Burbujas de agua comestibles.

https://www.boredpanda.com/edible-water-bubble-skipping-rocks-lab/

Las burbujas, llamadas Ooho!, se crean encerrando una gota de agua potable dentro de una membrana comestible hecha de un extracto natural de algas marinas. Nada se desperdicia y el producto se biodegrada por completo en 4 a 6 semanas si no se consume.

Tu piloto está encerrado en estas burbujas. Puede moverse, pero las burbujas se interponen en el camino. Respira a través de una máscara nasal con suministro de aire y tiene un visor de realidad virtual. Si abre la boca puede comerse las burbujas que tiene delante: el gel tiene algo de proteína y carbohidratos y el interior es agua con electrolitos. Algunas de estas burbujas pueden haber estado en la cabina durante bastante tiempo y pueden tener el mismo sabor que los pilotos anteriores.

En el impacto, cada burbuja resiste un poco antes de romperse, absorbiendo en conjunto la energía cinética. El agua liberada drena a través de las burbujas intactas hasta el suelo. El movimiento lento del piloto desplaza suavemente las burbujas sin romperlas.

Las respuestas actuales (aparte de las de Willk) tienen un problema de perspectiva: ofrecen sugerencias de cosas que podrían ser buenas para evitar que las cosas desde fuera de la superficie lleguen al piloto. Pero la protección contra choques es lo opuesto a esto: está tratando de evitar que las cosas del interior golpeen cualquier cosa a velocidades peligrosas. Y las soluciones de tipo almidón de maíz son bastante malas en esto: el impulso del cuerpo del piloto durante un choque intentará llevarlo hacia adelante hacia la suspensión, que luego responde naturalmente como casi sólido. Hacer que tu piloto se estrelle instantáneamente contra un muro de hormigón de facto no va a ayudar.

La protección contra choques se trata de disipar el impulso hacia afuera y lejos de la(s) persona(s). Mire las carreras de autos modernos, por ejemplo, y vea lo que sucede en un choque: las piezas salen volando por todas partes . En realidad, esto se aprovecha como una característica de seguridad: cuando los neumáticos, las puertas, los alerones, etc. salen volando, se llevan el impulso. Las partes con el humano en ellas tendrán correspondientemente menos impulso y, por lo tanto, dicho humano ahora está en menos peligro (pero no en cantidades insignificantes; es por eso que tienen la jaula antivuelco muy rígida, que no se va a volar, por ejemplo ).

Cualquier sistema de suspensión de fluidos que vaya a servir como un sistema de protección contra choques tendrá que permitir que se derrame ese fluido: tendrá que arrojar a chorro o explotar su propio fluido a un ritmo suficiente para evitar la pared de ladrillo instantánea antes mencionada. desastre. Y eso va a ser difícil, ya que no hay garantía de que las capas exteriores sean libres de moverse fuera suficiente para evitar que las capas interiores formen un muro de la muerte de facto. De hecho, la naturaleza propuesta del fluido hace que esto sea muy poco probable: si ya fuera capaz de transmitir fuerzas por todo su cuerpo de manera rápida y uniforme, nunca actuaría de esta manera "rígida".

Cualquier sistema que diseñe que se base en el principio de "hacer que el piloto no vaya a ninguna parte" significará, necesariamente, que "el piloto muere instantáneamente en un accidente". Necesita un sistema que suponga que se moverá, le permita moverse y haga lo que pueda para disipar el impulso y la energía del piloto lo suficientemente rápido como para ofrecer una posibilidad significativa de supervivencia (si está golpeando el suelo a 200 mph, estás casi tan muerto como si fuera a 400 mph). Entonces, lo que estás buscando es un auto de carreras en forma mecánica. Un transformador que se desmorone fácilmente sería ideal.

Aquí hay una excelente descripción del problema de la desaceleración (mantener vivos a los pilotos en caso de un accidente) en Aviation Stack Exchange: https://aviation.stackexchange.com/questions/16545/even-after-years-of-research-why- son-los-aviones-incapaces-de-mantener-a-los-pasajeros-vivos-en/16553#16553

En resumen, el objetivo es reducir la velocidad suavemente, pero esto requiere distancia para trabajar, lo que generalmente no es posible una vez que supera una velocidad de alrededor de 80-100 km/h a menos que tenga un vehículo extraordinariamente grande. Ninguna cantidad de líquido, espuma o maicena puede cambiar el problema fundamental de reducir la velocidad a cero con una desaceleración superviviente limitada que necesita espacio para trabajar, de hecho, muchas de estas opciones lo empeorarán.

Por supuesto, en SciFi, simplemente introduces un "amortiguador de inercia" o alguna otra tecnomagia y evitas todo el problema usando el medio que mejor se adapte a tu historia.

El almidón de maíz suspendido en agua podría ser el truco para ti.

Cuando se mezcla con un líquido, la maicena puede reorganizarse en un líquido no newtoniano. Por ejemplo, agregar agua transforma la maicena en un material comúnmente conocido como Oobleck, mientras que agregar aceite transforma la maicena en un fluido electrorreológico. El concepto se puede explicar a través de la mezcla denominada "limo de harina de maíz".

En cuanto a lo que es un fluido no newtoniano :

Un fluido no newtoniano es un fluido que no sigue la ley de viscosidad de Newton.

En el caso específico del almidón de maíz, el último enlace dice que es un "espesamiento por cizallamiento" y "la viscosidad aparente aumenta con el aumento de la tensión" . En la práctica: las cosas sólidas solo pueden moverse muy lentamente en él. Cuanto más rápido se mueve algo, más se resiste la suspensión al movimiento.

Puedes buscar algunos videos en Youtube. Algunas personas tienen suficiente sentido del humor como para llenar piscinas con esta suspensión. El resultado final es una masa blanquecina sobre la que se puede caminar, e incluso montar en bicicleta o moto. El líquido se resiste a que entres en él debido a la velocidad de tus pies o ruedas.

Pero si te quedas quieto sobre él, te hundirás lentamente, y sacarte requerirá una fuerza considerable.

El peor daño que podría causar la extracción es una depilación menor. A menos que tus amigos sean lo suficientemente idiotas/borrachos como para tratar de sacarte atándote a un auto, en cuyo caso podrías terminar protagonizando los Premios Darwin (aunque solo sea por una mención de honor).

Tus pilotos necesitarán equipo de soporte vital para sus cabezas. El almidón de maíz no permitirá respirar. Sin embargo, podría ayudar con la parte de la nutrición.

El fluido protegería al piloto contra explosiones (la energía de la explosión será capturada por el almidón de maíz, que se endurecerá temporalmente). En caso de respiración, el piloto también debe estar protegido contra la metralla.

Editar: para todos los que dicen que esto mataría al piloto: si el piloto está desnudo dentro del fluido, entonces sí, tiene razón. Creo que la pregunta tiene esto como premisa, ya que a OP le gustaría que el piloto respirara el fluido. Propongo una solución para el problema de la muerte por desaceleración repentina: el piloto debe usar un traje similar al de un piloto de aviones de combate. Algunos modelos incluso están llenos de un líquido para ayudar a hacer frente a la aceleración y desaceleración extremas. Eso combinaría lo mejor de ambos mundos: protección contra la desaceleración del traje y protección contra explosiones y metralla del almidón.

Los líquidos como el agua se comprimen muy poco, si es que lo hacen. Esto los convierte generalmente en una mala elección para un amortiguador. Suspenda un piloto en una esfera de agua y golpee esa agua con un palo y el impacto se propagará hasta el piloto relativamente sin disiparse.

Sin embargo, hay una cosa en la que los líquidos son muy buenos: moverse. Usa esto para tu ventaja. El líquido no absorbe los impactos directamente. En cambio, aplicar una fuerza de impacto al líquido hace que parte del líquido fluya hacia un recipiente alternativo donde se encuentra un amortiguador más tradicional. Así es como funciona un amortiguador de golpes de ariete en un edificio. Los picos repentinos en la presión del agua pueden dañar los accesorios de plomería, por lo que el pararrayos proporciona un camino de baja resistencia para que el agua tome donde la energía cinética adicional es absorbida por un resorte, un pistón de aire o la gravedad. El accesorio de plomería todavía siente algo de la fuerza, pero en una magnitud muy reducida.

Su vehículo ficticio puede usar cualquier tipo de dispositivo de amortiguación que desee usar. Suspender el piloto en un fluido permite que el fluido transmita la fuerza de un impacto a los amortiguadores, independientemente de la dirección de la que provenga el impacto (esencialmente, serías el pistón en un amortiguador hidráulico gigante). El artilugio convertiría las fuerzas de impacto en ráfagas en fuerzas más débiles aplicadas durante un período de tiempo más largo, pero con el efecto secundario de que el piloto probablemente experimentaría mucho movimiento. Los grandes impactos se vuelven sobrevivientes, pero potencialmente desorientadores o inductores de náuseas. Resolver estos problemas depende del tipo de traje/equipo que quieras darle al piloto.

Solo el agua será suficiente, ¿verdad? Ralentiza el movimiento, absorbe energía cinética y también calor en el caso de armas basadas en calor.

Un gran problema sería cómo se propagan los choques a través del agua. Si una granada explota bajo el agua y estás cerca, la onda expansiva te destrozará los pulmones. Esto se debe a que el agua no se comprime muy bien. Entonces, otro líquido, algo así como un fluido no newtoniano que se solidifica con un choque: http://www.snf.ch/en/researchinFocus/newsroom/Pages/news-171108-press-release-liquid-shock-absorbers.aspx

No solo absorberá energía en caso de impacto, sino que también protegerá al usuario de posibles lesiones en caso de que se produzcan desconchados o algo similar.

Fluido magnetorreológico

Otra solución sería el uso de un fluido magnetorreológico . Un nombre complicado para describir un fluido cuya viscosidad está influenciada por el campo magnético. Este tipo de fluido se utiliza en “amortiguadores magnetorreológicos” que son muy apreciados en automoción (principalmente para suspensiones de coches muy caros) por su muy buena absorción de impactos.

Lo que puedo imaginar es un conjunto complejo de electroimanes que rodean una especie de tanque en el que flota su piloto. La forma en que se disponen los imanes hace que el gradiente de viscosidad del fluido magnetorreológico "adopte la forma" de un asiento. Los electroimanes ajustan su potencia en reacción a estímulos externos para que siempre se conserve la forma del asiento.

EDITAR :

Como lo sugirió @Ruadhan2300 en los comentarios, una forma más fácil y realista de lograr el objetivo de OP es optar por un tanque esférico. Luego, hace que el fluido adopte un gradiente de viscosidad de similar al agua en el centro a similar a un sólido en el borde. El piloto ahora flota en el medio del tanque y este gradiente de viscosidad de respuesta evita que se estrelle contra el borde.

El único inconveniente que veo aquí es que su piloto debe usar un traje (no estoy seguro de que este tipo de líquido sea bueno para la salud).

La solución puede ser una ESFERA GIRATORIA llena de un líquido altamente VISCOSO .

Dos de las respuestas anteriores señalaron los efectos de la desaceleración del cuerpo humano. Pero asumen un movimiento lineal. Si, en cambio, el objeto que impacta está girando, se absorbe una porción mucho menor de la energía del impacto, y la mayor parte se utiliza para girar aún más el objeto.

de https://en.wikipedia.org/wiki/Parachute_landing_fall :

Una caída de aterrizaje en paracaídas (PLF) es una técnica de seguridad que permite a un paracaidista aterrizar de manera segura y sin lesiones. La técnica se utiliza para desplazar la energía del cuerpo en contacto con la tierra a altas velocidades. Lo ideal es que el paracaidista aterrice mirando en la dirección de viaje [...] mientras gira hacia un lado (generalmente la dirección con la velocidad direccional dominante). Cuando se ejecuta correctamente, esta técnica es capaz de permitir que un paracaidista sobreviva ileso durante las velocidades de aterrizaje que, de lo contrario, causarían lesiones graves o incluso la muerte.

El segundo aspecto está relacionado con la viscosidad del fluido. Cuanto más viscoso es un fluido, más inercia hay entre las capas en contacto del líquido, cuando se trata de movimiento. Cuando una parte exterior de un líquido se pone en movimiento (por ejemplo, el viento genera ondas, haciéndolas moverse), todas las capas inferiores del líquido también se ponen en movimiento, pero a velocidades cada vez más reducidas. La velocidad a la que se reducen las velocidades es proporcional a la viscosidad.

https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

La viscosidad es una propiedad del fluido que se opone al movimiento relativo entre las dos superficies del fluido que se mueven a diferentes velocidades.

En el caso de una esfera llena de líquido viscoso, la capa de líquido junto a las paredes de la esfera tendrá casi la misma velocidad (velocidad de rotación) que la esfera. Las capas internas tendrán velocidades gradualmente más bajas. Cuanto más viscoso sea el fluido, menor será la velocidad de rotación del líquido hacia el centro de la esfera.

Necesitarás colocar a tu humano en el centro de la esfera. Tal vez un sistema de esferas internas, todas con líquido entre ellas, sea aún mejor. Evidentemente, la esfera más externa no girará, ya que estará fijada firmemente al vehículo.

De acuerdo con http://www.vp-scientific.com/Viscosity_Tables.htm , varios sabores de aceite de motor parecen buenos candidatos para su líquido.

Hoy en día se utilizan muchos geles amortiguadores que se endurecen con el impacto. Algunos se están desarrollando para su uso como chalecos antibalas. La funda de mi teléfono inteligente incluso tiene un poco de gel. Por lo que yo sé, estos son diferentes a los fluidos no newtonianos.

Para su escenario, una forma de este gel (o capas de diferentes geles) podría usarse para chalecos antibalas: las capas exteriores se endurecen y las capas más profundas distribuyen ondas de choque: como capas de Kevlar. Y los futuros científicos pueden encontrar una manera de que vuelvan a convertirse en gel después de un impacto, para que sean reutilizables.

Además, hoy en día hay un líquido que los humanos pueden respirar: perfluorocarbono (al que se hace referencia en un comentario). Ha sido probado con éxito en ratones. Si su piloto fuera un grupo de eso, contenido en gel, reduciría la mecánica requerida para la cabina del piloto: simplemente estarían flotando en líquido rodeados por los geles. El piloto podría usar gafas de realidad virtual para la visualización de su interfaz.

Este líquido se usa para respirar, por lo que no podría ayudar con la nutrición.

No creo que sea una buena tecnología, porque la mayoría de los líquidos pesan mucho (alrededor de 1 ml = 1 g): imagina que solo tienes medio metro cúbico de un líquido, serían 500 litros, con un peso de media tonelada.

Además, los accidentes con aviones pequeños son mucho más fáciles de sobrevivir: hay videos de aviones pequeños que chocan contra el bosque y el piloto sobrevive bien; No creo que podamos salvar a un piloto de un choque a 200 km/h con un vehículo de más de 100 toneladas. (y 200 km/h y 100 toneladas son un resultado bastante afortunado para los aviones comerciales)

Pero cuando piensa fuera de la caja y olvida el líquido, una bolsa de aire está haciendo exactamente eso, sin líquido.

Algunas reflexiones teóricas:

puedes sobrevivir ileso a fuerzas de hasta 30 g durante muy poco tiempo y alrededor de 10 g sostenidos durante algunos segundos.

Usted dijo en otra parte que su velocidad máxima esperada es de aproximadamente 50 mph, por lo que es de aproximadamente 80 km / h.

Cuando tenemos en cuenta estos máximos, necesita al menos 80 cm de espacio de desaceleración para reducir sus 22 m/s a 0, incluso si acepta una descarga de 30 g durante aproximadamente 0,7 segundos (que es un poco demasiado, pero tal vez alguna tecnología futura y un entrenamiento especial puede ayudar).

Podemos suponer que su Mech tendrá algunas zonas de amortiguamiento externas que ayudan con la desaceleración, por lo que probablemente no necesite todo ese espacio de desaceleración a su alrededor.

Lo que podría imaginar es algún tipo de espuma, que se disuelve bastante rápido y el vehículo la reproduce constantemente. El piloto probablemente necesitaría algún tipo de correas de suspensión para mantenerse en medio de eso. La espuma podría ser comestible; sin embargo, la respiración sigue siendo una preocupación, incluso si las burbujas transportaran oxígeno, el CO2 tendría que ir a alguna parte.

Probablemente todavía necesites algún tipo de cápsula en forma de huevo de al menos 1,5x2,5 metros para mantener vivo a tu humano blando.

Necesitará un efecto giroscópico y disipará el impulso del vehículo cambiando el componente vectorial de las fuerzas. Eso mantendrá la condición humana como una constante. El empuje del motor también se puede modificar para generar intencionalmente choques oblicuos de manera segura para disipar energía. Tiene que haber un mecanismo para esto. Esta será la segunda capa de protección. Esto será caro hoy.

Como usted indicó no es un futuro cercano. Quieres usar un líquido. Esto es lo que yo imaginaría.

• El cuerpo humano está flotando dentro de un líquido - En un estado de flotabilidad neutral.

• Construya un "amortiguador de inercia" crudo básicamente colocando al humano dentro de un capacitor lleno de líquido, que también es el líquido en el que el humano "flota".

• El líquido juega el papel de un dieléctrico que es mucho más fuerte que el aire para reducir los arcos eléctricos debido a los altos voltajes requeridos para acumular las cargas estáticas requeridas.

• Debido a los voltajes extremadamente altos requeridos, tal vez los altos voltajes deban ser pulsados ​​y solo encendidos cuando una lesión sea inminente.

• Cualquier fuerza mecánica que cause movimiento en las placas cargadas se transferiría a través del campo eléctrico a cada parte del ser humano a aproximadamente la velocidad de la luz, haciendo que el ser humano completo actúe como un cuerpo rígido que es parte de la fuente/placa de carga, mientras que otras fuerzas tomarían alrededor del orden de la velocidad del sonido para propagarse en caso de que las fuerzas causen daños catastróficos al mecanismo y destruyan el amortiguador de inercia.

El daño humano puede ser causado por:

• Toxicidad de absorber el líquido a través de la piel.

• Los altos campos eléctricos a los que está expuesto el cuerpo.

• Potencialmente electrocutado si el dieléctrico se rompe o no hay suficiente dieléctrico entre la placa y el ser humano)