¿Qué leyes físicas o atributos tendrían que cambiarse para aumentar la flotabilidad de un dirigible?

Como me di cuenta de una pregunta mía anterior , mis aeronaves de vacío aparentemente no son tan buenas como esperaba.

Todavía quiero usarlos más o menos como los imaginé, y tengo curiosidad por saber qué leyes de la física deberían cambiar para hacer que las aeronaves de vacío (o las aeronaves en general) sean más viables.

La primera solución en la que pensé fue cambiar la gravedad, pero eso tendría otras implicaciones y ahora creo que ni siquiera cambiaría nada, ya que mayor gravedad = más flotabilidad, pero también más peso que se debe transportar, y lo mismo. cuestión al revés. Corrígeme si estoy equivocado.

La segunda solución bastante obvia sería hacer que el aire sea más denso, aumentando así la flotabilidad. Este es el tema de otra pregunta .

Sin embargo, tengo curiosidad por saber si hay otra forma de hacer que las aeronaves sean más viables / más flotantes que no haya pensado. Todo vale, aunque no quiero meterme con leyes básicas como la conservación de la energía, etc.

Digo esto en broma, por supuesto, pero lo que necesitan es masa negativa ( en.wikipedia.org/wiki/Negative_mass ). Además, les brinda viajes FTL instantáneos a través de agujeros de gusano como una buena ventaja.
¿Está buscando flotabilidad específicamente o algo para hacer volar una aeronave? Las aeronaves híbridas utilizan superficies aladas para agregar capacidad de elevación, lo que permite que las aeronaves sean más pesadas que el aire y sigan volando. Cambiar el ángulo de las alas controla su sustentación total, lo que te permite controlar la altura a la que volarán.
@Demigan, la mejora principal debería provenir de algo parecido a un globo. Los aviones y similares no son lo que busco, aunque las alas, las velas (¿rígidas?), etc. son una opción.
No es una respuesta, pero ¿los superconductores flotantes (a temperatura ambiente) sobre imanes/fuerzas magnéticas (de la Tierra) resolverían algo, al menos como un aditivo para la flotabilidad de su aeronave? ¿Esto en lugar de hacer el aire más denso? Sin embargo, es posible que se requiera algo de technobabble. Además, la pregunta de Demigan gira en torno a las aeronaves híbridas. La mayor parte de la sustentación proviene del globo, mientras que el x por ciento final proviene de las alas a gran velocidad. Es básicamente una aeronave.
@Trioxidane, a menos que esté malinterpretando algo, esto podría usarse en el mejor de los casos para estacionar una aeronave de una manera elegante. Que yo sepa, estos superconductores solo flotarían sobre un imán, y dado que la aeronave debería poder volar por sí sola, con cientos de metros o incluso kilómetros de espacio vacío debajo y alrededor, flotar sobre imanes no es realmente una opción.
@PixelMaster Creo que Trioxidane significó que una diferencia en cómo funciona el magnetismo a escala planetaria (o, alternativamente, cómo funcionan los superconductores en el campo magnético del planeta) podría brindarle el cambio en la física que necesita para hacer que las aeronaves sean más flotantes.
@GrumpyYoungMan Podrías decirlo con menos broma. El mundo de los OP ya es mágico/steampunk con zepelines enmarcados al vacío y llenos de beskar. Llenar esos zepelines con un gas elevador de masa negativa handwavium no es un gran salto, y está pidiendo específicamente modificaciones a las leyes y atributos físicos.

Respuestas (2)

Hacer que el hidrógeno no sea explosivo

El problema con los dirigibles no es puramente la flotabilidad, sino tener suficiente flotabilidad sin un gas peligroso mientras resisten la presión del aire. El hidrógeno tiene suficiente flotabilidad pero es explosivo, el helio no tiene suficiente flotabilidad para aeronaves grandes. El vacío tiene el problema de que necesita una cubierta exterior dura para soportar la presión del aire.

No sé si esto cae en la categoría de jugar con las leyes básicas, ya que parecías dispuesto a alterar la gravedad pero podías hacer que el hidrógeno no fuera explosivo. Esto permitiría las mismas aeronaves que el Hindenburg y demás. También podría definir un nuevo gas con aproximadamente las mismas propiedades que el hidrógeno que no es explosivo, dando como resultado el mismo resultado.

Espuma de soporte de carga de baja densidad al vacío

Otra opción podría ser usar una espuma sintética ultraligera como Aerographite con una densidad de 0,18 mg/cm^3. Cree un globo, selle el exterior y aspire todo el aire restante del espacio vacío. El único problema es que necesitas hacer que soporte carga. Entonces, para la solución, proponga el nuevo material HeavyAerographite que tiene una capacidad de carga para soportar la compresión de la presión del aire exterior. En principio, esto podría ser factible sin romper ninguna ley de la física.

Como se desprende de mi pregunta vinculada, crear una esfera llena de vacío no es un problema; mi mundo efectivamente tiene un material como el que sugeriste en el segundo párrafo. Mi problema es que quiero crear más flotabilidad de la que tendría una esfera llena de vacío siguiendo las leyes del mundo real.
¿Estás seguro de que un dirigible moderno no podría usar helio? Por ejemplo, el Hindenburg podría levantar alrededor de 9 toneladas y media a 230 m de longitud. El prototipo Airlander podría levantar 10 toneladas a 1/3 de la longitud. La advertencia es que el Hindenburg fue diseñado más como un barco de pasajeros de lujo que como un transporte de carga, por lo que hay algo de peso en los compartimentos de pasajeros, pero los materiales modernos, los nuevos diseños que usan alas para sustentación y las posibilidades de aeronaves más pesadas que el aire podrían ofrecer la posibilidad de aeronaves de helio. El diseño moderno también limita la inflamabilidad (no la explosividad) del hidrógeno.
hacer que el hidrógeno no sea explosivo tendría un gran impacto en la biología.
El hidrógeno no es explosivo en sí mismo, necesita oxígeno. La mejor opción (¡y físicamente sólida!) es tener una atmósfera no oxigenada. Existe un pequeño problema de que el H₂ aún es reactivo con muchos elementos, por lo que no tiene tantas opciones aquí (y aún así sustenta la vida tal como la conocemos).
@Demigan Aparentemente, el helio (el doble de pesado) no tiene suficiente flotabilidad para aeronaves como el Hindenburg. Para los dirigibles utilizan helio pero tienen mucha menos capacidad de carga.
@PixelMaster Entonces no entiendo tu problema. Al hojear su pregunta vinculada, diría que su aeronave es demasiado pequeña (más un pequeño globo aerostático). El Hindenburg y muchos otros funcionaron, por lo que solo reemplazar el hidrógeno con vacío es suficiente para una aeronave que funcione si puede soportar el entorno. presión del aire. Dado que el volumen de una esfera va con la tercera potencia del radio y el área de la superficie de una esfera con la segunda potencia, necesitas unirlos correctamente. Haz que tus aeronaves tengan el tamaño correcto y habrás resuelto tu problema.
@DJKlomp, el Hindenburg se diseñó originalmente para usar helio en lugar de hidrógeno, pero EE. UU. no permitió que Alemania usara su reserva, por lo que se usó hidrógeno en su lugar.
@Demigan, gracias, no sabía eso. Aparentemente, no debería confiar en una película de YouTube, sino en ti y en Wikipedia 😊. Mencionan que podrían agregar más cabinas de pasajeros debido al cambio de gasolina.
@DJKlomp No diría "confíe en wikipedia", hay muy pocos datos reales disponibles sobre cualquier aeronave, y wikipedia tiene la mayor cantidad hasta ahora. Aunque mucha de la información que he encontrado en otros artículos sobre cómo los EE. UU. Operaron sus aeronaves del ejército también le da crédito a los artículos de wikipedia. Desafortunadamente, la información es solo informes de lo que hicieron los barcos con muy pocos datos.
@Demigan, no, estoy de acuerdo, fui un poco sarcástico. Mi problema suele ser que Wikipedia no tiene la mejor información (ciertamente no científicamente), pero es de más fácil acceso.

Caliente su dirigible o reduzca sus cargas de peso muerto

Tener un material que pueda soportar un calor extraordinario y una forma de ventilar el aire caliente de forma segura.

Si calienta el gas dentro de su aeronave, la densidad del gas disminuiría. Debe evitar que la aeronave se expanda (y, por lo tanto, explote), por lo que también debe controlar la cantidad de gas en su aeronave. Si su hidrógeno/helio se calentara dentro de la aeronave (sin explotar) y se ventilara según fuera necesario, su aeronave tendría más sustentación. Sin embargo, los mecanismos necesarios para hacer esto deben pesar menos que el beneficio de calentar el gas.

Aumente la flotabilidad al disminuir su peso 'muerto'

LZ126 usó 23000 kg de gasolina en un viaje típico a través del Atlántico. ¡Imagínese si todo este peso se ahorrara al tener una nueva fuente de combustible que fuera mucho más liviana! Tal vez en su mundo la gasolina tenga una cuarta parte del peso de nuestro mundo. Además, tener góndolas que estén hechas de un material más liviano también ayudará, tener una estructura mucho más fuerte y liviana que las vigas de aluminio, o la piel en sí también podría ser mucho más liviana.

También podría considerar otros factores para hacer que las aeronaves sean más deseables. Éstas incluyen:

Haz que el mundo esté completamente sin viento

El viento es un impedimento importante para las aeronaves, ya que es impredecible, influye en su curso y también es capaz de destruirlas fácilmente. Si el viento no existiera en nuestro mundo, las aeronaves serían mucho más controlables y seguras, tanto en crucero como en atraque.

Haz un material flexible que pueda expandirse y contraerse el volumen de la aeronave.

Su gas de elevación depende en realidad del volumen. Si la piel de su aeronave es variable fácilmente, puede controlar la presión en el interior y, por lo tanto, la flotabilidad. Tener un nivel de control tan fino permitiría a los dirigibles cambiar la altitud sin el uso de 'forzar' hacia abajo usando motores. Controlar el volumen también reduciría la necesidad de lastre, un importante "peso muerto" que va en contra de su boyanza.

El atraque también sería mucho más fácil, lo que, por supuesto, era un ejercicio peligroso y otra fuente importante de muertes de aeronaves.

Hacer que los aviones sean difíciles de volar.

Un impedimento importante para el desarrollo de aeronaves fue simplemente que los aviones se volvieron más baratos, más seguros, más rápidos y más confiables. Al eliminar los aviones de ala fija de la historia, probablemente todavía estaríamos usando aeronaves en la actualidad. Quizás falta un combustible en su mundo, lo que significa que los motores de los aviones no tenían suficiente empuje para crear sustentación, o no había materiales lo suficientemente rígidos / livianos para tener un ala rígida, o simplemente aún no se habían inventado.

Durante las últimas etapas de la guerra fría, EE. UU. utilizó varios sistemas de alerta temprana sobre el Polo Norte. En algún momento, el clima se volvió tan peligroso con la velocidad del viento y el frío que todo quedó en tierra. Todo menos aeronaves, eso es. Eso hace mella en su idea de que las aeronaves son fácilmente destruidas por el viento.
@Demigan Eso supone que las aeronaves están atadas y estacionarias, no son útiles para ningún tipo de viaje o transporte. Durante mucho tiempo se ha establecido que los dirigibles de crucero son mucho más susceptibles a la influencia de los vientos que los aviones de ala fija.
¿De dónde sacaste esa idea? Solo he leído sobre aeronaves que patrullan de cientos a literalmente miles de millas, ninguna estaba haciendo sus misiones mientras estaba atado.
¿Qué leyes físicas o atributos tendrían que cambiarse para aumentar la flotabilidad de un dirigible?
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