vehículos mecánicos

¿Alguna sugerencia sobre formas de impulsar vehículos mecánicos a gran escala? Estoy construyendo un mundo con tecnología mecánica muy avanzada en un escenario de fantasía al estilo D&D, pero no he decidido cómo alimentarlo. He considerado solo grandes espirales y volantes, pero me gustaría alguna opinión externa. Oh, sí, el vapor no se desarrolla hasta más tarde, así que evitemos la combustión por ahora.

Usted dice "combustible", pero los dos conceptos que proporcionó, espirales y volantes, no se consideran combustibles o fuentes de energía tanto como dispositivos de almacenamiento de energía. ¿Está buscando una fuente de energía, que podría hacer girar su espiral o girar su volante, o está buscando dispositivos de almacenamiento de energía?
Votaría por resortes, particularmente en un escenario de fantasía donde podrían estar encantados para aumentar su efectividad o incluso para permitir resortes que nunca necesitan ser enrollados. Quizás la principal diferencia entre un coche barato y un modelo de gama alta es la calidad del encanto del muelle.
@aroth, ¿cómo nos parecería tal encantamiento? ¿Cómo puede aplicar fuerza y ​​seguir moviéndose hacia afuera sin llegar finalmente a la posición más lejana?
¡ Vea The Windup Girl , que creo que es ciencia ficción, no fantasía! Cuenta con resortes enrollados manualmente como dispositivos de almacenamiento de energía.

Respuestas (7)

Leonardo da Vinci diseñó y supuestamente construyó un automóvil accionado por resorte a finales de 1400 (como un accesorio espectacular para el duque Ludovico Sforza ). Incluso con resortes bastante gigantescos (para la época), las reproducciones modernas del vehículo podían recorrer unos 40 m antes de que se soltaran los resortes. Esto debería darle una idea de cuánta densidad de energía tiene el almacenamiento de energía mecánica.

Reproducción del coche de Leonardo

Reproducción del coche de Leonardo

Con la tecnología moderna (léase del siglo XX), esto se puede amplificar un poco, pero generalmente mediante el uso de volantes, resortes, etc. junto con un dispositivo de alta densidad de potencia como un motor de combustión interna. El mejor ejemplo es el KERS ( Sistema de recuperación de energía cinética ) que se utiliza en los coches de carreras de Fórmula 1. Dado que los motores de los autos de F1 pueden alcanzar potencias de más de 1000 hp, el KERS debe poder "absorber" rápidamente parte de esa energía y devolverla con la misma rapidez al eje motriz para que el auto pueda acelerar rápidamente al salir de las curvas. KERS está limitado a 60 Kw (@ 80 Hp), lo que demuestra que incluso con la tecnología moderna y la ciencia de los materiales, esto no es algo fácil de hacer).

Entonces, en un entorno donde la tecnología es de finales de la Edad Media, sospecho que un "auto" tendrá un rendimiento mucho más cercano al dispositivo de Leonardo que un auto de carreras de F1 asistido por KERS. Aún así, si usa un dispositivo accionado por resorte para ayudar a un carruaje tirado por caballos a subir una colina, entonces podría estar en lo cierto.

Si asumimos que es un escenario mágico donde no tenemos que seguir muy adecuadamente las leyes de la física...

Construyamos un molino de viento gigantesco, de una milla de alto y con brazos anchos para que pueda aprovechar una tremenda energía eólica. Entonces, hagamos resortes igualmente gigantescos de un tipo de hierro especial (¿mágico?). Se montarían en el molino de viento y se les daría cuerda. Después de eso, se usarán como locomotoras en trenes y acorazados. Un resorte debe almacenar suficiente energía eólica que sea suficiente para un viaje desde el molino de viento a lugares lejanos, con pasajeros y carga, y luego de regreso. Después del regreso, el resorte tendría que montarse en el molino de viento y enrollarse nuevamente.

O puedes usar uno de Arnold Schwarzenneger para el mismo propósito: youtu.be/DxVEgxidiJk

Llevo poco más de dos años realizando una campaña al estilo steampunk para algunos amigos, y algunos de mis jugadores han desarrollado algunas ideas únicas sobre cómo alimentar dispositivos mecánicos muy grandes. Incluso sin energía de vapor, los mecanismos de relojería pueden "accionarse" mecánicamente de muchas maneras diferentes. Uno de mis favoritos es una máquina eólica de la vida real llamada Strandbeest .. Son probablemente el equivalente real más cercano a un vehículo "mecánico" gigante, que funciona solo con el viento. En mi campaña de D&D, la escala imposible de muchas de las aeronaves y vehículos ha sido superada por la creación de un par de elementos nuevos. Si está de acuerdo con la implementación de algunos elementos de tipo "fantasía" en su mundo, puede crear algunas fuentes de energía mecánica muy singulares. La referencia notable sería un elemento que tiene propiedades casi sin fricción, por lo que puede usarse para impulsar algunas máquinas de movimiento perpetuo (que rompen la física) (solo si está dispuesto a pasar por alto su improbabilidad). Algunos otros métodos notables para adquirir energía mecánica podrían ser generadores de mareas, viento, ruedas hidráulicas o incluso energía humana.

Si la máquina de movimiento perpetuo solo funciona en virtud de tener componentes sin fricción, ¿no la hace inútil como fuente de energía? Como en, colocar cualquier carga sobre él para hacer el trabajo real sería esencialmente lo mismo que agregar fricción interna (a menos que todo lo que conecte a él también no tenga fricción ni masa), lo que, según sus atributos de diseño establecidos, debería hacer que eventualmente se detenga.

Dado que es un escenario de fantasía, puedes capturar pequeños elementales o demonios y hacer que corran en cintas de correr dentro del funcionamiento. Esas cintas de correr luego proporcionan el poder a todo lo demás.

Si bien los resortes o volantes de la época probablemente tendrían una densidad de energía demasiado baja para ser útiles aquí, podría usar el almacenamiento de energía de aire comprimido .

El aire comprimido es, según nuestros estándares, un terrible almacenamiento de energía:

Las botellas avanzadas reforzadas con fibra son comparables a la batería de plomo-ácido recargable en términos de densidad de energía

Y las botellas de menor presión y más pesadas de la época serían peores. Aún así, probablemente la mejor opción.

Cargarlos requeriría mucha energía e infraestructura: los molinos de viento, los molinos de agua o los grandes molinos impulsados ​​por caballos también son, según nuestros estándares, ridículamente ineficientes, pero podrían alimentar un compresor crudo y llenar lentamente sus botellas de acero al carbono. Sin embargo, tenga cuidado, incluso las botellas caras y bien hechas pueden explotar si las llena demasiado o las golpea demasiado fuerte.

También tenga en cuenta que debido a la expansión del gas, el escape estará frío . Los frigoríficos se basan literalmente en este principio. Lo suficiente como para querer calentadores en algunas de sus partes mecánicas para evitar que se congelen. Carbón vegetal, alcohol, mezclas a base de aceite, esas cosas de las que estaba hecho el fuego griego... También tenga en cuenta que el gas caliente es más eficiente, por lo que si tiene una buena fuente de calor, puede ayudar un poco.

Al menos repostar un vehículo puede ser rápido, probablemente intercambiando botellas, suponiendo que tenga adaptadores estándar.

Visité un museo de relojes, vi un par de mecanismos allí. Uno de los mecanismos, vi que era un sistema impulsado por peso. Otro mecanismo que podrías utilizar es el péndulo. Aparte de esos, el sistema principal que vi fue el espiral, por lo que probablemente sería la mejor opción. Aquí hay un enlace al mecanismo y cuerda del Big Ben . Ese reloj usa un sistema basado en el peso, y es uno de los dispositivos mecánicos más grandes jamás construidos, y esa sería una fuente de energía razonable para estos grandes vehículos mecánicos, quizás junto con un volante.

En "El Señor de los Anillos", el Anillo Único solo podía destruirse en los incendios del Monte del Destino, donde se forjó, haciéndolo efectivamente indestructible, esta propiedad de indestructibilidad se atribuye comúnmente a todos los objetos encantados. Una espada encantada en el fondo de un lago nunca se oxidará, una túnica encantada nunca se deshará en las costuras ni será devorada por las polillas, la armadura mágica siempre está en perfectas condiciones incluso si su ocupante muere, esta es una de las grandes cosas no declaradas. leyes universales de D&D.

Entonces, ¿qué pasa con un volante encantado?

En el mundo real, solo puede almacenar tanta energía en un volante de un tamaño determinado antes de que se rompa por su propio impulso, si desea almacenar más energía, necesita un volante más grande y esto rápidamente se vuelve poco práctico. Pero con un volante efectivamente indestructible tenemos una batería cinética con una capacidad de almacenamiento prácticamente ilimitada que además puede ser muy pequeña y liviana.

No hace falta decir que esto hace que los autos mecánicos de alto rendimiento sean completamente factibles.