En lugar de gas superligero, imagina que tienes vacío: no hay gas. Las cosas reales que contienen vacío deben aumentarse estructuralmente para evitar que la presión atmosférica las aplaste, razón por la cual el llenado de gas es bueno. Para eludir esto, afirmaremos que su gas ligero tiene la misma masa que el vacío, que es 0; gas de vacío.

¿Cuánto reduciría eso el peso de la armadura? Por cada volumen de gas de vacío en la armadura, puede restar el peso del mismo volumen de aire.

Imagine un metro cúbico de gas de vacío. Esto desplazaría un metro cúbico de aire que pesa 1,29 kg. https://hypertextbook.com/facts/2000/RachelChu.shtml Entonces, un globo que contiene un metro cúbico de gas de vacío podría levantar hasta un peso de 1,29 kg.

Aquí hay una imagen que demuestra cuán grande es un metro cúbico. de http://year5rc.edublogs.org/files/2011/06/Kira-1luvv32.JPG

Sería difícil hacer bolsas lo suficientemente grandes de gas de vacío en la armadura para reducir su peso de manera significativa.

No.

Por mucho más liviano que sea el gas, para tener efectos notables, las bolsas de gas aún tendrían que ser enormes para tener algún impacto, lo que por supuesto no es práctico para su propósito. Incluso si tiene gas que es mucho más liviano que el hidrógeno, no hará mucha diferencia cuando tenga que apegarse a las bolsas de gas que no son demasiado grandes y, por lo tanto, mantienen la maniobrabilidad. La fuerza hacia arriba generada por este gas es mínima en comparación con la gravedad que actúa sobre el blindaje en su conjunto.

Como beneficio adicional, estas bolsas de gas forman debilidades en la armadura que hacen que la idea sea aún más poco práctica. Si personalmente tuviera la opción de vivir y el peso de mi armadura se redujera en unos 500 gramos más o menos, elegiría vivir cualquier día de la semana. Creo que la única forma "realista" de realizar una armadura liviana pero resistente es magia o metal ficticio similar al mithril.

Sí, esto se llama espuma de metal.

Consulte https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_foam#Manufacturing_2

Las espumas se fabrican comúnmente inyectando un gas o mezclando un agente espumante en metal fundido.[10] Los fundidos se pueden espumar creando burbujas de gas en el material. Normalmente, las burbujas en el metal fundido son muy flotantes en el líquido de alta densidad y suben rápidamente a la superficie. Este aumento se puede retardar aumentando la viscosidad del metal fundido mediante la adición de polvos cerámicos o elementos de aleación para formar partículas estabilizadoras en la masa fundida, o por otros medios.

Y https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_foam#Composites

La espuma de metal compuesto (CMF) se forma a partir de perlas huecas de un metal dentro de una matriz sólida de otro, como acero dentro de aluminio, muestra una relación de resistencia a densidad de 5 a 6 veces mayor y más de 7 veces mayor absorción de energía que las espumas metálicas anteriores. [15]

Una placa de menos de una pulgada de espesor tiene suficiente resistencia para convertir en polvo una bala perforante de blindaje M2 estándar de 7,62 x 63 mm. La placa de prueba superó a una placa de metal sólido de espesor similar, mientras que pesaba mucho menos. Otras aplicaciones potenciales incluyen la transferencia de desechos nucleares (protección contra rayos X, rayos gamma y radiación de neutrones) y aislamiento térmico para el reingreso atmosférico de vehículos espaciales, con el doble de resistencia al fuego y al calor que los metales comunes.[16]

No.

Más ligeros que el aire, los gases como el Hidrógeno y el Handwavium son más ligeros que el aire simplemente porque tienen una densidad más baja. La flotabilidad establece que la fuerza de flotación es igual al peso del fluido desplazado. Esto funciona exactamente igual para los gases. Entonces, debido a que el handwavium es menos denso que el aire, el mismo volumen tendrá un peso menor que el volumen de aire desplazado.

Entonces, ¿qué significa esto? Significa que la única forma en que handwavyium puede hacer que un objeto parezca más liviano es aumentar las fuerzas de flotación y para hacer esto, debe aumentar el volumen de un objeto y reducir su densidad general. El problema es que la armadura seguirá pesando lo mismo en general. Para facilitar los cálculos, supongamos que handwavium no tiene masa (!). De esta forma sabemos que una bolsa de handwavium aumentará la fuerza de flotación en (densidad del aire)*(volumen de handwavium). La densidad del aire es ~1.225kg/m^3. Entonces, para reducir el peso de nuestra armadura en 1 kilogramo, debemos aumentar el volumen en 1 m ^ 3. Eso es bastante volumen.

Suponiendo que una persona es un cilindro de 2 m de altura con un radio de 1 m (después de la armadura pesada actual) y que no estamos blindando la parte superior o inferior. Un aumento de 5 cm de grosor aumentará el volumen de la armadura en unos 0,644 m^3. Eso es poco menos de 800 g de reducción ocho. Asumiendo que la armadura pesada es muy pesada, es casi seguro que esto es bastante insignificante en comparación con el peso de tu armadura. También ha agregado 5 cm de grosor a todo lo que no es una cantidad insignificante para la armadura personal.

Alternativamente, podría considerar el blindaje. El acero tiene una densidad de ~8000kg/m^3. Si tenemos una placa de blindaje de 10 cm de espesor y un metro cuadrado, ahora pesará 800 kg. Digamos que queremos reducir eso en un 1%, entonces necesitamos saber cuál es el volumen equivalente de 8 kg de aire. De nuestra medición de densidad anterior, sabemos que es de aproximadamente 6,5 m ^ 3. Eso significa que nuestra placa de blindaje de un metro cuadrado ha pasado de tener un grosor de 0,1 m a 6,6 m con la pérdida de solo el 1 % de su peso.

Esto, por supuesto, no va a ayudar a la fuerza de tu armadura. Es difícil cuantificar el efecto que tendrá en su fuerza de la misma manera: obviamente no lo hará más fuerte y podemos imaginar que las bolsas de gas gigantes no le harán ningún favor. Sin embargo, es probable que tenga muchas bolsas de aire muy pequeñas (lo que probablemente lo hará menos duradero porque entonces es una serie de piezas de armadura más delgadas más fáciles de romper) o una bolsa de aire grande (en cuyo caso necesitará mucho refuerzo estructural para evitar que se derrumbe fácilmente y eso probablemente cueste todo el peso que ha ahorrado).

Simplemente abordando la pregunta de si agregar gas más liviano que el aire haría que su armadura sea más fácil de mover , la respuesta es no. Tendría que ser significativamente más voluminoso para contener todo ese gas, lo que haría más difícil moverse por el aire, como usar globos para correr más rápido.

¡Sí!

Especie de. Si bien las otras respuestas son correctas al decir que estos gases ultraligeros, o incluso el vacío gaseoso, tendrían un efecto mínimo, sentí que se había pasado algo por alto.

Ambiente

Las bolsas de gas ciertamente podrían agregar un ligero elemento de elevación, reduciendo el peso marginalmente, de hecho apenas perceptiblemente. Pero ¿qué pasa con la atmósfera en sí? La flotabilidad del gas (y la armadura) aumentaría significativamente en relación con la pesadez de la atmósfera circundante. Tome Handwavium-X, es un gas súper denso; aproximadamente 1/4 de la densidad del agua! La atmósfera de su planeta está hecha de una gran cantidad de Handwavium-X, sus seres con armadura podrían incluso procesarlo de una manera similar a como respiramos oxígeno, o al menos hacer que no tenga consecuencias similares al nitrógeno y varios otros gases en nuestro sistema.

Combine esto con Handwavium-Y (o gas de vacío) llenando los espacios en su armadura, y su armadura se vuelve relativamente liviana. Por supuesto, las otras preocupaciones dadas sobre el volumen adicional, los puntos débiles de la armadura, la integridad comprometida, la dependencia de que esté sellado, etc. podrían causar problemas. Aparte de eso, es teóricamente factible dadas las restricciones (o la falta de ellas) que proporcionó.

No. El peso atómico del aire es 29. El hidrógeno tiene 1. Entonces, el efecto de elevación del hidrógeno será (29-1)/29 = 28/29. Incluso si tiene vacío, el efecto es 29/29. Entonces, relativamente aumentas la efectividad en 1/29. Alrededor de 3%.

Encuentre un gas con densidad negativa. Realmente ayudará. Pero mejor usa metal con densidad negativa. Pesada armadura en la que puedes volar... O saltar como en la Luna, a grandes saltos. ¡Imagina las tácticas!

Tal vez, pero al final no ayudaría. Otra respuesta ya comentó sobre el uso de una aspiradora y lo poco que reduciría el peso. Pero luego considere el peso adicional que se agregaría para producir el vacío/mantener el sello en la armadura. Mantener un sello en un sistema es un poco difícil, especialmente uno con juntas que necesitan moverse. Su sistema probablemente terminaría teniendo más peso debido al equipo extra/sellado/lo que sea necesario.

¡Sin embargo, no todo está perdido! Un pensamiento rápido: intente usar un sistema con algunos motores en las articulaciones y un par de sensores de presión. Cuando el ser humano dentro de la armadura aplica suficiente fuerza contra el sensor en una extremidad, los motores se activan para ayudar a mover la extremidad. Podrías hacer eso para todas las extremidades.

Otra opción: use algo como un AT-AT, pero en una escala más pequeña. Un pequeño robot en movimiento, con una cabina con vidrios a prueba de balas, radar, etc., para el controlador lo protegería bien. Ahora, por supuesto, solo estoy describiendo un tanque más pequeño: amplíelo un poco y obtendrá lo que desea.

Aún mejor: si se trata de una sociedad lo suficientemente avanzada, construya algunos robots/drones y mantenga a los operadores humanos en casa para controlarlos. Estados Unidos ya está haciendo algo similar con algunos drones.

Tal vez puedas hacer que este gas sea altamente electromagnético. Ahora la armadura llena de este gas será más ligera alrededor de áreas particulares donde la carga eléctrica de la superficie del planeta es positiva.

Parcialmente

Echa un vistazo a los huesos de aves . Tienen huesos huecos. Como sugiere la respuesta de metalfoam, tener muchas bolsas pequeñas reduce el peso. Si observa los diseños modernos de puntales para escenarios, puede ver el principio detrás de los huesos ampliados.

No conozco su escenario, pero aquí hay algunas ideas,

• un pájaro especial, como el emú, podría tener huesos muy duros (metal, tal vez algún biocompuesto handwavium). Los guerreros tienen que matar un pájaro para llegar a la caja torácica.

• árbol especial que incorpora un metal dentro de su madera. si quemas la madera, resulta en un objeto de metal con la forma del objeto de madera. La madera dentro de las bolsas de metal se vuelve gaseosa.

• Objetos de metal impresos en 3D, pero para darle al cabezal de la impresora algo que soporte la malla impresa, se depositan pequeños cristales de hielo. Durante el proceso de horneado, estos se convierten en su gas especial.

De esa manera, aún puede tener su gas especial, aunque no tendrá un impacto tan grande. ¿Quizás se vuelve rígido si se alcanza un cierto umbral de presión?

Si su gas handwavium es un componente de gravedad-negatium (digamos por el bien de la química, el gas handwavium es pentahidruro de gravedad-negatium) y la gravedad-negatium tiene un núcleo que realmente es repelido masivamente por la masa normal ... e ignorando el hecho de que todo el handwavium habría salido de la atmósfera tan rápido como pudo... podrías hacer una armadura que no tuviera ningún peso.

Pero como han señalado otros, todavía tendría masa. Podría ponerse de pie con su armadura de latón/handwavium que pesa 1 tonelada, pero la cantidad de energía necesaria para mover una sola pierna sería similar a remolcar sacos de arena. Y una vez que se movía, no se detendría fácilmente. Entonces, si de milagro lograste que tu pierna se moviera, tendrías que gastar la misma cantidad de energía para detenerla cuando pusieras el pie en el suelo para dar el siguiente paso. Y si de milagro te hicieras correr a toda velocidad hacia el enemigo, serías como un petrolero con una distancia de frenado de cinco millas.

Efectivamente, serías tan móvil como si estuvieras parado dentro de una caja de pastillas, excelente para estorbar las cosas pero inútil para pelear.

No ha especificado la "dureza" de la configuración. En un entorno duro, el gas más ligero es el vacío y no tiene suficiente poder de elevación. Si, por otro lado, se trata de un escenario de fantasía como Mundodisco, donde los materiales pueden tener un peso negativo (o un escenario de ciencia ficción con un gas Handwavium que experimenta repulsión gravitacional), entonces sí, ayudaría. Sería muy difícil que su armadura se moviera y dejara de moverse, ya que el agarre reducido de sus pies sería totalmente desproporcionado con el impulso de la armadura.

La resistencia del material proviene de su estructura molecular y/o microscópica. Los metales son cristales maleables con una estructura fuerte pero flexible que puede soportar fuerzas de impacto significativas en parte debido a la capacidad de la estructura para difundir mecánicamente la energía del impacto, por lo que son muy adecuados para aplicaciones de blindaje. Por supuesto, la densidad de esta estructura y el peso de los propios átomos hacen que el material sea bastante pesado.

Si puede reemplazar átomos/moléculas más pesados ​​con otros más livianos, el material será más liviano, pero es probable que esos átomos/moléculas no encajen en la red cristalina del metal tan bien como los que están siendo reemplazados, o si lo hacen, probablemente no encajen. no ofrecen la misma flexibilidad, haciendo que la estructura sea más rígida y el material más duro y/o más frágil. La estructura se ha visto comprometida, por lo que se reduce la eficacia de la armadura.

Si puede hacer ese intercambio sin perder los beneficios de esa estructura cristalina, o si puede reorganizar el material en una estructura completamente nueva con propiedades similares , entonces logrará un material más liviano sin perder fuerza. Un ejemplo de esto, fresco en mi mente ya que acabo de responder otra pregunta no relacionada con el mismo ejemplo, es el aerogel.

Aerogel comienza como un gel semilíquido. Al "secarlo" (es decir, eliminar químicamente el líquido para que solo queden los componentes sólidos) a través de un proceso meticuloso, el material resultante suele ser mucho más fuerte que el original y solo retiene una pequeña fracción de la masa original. Esta fuerza se debe enteramente a la estructura que forman los sólidos a medida que se eliminan los líquidos. De hecho, no se beneficia ni sufre mucho con cualquier gas o vacío que pueda llenar los vacíos dentro de estas estructuras.

Los aerogeles se pueden fabricar a partir de una variedad de materiales, incluidos algunos metales (o más bien sus óxidos). También hay algunos materiales similares, por ejemplo, hechos de nanotubos de carbono depositados en vapor, que a veces se denominan incorrectamente aerogeles pero aún así proporcionan la proporción de baja masa/alta resistencia que está buscando.

Handwavium podría permitir este o procesos análogos (probablemente también agitados a mano hasta cierto punto) para producir materiales similares adecuados para blindaje.

Tenga en cuenta que los aerogeles forman un aislamiento térmico extremadamente efectivo, por lo que cubrir un tanque con ellos, por ejemplo, requeriría consideraciones especiales para mantener su interior y al personal lo suficientemente fríos para funcionar.