Transporte propulsado por lluvia

Transporte de lluvia

La llanura de Soggi experimenta una lluvia constante. ¿Se puede construir un vehículo propulsado por lluvia de acuerdo con las siguientes condiciones?

  1. La llanura de Soggi experimenta una lluvia constante de 10 cm por día.

  2. No se producen inundaciones porque la llanura está cubierta por una roca volcánica porosa que drena naturalmente en el Big Wet Lake.

  3. Los habitantes han alisado la roca en algunos lugares para hacer caminos y otras zonas llanas

  4. La madera es abundante, pero los materiales no vegetales (incluidos los metales) son caros y deben importarse.

  5. En esta sociedad preindustrial, las ruedas hidráulicas estacionarias impulsadas por la lluvia son de uso común para accionar molinos y otra maquinaria básica construida predominantemente con madera.

  6. El vehículo debe estar hecho de una madera muy similar al roble. Se pueden usar componentes metálicos menores pero mínimamente para evitar gastos.

  7. El vehículo debe caber en un cubo de 3 metros para cumplir con las leyes locales. No hay animales de tiro en este mundo.

  8. Este debe ser un vehículo para ir a cualquier lugar que no requiera ninguna infraestructura especial más allá de las carreteras planas y niveladas existentes, sin excavar canales ni construir vías férreas o "estaciones de carga" espaciadas regularmente.

Alguien tiene la brillante idea de impulsar un carro en movimiento aprovechando la energía de la lluvia. Este consistirá en una rueda hidráulica que acciona las ruedas mediante un sistema de correas de cuero.

El inventor decide que la velocidad útil mínima es la de caminar (digamos 1,5 m/s) y que el vehículo debe ser capaz de transportar al menos a él (pesa 60 kg), pero preferiblemente una carga mucho más pesada.

El vehículo viajará sobre roca volcánica nivelada y tiene una configuración y tecnología similar a este del siglo XIX.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Pregunta

Verificación de la realidad: ¿Hay fallas obvias en este plan que hacen que sea muy poco probable que funcione?

NOTA

Algunas personas están sugiriendo inventos alternativos que encuentro fascinante leer. Sin embargo, no son respuestas verdaderas porque solo pregunto sobre el vehículo y las condiciones especificadas anteriormente.

Justificación en la historia : este chico quiere montar un servicio de recogida y entrega puerta a puerta. Necesita utilizar caminos y entradas de vehículos existentes. No puede empezar a cavar canales o construir grandes proyectos de ingeniería. Consulte la condición (8) anterior que no agregué yo pero con la que estoy de acuerdo.

¿Qué tiene de malo un barco? Los barcos propulsados ​​por ruedas hidráulicas existen desde la época medieval. el bote tenía una rueda hidráulica con un eje grande, una cuerda estaba enrollada alrededor del eje y el giro de la rueda hidráulica tiraba del bote río arriba, río abajo era solo cuestión de quitar un pasador y dejar que el eje girara libremente. Los barcos también requieren menos energía para moverse que un carro, por lo que puede moverse más por la misma fuerza del agua.
+1 para 'la llanura de Soggi'. Eso me dio una buena risa.
Es solo un tipo. Quiere utilizar las carreteras existentes, tal vez iniciar un servicio de entrega puerta a puerta. No puede empezar a cavar canales.
¿"La tierra brumosa de Soggi tiene un suelo bastante pantanoso"?
Sí. Con un área de captación de pirámide invertida extendida muy grande, puede obtener suficiente masa para conducir un carro a paso de tortuga. Tal vez 0.5 mph. no es bueno para la velocidad, pero tal vez para el transporte a granel de productos no perecederos. Se utilizaron canales en el Reino Unido para este propósito.

Respuestas (14)

Sí, hay fallas. No tienes suficiente potencia.

¿Por qué?

La velocidad terminal de la lluvia es de unos 10 m/s.

10 cm/día de lluvia significa que obtendrá un promedio de 1,1 μm/s, o 0,0011 yo / s metro 2 .

La potencia media que entrega esa lluvia viene dada por su peso por su velocidad, así, recordando que 1 litro de agua pesa unos 10 N, tenemos que la potencia media es de 0,1 W / metro 2 .

Para mover horizontalmente solo 60 kg venciendo la resistencia a la rodadura de las ruedas y los cojinetes, sería necesario proporcionar alrededor de 1,5 W (suponiendo ruedas de madera con un radio de 1 metro), lo que corresponde a unos 15 metros cuadrados en el caso ideal de rendimiento del 100%. más de los 9 que tienes disponibles.

En el caso extremo en el que quiera mover 60 kg a 1,5 m/s de velocidad constante, necesitará 900 W, lo que significa que necesitará una superficie de recogida de al menos 9000 metro 2 , que es mucho más grande que el 9 metro 2 que tienes.

Y ojo, este es el presupuesto solo para mover 60 kg. Si sumamos al cálculo la masa del vehículo y su carga útil, la superficie requerida aumenta aún más.

No estoy seguro de lo que quieres decir con "contra la gravedad", no se mueve hacia arriba. Suponiendo que la gravedad de los ejes perfectos no debería afectarte. ¿Es la potencia frente a la resistencia del aire lo que seguramente importa? La parte de la resistencia a la rodadura tiene más sentido para mí, pero ¿de dónde vienen los 900w?
Estás usando la fórmula incorrecta para el poder. Potencia = energía/tiempo. Energía cinética = 0,5 * masa ( no peso) * velocidad al cuadrado . 1 litro de agua tiene una masa de ~1 kg, por lo que la potencia por m^2 sería 0,5 * 0,0011 kg * (10 m)^2 o aproximadamente 0,05 W/m^2, la mitad de lo que has calculado.
En una disposición de rueda hidráulica, también hay que tener en cuenta la energía potencial: si atrapa 1 kg de agua a 3 m sobre el suelo, puede extraer otros ~ 30 julios al bajarlo al suelo. Esto genera otros 0,03 vatios por m ^ 2, por lo que la respuesta final está cerca de su 0,1 W / m ^ 2, pero su método de cálculo es incorrecto. Multiplicando por 9m ^ 2 nos da un total de aproximadamente 0.7W. ¿De dónde viene la estimación de "alrededor de 1,5 W" para la resistencia a la rodadura?
@GeoffreyBrent: Energía = masa x aceleración x distancia. Potencia =Energía /tiempo. Fuerza = masa x aceleración. Por lo tanto, Potencia = Energía/tiempo = (masa x aceleración) x (distancia/tiempo) = Fuerza x velocidad. La fórmula utilizada anteriormente es correcta.
Estoy de acuerdo con @nzaman en que la fórmula de potencia en la respuesta parece correcta, pero es desafortunado que la respuesta enfatice de manera más prominente los "900 W" necesarios para un ascenso rápido. El penúltimo párrafo, sobre cómo superar la resistencia en el movimiento horizontal, parece mucho más relevante para la pregunta, y aunque todavía sugiere "no", es un "no" mucho menos inalcanzable para tratar de superar que el 900W. ser.
@PeterLeFanuLumsdaine, he reorganizado el contenido para tener una explicación más lineal.
@nzaman No, no lo es. "Energía = masa x aceleración x distancia" es una fórmula adecuada cuando calcula la energía cinética que acumula un objeto mientras se mueve a través de una distancia conocida bajo una aceleración conocida (y matemáticamente tratable). Pero en este caso, no sabemos qué tan lejos ha caído la lluvia y su aceleración cambia a medida que cae; de ​​hecho, cuando tiene una velocidad terminal, esa aceleración es, por definición, cero . La fórmula que ha aplicado da una respuesta en las dimensiones correctas, pero eso no significa que sea realmente correcta.
@nzaman Una forma simple de ver esto: supongamos que mantenemos todo lo demás constante, pero duplicamos la velocidad a la que cae la lluvia. (Tal vez cae en menos gotas, pero más grandes, de modo que la velocidad terminal aumenta). La energía cinética de una masa dada de lluvia luego se cuadruplica (porque la energía se escala como v ^ 2) y, por lo tanto, la KE por segundo (potencia) cuadriplica. Pero la fórmula que dio L. Dutch (peso x velocidad) solo muestra que se duplica, lo cual es incorrecto.
@GeoffreyBrent: Pero en su ejemplo, la masa de cada gota de lluvia también aumenta, lo que haría que el KE fuera aún más grande. Es mucho más sencillo decir que la masa m de agua, cayendo desde una altura h , bajo una aceleración g , me da la energía potencial. Eso dividido por el tiempo en el que se está realizando la medición, nos da la potencia efectiva. Hmm... Veo tu punto. t no se usa correctamente en la respuesta. La velocidad terminal no se debe usar para v , sino 10 cm/día divididos por 24 x 3600, multiplicado por el área de captura, que , de hecho, ha calculado en 0,0011 l/s⋅m2.
@L.Dutch: Por favor vea mi comentario a Geoffrey Brent arriba y corrija.
@nzaman, usé la velocidad terminal porque las gotas de lluvia la alcanzan antes de tocar el suelo, por lo que cualquier energía potencial adicional simplemente se convertiría en arrastre, no en energía cinética.
@nzaman especifiqué "menos gotas pero más grandes" para que la masa que cae por segundo no cambie. La formula mi = metro gramo h no es muy útil aquí porque te dice la energía potencial que tenía la lluvia cuando comenzó a caer, pero no cuánta de esa energía se ha disipado a través de la resistencia del aire antes de que llegue al colector. (Y una velocidad terminal de 10 m/s implica que la resistencia del aire es importante aquí).
@L.Dutch: Estás pensando en el plano equivocado. La velocidad requerida en la ecuación es el volumen de agua/unidad de área que llega al colector por segundo, no la velocidad a la que cae una gota en el colector. Número de gotas por segundo , no velocidad de la gota .
@nzaman "volumen que llega al colector por segundo" es una tasa, no una velocidad. Tanto la masa de agua por segundo como la velocidad a la que cae el agua son relevantes aquí, porque la energía depende de la masa (lineal) y de la velocidad (al cuadrado).
De ninguna manera necesita 900 W para mover un vehículo de este tipo a la velocidad de un paseo en terreno llano.
@Nadie, se necesitan 900 W para subirlo
@ L.Dutch No vi esa palabra. Pero entonces es bastante irrelevante, en un plano.

Como ya se ha descrito, no puede obtener suficiente energía usando la lluvia directamente en un vehículo individual.

Por lo tanto, la única forma de proceder debe ser utilizar la lluvia indirectamente.

Vamos a construir tanques colectores de lluvia por todo el pueblo, cada uno impulsará una rueda hidráulica unida a una correa continua a lo largo de un tramo de carretera. Un vehículo que quiera pasar por ese tramo de carretera se enganchará al cinturón y tocará el timbre para que se abra el depósito.

Este enfoque elimina la limitación de tamaño de la fuente de alimentación del vehículo.

Seguirá teniendo una potencia limitada, lo que dificultará la escalada de colinas. Valdrá la pena conectar los vehículos al sistema tanto en el descenso como en el ascenso. De esa manera, obtiene el efecto funicular del vehículo que desciende ayudando a empujar el vehículo que asciende cuesta arriba, al mismo tiempo que controla la velocidad decente y reduce el riesgo de vehículos fuera de control.

Este es un sistema de teleférico.
Como expansión: puede simplemente poner un techo sobre la carretera, recoger la lluvia y drenarla a través de ruedas hidráulicas que accionan los cinturones. Eso debería suministrar una gran cantidad de energía a lo largo del camino, siempre que no haya demasiados vehículos en la carretera al mismo tiempo.

Simplemente omita las cosas sobre ruedas. [ EDITAR : aparentemente eso va en contra de los requisitos de OP, pero me gusta mi respuesta, así que se quedará]

Reemplace sus caminos con canales perfectamente nivelados y "déles energía" al tener solo un extremo abastecido de agua en cualquier momento.

Necesita dos entre cada ciudad (de ida y vuelta) y cada ciudad necesita un área muy grande para alimentar su canal (a menos que use solo canoas pequeñas), pero es viable, y una vez que los canales están instalados, es bastante barato.

Esto es bueno. Sin embargo, el inventor quiere poder ir a cualquier lugar alrededor de su pueblo local, incluso fuera de la carretera si el terreno no es demasiado accidentado.
@chaslyfromUK Esa es información que probablemente debería agregar a la pregunta, en su lista de viñetas: el requisito "sin rieles, vaya a cualquier lugar sin infraestructura previa" invalida la gran mayoría de las respuestas publicadas que se basan en un más general concepto de "vehículo"
En mi OP expuse claramente las condiciones. La invención es un vehículo con ruedas y cabe en un cubo de 3 m y es impulsado por una rueda hidráulica. Si vuelve a leer las condiciones y los párrafos siguientes a fondo, creo que excluyen muchas respuestas. (Aunque para ser honesto disfruto leyendo los inventos alternativos).
Lo siento, parece que leí en exceso esa parte de la pregunta. Pero como cualquier cosa con ruedas parece un poco imposible (ver otras respuestas), aún dejaré esto aquí, tal vez OP cambie sus condiciones. Gracias por señalarlo, aunque @chaslyfromUK
@chaslyfromUK, lo que pasa con hacer una pregunta para la que la respuesta fundamental es "no", es que obtienes muchas soluciones alternativas, algunas de las cuales pueden ser bastante ingeniosas, pero todas ignoran uno de los requisitos de la pregunta.
@Seperatrix: en el momento en que hice la pregunta, no sabía cuál podría ser la respuesta. Personalmente, estoy perfectamente feliz de que se sugieran otros inventos: son una buena lectura. Solo le estoy recordando a la gente las especificaciones originales. PD: todavía no estoy convencido de que la respuesta sea No. Basado en las objeciones, creo que todavía puedo refutar eso y presentar mi propia solución de Sí.
@chaslyfromUK No sé qué tan fantástico/"real" es tu mundo, pero hacer que la lluvia sea más intensa haría que las otras soluciones fueran más viables. Como hacer que llueva algo líquido a base de carbono. O simplemente no profundizar en la física, o dar a la gente piedras altamente magnéticas, para que puedan hacer rodamientos magnéticos con resistencia 0. Considerándolo todo, sí, puede ser posible, pero no de una manera científica.

Ponga el carro en un río y deje que la corriente del río lleve el carro. Si el río es lo suficientemente poco profundo, las ruedas del carro tocarán el lecho del río.

El río se alimenta de la lluvia y concentra el agua de un área comparativamente grande en un pequeño arroyo para brindarle los vatios por metro cuadrado que necesita.

Esto es unidireccional, pero poder ir a cualquier parte no estaba en los requisitos de la pregunta.

Interesante pero el inventor quiere viajar por caminos existentes. Es solo un tipo, no puede comenzar a redirigir los ríos.

Esta respuesta ha sido invalidada por los requisitos agregados o aclarados en la pregunta después de la publicación, pero se deja para futuros buscadores web para quienes pueda ser útil.


Utiliza un sistema basado en un Funicular para almacenar agua en depósitos elevados y convertirla en energía mecánica. Puede usar esto para conducir carros a lo largo de los rieles, como un cruce entre un teleférico y un tranvía/ferrocarril.

Dado que depende de que los depósitos se llenen entre carros, es más probable que se trate de un sistema programado para transportar mercancías en horarios programados, en lugar de un transporte público ad hoc.

Gracias por la idea. De hecho, es muy posible que ya tengan algo como esto. Como dije antes de cualquier edición, "En esta sociedad preindustrial, las ruedas hidráulicas estacionarias impulsadas por la lluvia son de uso común" . No excluí que tuvieran otros dispositivos como funiculares con maquinaria en gran parte fija. El inventor solo quiere crear su propio vehículo de transporte personal más flexible y compacto. Es por eso que establecí los parámetros tan claramente. Mostré una imagen del tipo de carro y le expliqué que la rueda hidráulica estaba conectada a las ruedas del carro.

No funcionará, de ninguna manera.

[Esta es una nueva publicación de una respuesta anterior, incorrecta y, por lo tanto, eliminada. Los órdenes de magnitud son difíciles. La respuesta eliminada había acumulado una cantidad de votos a favor, lo que demuestra que los órdenes de magnitud también son difíciles para otros.]

Para arreglar las ideas, supongamos que se supone que el vehículo funciona atrapando agua en su techo y dirigiéndola para que caiga sobre una rueda hidráulica. Calculemos la potencia disponible.

  1. 10 cm de lluvia por día significa 1,16 µm por segundo.

  2. Suponga que el área de captación es de 3 m por 2 m = 6 m².

  3. Esto significa que se captarán 6 × 1,16E-6 = 6,94 gramos de agua por segundo.

  4. Digamos que esta agua cae 2 metros: dado que la energía es peso por distancia, da como resultado 9,6E-3 × 9,81 × 2 = 136,25 milivatios.

Si 136 mW obviamente no son suficientes para alimentar el vehículo; impulsar el vehículo desde la lluvia directamente no funcionará.

Nota: L.Dutch tuvo la idea de utilizar la energía cinética de las gotas de agua para impulsar la rueda hidráulica; ver su respuesta para el cálculo. Puede dar más poder que tratar de atrapar agua y hacerla caer sobre una rueda hidráulica, todavía es una cantidad lamentable de energía por metro cuadrado.

  • ¡Pero espera! ¡Podemos cargar el depósito!

    Tomemos prestada una idea de los autos eléctricos del Sr. Musk. No tenemos que alimentar el vehículo todo el tiempo: podemos cargar un depósito durante un período de tiempo y usar la energía acumulada a una potencia mayor.

  • Supongamos que acumulamos agua durante 10 horas; la energía total acumulada será de 136,25 mW * 36000 = 4905 J.

  • Esto es suficiente para darnos 1 caballo de fuerza durante unos 6,6 segundos. Todavía muy poco.

  • Hagamos el área de carga más grande. Podemos recoger agua sobre un área más grande y luego verterla en el depósito del vehículo. Digamos que queremos que el vehículo tenga 4 caballos de fuerza durante 1 hora; esto equivale a unos 11 MW de energía.

  • Para obtener esa cantidad de energía del agua que cae 2 metros necesitamos unas 546 toneladas de agua. Esta es una cantidad ridícula; no hay forma de hacerlo funcionar: el área de captación requerida sería enorme, el depósito del vehículo tendría cien metros de altura y el vehículo no podría moverse por sus propios medios.

Dos formas de hacerlo funcionar:

  1. Una amplia zona de captación en cada extremo de la carretera recoge el agua de lluvia y la fuerza a través de una rueda Pelton . La rueda impulsa una cadena de correas de un extremo a otro de la carretera. Entonces, ahora tiene dos cinturones a cada lado de una carretera, girando en direcciones opuestas. Sus vehículos se engancharán al cinturón en la dirección en la que desee viajar y ser transportado. El tamaño de la captación y el caudal determina la carga máxima que se puede mover, y el diámetro de la rueda de la turbina determina la velocidad.
  2. La misma Rueda Pelton que antes, pero esta vez, se usa para cargar una batería, que luego se puede usar para impulsar un motor, moviendo el automóvil.
OP mencionó la tecnología preindustrial: no creo que la opción 2 sea una respuesta válida en este aspecto.
Este es un chico. No puede empezar a cavar caminos. Agregaré un poco de justificación al OP.
@chaslyfromUK: No estará excavando caminos, estará creando embalses en áreas amplias. Esto es esencialmente lo mismo que la respuesta anterior de AlexP
Eche un vistazo a la nota que agregué a mi OP. No contradice nada de lo que dije al principio. ;-)
@chaslyfromUK: No factible

¿Puedes recoger el agua de lluvia en un cilindro y encender un fuego debajo convirtiéndolo en vapor? Si la lluvia es constante, es posible que tenga un vehículo a vapor que no necesite recargarse desde las torres de agua, ya que simplemente podría dejarse bajo la lluvia para recargar su agua dulce. Por supuesto, tendría que fabricar algunos de los componentes de metal y otros podrían ser materiales no combustibles, como la piedra. Para 1800, James Watt y Richard Trevithick habían creado máquinas de vapor rudimentarias que recién comenzaban a ser comercialmente útiles.

Otra opción, si tiene un mundo donde hay muchos molinos impulsados ​​por ruedas hidráulicas, podría usar estos motores de bobinado estacionarios para unir una cuerda a su carro y hacer que la acción de la rueda giratoria tire del carro hacia el molino. Una vez que llegue allí, desconéctelo y conéctelo al siguiente molino. Suponiendo que realiza entregas en ubicaciones que tienen molinos próximos, esta podría ser una opción.

Lo único que me viene a la mente sería un impulsor impulsado por la lluvia, de modo que la lluvia que cae sobre el vehículo se canalice hacia un punto de drenaje, este punto de drenaje contiene un impulsor que impulsa algún tipo de motor para cargar una batería. Si llueve todo el tiempo, esto se cargaría constantemente. El carro dejado bajo la lluvia por un tiempo aumentaría la carga de la batería. El problema es que, para que esto funcione, necesitaría metal para los devanados del motor y el cargador y no es exactamente preindustrial.

Esto realmente no responde la pregunta, pero me gusta la idea de una máquina de vapor de recarga.

Voy a suponer que otros carteles obtuvieron el valor de 900W correcto.

Como comparación:

  • Un adulto no entrenado puede generar alrededor de 100 W de potencia cuando anda en bicicleta.
  • Un viajero competente podría estar haciendo 150-200W
  • Un velocista de carreras puede funcionar bien con más de 700 W, pero solo por períodos cortos.
  • Los ciclistas de Team Sky pueden hacer 400 W durante la carrera.

En una estimación, su carrito necesitaría de 4 a 6 personas pedaleando a través de un eje de engranaje compartido para conducir una rueda de carretera. Alcanzar la velocidad sería el mayor esfuerzo, pero una vez que esté rodando, el mantenimiento de la velocidad de 5 km/h o 3 mph tendrá un requisito de entrada de energía más bajo.

Algo vagamente como esto pero con menos cerveza.http://isuwestlake.com/images/pedal-pub2.jpg

Desventajas

  • las subidas significativas van a ser muy lentas debido a la carga del carro.

  • Tu carrito no será especialmente aerodinámico, por lo que más de 5 km/h será exponencialmente más difícil debido a la resistencia del viento.

  • Requerimientos de metal: lo ideal sería tener rodamientos y pistas de metal para disminuir la fricción, y una cadena, ruedas dentadas y ejes de metal para mayor resistencia. Sin embargo, ciertamente han existido cadenas/engranajes y cojinetes de madera dura.

  • 6 personas en un carro de 3 metros de largo usarán mucho espacio de carga para transportar a las personas. Supongo que menos de la mitad de la cubierta estará disponible para cargar.


Otra variación de esto es usar a las personas como animales de tiro y hacer que remolquen el carro con correas y arneses para los hombros. ¿Quizás un castigo para los criminales condenados?

https://i2.wp.com/thenextchallenge.org/wp-content/uploads/2012/04/armadillo-armadilling.jpg?resize=396%2C300

Desafortunadamente, la cifra de 900W es una mierda. El valor correcto es 0.307W. Vea mi comentario sobre la respuesta de LMD para la derivación ( worldbuilding.stackexchange.com/a/131097/37815 ).
¿En qué sentido estas sugerencias son impulsadas por la lluvia?
Buen punto de @PeterLeFanuLumsdaine: la única ventaja real aquí es que todos funcionan perfectamente bajo la lluvia y en el nivel de tecnología requerido por OP.
@cmaster Utilicé 900 W como entrada para la potencia requerida para mover el carro al ritmo de una caminata, y una forma de obtener esa salida de potencia usando cosas disponibles en el mundo y el nivel de tecnología de OP, y no demasiado afectados por la lluvia.

Otros carteles ya mostraban que parece imposible con los requisitos dados.

Sin embargo, cuando pueda alterar esos requisitos, esas serían mis propuestas:

  • Alterar las calles para disminuir la fricción: haga que sus vehículos se "deslicen" sobre una película de agua (similar a un fenómeno conocido como aquaplaning). Sin embargo, para ese propósito, probablemente tendría que adaptar ligeramente las calles.

  • Además, si fuera posible, sugeriría a tu personaje que añadiera un globo aerostático a su vehículo; es bastante simple de construir y adjuntar, y puede viajar con el viento, ya que a su vendedor realmente no le importa a dónde irá después, eso debería estar bien, y si el viento lo está moviendo en la dirección equivocada, simplemente haga que su globo se adhiera a el suelo y esperar a que cambie la dirección del viento ;)

Desafortunadamente, la cifra de 900W es una mierda. El valor correcto es 0.307W. La ecuación es simplemente 0.1m/d * 3m*3m*3m * 1000 kg/m^3 * 9.81 N/kg / 24 h/d / 3600 s/h. El resultado de este producto es 0.307 Nm/s = 0.307 W.

¿Sería aceptable almacenar la energía temporalmente? Dado que hay mucha madera, puede recolectar la lluvia y usar una máquina de vapor para convertir la energía de la lluvia en tanques de aire comprimido. Que se puede usar para impulsar un vehículo, similar al que se muestra en la imagen.

¿Cómo puede una máquina de vapor convertir la energía de la lluvia? Las máquinas de vapor utilizan un combustible en llamas para producir vapor calentado. La lluvia no es un combustible.
Es una idea interesante, pero en esta sociedad preindustrial, producir y almacenar aire comprimido sería muy difícil, si no imposible. Solo hacer los contenedores y las válvulas estaría más allá de ellos. Esto es preindustrial, por lo que la máquina de vapor aún no existe.
Veo por qué el uso de aire comprimido es un problema, pero me gustaría mencionar que la primera máquina de vapor comercial se patentó en 1712, mientras que la revolución industrial fue desde 1760 hasta 1820/1840 (según el recurso que tome). Entonces, las máquinas de vapor son, de hecho, preindustriales. Son el origen de la revolución industrial, pero eso los convierte en preindustriales. @ L.Dutch, los árboles (que están disponibles en abundancia) se usan como combustible para calentar la lluvia recolectada.

Edite para responder a su pregunta: no parece haber una falla obvia en su idea, si considera que su historia tiene lugar en un planeta diferente a la Tierra. Esto no significa que puedas ignorar las leyes de la física, significa que puedes cambiar las constantes que son específicas de nuestro planeta en tus matemáticas.

Para ser más especifico:

Después de encontrar las ecuaciones que encuentre más adecuadas, modifique las constantes que desee, de modo que se pueda aprovechar suficiente energía.

Tu historia obviamente no está situada en nuestro planeta, lo que significa que eres libre de modificar:

  1. gravedad
  2. liquido en que consiste la lluvia
  3. densidad de materiales para la construccion
  4. masa de las criaturas, y los materiales que están interesados ​​en llevar.

No dejes que nuestro planeta te restrinja, a menos que estés concentrado en la historia que se desarrolla allí.

Si quieres que el planeta sea lo más parecido posible a la Tierra, juega cambiando las constantes mínimamente. Algunos deberían darle vehículos más probables, con menos modificaciones que otros.

El OP pregunta si la idea expuesta tiene fallas o no. No estás respondiendo a esa pregunta.
Creo que se entiende por el contexto que no puedo ver fallas obvias, y que ninguna de las otras respuestas ha señalado ninguna ... A menos que el OP modifique su lista de demandas (una vez más) para incluir: jugado en Tierra. Incluso puedo volver y agregar algunas matemáticas si se compromete a mantener su lista constante.
Su respuesta ha sido marcada como de baja calidad. En este caso, estoy seguro, por la calidad. Comienza comentando las respuestas de los demás. Continúa hablando de constantes y ecuaciones y gravedad y de qué está hecha la lluvia. Estás haciendo básicamente todo excepto responder la consulta. Eres nuevo aquí, así que te recomiendo dos cosas: primero, consulta el centro de ayuda y el recorrido , donde verás cómo responder una consulta de SE; luego edite su respuesta para abordar la consulta tal como está. Y por preferencia sin quejarse de las ediciones. ¡El OP es libre de editar su propia pregunta a voluntad!
He editado la respuesta, pero creo que ha hecho que la respuesta en su conjunto sea más grande y fea de lo que tiene que ser. Esto fue innecesario, y sospecho que la razón por la que esto sucedió es que mi punto de vista invalida algunas de las respuestas de los otros carteles.

De acuerdo, ¿entonces el agua de arriba no te dará suficiente energía para hacer que tu embarcación se mueva? En lugar de combinarlo con algo que pueda ofrecer una impresión más duradera, como... Sodio (Na).

Si bien eso podría chocar con su regla de "no mucho metal" y tal vez con su nivel esperado de tecnología, aún podría poner (agitar) a su inventor o a su sociedad en una situación en la que la disponibilidad de un elemento que reaccione de la misma (o incluso más exotérmica) con agua sería posible.

Pero debo admitir que no puedo ofrecer ningún cálculo sobre cuánto empuje podría aplicarse, ni qué le haría a su embarcación... al menos, habría suficiente agua alrededor para apagar los incendios...

En realidad, esta es una razón muy similar a por qué las chispas de un soldador no duelen. Individualmente llevan muy poca energía, como una gota de lluvia.

Así que no puedes usar el poder de una gota de lluvia que cae para impulsar nada más allá de la erosión.

En cuanto a un depósito, ahora su combustible pesa más que la energía que genera. Así que pase lo que pase, el plan no funciona. El agua simplemente no lleva suficiente energía para hacer casi nada. Su carrito estaría mejor con pedales y que el agua se recogiera en una pequeña jarra para saciar la sed de quien está vendiendo.

Pero una rueda de agua (en lugar de una rueda de paletas) tiene varios depósitos que se llenan en un lado y lo desequilibran. El progreso puede ser lento, pero será inevitable.
@chaslyfromUK Mismo problema, la rueda con agua pesa más que la energía que generaría. Si el vehículo fuera solo la rueda, funcionaría en una carretera perfectamente plana.