Какие виды транспорта будут изобретены в мире с энхансерным материалом?

У вас есть материал, который значительно усиливает электрические и магнитные источники или электромагнетизм в целом .

В этом мире известно, что этот материал представляет собой естественную жидкость, обнаруженную в геологических формациях под поверхностью Земли. Его обычно перерабатывают в различные виды топлива или смешивают с другими жидкостями для достижения различных свойств и для различных целей.

Когда этот материал используется, что возможно только благодаря человеческому взаимодействию, он выделяет тепло , которое тем больше, чем дольше он используется.

Корабли, изображенные ниже, должны быть в состоянии перевозить тяжелые грузы, хранящиеся в контейнерах одинаковой формы и размера.

Эти корабли должны уметь парить над землей, будучи активными, и летать со скоростью до 120 км/ч на высоте ок. 300 метров.

Выбирая любую из изображенных конструкций, какой будет наиболее простой, технически возможный двигатель/движительное устройство для перемещения такого транспорта, не влияя или минимально затрагивая его конструкцию?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Транспортные средства имеют длину до 70 метров и весят до 300 тонн, что сопоставимо с коммерческими авиалайнерами. При необходимости я мог бы сделать их на 30% легче.

Я также хочу уточнить, что возможная теория должна быть максимально приближена к реальности, но не обязательно строго следовать каждому ее аспекту. Это также может быть связано с современными теориями квантовой механики .

Дизайн кораблей

Добро пожаловать на WorldBuilding.SE! У меня к вам пара вопросов, просто чтобы прояснить ситуацию. Во-первых, сколько примерно весят эти транспорты? Это повлияет на то, сколько энергии потребуется для их перемещения. Во-вторых, что вы подразумеваете под «исключительно возможным только благодаря человеческому взаимодействию»?
Мне нравятся картинки. Ваш?
@F1Krazy Спасибо! Приношу свои извинения за недостаточно ясность. Транспортные средства имеют длину до 70 метров и вес до 300 тонн, что сопоставимо с коммерческими авиалайнерами. При необходимости я мог бы сделать их на 30% легче. Пожалуйста, не обращайте внимания на то, что я написал о взаимодействии человека с материалом. Это не имеет никакого значения для этого дела, я должен был опустить это.
@Willk Рад, что они тебе нравятся. Да, я их нарисовал.
Обратите внимание: если вы нарушаете сохранение энергии (как это делает ваш теплопроизводящий материал), вы настолько далеки от реальности, насколько это возможно. Нарушая закон сохранения энергии, вы можете начать нарушать практически все остальное.

Ответы (3)

Я выбираю 1, потому что это, вероятно, воздушный шар.

Трудно представить себе, что вы сможете противостоять немодифицированной земле (то есть без рельсов или рельсов), просто используя магнетизм.

Но у вас есть вещи, которые нагреваются, когда вы их используете. Вы можете использовать его для нагрева газа. Чем горячее газ, тем он менее плотный. Достаточно горячая и имеет достаточно низкую плотность, чтобы оставаться на плаву. Достаточно газа низкой плотности, и вы можете поднимать другие предметы — у вас есть воздушный шар. Воздушные шары — это не фантастика.

Вы можете рассчитать величину подъемной силы - максимум будет "вакуумный шар" и таким образом сможет поднять вес, равный объему атмосферы того же размера. Я не уверен, насколько велик ваш верхний, потому что я не уверен, что строки под ним — это крошечные люди — если да, то он большой. Если этот серебряный материал пластиковый (не металлический), он сможет немного подняться. Я выбрал его, потому что блестящая вещь в центре, которую я принимаю, является резервуаром для горячего газа, и он расположен ближе к центру, чем в более угловатых коричневых кораблях.

Что касается вашего материала: вы будете использовать его для производства тепла, а также для создания движения через воздуховоды, пропеллеры или что-то еще.

Если вы действительно собираетесь нагреть воздух, то стоит учесть, что пламя (горячий воздух) начинается при 600С. Если ваш воздух достаточно горячий, он будет светиться.

Я думал использовать принцип воздушного шара, но считал это невозможным из-за большого веса корабля. Насколько я понимаю, вам нужно высокое соотношение менее плотного воздуха по сравнению с весом, чтобы получить подъемную силу, и что для 800-килограммового воздушного шара вам нужно получить температуру около 120 ° C. Какова максимально возможная температура и в какой момент воздух или газ перестают создавать подъемную силу?
Теоретическая максимальная подъемная сила достигается при вакууме или отсутствии газа. По мере того, как вы нагреваете газ, его плотность приближается к плотности вакуума по асимптотической линии. Можно предположить, что очень горячий газ имеет подъемную силу такого же количества вакуума, то есть он может поднять такое же количество атмосферы, которое вытесняет. worldbuilding.stackexchange.com/questions/87057/… говорит об этом - кубический метр вакуума может поднять 1,29 кг. Для подъема 800 кг требуется 620 м^3 сверхгорячего газа. 1000 м^3 — это размер морского контейнера.
Замечательно. Итак, если я сделаю внутреннюю область больше по объему, чем содержащая ее кольцевая структура, я смогу добиться того, чего хочу, верно? Насколько горячим должен быть воздух, чтобы создать вакуум? Спасибо за подробные и быстрые ответы!
Вы никогда не достигнете нулевой плотности с горячим воздухом, но воздух становится все менее и менее плотным по мере того, как он становится все горячее и горячее. Посмотрите графики здесь: engineeringtoolbox.com/air-density-specific-weight-d_600.html .
@Willk Самые большие транспортные контейнеры (13,7 м) имеют размер менее 90 м ^ 3. Очень хотелось бы побывать на вашей временной шкале, мне нравятся поезда и грузовые корабли, но ваши еще БОЛЬШЕ!
@Willk Я выберу ваш ответ, потому что он самый простой и его можно легко применить к моему дизайну без особых изменений. С другими материалами, которые есть в моем мире, я могу сделать корабли легкими, но в то же время достаточно прочными, чтобы поднимать их с довольно низким количеством тепла, но также выдерживать его в течение длительного времени.

Тот факт, что материал (по крайней мере, из моего прочтения), кажется, нарушает закон сохранения энергии, открывает многие двери. Самым простым применением этого было бы применение его к существующим решениям электронной мобильности. (т.е. электрические самолеты, автомобили, автобусы).

Вы упомянули об этих "усиленных" источниках ЭДС. Это может быть применено к системам хранения энергии, чтобы получить большее отношение энергии к массе. Это также может повысить эффективность электродвигателей. Поскольку большинство двигателей в настоящее время имеют эффективность где-то между 78-92%. ( https://www.engineeringtoolbox.com/electrical-motor-efficiency-d_655.html )

Когда батареи Li-Po перезаряжаются, они выделяют большое количество тепла. Чем больше батарея и чем быстрее вытягивание, тем больше выделяется тепла, и я полагаю, что ваш усилительный материал только усилит этот эффект, особенно потому, что вы сказали, что его использование также создает тепло.

Кроме того, любой электрический компонент выделяет некоторое количество тепла. В частности, в электродвигателе тепло выделяется в обмотках в основном за счет сопротивления. Чтобы получить больше магнетизма (больше крутящего момента) для того же форм-фактора, вам нужно больше силы тока, протекающей через большее количество проволочных петель. Больше петель в одном и том же форм-факторе означает провод меньшего диаметра. Чем меньше провод и больше ток, тем больше сопротивление и больше тепла. Когда я прочитал ваш вопрос, я представил, что жидкость имеет какое-то демпфирование по закону Ома. Я нарисовал вместо V = IR, V = IR/4.

Таким образом, хотя от самого двигателя меньше тепла, больше от батарей, жидкости, используемой в батареях, и жидкости в двигателе. В целом чистое положительное количество тепла. Это тепло можно компенсировать с помощью более активного охлаждения, такого как система охлаждения в двигателе вашего автомобиля (питание от лучших аккумуляторов) или пассивного охлаждения в полете. Пассивное охлаждение в полете, подобное тому, что сегодня используется в реактивных двигателях ( https://www.sae.org/news/2018/08/parker-aerospace-and-gkn-aerospace-to-develop-passive-cooling-solutions- для авиационных двигателей следующего поколения ) использует более низкую температуру окружающего воздуха и высокую скорость воздушного потока для охлаждения очень горячих компонентов самолетов, которые в противном случае расплавились бы.

Что касается корабля, я бы порекомендовал второй, так как у него центр тяжести наиболее централизован (хорошо для легко управляемого и пригодного для сборки корабля). Кроме того, под ним есть плоская поверхность, в которой можно разместить реквизит.

Спасибо за ваше время! Очень жаль, что не ответил раньше... У меня была сумасшедшая неделя. То, что вы указали, выглядит чрезвычайно полезным. Я просто хочу убедиться, что я все правильно понимаю:
- Когда вы говорите о системах накопления энергии и эффективности электродвигателей, как, по вашему мнению, эти изменения могут быть применимы к новым видам транспорта? Как, по вашему мнению, эти факторы могут повлиять на скорость, сопротивление материала, расход топлива, тепловыделение? Также не могли бы вы уточнить, как можно компенсировать тепло за счет использования большего охлаждения или пассивного охлаждения в полете?
что вы подразумеваете под сопротивлением материала?, также я внес правку, которая должна добавить некоторые пояснения.
Спасибо за ваш ответ и мысль, которую вы в него вложили. Я мог бы применить батареи, поскольку я мог бы равномерно распределить их по всему кораблю и генерировать больше тепла через проволочные петли, о которых вы упомянули. К сожалению, поскольку я хочу, чтобы дизайн и механика были как можно более простыми, я не могу выбрать ваш ответ в качестве своего окончательного выбора.

Для достижения полета у вас есть по существу три варианта:

Гидростатический подъемник

Как уже упоминалось в другом ответе, перегрев газа позволяет вам создавать подъемную силу, по сути строя дирижабль. Недостатком этого является то, что для этого требуется огромный объем в качестве подъемного тела, прикрепленного к вашему кораблю, что значительно меняет их форму.

Гидродинамический подъемник

В качестве альтернативы вы можете перегреть воздух внутри компрессора и выбросить его сзади, создав бестопливный реактивный двигатель. Это создает тягу, которую можно превратить в подъемную силу с помощью пары крыльев. Минус в том, что ваша поделка теперь не только размером с самолет, но и выглядит в точности как самолет.

Чистая тяга

Если вас вообще не волнует эффективность, вы можете направить двигатели вниз и подняться на чистой тяге. Поскольку вы используете свободную энергию, вас не волнует эффективность использования топлива, но эта штука все равно будет чрезвычайно громкой, крайне небезопасной при любом отказе двигателя и уступающей конструкции самолета.

Спасибо за ваш ответ. К сожалению, я считаю, что не могу применить ни одно из ваших предложений к моей идее. Гидростатическая подъемная сила не может быть применена к дирижаблю, и в нем также не используется перегретый газ. Принцип работы воздушного шара - это другое дело, он очень хорошо объяснен @Willk и, насколько я понимаю, не требует огромных изменений на изображенных кораблях.
Я полагаю, что под гидродинамическим подъемом вы имеете в виду аэродинамический подъем, который мне не подходит. Чистая тяга для меня тоже не вариант, так как это слишком сильно напрягает (человека), взаимодействующего с топливом.
Какие виды транспорта будут изобретены в мире с энхансерным материалом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v