Tren motriz para mecha de mediados del siglo XIX.

Estoy escribiendo una historia steampunk/extraño oeste ambientada en 1867 y quiero incorporar alguna forma de "caminantes" de batalla blindados (también conocidos como mechs). Buscando ideas para sistemas de propulsión que posiblemente podrían hacer funcionar un vehículo de este tipo.

Estoy de acuerdo con ser algo anacrónico, aunque creo que algo como un motor diesel podría ser demasiado.

Steam es la respuesta obvia para la configuración, pero me gustaría profundizar un poco más en la explicación de la tecnología que "es un mecanismo impulsado por vapor". Curiosidad por ejemplos específicos de máquinas de vapor que serían adecuadas para dicha plataforma, o fuentes de energía alternativas (¿combustión interna? ¿mecanismos de relojería? ¿híbridos eléctricos?).

Esta es una historia pulposa, por lo que no tiene que ser demasiado realista, pero preferiría que alguien con conocimientos básicos de ingeniería (que yo no tengo) no tire el libro al otro lado de la habitación en un ataque de disgusto.

Los vehículos que imagino están diseñados para reemplazar a los caballos en los regimientos de caballería, por lo que no pueden ser demasiado laboriosos. Serían utilizados para exploración y ataques de choque. Ágil y rápido sería lo ideal.

¡Me encantaría conocer tu opinión!

Hay un montón de cosas de Steam en mi perfil. Siéntase libre de navegar :) También eche un vistazo a la función de búsqueda. Por ejemplo, "steam is:q" le mostrará todas las preguntas que contienen la palabra steam.
Hay que tener en cuenta que hubo muchos tipos de caballería a lo largo de la historia. Necesitará diseños muy diferentes si desea reemplazar la caballería ligera (o simplemente caballos que exploran, envían mensajes, sirven como transporte) que para la caballería pesada que atraviesa a la infantería.
Odio mencionar esto como ejemplo porque fue una película terrible, pero ¿has visto la película Will Smith Wild Wild West ? La batalla culminante tuvo lugar en una araña mecánica gigante, propulsada por vapor y andante. (Que, según Kevin Smith, fue un remanente de la película cancelada de Nick Cage Superman, una gran historia que todos deberían escuchar en algún momento).
@Blueriver Estos vehículos están diseñados principalmente para tropas en los Territorios Occidentales, por lo que estarían diseñados para explorar y lidiar con levantamientos nativos.
@DarrelHoffman ¡Vi esa película!

Respuestas (8)

Un tractor de vapor podría no ser una mala solución a su consulta.

Su marco de tiempo es solo un par de décadas antes del motor diesel, y solo unos 10 años antes del momento en que a Diesel se le ocurrió la idea de este tipo de motor.

Aunque me olvidaría de caminar. ¡Ese tipo de tecnología es algo que ni siquiera hemos perfeccionado en el siglo XXI! En ese momento, un mecha con ruedas no debería ser demasiado difícil de trabajar.

Un tractor de vapor está construido básicamente como un tanque y tiene casi el tamaño de un tanque. ¡Solo ponle un poco de armadura y un par de torretas de ametralladoras Gatling y tendrás una tierra maravillosa y terrible acorazada para enviar a la batalla!

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Realmente no están diseñados para la velocidad, pero son bastante poderosos . Para sus ejércitos, dichos vehículos podrían adaptarse para un poco más de velocidad, después de todo, las locomotoras de vapor tiraban de trenes a más de 60 mph un par de décadas antes.

El principal inconveniente del diseño es su horrible mecanismo de dirección. ¡Eso es algo en lo que trabajarán sus ingenieros!


Otra posibilidad, con considerable suspensión de la incredulidad, es el matrimonio de la energía de vapor con el camión andante.

El camión andante se desarrolló a mediados del siglo XX y, como puede ver, es bastante tambaleante y difícil de maniobrar. Sin embargo, ¡un par de pilas de vapor y algunas torretas de ametralladoras Gatling y estás en tu camino!

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No es una mala idea, aunque estoy bastante comprometido con los caminantes... sabiendo, por supuesto, que requerirá cierta suspensión de la incredulidad por parte del lector. Es una de las razones por las que me gustaría ser más auténtico con la planta de energía, ya que un vehículo con patas en 1867 es ciertamente ridículo. Pero también genial.
@RyanWilliamson: ¡comprensible! Creo que es más una cuestión de falla en la verificación de la realidad. Pero como dices... ¡suspensión de incredulidad!
En cuanto a la estabilidad y demás, si puedes construir un andador de araña (con las piernas hacia afuera en lugar de hacia abajo), será mucho más estable. (Se trata de tener una postura amplia y un centro de gravedad bajo. ¡Mantenerse bajo también lo convierte en un objetivo menos!) Combínelo con seis u ocho patas que "descansan" en puntos igualmente espaciados en un círculo y una torreta giratoria, y girar se convierte en un no problema; nunca giras las piernas , porque pueden "caminar" en cualquier dirección.
@Matthew ¡Me encanta esa idea! Mi diseño inicial era un andador bípedo, pero sería intrínsecamente excepcionalmente inestable.
Ese camión andante es increíble. Hilarantemente poco sexy, pero impresionante.
@RyanWilliamson, sí, los andadores bípedos son absolutamente poco prácticos, y no estoy del todo convencido de que sean inherentemente "más geniales" que otros tipos. Por cierto , recomiendo ver: Wild, Wild West , que presenta... exactamente lo que estás tratando de construir, creo, o al menos muy, muy cerca: un motor de destrucción andante a vapor 😉.
Tiene sentido centrarse en el motor en lugar de las piernas. Cualquiera puede imaginar piernas, cualquiera puede imaginar un Mech, pero si tienes que pelear con un Mech en la era del salvaje oeste, puede ser útil saber cómo se alimentan por motivos de historia. Y al igual que el próximo juego "Iron Harvest", pocas personas dirán "¿esperar por qué piernas?". Defines el mundo para que tenga algo (la Fuerza, la Magia, el sonido en el espacio, Control Elemental, una Profecía, los humanos siguen siendo relevantes a pesar de la IA avanzada, los dispositivos Steampunk, etc.) y siempre que se ajuste a la narrativa y la tradición, la gente lo aceptará.
@Demigan Estoy pensando en una planta de energía de turbina de polvo de carbón que ejecuta sistemas hidráulicos en las piernas que almacenan el excedente de energía en resortes principales mecánicos para ráfagas rápidas de energía.

Botas de dinamita.

Si quieres caminar, haz que un humano lo haga. Entonces auméntalo.

Comience con Rocket Boots.

botas cohete https://www.nytimes.com/2007/03/17/business/worldbusiness/17gazshoes.html

El sueño que Gordeyev concibió en 1974 de correr más rápido y saltar más alto sin cansarse nunca podría haberse convertido en una opción popular para los viajeros o incluso haberse convertido en un deporte. Pero a diferencia del Segway, el scooter autoequilibrado inventado en Estados Unidos, nunca tuvo una oportunidad.

En cambio, las botas se convirtieron en un secreto militar, ya que los generales imaginaron a los soldados corriendo rápidamente y sin esfuerzo junto a los vehículos blindados.

Las botas cohete ya son un poco como zancos. Tus trajes mecánicos tienen botas cohete con piernas más largas y una zancada más larga.

¡Pero es 1867! ¿Cuál es la nueva tecnología moderna?

Así es. ¡Dinamita!

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

La nitroglicerina líquida también estaba ampliamente prohibida en otros lugares, y estas restricciones legales llevaron a Alfred Nobel y su compañía a desarrollar dinamita en 1867. Esta se hizo mezclando nitroglicerina con tierra de diatomeas...

El inventor Nobel se une a sus mechsmiths para hacer zancos de arranque de cohetes impulsados ​​​​por diminutas piezas de dinamita. Ayuda que la nitroglicerina sea un explosivo de contacto. La carrera descendente del pistón del zanco conduce a una poderosa carrera ascendente, impulsando la pierna hacia arriba. Un mecanismo de alimentación automático alimenta las virutas Nobel al pistón a una velocidad proporcional a la zancada. Un pistón a la vez para una carrera, y un doble chip en ambos pistones a la vez para un poderoso salto de limpieza de trincheras.

Tu infantería acorazada con botas de dinamita es incansable y más rápida que los caballos, aunque no se le va a acercar sigilosamente a nadie. Su verdadero fuerte es el combate cuerpo a cuerpo. No son solo botas: la armadura de la parte superior del cuerpo también tiene pistones accionados por botas de dinamita que aumentan los brazos y guantes blindados con nudillos de bronce sujetos al brazo; pueden hacer un agujero a través de una pared de piedra, luego levantar un cañón y lanzarlo.


Esto se ha convertido más en una armadura de poder que en un mecanismo de vapor, pero realmente me encanta el ángulo de poder de la dinamita para las maravillas tecnológicas de 1867. Y que yo sepa, ¡los caballeros de hierro biónicos impulsados ​​por dinamita nunca se han hecho!

¡Eso es bastante increíble!
Como un problema menor para la onda manual, no me gustaría que mis fémures fueran empujados hacia mis pulmones a través de mi pelvis por la detonación hipersónica de nitroglicerina (a 30 Mach ). Tal vez usar algo que deflagre. Además, en un uso repetido, las botas cohete deberán soportar temperaturas superiores a los 3.422 °C, el punto de fusión del tungsteno.
@AdrianColomitchi: propongo para esta aplicación pistones de tipo amortiguador para convertir la energía de manera más suave. Por supuesto, habrá aletas de radiador para lidiar con el calor residual y una camisa de vapor: con un uso prolongado, la infantería de hierro se vaporizará.
Me gusta la idea, pero la dinamita parece el combustible inadecuado para el trabajo. Como señala @AdrianColomitchi, la dinamita es un explosivo por diseño; no es útil como propulsor debido a lo violento que es. Hay propiedades deseables muy diferentes entre un alto explosivo (detonación rápida) y un propulsor (deflagración controlada). La pólvora negra funcionaría mejor, pero en última instancia, lo mejor sería el diésel, ya que lo que ha descrito es básicamente un pistón de motor. Un motor de combustión interna diseñado para funcionar con dinamita sería simplemente una bomba muy elaborada.
Esto también podría funcionar con vapor. En lugar de que el accionamiento mecánico haga detonar un explosivo, podría abrir una válvula para llenar el pistón con vapor. STeam puede ser más apropiado para el estilo, así como más fácil de manejar que los explosivos (aunque aún podría explotar)
Los resortes absorben el impacto y liberan la energía durante más tiempo, por lo que funcionaría. (Y tendrías un ejército de resortes sobre cilindros muy steampunk). Además, los "chips de dinamita" dan en el clavo, es una explosión muy pequeña. Tendrías que hacer mucho trabajo de detalle para determinar cómo se podría atar esto a los brazos y las piernas sin romperlos; Supongo que será más como exoesqueletos donde los músculos humanos brindan dirección y control y la dinamita proporciona energía.
@toolforger Springs absorb shock si la velocidad de la interacción es menor que la velocidad del sonido en el acero. De lo contrario, espere que se rompan o al menos se agrieten o se rompan. En cualquiera de las situaciones, no espere que su resorte dure mucho tiempo. Hay una razón por la cual la dinamita no se usa en las balas de las armas. If a high explosive like dynamite were used to propel it the gun would inevitably burst

Los cilindros de expansión y la combustión externa son casi imposibles para los caminantes rápidos y ágiles. Los requisitos de presión impondrán grandes pesos y grandes pesos en los "pies", lo que significa que los caminantes casi garantizados se hundirán en el suelo (excepto en suelos pedregosos/de grava grande).

Para pesos reducidos, puede sortear la mecánica de precisión manual y el uso de alcohol quemado dentro de miniturbinas de gas de alta velocidad.

Las turbinas de vapor se inventaron en la década de 1880 , grandes, voluminosas y potentes; las turbinas de gas tienen una historia muy temprana: en 1629, como las primeras aplicaciones industriales, el movimiento manual solo requiere la miniaturización y una transmisión reductora seria para pagar la reducción de peso y potencia en kW. rango (1HP = 745W).

Un ejemplo de una turbina axial de proyecto escolar : el final muestra la "muerte" de la turbina debido a la fusión de los soportes de los cojinetes (es decir, no explotó incluso si la carcasa estaba hecha de latas de alimentos)

Se me ocurrió una solución a esto para un juego de rol casero de mesa hace algunos años.

En pocas palabras, las extremidades del robot usaban actuadores hidráulicos como músculos y su fuente de energía proporcionaba torsión a una bomba hidráulica.

El piloto estaría suspendido en la cabina, atado a un marco o anclado a un marco que se engancha con enchufes en su armadura de placa de ajuste de forma, el movimiento del marco hace que el mecanismo imite el movimiento del piloto.

La fuente de energía variaba. Algunos mechas usaban un motor radial diesel para accionar la bomba hidráulica (un motor radial es ancho y plano, y deja más espacio en el torso para la cabina). Sin embargo, la resistencia se limitó a alrededor de un día de actividad antes de que tuvieran que repostar.

También se me ocurrieron un par de fuentes de energía atómica que dependían de la naturaleza mágica de mi mundo. Proporcionarían años de resistencia, pero eran considerablemente más caros que un motor radial y un suministro de combustible diesel que duraría una duración equivalente.

Uno era Tremium, un elemento metálico verdoso duro y quebradizo. Cuando se fisionaba, liberaba algo de calor y un estallido de energía cinética en una dirección aleatoria, a menos que hubiera cerca un campo magnético lo suficientemente potente, en cuyo caso, el estallido cinético se dirigiría a lo largo de las líneas de fuerza magnética. El estallido cinético también aumentó la probabilidad de fisión de los átomos vecinos de Tremium. Al colocar Tremium e imanes alrededor del borde de una pila de volantes y disponer un mecanismo regulador para controlar el espacio entre los volantes proporcional a la velocidad de la pila de volantes, se podría mantener una reacción de autorregulación y controlarla alterando la configuración del regulador. . En caso de falla del gobernador debido a daños en la batalla, los "panqueques" del volante podrían colapsar juntos, dando como resultado una reacción desbocada que podría derretir el reactor o provocar la explosión de los volantes debido a una falla puramente mecánica de su estructura, o la desmagnetización por calor de los imanes permanentes junto al Tremium en el borde del volante que conduce a caótico, en lugar de liberación de energía dirigida. A pesar de sus propiedades más favorables como fuente de energía cinética, Tremium era particularmente peligroso para la salud humana si no se almacenaba adecuadamente. Si se inhalaba polvo de Tremium, su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. o provocar la explosión de los volantes debido a una falla puramente mecánica de su estructura, o la desmagnetización por calor de los imanes permanentes junto al Tremium en el borde del volante que conduce a una liberación de energía caótica, en lugar de dirigida. A pesar de sus propiedades más favorables como fuente de energía cinética, Tremium era particularmente peligroso para la salud humana si no se almacenaba adecuadamente. Si se inhalaba polvo de Tremium, su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. o provocar la explosión de los volantes debido a una falla puramente mecánica de su estructura, o la desmagnetización por calor de los imanes permanentes junto al Tremium en el borde del volante que conduce a una liberación de energía caótica, en lugar de dirigida. A pesar de sus propiedades más favorables como fuente de energía cinética, Tremium era particularmente peligroso para la salud humana si no se almacenaba adecuadamente. Si se inhalaba polvo de Tremium, su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. o la desmagnetización por calor de los imanes permanentes junto al Tremium en el aro del volante que conduce a una liberación de energía caótica, en lugar de dirigida. A pesar de sus propiedades más favorables como fuente de energía cinética, Tremium era particularmente peligroso para la salud humana si no se almacenaba adecuadamente. Si se inhalaba polvo de Tremium, su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. o la desmagnetización por calor de los imanes permanentes junto al Tremium en el aro del volante que conduce a una liberación de energía caótica, en lugar de dirigida. A pesar de sus propiedades más favorables como fuente de energía cinética, Tremium era particularmente peligroso para la salud humana si no se almacenaba adecuadamente. Si se inhalaba polvo de Tremium, su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera. su descomposición espontánea desgarraría lenta pero seguramente los pulmones de su víctima... y la naturaleza frágil tanto de él como de su mineral significaba que era muy probable que la descomposición caótica causara fracturas y liberara polvo. Por lo general, se almacenaba en recipientes magnetizados en pequeñas cantidades o en recipientes llenos de cera.

La otra fuente de energía atómica era un elemento llamado Fulminium, una sustancia cristalina naranja con propiedades semiconductoras y piezoeléctricas. Cuando se descompusiera, emitiría algo de calor, luz en los rangos de frecuencia naranja y ultravioleta, y electrones, y al comprimir los cristales entre placas conductoras de metales diferentes, se podría derivar una corriente eléctrica directa. El fulminio fue estimulado para que se descompusiera mediante luz ultravioleta. Una reacción podría regularse colocando un cristal en una cámara con paredes reflectantes y persianas negras móviles; al controlar las persianas, la reacción podría controlarse. En mecha, esa corriente eléctrica podría usarse para alimentar motores eléctricos, que impulsarían la bomba hidráulica. El fulminio era una sustancia algo más riesgosa de usar, ya que sus productos de descomposición eran opacos y, como un cristal de reactor envejecido, cada vez era más probable que las impurezas absorbieran parte de la energía de la luz y la convirtieran en calor, hasta el punto en que el cristal explotaría. Esto condujo a un reprocesamiento bastante frecuente de los cristales del reactor de Fulminium para extraer las impurezas. Era mucho más seguro extraer mineral de Fulminium que de Tremium, aunque ocasionalmente se acumulaban cargas eléctricas hasta el punto de emitir relámpagos, a menos que la veta de mineral estuviera conectada a tierra.

Vapor, los actuadores reales que mueven las extremidades son cilindros de vapor. Yo optaría por un sistema cerrado que no pierda vapor/agua constantemente (a diferencia de las locomotoras contemporáneas). Esto significa que necesita radiadores grandes como condensadores y sumideros equipados con bombas pequeñas en los puntos más bajos.

Para un sistema de control, me imagino a un operador por extremidad manipulando muchas palancas grandes para operar el flujo de vapor, más un "conductor" que supervisa todo.

Celda de Combustible + Motor Eléctrico

La primera celda de combustible llegó en 1838, y la tecnología de celdas de combustible realmente no requiere mucho en cuanto a tecnología de soporte: esas primeras celdas de combustible eran conceptualmente casi idénticas a las modernas celdas de combustible de ácido fosfórico. El único wavium manual que realmente necesita para su historia es un catalizador eficiente y alguna mejora en la vida útil del electrodo. Estas celdas de combustible también generaron mucho calor y vapor, por lo que se adaptarán perfectamente a su ambiente steampunk.

Los motores eléctricos de CC datan de la misma época (1827) y no requieren ningún tipo de ondas manuales: en 1837 se diseñaron máquinas herramienta eléctricas y prensas de impresión (no lograron ponerse al día por la falta de una red eléctrica para suministrarlas).

Oh, eso es muy interesante. Estaba pensando en quizás una combinación de motores de vapor de expansión múltiple con baterías de resortes mecánicos para capturar el excedente de energía y "guardarlo" para cuando se necesitaran ráfagas de energía.
Me gusta mucho la idea de las pilas de combustible. Aparentemente, el riesgo de que exploten los tanques de combustible también es relativamente bajo debido a la rapidez con la que sale el hidrógeno de un pinchazo (por ejemplo, de una bala).

Tal vez los andadores tengan un volante que gira muy rápido y, a través de una elegante y brillante caja de engranajes, entrega energía al mecanismo de andar. Probablemente no podría durar misiones más largas (de una manera creíble) y necesitaría "repostar" en una gran estación de recarga a vapor que tardaría un minuto en hacer girar la rueda de nuevo a su "velocidad ridícula" operativa.

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

Nunca puede salir mal con una velocidad ridícula.

¿Puedo decir algo? Vamos con steampunk, por lo que lo más probable es que Steam esté involucrado.

Sugiero una máquina de vapor (probablemente con un circuito cerrado para el agua para que no se pierda, pero aún puede trabajar sin ella) y queme el combustible que desee para el calor (digamos, carbón, porque) y ¿de dónde sale todo ese vapor? ¿ir?

A través de unas cuantas tuberías y/o mangueras y BOOM ahora empuja un ariete conectado a las juntas (de la misma manera que se vería un cilindro hidráulico).

Sugeriría que el carbón se almacene como una mochila (si estamos usando una forma humanoide bípeda), si no, entonces haga lo que desee.

Para un sistema de control, sugeriría moverse alrededor de un objeto (por ejemplo, una palanca de control con movimiento 2d, o incluso un guante o traje alrededor del brazo o el cuerpo del piloto) y unir algunas cuerdas o cables en lugares específicos y adjuntar el otros extremos a los bloques de válvulas hidráulicas y con algo de dolor de cabeza hacen que dichos controles sean lo suficientemente intuitivos para el ser humano y BOOM, ahora tiene una forma de mover estas articulaciones.

Aunque diré esto: a menos que realmente quieras un mecha con patas, ve por ruedas y/o orugas. Las ruedas se ajustan al tiempo mucho más que las piernas, y las pistas se adaptan mejor a cualquier terreno que desees (menos las carreteras, pero ahora solo hay muy pocas carreteras cuando y donde sucede esta historia, las piernas cavarían hoyos más rápido que la mayoría de las pistas del mismo tamaño de todos modos).

tada~