Materiales preferiblemente disponibles hasta principios de 1900 ideales para alas mecánicas

Tela de asbesto.

http://alexinsulation.com/dusted-free-asbestos-cloth/

Prácticamente cualquier fibra orgánica se quemará alegremente. Si desea que su robot volador atraviese incendios, deberá fabricar sus alas con asbesto. La gente ha estado haciendo telas con asbesto desde la antigüedad. Se decía que Carlomagno tenía un mantel de tela de asbesto que se limpiaba poniéndolo al fuego. El asbesto está hecho de minerales livianos y como fibra no es tan denso, más liviano que los metales o el plástico, aunque creo que no tan liviano como la seda o el algodón.

Para su robot, incorporados en la tela de asbesto hay hilos de latón brillante, para aumentar su fuerza. Cuando el ala se calienta mucho, los hilos de latón pueden brillar durante un tiempo.

En mi opinión, tu única esperanza es la seda

Sin embargo, ¿qué significa no ser reemplazado "demasiado a menudo"? ¿Qué es "demasiado a menudo"? ¿Qué daño imaginas que reduciría la vida útil de la tela? Estoy ignorando ese requisito ya que presumiblemente está buscando una suspensión de la incredulidad y no una solución fáctica (el robot pone un poco de freno a la solución fáctica). Sin embargo...

Todas las telas se quemarán, pero algunas son más combustibles que otras. Las fibras naturales no tratadas, como el algodón, el lino y la seda, se queman más fácilmente que la lana, que es más difícil de encender y se quema con una llama de baja velocidad. ( Fuente )

Pero, de esa misma fuente leemos...

Las telas con un tejido tupido: lana, modacrílico, 100 por ciento poliéster y las que tienen un tratamiento ignífugo son buenas opciones. Las telas pesadas de tejido tupido se quemarán más lentamente que las telas ligeras de tejido suelto del mismo material. La textura de la superficie de la tela también afecta la inflamabilidad. Las telas con pelo largo, suelto y esponjoso o lana "cepillada" se encenderán más fácilmente que las telas con una superficie dura y apretada y, en algunos casos, provocarán llamas que destellarán sobre la superficie de la tela.

Por lo tanto, una seda muy tupida y sin adornos debería ser suficiente. La lana representaría un menor riesgo de incendio, pero es mucho más pesada y mucho más difícil de tejer en una superficie lisa (buena para volar).

La seda también es excelente, ya que es naturalmente repelente al agua.

"La seda, aunque es una fibra natural, tiende a repeler el agua" en lugar de absorberla... ( Fuente )

Y si desea impermeabilizarlo aún más, frótelo con cera antes del vuelo (preferiblemente una cera que permanezca flexible a las temperaturas de vuelo).

Lo que más me gusta de esta solución es que, desde la perspectiva del lector actual, la seda todavía era un producto poco común a principios del siglo XX. Se percibiría como un tejido exótico. Además, aún hoy, tendemos a pensar en la seda con un ojo romántico, lo que significa que puede usarse para casi cualquier cosa y el lector lo creerá.

paño de goma

Preferiblemente estuvo disponible/conocido por los humanos en nuestro mundo hasta el año 1920 (preferido, pero no obligatorio, especialmente en los casos de una alternativa duradera que tiene las otras 3 propiedades).

Charles Goodyear inventó un proceso para la producción en masa de tela cauchutada en 1844. Este material consistía en impregnar tela de fibra natural bajo tensión con caucho vulcanizado, lo que resultó en un material que era muy flexible pero no demasiado elástico, fuerte, de peso bastante ligero, resistente tanto al calor como al calor. clima frío, impermeable al aire y muy resistente al agua. Todas buenas propiedades para alas de murciélago.

Ser lo suficientemente duradero como para no requerir que la membrana se reemplace con frecuencia (al no necesitar ser reemplazada con frecuencia, quiero decir que, idealmente, la membrana podría soportar una cantidad razonable de daño antes de que usarla para volar se vuelva altamente riesgosa).

Aquí es donde las fibras naturales tejidas por sí solas, como el algodón, la seda y la lana, fallan realmente. Sus bordes deben tener un acabado adecuado o todo el material se destejerá con muy poca tensión; por lo tanto, si bien algo como la seda podría marcar la mayoría de las cajas, un pequeño agujero o una quemadura es todo lo que se necesita para que toda el ala se desmorone bajo el estrés del vuelo. Las telas más texturizadas se deshacen con menos facilidad, pero también son más combustibles. De cualquier manera, no pueden marcar todas sus casillas.

La tela recubierta de goma supera este problema. Al igual que el concreto reforzado con barras de refuerzo, los materiales prestan lo que cada uno hace bien al otro, lo que lo convierte en algo mucho más fuerte que cualquiera de los materiales por sí solo. La tela se convierte en la estructura básica de la tela dándole su fuerza, mientras que el caucho une las fibras de una manera que evita que se desenrollen o se deshagan. Por lo tanto, incluso si la tela recubierta de goma tiene un agujero, el agujero no se dividirá como lo hacen los textiles puramente tejidos. Esto significa que incluso las alas muy viejas y algo dañadas mantendrán la mayor parte de su estructura sin que tengas que preocuparte por una falla en cascada en el material.

Si necesita hacer que las alas sean aún más fuertes, puede agregar alambre de refuerzo al tejido. Así es básicamente como se fabrican los neumáticos modernos y todo se basa en el mismo proceso inventado por Charles Goodyear.

Difícil de prender fuego.

Dependiendo de las propiedades exactas que desee que tengan las alas, se determinará qué tejido desea utilizar. Si usara asbesto como material base, será un poco más pesado y más débil que algunas telas, pero MUY resistente al calor, ya que básicamente está viendo de qué están hechos los abrigos de bombero. Tenga en cuenta que tales alas podrían usarse para volar o atravesar llamas sin sufrir daños, pero no al mismo tiempo. El asbesto se deshace muy fácilmente en comparación con otras fibras; por lo tanto, si ablanda demasiado la goma con el calor, el asbesto no podrá mantener el ala unida bajo su propia resistencia a la tracción cuando vuele. Pero puede sobrevivir al calor lo suficientemente bien como para que el caucho se derrita permaneciendo en su lugar, luego vuelva a curarse después de que se enfríe nuevamente.

Dicho esto, incluso sin asbesto, el caucho vulcanizado no se quema muy fácilmente. La exposición directa a una llama abierta puede derretir un agujero en su ala, pero no se quemarán. Esto se debe a que la goma se acumulará en los bordes del orificio, sofocando las llamas que podrían intentar quemar la tela interior y creando un borde reforzado para que el orificio no se convierta fácilmente en un punto débil de la estructura. Por lo tanto, a menos que planee toparse con edificios en llamas con estas alas, yo elegiría algodón, lino o seda como material interior, ya que estos serán más fuertes, livianos y flexibles que el asbesto. La seda probablemente sería la mejor, pero también la más prohibitiva.

Lo más impermeable posible.

Creo que no hace falta decir que no encontrará una respuesta que supere a la tela de goma en el tema de la resistencia al agua. El caucho llena cualquier espacio en el tejido de la tela evitando que las alas se adhieran o sean penetradas por el agua. Por lo tanto, su robot nunca necesitará esperar un momento para que las alas se sequen: un buen aleteo eliminará cualquier gota que pueda estar adherida al exterior y estará listo para comenzar. Incluso diría que las alas en sí mismas serían un impermeable ideal para su robot si el cuerpo en sí mismo no funciona tan bien con el agua.

Pero, ¿qué tan fuerte era realmente?

Encontrar hojas de especificaciones que se remontan a la década de 1800 es un poco difícil, pero sabemos que probablemente habrían usado látex vulcanizado sobre algodón o lino fabricado industrialmente. Entonces, las especificaciones de eso deberían ser muy similares a estas: https://therubbercompany.com/rubber-sheeting/commercial-rubber-sheeting/economy-natural-rubber-sheeting . Este material tiene una resistencia a la tracción de 30 kg/cm2. Por lo tanto, incluso con solo 1 milímetro de espesor, sería mucho más fuerte que su expectativa de estrés máximo.

Esta hoja de especificaciones también nos dice que puede funcionar según las especificaciones en rangos de temperatura de -20 °C a 70 °C, lo que lo cubrirá en cualquier lugar, desde muy por debajo del punto de congelación hasta mucho más caliente que cualquier desierto. Dicho esto, muchas fibras naturales pueden alcanzar rangos de temperatura en el rango de -150 °C a 100 °C sin debilitarse significativamente; por lo tanto, incluso si el látex se debilita, la estructura subyacente aún debe resistir temperaturas mucho más extremas, siempre que el ala no esté tan dañada que deba preocuparse por desmoronarse.

Creo que la gente en el pasado ya enfrentó y resolvió este problema. Considere cualquier material utilizado para hacer velas. Fueron diseñados para ser duraderos y, en general, no se ven afectados por el agua. El único problema es que sería bastante pesado, por lo que sería necesario modificarlo para que se ajuste a su diseño. Sin embargo, la tela para velas le ofrece varias opciones, como lino , cáñamo o algodón .

Otro factor importante que creo que debes tener en cuenta es la combinación de fibras y estilos de tejido.

Aluminio lo suficientemente delgado, como papel de aluminio grueso

Obviamente, la seda es la respuesta normal porque su densidad es menor que el aluminio y su resistencia a la tracción es mayor.

Sin embargo, ¿quieres fuego/resistente al agua?

Entonces creo que el aluminio es mejor.

Siendo lo suficientemente duradero

Diría que tanto la seda como el aluminio (lámina) son casi iguales en cuanto a durabilidad (sin pensar en agua/fuego, solo en la fuerza que se aplica al material)

El aluminio tiene una resistencia máxima a la tracción de aproximadamente 310 MPa, mientras que la seda tiene 130 ~ 1410 MPa (fuente) , pero el promedio es de aproximadamente 500 MPa. (fuente) No estoy seguro de qué seda habría estado disponible en ese entonces

Ambos estarían bien en términos de durabilidad.

Incombustible

Al ser el aluminio un metal, no se quemará como la seda, se derretirá (a 660 grados centígrados, que aún es más alto que el punto de inflamación de la seda de aproximadamente 450 grados centígrados)

Impermeable

El óxido de aluminio es más fuerte que el aluminio y no se despega como el óxido, por lo que protege el metal que se encuentra debajo de una mayor oxidación (o simplemente puede recubrirlo con material antioxidante)

Preferiblemente estuvo disponible para los humanos en nuestro mundo hasta el año 1920

Esta es la parte más adecuada, como yo lo veo.

La producción de aluminio estuvo disponible desde 1852, pero era muy cara en ese momento (1,5 veces el precio del oro)

Sin embargo, la producción electrolítica se descubrió alrededor de 1883 y, gracias a ella, el precio bajó a $ 0,5 por libra en 1894, lo que encaja muy bien con el tema de principios del siglo XX, ya que el aluminio probablemente se consideraba un nuevo material industrial, con sus propiedades de ser light y su nuevo método de producción que hace que el precio sea repentinamente bajo. (¿algo así como nos parece el grafeno?)

Entonces, dicho esto, dado que no es una tela, ¿pueden las alas atrapar aire?

No estoy seguro, pero creo que un diseño apropiado de las alas podría hacer que funcione.

Creo que un diseño de ala ligeramente ahuecado funcionaría, atrapando el aire debajo de la lámina.

El aluminio es 1,9 veces más denso que la seda (densidad de la seda) , por lo que para la misma cantidad de materiales, obtendría un ala 2 veces más pesada con una resistencia a la tracción ligeramente inferior.

Pero si el ala es lo suficientemente potente... ¿quizás?

Y personalmente creo que Aluminium es más adecuado que Silk en esa "atmósfera al estilo steampunk" también en términos de estética.

En el libro Cove, los personajes principales ensamblan un dragón mecánico siguiendo las instrucciones de un genio mecánico. El material que usaron para la membrana del ala era una forma muy fina de cota de malla. El metal real es ficticio, pero el concepto sigue siendo el mismo.

Entonces, mi solución es usar una cota de malla de titanio lo suficientemente fina como para evitar que el aire fluya. ¿Por qué titanio? Es más ligero que el acero, el doble de resistente y sigue esa estética steampunk.

En cuanto a la durabilidad, como dije, es de titanio, súper fuerte, y si quieres, incluso podrías hacerlo de aleación para aumentar su durabilidad.

Para la impermeabilización, está hecho de metal, que no absorbe el agua, y como es lo suficientemente hermético para evitar el paso del aire, también debe detener el agua.