¿Este globo de dirigible antigravedad me dará un dirigible de vacío que funcione?

Esta es una continuación independiente de una pregunta anterior diferente . Basándome en las respuestas que obtuve, adopté un enfoque diferente a mi idea original y ahora quiero intentar usar la antigravedad en el interior del globo en lugar de en toda la nave. Surgieron dos nuevas preguntas mientras pensaba en el concepto.


Antecedentes: los dirigibles son un elemento básico de la ficción fantástica, pero en el mundo real, el diseño de dirigibles está drásticamente limitado por la cantidad de sustentación que puede obtener de un globo. Me gustaría crear un mundo donde las aeronaves compactas y elegantes de steampunk y fantasía sean posibles con la adición de un solo elemento mágico: un motor que produzca un tipo limitado de antigravedad. Después de eso, me gustaría mantener la física basada en la ciencia, con el objetivo de producir un mundo internamente consistente que todavía tenga espacio para aeronaves asombrosas.


La pregunta: Tengo un motor antigravedad handwavium. Cuando coloco este motor dentro de un globo grande y lo enciendo, reduce el efecto de la atracción gravitatoria (peso) en todo el aire del globo hasta el punto de que se vuelve funcionalmente tan flotante como un globo de vacío .

  • P1: Hay masa dentro del globo, pero ahora no tiene peso. ¿La presión del aire exterior hará que el globo colapse?

  • P2: Si se rompe el globo, como por una bala, ¿qué sucederá? No hay gas de elevación para escapar; El aire nuevo que ingresa a la cámara pierde peso. Entonces, ¿seguirá volando el globo hasta que decida que la "cámara de reacción" mágica ya no funciona? ¿Habría otros efectos?

Mi experiencia en física se limita a Google, así que si algo aquí está confuso, házmelo saber en los comentarios y lo arreglaré.

El gas en un globo está casi a la presión atmosférica; un agujero de bala no es inmediatamente peligroso para un globo, porque el gas se mezclará con el aire muy lentamente. ¿Y te das cuenta de que el poder de elevación del hidrógeno es solo un 10% menor que el de un gas ingrávido, y necesita un motor antigravedad?
@AlexP: Sí, pero ese 10 % pareció ser sorprendente cuando comencé a calcular los tamaños aproximados de los globos. (Además, el aire es sustancialmente menos explosivo). Pero me aseguraré de revisar mi trabajo y asegurarme de no estar ladrando al árbol equivocado. Debo señalar que la magia antigravedad va a ser canónica para el entorno de otras formas, pase lo que pase, por lo que sería casi extraño no usarla para las aeronaves.
La raíz cúbica de 1,1 es 1,03... Solo digo.
@AlexP: En el peor de los casos, puedo experimentar "cargando" partes de la aeronave con antigravedad para reducir el peso ... a menos que eso haga que vuele como una cometa, por supuesto. o_O Mejor voy y busco resistencia al viento en google...
No estás ganando mucho al reducir la masa del gas si, sin embargo, reduces el gas del barco, puedes hacerlo más grande. Digamos que tiene una madera de fantasía que es tan liviana como la balsa pero tan fuerte como la nuez dura. En el juego de la fortaleza enana, el mithril de metal de fantasía era tan fuerte como el acero pero tenía la misma densidad que la espuma de poliestireno. con ellos podrías construir un enorme dirigible, o mejor aún, un enorme dirigible rígido.
@John: Creo que mi problema puede ser que en algún momento confundí el peso con la densidad. Estoy leyendo un poco más para comprobarlo ahora.
@ John: ¿Pero no sería arrojado por el viento un material que la luz? ¿O tal vez podrías compensar con lastre?
@Era solo si hiciste el barco pequeño, lo que realmente hace es permitirte hacer un barco más grande para la misma masa.

Respuestas (3)

Echemos un vistazo a lo que realmente estás haciendo aquí y veamos si eso ayuda.

Su motor 'antigravedad' está reduciendo el peso de su aeronave al trabajar con el gas en el globo. Esto, a su vez, altera la densidad de la aeronave en su conjunto, haciéndola "más ligera que el aire", por lo que flota.

Entonces, la respuesta a la pregunta 1 es bastante simple: el gas dentro del globo sigue obedeciendo la ley de los gases ideales, a la que realmente no le importa el peso, solo la presión, el volumen, la cantidad de moléculas de gas y la temperatura. La dinámica de su globo es la misma de siempre. Tenga en cuenta que esto significa que tendrá que tener cuidado con la explosión de su globo a medida que llegue a altitudes más altas y la diferencia entre las presiones de gas internas y externas sea mayor. Diré más sobre esto más adelante.

La pregunta 2 depende de las especificaciones de su aeronave. Si tiene un dirigible (con un globo no rígido), entonces un agujero de bala hará que el gas de sustentación se desplace desde el interior del globo hacia el exterior y el globo se colapse, junto con una caída proporcional en la sustentación. Si tiene un zepelín (con uno o más globos dentro de una estructura rígida), entonces no importa si sus globos ya están abiertos al resto de la atmósfera: la densidad de su aeronave como un todo sigue siendo la misma, independientemente de lo que sea realmente. en los globos.

Lo que me lleva de vuelta al punto 1: si tu nave no es rígida y tu globo está sellado, comenzará a expandirse a medida que asciendes en la atmósfera. Esto conducirá a un mayor volumen de gas de peso 0, o dicho de otro modo: una disminución en la densidad de su aeronave como un todo. Esto continuaría hasta las limitaciones físicas de su globo (como un globo meteorológico).

Si su nave (más específicamente el campo antigravedad) es rígida, entonces asegúrese de que el aire no pueda fluir completamente libremente. El aire desde abajo empujará hacia la zona de peso 0 y será acelerado hacia arriba por más aire que ingrese a la zona de peso 0 desde abajo. Su aeronave no funcionará si se permite que el aire entre por debajo del globo y escape por la parte superior del globo, pero funcionaría bien incluso si la parte inferior de su "globo" se redujera a la misma consistencia que un chaleco de hilo. Puede hacer un poco de viento dependiendo de los efectos de contorno exactos de su generador antigravedad, pero si realmente quisiera, este esquema de generación de sustentación podría funcionar con un paracaídas.

Lo cual es contrario a la intuición y trippy como el infierno.

ANEXO: La densidad del gas dentro de la envolvente de gravedad cero seguirá teniendo un efecto sobre el "tirón" o tasa de cambio de aceleración de la nave. Vale la pena considerar esto si planea encender y apagar el generador como método de control de altitud.

Odio decirlo, pero esto es mucho esfuerzo para obtener aeronaves de gran altitud.

La antigravedad (suponiendo que no fuera ficticia) funciona en masa. Donde normalmente dos bolas se atraen, ahora una o ambas se repele porque la naturaleza de la masa ha cambiado. La gravedad es (desde cierto punto de vista) direccional. Así que algo tan etéreo como el aire estaría repeliendo todo el aire a su alrededor y probablemente no obtendrías ningún impulso. Peor aún, ¿qué impediría que el motor funcionara en la infraestructura de la cabina? ¿Por qué usar un globo?

La sustentación en aeronaves es creada por la densidad. La densidad del gas dentro del globo es menor que la densidad del aire que lo rodea, por lo que sube. Subirá hasta que la densidad del aire exterior sea igual a la densidad del gas dentro del globo. Lo que necesitas es algo que haga que el gas dentro del globo sea menos denso.

Es posible que esté llegando al punto en que se está sobreenfocando. El esfuerzo que estás poniendo en hacer que la aeronave funcione se convertirá en una distracción en tu historia. Lo que sugeriría es que el elemento mágico sea el gas. Gas de tan baja densidad que puede alcanzar las altitudes que buscas.

Lo que importa es la densidad solo porque todo responde a la gravedad de la misma manera. Si el principio de equivalencia ya no es válido y puede alterar la "carga" gravitatoria de algún material, entonces esa simplificación ya no funciona y debe recurrir al cálculo de la flotabilidad directamente a partir de la diferencia en el peso del globo vs. peso de un volumen igual de aire.
No se puede reducir mucho más el peso de la mezcla de gases sin entrar en los aspectos negativos (momento en el que una mezcla más densa vuelve a proporcionar más elevación). Por desgracia, eso es lo que estoy haciendo en mi mundo, evitar una mezcla demasiado densa al no tener ninguna. tecnologías de compresión adecuadas
@dot_Sp0T: Hola, tu comentario me despertó la curiosidad: ¿estás hablando de peso negativo? (No masa negativa.) ¿Hay alguna física sobre cómo funcionaría eso?
@Era, ¿por qué no te unes a mí en el Worldbuilding Chat y podemos conversar sobre el tema?
@dot_Sp0T: Con gusto, nunca usé la sala de chat antes. ¿Debo crear una nueva habitación?

Barco fantasma

¿Hay fantasmas en tu mundo steampunk?
En la época victoriana (en la que se basan muchos mundos steampunk) las sesiones de espiritismo, el espiritismo y los médiums eran bastante populares .


Los fantasmas pueden flotar en el aire como quieran y algunos pueden interferir con el mundo material (cf. poltergeist o casas embrujadas por demonios).
La entidad espiritual está contenida en la envoltura de la aeronave o en los tubos de una maquinaria especial que recorre la aeronave : las paredes son a prueba de fantasmas mediante un revestimiento especial de sal o plata o están grabadas/pintadas en símbolos nigrománticos.

Esa maquinaria obliga a los fantasmas a volar hacia arriba/adelante/hacia donde el conductor quiera (haciendo que las partes del sistema tubular sean habitables para la entidad), llevando consigo la góndola/barco , como un gran pez en una red, tirando de la barco.
O un nigromante/médium se comunica con la entidad mediante una tabla Ouija invertida que forma parte de la maquinaria para cambiar de dirección.

La tripulación de tal nave necesitaría al menos un capitán, un maquinista y algún tipo de nigromante o médium.

La idea, bastante similar a la tuya , no es hacer que toda la nave vuele mágicamente, sino incluir un poco de magia que pueda ser explotada industrialmente por una maquinaria controlada por el hombre (usando nigromancia en lugar de antigravedad).

En el pasado, había traficantes de sombras (en nuestro mundo real) que midieron la sombra de alguna persona que pasaba por alto y la vendieron para encerrar la sombra en una nueva casa para crear un espíritu guardián. Se creía que la persona, cuya sombra se midió, moriría pronto a causa de eso. Entonces, tal vez hay comerciantes de almas que comercian con fantasmas, los más imprudentes incluso van tan lejos como para matar personas para producir almas frescas cuando es necesario (cf. Burke y Hare, quienes mataron personas porque los estudiantes de medicina necesitaban cadáveres frescos para practicar anatomía / cirugía). Tal vez incluso haya "equipos" formados por un nigromante y su fantasma (tal vez un miembro de la familia fallecido hace poco tiempo...), que ofrecen su servicio a las tripulaciones de aeronaves por dinero .

Hay diferentes clases de entidades (espíritu, poltergeist, demonio). Cuanto más poderosa es la entidad, más efectivo es el impulso . Pero también más peligroso si la maquinaria falla y libera lo que detuvo... (cf. un reactor nuclear para impulsar submarinos)


En la película 13 fantasmas , toda la casa actúa como una maquinaria/reloj donde se necesitan 13 fantasmas para abrir un portal.
Philipp Pullman tiene una especie de insecto volador mecánico que contiene un espíritu maligno que hace retroceder el mecanismo del reloj cada vez que mueve las alas de su serie sobre sus materiales oscuros .