Какой двигатель вертикального взлета и посадки мог выбрасывать пар?

Существует несколько вероятных способов образования облаков пара в вертикальном взлете и посадке, в основном из-за количества энергии, которое необходимо генерировать двигателю (двигателям) для взлета и посадки. Выхлоп будет довольно энергичным, а пар (если он есть) будет конденсироваться довольно долго и на некотором расстоянии от стартовой площадки.

Существует очень мало обходных путей, которые обеспечат аналогичный эффект.

Во-первых, вы могли бы охлаждать муниципальные площадки и защищать их потоком воды, который постоянно проходит над ними (или течет под площадкой, но доступен через огневую траншею). Горячий выхлоп вскипятит часть воды и превратится в пар, но будучи более холодным и менее энергичным, чем настоящий выхлоп, он будет конденсироваться намного ближе к месту действия. Хотя это хорошо для пусковой площадки, большинство проектировщиков, вероятно, будут возражать, поскольку пар вызовет повреждения и повысит вероятность коррозии как самого СВВП, так и металлических конструкций, окружающих пусковую площадку (включая усиливающие балки в самой пусковой площадке). Взлет и посадка в облаке пара также могут вызвать проблемы у пилотов-людей, и даже микроволновые и лазерные средства посадки могут быть «ослеплены» в критический момент.

Другим способом производства пара может быть система охлаждения автомобиля. Для этого потребуется система испарительного охлаждения с открытым циклом, в которой охлаждающая жидкость циркулирует, а затем выпускается для отвода избыточного тепла от транспортного средства. Это проблематично, так как вес и центр тяжести транспортного средства будут постоянно меняться, а также будет установлен очень жесткий предел времени, в течение которого вы можете иметь питание (как только у вас закончится охлаждающая жидкость, вам придется выключить или дроссель обратно в режим холостого хода, чтобы сохранить двигатели). Опять же, облака пара, выбрасываемые из системы испарительного охлаждения, будут влиять на корабль, площадку и близлежащие конструкции, а также на безопасность полета. ЕСЛИ вы не используете дистиллированную воду,

Если вы хотите произвести впечатление на местных жителей, пусть взлеты и посадки вызывают световое шоу или подобное представление вокруг площадки. Люди будут думать, что это интересно (на какое-то время), а самолетам и местным структурам не придется иметь дело с опасностями пара, коррозии или ограниченной видимости.

Поскольку ракетный двигатель, который сжигает водород и кислород вместе для производства H₂O, не производит достаточного количества пара для ваших целей, вам нужно что-нибудь с водяным охлаждением. Маловероятно, чтобы паровая энергия производила достаточно энергии, чтобы оправдать вес такого большого количества воды, но, возможно, сам запуск вырабатывает достаточно тепла, чтобы вокруг первой ступени оставался большой бассейн воды, чтобы рассеять его, и как только корабль будет спущен на воду, либо ему нужно гораздо меньше энергии для маневра, либо он находится в космосе, поэтому может просто излучать столько тепла, сколько захочет.

Конкретным примером может быть двигатель массы, работающий от чего-то, что выделяет много тепла, поэтому они построили пусковую трубу под озером.

Лоб.

С автобусами вертикального взлета и посадки (вертибусами), приводимыми в движение исключительно двигателями, вы становитесь рабом одного из вариантов ракетного уравнения , т. е. вам нужна большая мощность для подъема только за счет тяги, для этого вам нужны большие двигатели, которые весят и потребляют много энергии. топлива, так что вам нужно еще больше мощности, чтобы поднять эти более крупные двигатели и дополнительное топливо.

Я бы предпочел стимпанк и использовал паровые катапульты ( рис ), обеспечивающие первоначальный вертикальный толчок, а также заряжая что-то достаточно стимпанковское, например, маховик, на вертибусе. Нагрейте большую пенокерамику до красного каления, добавьте воды, направьте полученный пар в большой цилиндр, который одним титаническим толчком приводит в действие катапульту и маховик-мешалку (или воздушный компрессор, или любую другую форму энергии, вертибус принимает). Перелив и выброс из цилиндра сформируют могучее облако, из которого вылетит головокружение - умело/электронно пилотируемое, чтобы приземлиться в точной вершине своей дуги, мягкое, как пух. Возможные возмущения из-за ветра или ошибки контролируются аэродинамическими профилями, двигателями и/или инерцией вращения маховика(ов).

По сути паровая пушка с управляемыми (и управляемыми) боеприпасами. Загрузка краткосрочного хранилища энергии дает вам достаточную свободу действий, чтобы начать паровое шоу до фактического старта. Длина пушки зависит от того, какое ускорение, по вашему мнению, могут выдержать пассажиры, и какую высоту вы хотите преодолеть: https://www.desmos.com/calculator/on4xzwtdwz

Чтобы спуститься, вертибус падает и использует паровую катапульту для замедления.

Если пар на самом деле слишком викторианский для вас, катапульта может работать с магнитной катушкой, охлаждаемой жидким азотом, который нужно выпарить, потому что катушки разгоняются и нуждаются в дополнительном охлаждении в момент старта/приземления. Облако по-прежнему будет в основном состоять из конденсированной воды, поэтому применимы предостережения относительно радара и видимости.

Настоящему вертикальному взлету и посадке (исключая использование научно-фантастических вещей, таких как антигравитация) нужны либо двигатели, либо какое-то (верто)хитрое приспособление, и они нужны ему в течение всего полета. Двигатели работают по формуле F=m*a (результирующая тяга равна выталкиваемой массе, умноженной на ускорение этой массы), поэтому вам нужно либо перемещать большую массу (которую нужно брать в полете, что требует еще большего F, см. дьявольское уравнение ракеты) или высокое ускорение указанной массы, приводящее к высокой скорости выбрасываемой массы - это, в свою очередь, означает сверхзвуковые газы, что приводит к большому количеству шума и механической опасности. - Решения (Helico)ptery можно сделать бесшумными , но это потребует огромных площадей для подъемных поверхностей, что может быть непрактично для использования в городе (- также, бесполезно для тумана...)

Решение с пушкой/катапультой можно было бы сделать практически бесшумным и, таким образом, удобным для города, при условии, что транспортное средство никогда не превысит скорость звука, что ограничивает решение высотой в несколько сотен метров.

Легкий. Мощность с паром.

Представьте себе, что происходит внутри паровой машины, остановившей движение на ограниченное время. Машины остывают, и пар конденсируется внутри машин. Значительная часть его рабочего объема теперь заполнена жидкой водой вместо пара, что худо-бедно изменяет степень сжатия, а в худшем может вызвать гидрозатвор, так как вода несжимаема.

Таким образом, процедура заключается в открытии продувочных клапанов непосредственно перед началом движения. Вода выдувается сухим паром, образуя внушительное облако. Если продувка производится простым автоматическим механизмом, он понятия не имеет, сколько жидкой воды присутствует, поэтому он продувается при наихудшем сценарии.

Горячий сухой пар может также повторно вскипятить часть воды.

Теперь температура и давление пара пропорциональны. Плохо снижать давление пара до нуля в каждом цикле, потому что это также означает значительный тепловой удар для машины. Так что есть логика в том, чтобы держать машину под давлением на холостом ходу. Температура кипения воды сильно повышается под давлением, так что жидкая вода, которую мы выбрасываем, имеет температуру 150-400 градусов по Цельсию. Когда она выходит в атмосферу, она эффектно превращается в пар в классическом BLEVE, добавляя еще больше парового облака.

Сухой пар не вызывает никакого видимого дыма (на самом деле котельные размахивают метлой перед собой, пересекая помещения котла, поэтому они могут обнаружить струи просачивающегося сухого пара, способные разрезать метлу пополам). Но насыщенный пар (не горячее температуры кипения) при смешивании с холодным воздухом быстро конденсируется в воду — и это создает видимое облако.

Не составит труда оправдать появление большого облака пара при каждом запуске двигателя.