¿Sería posible con nuevos materiales en desarrollo, construir un dirigible que tenga una cámara de vacío en lugar de una bolsa de gas?

P: ¿Sería posible con nuevos materiales en desarrollo construir un dirigible que tenga una cámara de vacío en lugar de una bolsa de gas?

Entiendo que suena muy bien, que un vacío en un recipiente clasificado capaz de resistir la presión atmosférica debe ser muy, muy flotante, ciertamente mucho más que el helio (He) o incluso el hidrógeno (H2). Sin embargo, ¿es ese realmente el caso?

Hice una rápida hoja de arce simplemente comparando la flotabilidad (peso de fuerza de flotación) de un metro cúbico de H2, He, y un vacío perfecto con las suposiciones, todas contenidas a STP y al nivel del mar. Esto es lo que obtuve:

Un vacío perfecto es solo un 8% más flotante que H2, y solo un 17% más flotante que Él. Por lo tanto, para obtener cualquier beneficio del uso de una aspiradora, cualquier estructura que tenga que construir para encerrar un cierto volumen de vacío perfecto solo podría pesar un 8% más que una estructura que encierra un volumen similar de H2 y solo podría pesa un 17% más que una estructura que encierra un volumen similar de He, o se pierde cualquier beneficio.

¡Ahora es hora de ir a trabajar! Comience a buscar las densidades y las resistencias a la tracción / compresión de los materiales de vanguardia y exactamente qué tipo de puntal y armadura necesitará juntar para contener 14.7 psia. Si puede armarlo en menos del 17% más que el peso de la estructura de una aeronave de helio del mismo volumen, tiene una idea en sus manos.

Entonces, para responder a su pregunta, probablemente sea posible, pero ¿sería mejor que lo que ya tenemos o realmente lo suficientemente ligero como para ser boyante? Probablemente no y posiblemente no, en ese orden.

Si bien no soy un experto en el desarrollo de nuevos materiales, sin duda es razonable imaginar un funcionamiento dirigible como resultado de un vacío que se empuja dentro de un marco rígido y ultra ligero.

El problema con la creación de un vacío para producir flotabilidad es la increíble cantidad de presión que debe soportar el dirigible; 14.7 libras por cada pulgada cuadrada de superficie! El tamaño del dirigible estaría limitado por este hecho casi sin importar los materiales utilizados.

Lo que pasa con escenarios como el que usted describe es que se requiere poco esfuerzo en el desarrollo de tales tecnologías porque son innecesarias.

  1. Si bien el helio se está volviendo cada vez más escaso, hay sustitutos y,
  2. Los dirigibles no son los más prácticos del transporte aéreo.

Sin embargo, si es lo suficientemente pequeño, con poca o ninguna carga útil, sí, los dirigibles con boyas de vacío son teóricamente posibles.

No.

El problema es la resistencia de los materiales. Las cosas que son lo suficientemente fuertes como para soportar una presión de 15 libras / pulgada cuadrada Y que sean lo suficientemente livianas como para flotar no existen.

Lo que pasa es que colapsan.