Practicidad de un motor de caucho retorcido del tamaño de un barco

Estaba considerando esta respuesta que escribí: https://worldbuilding.stackexchange.com/a/21374/75

Me hizo preguntarme... si tuviéramos un velero volador con un dispositivo de almacenamiento de energía de goma retorcida que estuviera configurado de modo que mientras el barco navegaba por los cielos, tuviera un conjunto de quillas pequeñas que usaran el movimiento del barco y un conjunto de engranajes reductores para aplicar torsión a un haz de cables de goma del largo del barco. Luego, una vez que los cables de goma estaban bien apretados, las quillas del impulsor podían girarse para que se convirtieran en una hélice , y la energía almacenada en la goma impulsaba el barco hacia adelante en ausencia de viento o en contra del viento. .

Las quillas son una sustancia que tiene una resistencia diferencial al movimiento debido a su permeabilidad dependiente de la dirección al Éter, el "medio" que llena el universo a través del cual todo se mueve. La mayoría de las cosas pasan a través del Éter sin resistencia, pero los materiales de la quilla son casi completamente impermeables al Éter en cualquier dirección excepto en una, como una tubería corta, ancha y recta en el agua. Intente mover la tubería de lado a través del agua, y la resistencia es alta, proporcional a la longitud y el ancho de la tubería, mientras que si intenta mover la tubería para que el agua fluya a través del lumen de la tubería, la resistencia es baja, proporcional al espesor de las paredes de la tubería y su diámetro.

Considere una quilla como un perfil aerodinámico... pero capaz de soportar una carga mucho mayor, dependiendo no de su área de sustentación, sino de su volumen.

Por lo tanto, el disco de quilla que enrollaría la goma y propulsaría el barco es efectivamente un mecanismo mucho más eficiente y compacto equivalente a una hélice de paso variable. Al establecer la inclinación de las quillas en un ángulo poco profundo en relación con la dirección del viaje, el disco podría enrollar la goma sin aplicar mucha resistencia. Luego, cuando la goma estaba lo suficientemente enrollada, se podía aplicar un freno y las quillas abanderadas para minimizar la resistencia. Cuando se requería empuje, las quillas se podían colocar en un ángulo pronunciado en relación con la dirección de viaje y se quitaba el freno. Luego, la goma haría girar el rotor de la quilla, que empujaría contra el Éter, impulsando la nave. Al adjuntar un gobernadoral control de cabeceo, la velocidad del rotor de la quilla se puede autorregular aumentando el cabeceo a medida que aumenta la velocidad de rotación. Con ángulos de cabeceo de la quilla de menos de 45° con respecto a la dirección de desplazamiento, la velocidad de rotación se puede reducir aplicando menos empuje hacia adelante: el éter actúa como un freno en la placa de la quilla.

Conozco aviones de juguete propulsados ​​por bandas elásticas, así que me preguntaba cuánta energía podría almacenarse en una cantidad de caucho, qué tan rápido podría liberarse esa energía (y, por extensión, qué fuerza propulsora podría desarrollar), la tracción y fuerzas de torsión involucradas, y si las vigas de madera serían suficientes para soportarlas, cuánto tiempo un motor de este tipo podría impulsar un barco y cuánto tiempo se esperaría que la goma permaneciera torcida antes de que comenzara a deteriorarse.

El tipo de cosas que estoy tratando de determinar es si esto sería práctico para algo tan grande como un barco de entre 2 y 2000 toneladas de masa, y si es algo que "podría sacarnos del estancamiento" (bajo a largo plazo). -nivel de potencia), o si sería más como una especie de frenado regenerativo: el barco se sumerge abruptamente, el impulsor almacena parte de la energía del descenso del barco, luego, cuando llega el momento de volver a subir, el sistema se invierte a agregue la energía almacenada para que el barco ascienda más rápidamente, pero eso agota la energía almacenada: alta potencia a corto plazo ...

¿O debería esperar por la energía de vapor?

Respuestas (2)

¿Qué pasa con un motor de resorte en su lugar?

Hay una novela llamada The Windup Girl que está ambientada en un mundo posterior al pico del petróleo donde el mundo ya no tiene acceso a productos petroquímicos, no se han desarrollado fuentes de energía alternativas y la guerra biológica entre empresas agrícolas competidoras ha dejado a la gran mayoría del planeta incapaz de cultivar alimentos seguros. En este libro, se han desarrollado varias alternativas a una red eléctrica constante o suministro de combustible.

Cosas como computadoras de pedales, ascensores que usan personas como contrapesos que pueden volver a subir manualmente, animales modificados biogenéticamente que son bastante parecidos a mamuts y resortes.

Hay una escena en el libro en la que se enrolla un resorte industrial. Básicamente, es una banda grande y larga de metal que se está enrollando en su carcasa, como si se le hubiera dado cuerda a un reloj, excepto que lo está haciendo un equipo de mamuts. Una vez que el resorte está completamente enrollado y la carcasa asegurada, se envía a una fábrica donde impulsará las máquinas en esa fábrica girando un eje, de la misma manera que lo hicieron las máquinas de vapor al comienzo de la Revolución Industrial.

Los resortes tienen muchas ventajas sobre las bandas elásticas para este tipo de trabajo, una de las cuales es que, en comparación con las bandas elásticas, son razonablemente eficientes para almacenar y liberar energía cinética de manera controlada. A largo plazo, el resorte mismo eventualmente se desgastará, se fatigará o se romperá dentro de la carcasa a menos que se suelte y se rebobine periódicamente (e incluso entonces la fatiga solo se retrasa) y podría decirse que podría no escalar tan bien como uno podría esperar de un reloj de pulsera. Pero, es una idea similar a su banda elástica y tiene el beneficio adicional de estar contenido en una carcasa, lo que significa que literalmente podría intercambiarlos en los barcos entre viajes, enviando el anterior para volver a enrollarlo.

En términos de almacenamiento de energía, los resortes se entendieron bien desde el principio, lo que significa que las ecuaciones están disponibles para determinar cuánta energía puede almacenar un resorte para usted y si impulsaría o no su nave, pero en última instancia, el factor limitante sería qué tan rápido lo desea. para pasar por el agua. Es casi seguro que un resorte podría impulsar un barco de 2000 toneladas a través del agua si no hay corriente, pero si podría hacerlo a una velocidad determinada o contra una corriente de un flujo determinado, sería una cuestión de cuán grande podría hacer el resorte. , y qué tipo de animales u otras fuentes de energía podrías usar para darle cuerda y almacenar tu energía potencial.

Se utilizan motores de resorte similares para propulsar aeronaves en Kingdom of Clockwork de Billy O'Shea . goodreads.com/book/show/22836452-reino-del-reloj
Esto no responde la pregunta. No pregunté por resortes , pregunté por caucho . Sí, es una alternativa concebible... pero no es viable considerando el estado de la metalurgia mundial.

En primer lugar, tendría grandes pérdidas en forma de calor, lo que provocaría el calentamiento de la goma. Esa energía se pierde, por lo que su maniobra de "montaña rusa" no lo llevaría muy lejos.

Entonces, a diferencia de los aviones de juguete en los que la hélice está muy sobredimensionada con respecto al avión y no te importa ningún plan de vuelo específico, los aviones reales necesitan controlar el régimen de rotación de su hélice. ¿Cómo vas a dar gas cuando la goma no puede hacer girar más rápido la hélice?

Por último, pero no menos importante, si alguna vez planea recargar su motor de goma en vuelo (ya sabe, los aviones que se estrellan tienden a no atraer a muchos pasajeros potenciales), debe llevar, junto con el peso de la goma, el peso de la cosa. utilizan para recargarlo, ya sean esclavos/trabajadores/bestias de carga o combustible para un motor. Pero si está usando un motor, es mejor que lo sujete a la hélice, y si está usando esclavos/trabajadores/bestias, está usando espacio de carga. Además de esto, necesitará un motor redundante: mientras uno se recarga, el otro necesita suministrar energía. Esto se convierte nuevamente en una reducción del espacio disponible para lo que planees llevar.

En realidad, una banda elástica que se gasta (supongo que desenroscar es similar a gastar) tiende a enfriarse. Estoy seguro de que habría grandes pérdidas de energía, pero es posible que no se caliente durante el funcionamiento (se calentaría masivamente mientras se "recarga") hackaday.com/2016/08/25/a-refrigerator-cooled-by-rubber- bandas
Mientras el barco vuela a vela, las quillas de paso variable unidas al se ajustan en un ángulo poco profundo para que la goma se pueda enrollar sin ralentizar demasiado el barco. En el caso de una zambullida, se pueden ajustar a un tono más pronunciado para ralentizar la zambullida y enrollar rápidamente la goma. Cuando se enrolla lo suficiente, se aplica un freno y se empluman las quillas para eliminar la resistencia. Cuando se necesita empuje, las quillas se colocan en un ángulo pronunciado y el freno se desconecta. La puesta en bandera de la hélice de la quilla (y por lo tanto el empuje) podría controlarse mediante una configuración de regulador/acelerador.
Por lo tanto, el movimiento de la nave enrolla su propia goma, ya sea por la energía del viento o por la energía cinética gravitacional. Las quillas se diferencian de una hélice en que no 'muerden' el aire, 'muerden' el éter con una eficiencia mucho mayor: un metro cúbico de quilla podría sostener un barco de 2000 toneladas en el aire, de modo que si no se estuviera moviendo, descendería a un mínimo de quizás un metro por minuto.