión interna ciertamente podrían hacerlo, y muchos ultraligeros funcionan con combustible de automóvil estándar que, en muchos casos, ahora contiene un 10% de etanol de todos modos. Por lo tanto, es discutible que pueda poner en funcionamiento aviones pequeños en su mundo, pero no podrá escalar a algo como un Airbus A380 con ese diseño de construcción.
Los motores de combustión interna están ciertamente a la orden del día si quieres seguir un análogo de la Tierra, pero también es posible diseñar un motor eléctrico que haga girar una hélice si no estás tan interesado en la velocidad. En los tiempos modernos, las baterías para estos son cada vez más livianas, pero en su mundo diría que la falta de energía química en forma de petróleo y carbón habría significado que su revolución industrial nunca hubiera seguido el mismo camino tecnológico. ya que la revolución industrial en la Tierra fue impulsada por energía barata y accesible en forma de combustibles fósiles. En su planeta, diría que habrían optado por un modelo de generación de electricidad/solar o eólica, y almacenamiento de batería, simplemente porque habría sido el modelo más conveniente en primera instancia,
Entonces; aviones simples y livianos que probablemente sean lentos pero diseñados con alas que los hacen mucho más eficientes energéticamente, que no se escalan muy bien pero que podrían usarse como transporte personal para mensajeros, exploradores, etc., es lo que sospecho que sería la orden del día, junto con un motor eléctrico o de biocombustible de algún tipo.
Si los metales son escasos, sugeriría la madera y la tela como materiales de construcción principales. Esto se hizo históricamente y con éxito [1]. Supongo que por qué nunca se convirtió en la corriente principal es que la madera es un material natural, por lo que tiene características impredecibles y no es uniforme. El aluminio es más fácil de trabajar y más predecible.
Con respecto a los motores sin acero, solo pude encontrar esto [2], solo hablan de los pistones, pero esas son las partes que soportan la mayor tensión. Entonces, si los pistones se pueden hacer con estos otros materiales, también se puede hacer todo el motor. Sin embargo, hay un problema. ¿Por qué tu planeta carecería de acero? Mencionaste la terraformación y asumo que te referías a establecer una biosfera como la tierra. Para tener una biosfera funcional se necesita hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y carbono. (y un montón de oligoelementos) Estos elementos son la base de la química orgánica, que es algo crucial para la vida. El acero es una aleación de hierro y carbono. Tan pronto como su planeta tenga alguna forma de vida, tendrá carbono.
El uso de biocombustibles para aeronaves parece plausible, aunque parece haber una serie de problemas [4]. La producción parece ser difícil y antieconómica en comparación con el combustible fósil, pero en su mundo eso difícilmente sería un problema.
¿Ha considerado métodos de aviación alternativos? Los dirigibles pueden ser más populares si los aviones son difíciles de construir. Sí, son más lentos, pero imagina una aeronave encubierta en delgados paneles solares o láminas para viajar por el planeta algo lento, pero hipereficiente.
[1] https://www.aircraftsystemstech.com/2018/09/history-of-wooden-aircraft.html?m=1 [2] https://www.google.com/amp/s/www.researchgate .net/post/what_is_the_best_material_that_can_internal_combustion_engine_piston_made_from_to_get_best_result/amp [3] https://coalaction.org.nz/carbon-emissions/can-we-make-steel-without-coal [4] https://en.m.wikipedia.org /wiki/aviación_biocombustible
En cuanto al motor: Ford ha estado usando bloques de motor de aluminio durante un tiempo: el aluminio está aleado con metales de refuerzo, pero la clave es que puede contener la presión de combustión sin quemar una o todas sus bujías: perder compresión, estancamiento y chocando Supongo que podría ser posible usar otros metales, el magnesio es común en los aviones debido a su alta rigidez y bajo peso, pero no es muy tolerante al calor. El tungsteno es tolerante al calor pero frágil y puede degradarse debido a las tensiones de la combustión. Si puede obtener un material más liviano, entonces mejora su relación empuje: peso, lo que permite aviones más grandes o más fuertemente armados o aviones de mayor alcance. Una gran limitación para este tipo de motor será la cantidad de oxígeno en la atmósfera de su planeta. Si es más bajo que la Tierra, la sección de admisión deberá ser más potente para suministrar suficiente aire de combustión presurizado a la cámara de combustión. Esto podría ser un desafío porque si tiene una ingesta extravagantemente grande, puede crear una resistencia parasitaria.
En cuanto a la estructura del avión: tiene que ser capaz de soportar las tensiones del vuelo de ala fija. El fuselaje, los largueros de las alas y los estabilizadores estarán sujetos a torsión, compresión y muchas otras fuerzas durante las maniobras. Un material más liviano como la madera probablemente no pueda resistir una tonelada de castigo como ese. Un fuselaje con armazón de acero y largueros de ala de acero permitirán maniobras G más altas, pero también significa más peso y, por lo tanto, requiere motores más fuertes o más numerosos. Estás comenzando a ver lo difícil que es diseñar aviones de combate de ala fija.
lo que podría considerar en su lugar si esto es equivalente a finales de 1800 / principios de 1900 son aeronaves
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