Есть ли какой-нибудь подъемный газ, который мог бы обеспечить большую «подъемную силу», чем водород?

Водород — самый легкий газ. В своей обычной двухатомной форме (H ₂ ) он состоит из двух протонов и двух электронов, что делает его чрезвычайно легким даже по сравнению с следующим по легкости газом, гелием (хотя разница в подъемной силе между ними минимальна ). Нет ничего лучше, чем вы можете пойти, если только вы не решите просто использовать Водород-1. Кроме того, если его немного нагреть, то, как и в случае с горячим воздухом, он создаст большую подъемную силу в соответствии с законом идеального газа.

В порядке отлично. Вы можете использовать чистый или частичный вакуум (см. также здесь ), но это обычно считается трудным из-за большой разницы давлений внутри и снаружи. Тем не менее, это было рассмотрено и имеет шанс обеспечить хоть какой-то подъем.

Но оставайтесь с водородом, если вы готовы мириться с риском воспламенения.

Я упоминал, что водород действительно взрывоопасен?

^{Изображение катастрофы Гинденбурга в открытом доступе.}

Не совсем.

На самом деле подъемная сила обеспечивается не подъемным газом, а вытесняемым им воздухом, поэтому подъемная сила не может превышать плотность воздуха. Подъемный газ просто обеспечивает давление, необходимое для поддержания воздуховытесняющей конструкции большого объема с минимальной массой. Разница в подъемной силе между подъемными газами на самом деле просто разница в весе, который они добавляют. Гелий и водород уже довольно легкие, поэтому их трудно заменить чем-то, что весит значительно меньше.

вы можете нагреть газ внутри мешка, но это имеет несколько проблем. во-первых, это затрудняет сдерживание газа. особенно это касается водорода, который уже практически невозможно полностью удержать без утечек; что является проблемой, потому что вы, вероятно, захотите использовать самый легкий газ, какой только сможете.

очевидное решение здесь: горячие вакуумные шары

Если вы хотите немного поизвращаться со своей физикой, никто из тех, кого я знаю, никогда не доказывал, что отрицательная масса невозможна. Т.е. вещество, которое гравитационно отталкивается от вещества с положительной массой и притягивается к другому веществу с отрицательной массой, как магнит.

Мы никогда не находили ни одного (и как мы могли бы? Любой, который все еще оставался в Млечном Пути, когда он сформировался, будет двигаться быстрее, чем мы могли бы его поймать!), но его способность «падать» придает ему большую подъемную силу. чем любой газ с положительной массой.

Я думал о плазме. Строго говоря, это не газ, и, когда его исследуют, он случайно не упоминается в статье WP на эту тему . Вам понадобится эластичный материал, который противостоит огромному внутреннему заряду (избегая ионов, чтобы получить электроны или электроны), просто чтобы получить немного большую подъемную силу.

Плазма

Другой средой, которую теоретически можно было бы использовать, является плазма: ионы, отталкиваясь друг от друга, могли бы создавать давление, промежуточное между вакуумом и водородом и, следовательно, противодействующее атмосферному давлению. Энергетические требования и условия содержания крайне непрактичны, так что это может быть интересно только для научной фантастики.

Вакуум тоже не газ, но все , что вам нужно, это чрезвычайно легкий, воздухонепроницаемый и жесткий материал .

В любом случае, оба решения были бы даже более (гораздо более) опасными, чем водород. Любая крошечная трещина в крышке приведет к мгновенному и разрушительному взрыву.

И, конечно же, у вас также есть теоретическая отрицательная масса , в отношении которой никто не может быть уверен, как она поведет себя, какой каркас и порядок энергии вам потребуются, чтобы справиться с ней, как ее получить или даже существует ли.

TL;DR: ваша самая большая проблема не в начинке, а в контейнере. Любое общество, обладающее знаниями для создания такого плавающего устройства, наверняка располагало бы технологией, позволяющей летать быстрее, дешевле и безопаснее.

Единственное, что легче водорода, это... вакуумный дирижабль .

Правильно, вы можете откачать весь воздух из своего самолета, чтобы сделать его еще более плавучим, но проблема в том, что внешняя атмосфера будет давить на него с давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм, поэтому вам понадобится очень прочный планер, чтобы противостоять этой силе. Очень прочные планеры также очень тяжелые...

Но! Здесь на помощь может прийти закон квадрата-куба . Когда вы увеличиваете размер самолета, объем вакуума увеличивается в третьей степени, а площадь поверхности, которую вам нужно построить, увеличивается только во второй степени. Это означает, что есть определенный момент, когда вы можете построить вакуумный дирижабль, который действительно будет летать, несмотря на его огромный вес.