Сеттинг : В моем мире я представил некоторые материалы, бросающие вызов науке . Я использую его, чтобы предоставить возможность полета дирижаблям, которые менее похожи на Гинденбург и больше похожи на корабли.
Это не корабли, которые летают в буквальном смысле, но для того, чтобы соответствовать эстетике, которую я имею в виду, и при этом оставаться на плаву, настоящие подъемные газы просто не подходят.
Эти дирижабли в большинстве случаев состоят из двух или более параллельно расположенных несущих тел, между которыми висит большая часть массы корабля, а центр масс находится ниже несущих тел. Такое расположение предназначено для того, чтобы дать им своего рода устойчивость в воздухе, подобно катамарану .
Существуют разные классы кораблей, которые относятся к разным размерам, вооружению и задачам корабля, самые большие из них достигают ширины до 160 м и длины до 400 м. Соотношение сторон варьируется от небольших кораблей @ 7: 2 до более крупных кораблей @ 5: 3.
Вооружение различается между классами, но похоже на вооружение кораблей WW1/WW2. То же самое касается классов кораблей и стилей взаимодействия.
Например, крейсеры/линкоры будут стрелять тяжелыми снарядами на большие расстояния (в основном для наземной бомбардировки), в то время как корабли меньшего размера оснащены более легким вооружением для участия в боях между кораблями.
Кроме того, большинство кораблей, вплоть до кораблей размером с корвет, несут на борту истребители / бомбардировщики-бипланы (меньшие корабли могут нести один или два истребителя, а более крупные корабли могут нести несколько эскадрилий истребителей / бомбардировщиков).
Технологии : Технологически мир находится где-то между промышленной революцией и изобретением двигателей внутреннего сгорания. Были проведены серьезные разработки и оптимизации паровых двигателей, поскольку, по крайней мере, в некоторых частях мира, нефти практически нет (также потому, что мне нравятся паровые двигатели).
Электричество — это что-то довольно новое, и пока что оно не идет дальше использования для создания света на борту дирижаблей и для телеграфирования (электрическая инфраструктура практически отсутствует).
В то время как нефть добывают и сжигают в других частях мира, в этой ее части наиболее часто используемыми видами топлива, сжигаемыми для получения тепла, являются уголь и торф.
Кроме того, в фонарях для освещения чаще всего сжигают природный газ, угольно-водную суспензию и рыбий жир.
Ситуация : я довел связанный жизненный цикл упомянутого флеботина до такой степени, что я вполне доволен им в отношении появления элемента и его поведения.
Но: Подъемная сила диктует элементу проявлять любое из следующих двух свойств:
А) Элемент проявляет антигравитационные свойства, что позволяет ему отклонять/отталкивать/ослаблять гравитационные силы, действующие на него или его достаточно концентрированную массу.
B) Элемент имеет отрицательную массу , поэтому гравитация не притягивает его, а скорее отталкивает, постоянно отталкивая от него.
Оба эти объяснения, насколько я понимаю, выходят далеко за рамки всего, что можно объяснить/обнаружить в нашем нынешнем понимании физики. Они сами по себе не являются предметом этого вопроса, а в основном касаются окружающей среды.
Используя газ для подъема предметов с земли, применяя законы плавучести, я стремился бы обеспечить достаточную отрицательную массу, чтобы уменьшить средний вес на м 3 поднимаемого объекта до среднего веса воздуха при высота, на которую я собираюсь поднять объект.
Опять же, что касается дирижаблей, я хочу, чтобы они могли терять/набирать «вес» на плаву без того, чтобы эти «изменения веса» оказывали огромное влияние на их высоту/летные возможности (подумайте, например, о флоте самолетов, стартующих с авианосца/возвращающихся в его; или состав из нескольких сотен солдат и десантных катеров покидает/возвращается к базовому кораблю).
Вопрос : Какие существуют средства для регулирования подъемной силы (общего веса) без чрезмерной зависимости от внешних средств?
Я хотел бы сосредоточиться на средствах, которые находятся в рамках технологических ограничений (они не обязательно должны соответствовать временным ограничениям; например, электромагниты, вероятно, могут быть чем-то, то же самое касается и электрических двигателей - увы, они не имеют большого смысла, когда нам нужно управлять паровыми двигателями). -турбины, чтобы обеспечить электричество в любом случае).
Я также хотел бы сосредоточиться на способах, которые позволяют кораблю плавать по крайней мере неделю или две, прежде чем потребуется дозаправка (это означает, что корабль должен быть в состоянии нести достаточно топлива для плавания в течение недели или двух).
Используйте метод, аналогичный тому, что используется на некоторых подводных лодках: наполнение баков забортной водой, когда вам нужно идти вниз (утяжеление), и опорожнение их, когда вам нужно подняться (облегчение).
Как и в случае с подводными лодками, воздух окружает вас повсюду, и в сжатом виде он имеет довольно высокую плотность — 870 кг/м^3, что довольно близко к плотности воды. Оборудование для сжижения воздуха появилось в нашем мире в начале 20 века, так что при вашем уровне технологий это вполне возможно. Так что просто расставьте воздушные баллоны по всему кораблю и наполняйте их жидким воздухом, когда вам нужно компенсировать потерю массы. В нормальном состоянии вы, вероятно, захотите, чтобы они были заполнены примерно наполовину, чтобы учесть как прибыль, так и потерю.
Эффект вашего флеботина зависит от его плотности. Я предполагаю, что это становится сильнее с более высокой плотностью/сжатием (взаимодействие между частицами более интенсивно), но может быть и наоборот так же легко.
В любом случае, вы бы развернули его в больших цилиндрах/поршнях (потенциально по всей длине подъемных тел), которые могут быть механически сжаты с помощью парового двигателя или чего-то подобного.
Изменения высоты или веса можно было контролировать просто с помощью поршней. (для этих примеров флеботин усиливает антигравитационный эффект при сжатии)
Что касается долговечности, ваши корабли теоретически могут оставаться в воздухе бесконечно долго без использования топлива. На практике на корабле всегда будет работать паровой двигатель в режиме ожидания, чтобы поддерживать достаточное давление для внезапных маневров, а также для питания бортовых электрических устройств. В экстренной ситуации какой-нибудь причудливый часовой механизм может позволить морякам вручную выдвигать/втягивать поршни, но слишком медленно, чтобы это было приемлемо в нормальных условиях. В конце концов, большинству кораблей придется приземляться, чтобы забрать уголь/торф и воду, хотя некоторые могут доставить их на кораблях меньшего размера и никогда не приземлиться.
Примечание: перечитав ваш вопрос, я понял, что вашим конструкциям катамарана потребуется какой-то способ синхронизировать подъемную силу между корпусами, иначе они рискуют быть разорванными. Трубопровод между ними для выравнивания давления пара, вероятно, решит эту проблему. В любом случае рекомендуется резервная копия двух обученных инженерных групп и хорошая связь между ними.
Я нашел интересный ответ, ища патенты на балласты для дирижаблей. В этом патенте описывается способ получения балласта с использованием выхлопных газов двигателя. Основная идея заключается в том, что горячие выхлопные газы, выходящие из двигателя (двигатель приводит в движение гребные винты), направляются через длинную трубу. Когда горячий воздух проходит через трубку, он достаточно охлаждается, чтобы вода в воздухе конденсировалась. Затем вода перекачивается в балластную цистерну и утяжеляет цистерну. Если кораблю нужно подняться, воду можно слить.
Преимущества этой системы:
Сбор воды обходится недорого, для транспортировки воды практически не требуется энергии.
Вода тяжелая, поэтому много не понадобится. Воздух, с другой стороны, намного легче, поэтому его нужно собирать в больших количествах.
Воду можно набирать во время полета, что очень важно. Используя другие грузы, такие как мешки с песком, после того, как песок будет сброшен, корабль не сможет подняться.
Если вода очищается от побочных продуктов выхлопных газов, ее можно использовать для питья. это может увеличить время, в течение которого корабли могут путешествовать, прежде чем им придется приземлиться за припасами.
Испарение не будет проблемой, пока балластная цистерна закрыта (водяной пар не может выйти наружу), поэтому корабль может зависать столько, сколько необходимо.
Вода относительно дешева, поэтому ее можно загрузить на корабль в порту пропорционально весу груза.
Вода безвредна, поэтому ее сброс никому не причинит вреда, как может кому-то навредить сброс мешка с песком с дирижабля.
точка_Sp0T