Как дирижабль в стиле стимпанк может перемещаться в космосе?

Быстро, шмаст. Просто поднимитесь наверх, а затем немного поднимитесь — и вы в космосе!

Вот: внутренний пламенный водородный шар!

http://www.halfbakery.com/idea/Internal_20flame_20hydrogen_20balloon#1232972746

Он светится!

Часть 1: Цеппелин, наполненный водородом, парит высоко. По мере подъема оболочка расширяется, а давление воздуха уменьшается.

Часть 2: На высоте внутреннее пламя (с кислородом, подаваемым через трубку) сжигает водород. Тепло заставляет остальную часть водорода становиться более плавучей, позволяя продолжать подъем.

Часть 3: На большой высоте плавучесть не унесет вас дальше. Там не так много атмосферы, а также почти нет сопротивления воздуха. Водород в оболочке теперь сжигается паром, который приводит в движение корабельную ракету. Это та часть, где дополнительный источник тепла может быть полезен. Котел ядерного деления может нагревать пар до больших давлений и увеличивать создаваемую им движущую силу.

Я полагаю, вы могли бы использовать двигатель из части 3 для части 2. Тогда это будет уже не воздушный шар с внутренним пламенем, а более экономичное использование вашего водорода, который также является вашей драгоценной реакционной массой.

Приземлиться будет проблематично, потому что вы использовали свой водород. Надеюсь, вы сможете найти что-то еще в космосе.

Я прошу помощи в разработке дирижабля, способного подниматься высоко в небо, пока он не прибудет в космос, а затем использовать альтернативный источник энергии для движения.

Большая часть атмосферы находится на малых высотах (из-за гравитации). Чем выше вы поднимаетесь, тем тоньше атмосфера и тем менее плавучее становится судно легче воздуха, такое как дирижабль. Это означает, что воздушные шары имеют практическую максимальную высоту.

Специализированные воздушные шары достигли высоты более 50 000 м , но это далеко от высоты, с которой, как принято считать, начинается космос ( линия Кармана , 100 000 м). Что еще более важно, эти воздушные шары были спроектированы так, чтобы быть очень легкими , с супертонкими куполами. Настоящий дирижабль был бы намного тяжелее, с внутренним каркасом, более прочной оболочкой, большим количеством груза и так далее, и поэтому он не смог бы достичь таких рекордных высот.

Вам нужно будет задействовать свой волшебный космический драйв, пока вы все еще находитесь в атмосфере, если вы хотите встать и выйти.

Какой материал должен иметь воздушный шар, чтобы плавать благодаря гелию, но сохранять форму в пустоте?

Отличительной чертой дирижаблей в стиле стимпанк является то, что они совершенно непрактичны и невозможны, когда вам нужно использовать физику и инженерию реального мира. Таким образом, материал, из которого он сделан, почти не имеет значения, потому что вы в основном строите его из магии и желаний.

Кроме того, цеппелины сохраняют свою форму благодаря своему внутреннему строению. Поэтому все, что вам нужно, это обернуть газовые мешки материалом, способным выдерживать внутреннее давление подъемного газа в вакууме. На самом деле у нас уже есть нечто подобное в виде модулей надувной космической станции Transhab , изначально разработанных для НАСА, а теперь над которыми работает Bigelow Aerospace. Эти конкретные конструкции будут слишком тяжелыми для ваших нужд (но, конечно, дирижабли в стиле стимпанк тоже, так что ваша магия стимпанка решит эту проблему), но базовый дизайн многослойной фольги должен дать вам представление о том, как действовать дальше.

Цеппелин на самом деле не работает в космосе, как цеппелин. Вам понадобятся ракеты или что-то в этом роде, а от дирижаблей вас не поднимут.

Но это вселенная стимпанк. Как всегда говорил последний физик, у которого когда-либо была великая новая идея (Исаак Ньютон): «На каждое действие есть равная и противоположная реакция». Для вашего корабля вполне уместно реагировать на светоносный эфир , мой добрый сэр. Поскольку свет — это волна, у него должна быть среда, через которую он может путешествовать. Эта среда обеспечивается Светоносным эфиром — той особой средой, которая охватывает звезды (а также обеспечивает удобную привилегированную систему отсчета). Он должен быть значительно легче воздуха, поэтому для того, чтобы ваш дирижабль мог обеспечить подъемную силу, вам может понадобиться что-то более легкое. Может быть, само звездное вещество?

Как ни странно, это на самом деле реальная идея, хотя для ее реализации требуются технологии 21-го века, а вовсе не стимпанк:

http://www.jpaerospace.com/images/atohandout.pdf

Предполагаемый воздушный шар настолько большой и хрупкий, что его нужно собирать на краю космоса, где специализированные дирижабли доставляют грузы и припасы на плавучую базу для транспортировки. Статистика довольно впечатляющая:

• Длина дирижабля 6000 футов (примерно 2000 м).
• Точка перехода находится на высоте 140 000 футов (около 45 км над уровнем моря).
• Корабль использует двигатели на эффекте Холла для разгона до орбиты за 9 часов.

Космический шар JP Aerospace

Насколько хорошо это переводится в среду стимпанка, остается открытым вопросом. Потребность в воздушном шаре, который может совершать управляемые подъемы на высоту 140 000 футов, уже довольно сложна, и это только одна часть общей системы. Даже с сегодняшними технологиями они не рассматривают прямой подъем, и космический шар никогда не спустится на землю в полностью собранном виде (ветры разорвут его на куски или сделают неуправляемым в полете).

Тем не менее, многоступенчатая система, в которой путешественник меняет вид транспорта на станции, — это именно то, как путешественники викторианской эпохи путешествовали по местам, так что эстетика не выходит за рамки Steampunkery (вы можете представить, как носильщики перемещают багаж в плавучем космопорте), поэтому с небольшая адаптация, это все еще может сработать для вас: персонажи добираются до железнодорожной станции в вагоне, на поезде до аэродрома, доставляют дирижабль до плавучего космопорта, а затем отправляются в космос на космическом корабле. Услуги камердинера являются неотъемлемой частью опыта.

«Я полагаю, что вы найдете скафандр в Harris Tweed гораздо более удобным, сэр».

Отправиться в космос — это не значит взлететь высоко (теперь, когда я сижу в Северной Европе, космос ближе ко мне, чем Ибица), полет в космос — значит лететь быстро.

Чтобы выйти на орбиту Земли, нужно двигаться со скоростью не менее 7 км/с, чтобы покинуть Землю — со скоростью 11 км/с.

Невозможно достичь таких скоростей с пропеллерами, особенно когда вы находитесь в космическом вакууме. Ни того, ни другого невозможно достичь с помощью струи пара, потому что необходимая масса сделает все это невозможным.

Что ж, если вы размахиваете сверхтвердым и сверхлегким материалом, вы всегда можете использовать вакуумные баллоны. По сути, не заполняйте свой конверт ничем, на самом деле вы выкачиваете из него все, сохраняя при этом конверт цеппелина фиксированного размера. Теоретически это максимально возможное выражение гидростатической подъемной силы для твердого тела легче воздушного самолета.

С инженерной точки зрения его невозможно построить (поскольку материалы достаточно жесткие, чтобы сделать сосуды под давлением, как правило, тяжелыми) и не намного лучше, чем водород, но с достаточным количеством унобтаниума для оболочки вы не сможете добиться большего. Однако для стереотипного дирижабля в стиле стимпанк этого будет недостаточно. Эти вещи просто невероятно легкие.

Это также не помогает с тем фактом, что «В космосе» — это не то же самое, что двигаться достаточно быстро, чтобы быть где-то полезным. Люди на вашем корабле по-прежнему будут ощущать воздействие гравитации, притягивающее их вниз, пока вы не заставите свой корабль двигаться очень, очень быстро вбок. Так что вам лучше иметь на своем корабле несколько хороших ракет, иначе вы никуда не «улетите» в космос. Вы будете просто ходить вверх и вниз...

Для другого подхода было бы здорово установить его во вселенной, в которой также есть физика стимпанка - взгляните на https://en.wikipedia.org/wiki/Luminiferous_aether , ныне дискредитированную теорию света 19-го века, которая была заменена теорией относительности. Потенциально это могло бы обеспечить действительно крутой механизм для цеппелинов, чтобы путешествовать в космосе - цеппелины делаются плавучими с помощью устройства, которое закачивает светоносный эфир в корпус или из него, чтобы он падал к ближайшему телу (т.е. к земле или солнцу) или от него. . Это также обеспечило бы механизм для путешествия через межзвездные расстояния, поскольку вы можете просто непрерывно падать вверх от солнца и никогда не беспокоиться об этом надоедливом замедлении времени из теории относительности, которое не дает вам двигаться быстрее скорости света.

Вам все равно понадобится какой-то механизм для бокового движения против силы тяжести. Кроме того, если вы хотите сохранить энергию, эфирному насосу нужен какой-то невероятный источник энергии — возможно, какой-нибудь ядерный реактор.

Это будет иметь очень странные эффекты на свойства света внутри цеплина — я приглашаю вас взглянуть на то, что происходит со звуком в разреженных верхних слоях атмосферы для вдохновения: https://physics.stackexchange.com/questions/496234/ как-звук-меняется-в-высокой-атмосфере

Редактировать: Мне также только что пришло в голову, что в этой вселенной будет аналогия со сверхзвуком... возможно, со сверхсветом?

Я бы предложил эфирное гребное колесо. однако вам придется брать с собой большое количество кислорода, воды и топлива, чтобы управлять паровыми машинами. И много еды, потому что тебе нужно время, чтобы добраться до следующей планеты.

Основываясь на ответе @Willk , но сосредоточив внимание на посадке.

Как только вы сожжете весь свой водород для движения в открытый космос, ваш бак по существу станет излишним. Но вакуум, естественно, даже легче, чем водород, поэтому, прежде чем приземлиться, просто откройте свой бак и убедитесь, что он «полный» вакуума. Затем, когда вы попадаете во внешнюю атмосферу, вы можете очень медленно впускать газы из своего окружения, чтобы позволить себе медленно упасть на землю.

В качестве бонуса, физика тоже будет на вашей стороне. Даже если вы впустите слишком много воздуха на любом уровне, по мере погружения в атмосферу окружающий воздух станет сравнительно более плотным, поэтому у вас будет естественная отрицательная обратная связь при ускорении вниз — полезная функция безопасности!