Могли ли люди 14 века создать рядный двигатель для использования в самолетах и ​​транспортных средствах?

Если какой-то эксперт путешествует во времени в 14-й или 15-й век с современными инструментами и машинами, которые не требуют энергии для работы, и если он передаст знания о современных технологиях группе экспертов из той временной линии, могли ли они построить рядный двигатель для использования в транспортных средствах и самолетах? Кроме того, с полученными знаниями, инструментами и оборудованием, смогут ли они вместо этого построить вертолет, если самолет не работает?

"Специалист? Один? Сегодня в мире нет ни одного человека, который знает, как сделать сталь, и как добыть нефть, и как сделать топливо, и как сконструировать двигатель, и как сделать двигатель из металла...
Пожалуйста, укажите, какие инструменты вы забираете. Существуют ли современные инструменты, не требующие питания? Вы не собираетесь делать двигатель молотком и зубилом.
Почему рядный двигатель, а не ванкель?
Пора снова перечитать Летающих Волшебников ....
Я знаю, что это танк, но... части танка и вертолета каким-то образом связаны, их механизмы тоже будут немного сложными для понимания в 14 веке.
Привет @EricClifford. Из любопытства, что вас действительно волнует: сам движок или то, в чем вы могли бы использовать этот движок? Причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что я опубликовал ответ о том, как построить самолет без двигателя, но он был удален за то, что не по теме. Если это поможет вам с вашей историей, задайте другой вопрос конкретно об этом, и вместо этого я отвечу на него.
@Richard, если добавить еще немного мяса, твой комментарий может стать ответом.

Ответы (5)

Слишком много недостающих технологий

Есть несколько технологий, критически важных для рядного двигателя, которые было бы нелегко воспроизвести примерно в 14 веке.

  • Металл высокого качества . Блок (и цилиндры, и головки цилиндров, и болты, и т. д.) во время работы подвергаются воздействию высоких температур и давления. Металлы в то время могли быть не в состоянии справиться с нагрузкой; по крайней мере, учитывая неравномерное качество производства, не все двигатели будут работать. Вам нужно подождать, по крайней мере, до разработки массового производства железных пушек в 17 веке, возможно, до изменений в производстве стали во время Первой промышленной революции около 1800 года.

  • Топливо . Технологии переработки сырой нефти в полезный побочный продукт – бензин на самом деле не существовало. Не годится и подходящее смазочное масло. Вам пришлось бы самостоятельно поднимать целую нефтехимическую промышленность.

  • Вы не можете сделать детали . Коленчатый вал (вместе с кулачком) необходим для управления синхронизацией поршней. Это не было широко распространено в Европе до 15-го века. Клапаны и клапанные пружины также не были изобретены. Поршни для сжатия не были изобретены до 1838 года. Нет и станков для изготовления таких точно настроенных внутренних деталей. Вдобавок ко всему, не существует стандартного набора размеров, который вы могли бы использовать, чтобы мастера изготавливали детали стандартных размеров.

  • Вам нужна свеча зажигания . Это означает, что вам нужно разработать технологии для интеграции керамики и металла в то, что по сути является конденсатором. Кроме того, вам понадобится аккумулятор или, по крайней мере, генератор для работы свечи зажигания. В качестве альтернативы вы можете использовать воспламенение от сжатия, но это только усугубит ваши проблемы с металлами в пункте 1 списка.

По сути, вам нужна... например... промышленная революция, чтобы построить двигатель внутреннего сгорания. Итак, вы можете сделать это в 14 веке, если у вас есть промышленная база ~ 1900 .... но тогда вы уже не в 14 веке.

Кулаки были известны с эллинистического периода. Бензин и свечи зажигания не нужны для дизельных двигателей; грубая форма керосина была доступна в средние века (в нужных местах, в основном арабоязычных). Но вы правы в том, что сталь — убийца; и самая большая проблема заключается в том, что в Средние века не было даже средств для передачи размеров кусков с какой-либо хотя бы отдаленной точностью.
... и дороги для транспортных средств, и телеграф, чтобы метеорологи могли составлять отчеты для безопасного полета, и банковское дело, потому что вся эта обширная инфраструктура, химические и механические работники не будут работать бесплатно.
Сообщается, что у Джеймса Уатта были большие трудности с созданием большего поршня, который не пропускал бы газы, и во многих попытках зазоры превышали 3/8 дюйма. Джон Смитон, «отец гражданского строительства», сказал в 1769 году, что «ни инструменты, ни рабочие существовали такие, которые могли бы изготовить такую ​​сложную машину с достаточной точностью». Только в 1774 году Джон Уилкинсон изобрел сверлильный станок, который сделал возможным изготовление паровой машины.«Мы с трудом осознаем всю грубость инструментов, доступных в восемнадцатом веке…» из книги « Английские и американские производители инструментов», Джозеф Уикхем Роу, стр. 3.
@DietrichEpp Отличная находка, которая в значительной степени отвечает на вопрос прямо здесь. Если великие изобретатели (ТМ) не смогли просверлить нужное отверстие в 1760-х годах, то какие шансы были у средневековых людей?
Я где-то читал блог парня, который создал механическую мастерскую на своем заднем дворе из печи, плавки металла и т. д. со все более и более совершенным оборудованием, пока у него не появились токарный и фрезерный станки, которые он использовал для создания токарного станка более высокой точности и фрезерный станок.
Я не согласен с этим ответом. Если у вас есть инженер 21-го века, у которого есть столько времени, сколько ему нужно, чтобы планировать и экспериментировать, прежде чем отправиться обратно в 14-й век, как говорится в вопросе, «с современными инструментами и машинами», ни один из упомянутых вопросов не должен быть даже трудным для решения. превосходить.
Вам не нужна свеча зажигания. Вам действительно нужна свеча зажигания для двигателя, работающего на бензине, но если вы можете перерабатывать масло в бензин, то я не думаю, что вместо этого будет особенно сложно переработать масло в дизельное топливо. Конечно, дизельные двигатели работают при гораздо более высокой степени сжатия, так что вы просто перекладываете проблему на другое... но все же можно обойтись и без свечи :)

И да и нет

Сможете ли вы перенести достаточно образованных людей с помощью путешествий во времени в 14 век, чтобы построить рядный двигатель? Конечно. Металл существовал тогда. Тогда существовали нефть и каучук. Другими словами, в самой планете в 14 веке нет ничего такого, чего не было бы в 19 и 20 веках. Так что да, если вы принесете с собой достаточно опыта, вы сможете это сделать.

Но какой в ​​этом смысл?

Технологии (также известные как знания) — это пирамида знаний и опыта, инноваций и прозрений, и в каждый момент вершина этой пирамиды основана на накоплении всего, что находится под ней. Количество знаний и опыта, которые представляет собой вершина, ошеломляет.

Чем меньшую группу людей вы сможете импортировать в 14 век, тем вероятнее ответ «нет». Зависимости, связанные с технологиями, глубоки и неумолимы. Генри Форд (и др.) имел доступ к поездам, «современной» горнодобывающей промышленности, фабрикам и городам, полным людей, способных работать на этих фабриках, университетам (одна только образовательная пирамида огромна), химическим заводам, производителям инструментов и т. д. так далее....

Итак, если вы не можете импортировать каждого человека, который вам нужен (потенциально тысячи), нет, вы не можете построить встроенный двигатель в 14 веке.

Кроме того, если вы импортируете все, что вам нужно, у вас больше не будет средневековья. Она моментально (в течение 5 лет) сменилась бы индустриальной эпохой. Если история что-то и доказала, так это то, что хранить знания в секрете практически невозможно.

PS, если то, что вы пытаетесь сделать, это переосмыслить « Янки из Коннектикута при дворе короля Ортера» Твена, вы должны знать, что по мере добавления деталей история станет менее правдоподобной. История правдоподобна только тогда, когда вы заставляете технологию существовать в контексте культуры, а это значит, что у вас не может быть своего движка и правдоподобной истории. Хотя я могу ошибаться, предполагая ваши мотивы.


Редактировать:  ответ на комментарий, сделанный @Graham, привел этот краткий момент: если у вас нет ограничений на ваше путешествие во времени, вы всегда можете импортировать достаточное количество людей в правильном порядке, чтобы гарантировать создание движка, но это делает временную шкалу и культура, связанная с временной шкалой, не имеет значения. Чем более актуальна временная шкала, тем менее вероятным становится этот движок (вероятно, с экспоненциально уменьшающейся скоростью).

Но ты все еще слишком оптимистичен. :) Элементарный металл существовал, и нефть, конечно, все еще была в земле. Однако не существовало ни технологии производства приличной стали, ни методов фракционной перегонки, необходимых для очистки сырой нефти, ни технологии добычи сырой нефти. Даже для импорта людей вам потребуется вся цепочка поставок, от шахтеров и нефтяников. Ничто из этого невозможно.
@ Грэм, отсюда и половина моего ответа «нет». Если бы вы импортировали около 250 000 специалистов, каждого по очереди, в течение многолетнего периода, вы могли бы построить двигатель (просто усилия по разработке фрезеровки уровня 1910 года были бы мучением) — но это действие, которое на 100% оторвано от культуры. того времени, что делает утверждение временной шкалы неуместным. Чем более актуальна временная шкала или культура временной шкалы, тем менее возможным это становится. Мне нравится, как это вышло. Я собираюсь добавить это к своему ответу. Ваше здоровье!
Хороший дополнительный балл - мне нравится

Я думаю, что двухтактный двигатель с горячей лампой вполне возможен. У него нет клапанов, поэтому нет необходимости в пружинах. Вместо этого он использует возвратно-поступательное движение поршня, цитируя Википедию, «за счет того, что поршень закрывает и открывает отверстия в стенке цилиндра» . Поскольку вам все еще нужна несколько высокая точность, вам, вероятно, потребуется создать работающую механическую мастерскую. Настройте магазин у реки, где вы сможете использовать проточную воду для питания вашего станка, который вы построите с нуля и используете для создания лучшего станка, который вы будете использовать для производства своего двигателя.

Поскольку у вас нет доступа к большому количеству стали, если она есть, вам нужно работать с чугуном. Так что этот двигатель будет тяжелым и не подойдет для самолетов, а вот для вагонов, катеров или (возможно, переносной) силовой установки вполне сойдет.

Поскольку двигатели с горячим термометром работают на сырой нефти, вам не нужна нефтехимическая промышленность. Двигатели с горячим термометром обычно запускались с более легкими маслами или бензином/бензином, но вы, вероятно, могли бы дистиллировать меньшее количество «пусковой жидкости» из сырой нефти или, возможно, использовать этанол. Или просто нагрейте лампочку внешним огнем, пока лампочка не станет достаточно горячей. Как только двигатель прогреется, вы можете залить оливковое масло, пчелиный воск, сырую нефть, все, что течет и горит, дегтярное масло. Эти движки не привередливы, если течет и горит, то и поедет.

В двигателе с горячим термометром также отсутствуют свечи зажигания, в то же время избегая высокой степени сжатия дизельного двигателя, избегая необходимости в высоких допусках, необходимых для дизельных двигателей.

Что касается измерения, просто создайте свои собственные эталонные измерительные биты. Они не должны соответствовать чему-то конкретному, важно то, что они внутренне непротиворечивы и что вы безопасно храните свои эталонные биты и работаете только с копиями, сделанными из них. Выберите метрическую, имперскую или изобретите собственную систему. :)

Поскольку использование болтов — это еще одна технология, которая на самом деле очень продвинута, используйте заклепки , когда это возможно.

Редактировать: На самом деле, вы можете захотеть запустить свой завод по производству двигателей, сначала производя двигатели для стационарных электростанций, чтобы вы могли сначала создавать более надежные двигатели с меньшей точностью. Теперь мельницы, насосы для колодцев и т. д. могут питаться от вашего изобретения там, где раньше не было источника энергии.

Эти двигатели также работают на древесном газе , а древесину вы сможете найти без нефтехимической промышленности. :-)

Бесклапанный импульсный двигатель определенно подходит для самолетов, и вы можете назвать его двигателем внутреннего сгорания (в конце концов, топливо сгорает внутри).

Вам не нужен металл высокого качества - для них использовалась обычная конструкционная сталь, и я почти уверен, что бронза тоже подойдет.

В качестве топлива пошло бы любое растительное масло - его даже угольную пыль подкармливали!

По сути, точность не требуется — энтузиасты просто вырезают сталь вручную, когда делают ее.

Нет необходимости в свече зажигания - огонь от предыдущего цикла воспламеняет топливо.

Нет необходимости в топливном насосе - вы можете использовать клапан для повышения давления в топливном баке с выхлопом двигателя.

Если клапан давления топлива достаточно прост, я поддаюсь этой идее. Как будет работать клапан?
Также я прочитал здесь aardvark.co.nz/pjet/jet_efficiency1.shtml , что импульсный реактивный двигатель использует примерно в 20 раз больше топлива, чем поршневой двигатель. Я думаю, все еще можно было бы использовать его для самолетов, если бы бронзу можно было сделать тонкой и достаточно прочной.
@Prof.Falken // Как будет работать клапан? Пиковое избыточное давление при работе двигателя составляет около 1 атм. Есть небольшой клапан, который пропускает воздух в бак при высоком давлении. Получается избыточное давление в баке 1 атм - и все. Если вам нужно что-то ниже - вы ставите предохранительный клапан, который выпускает воздух, если давление выше установленного предела. Теперь, когда бак находится под давлением, вам не нужен насос - вы просто выпускаете топливо.
@Prof.Falken // использует примерно в 20 раз больше топлива, чем поршневой двигатель Да, эффективность очень низкая. Можно получить удельный импульс около 700 ( aardvark.co.nz/pjet/mylockwood.shtml ) итак, допустим у нас есть 1 тонный самолет с 250 кг топлива и аэродинамическим качеством 10. Тогда если он летит 180-360 км/ч (чем быстрее - тем эффективнее) может пролететь около 90-180 км. Поршневой двигатель легко бил бы 1000 км.

Они могли бы, если бы вы научили их делать материалы и все необходимые инструменты и детали для указанных двигателей и транспортных средств. И иметь средства и влияние, чтобы добиться этого.

Но на это уйдут годы.

Инструменты, которым не нужна энергия??? Может у них внутренний блок питания? Инструменты, которые используют ваши мышцы в качестве источника энергии?

Единственными орудиями внутреннего электроснабжения в 14 веке были скот...
Речь идет об инструментах путешественника во времени :)