Realistische Designs für Raumschiffe

[Enas Yorl]

Enas, könnte man dann den Weg zum Radiator (bessere Formulierung: das, was die Wärme zum Radiator hin leitet) aus Kohlenstoffnanoröhren, Diamant oder ähnlichen "exotischen" Substanzen bauen, den Radiator selbst dann aber aus Metall? Zum schwarz-weiß fällt mir spontan ein: er könnte ja 2 Seiten haben, im normalen Raum nimmt man die Schwarze, in der Nähe eines Sterns dreht man den Radiator um und nimmt die Weiße. Nur so ein Gedanke

Massive Wärmeleiter können nicht aktiv auf Wärmespitzen reagieren, weshalb man sie in aller Regel auf die Maximallast auslegt. Damit werden sie aber auch relativ groß. Besser ist hier ein Wärmetransport durch eine Flüssigkeit, dadurch kann man hier den Wärmetransport aktiv steuern (pumpen). Und ist nicht nur auf den Wärmetransport innerhalb des Kühlmaterials angewiesen.
Bevor man den ganzen Radiator von schwarz zu weiß dreht, wäre es wohl einfacher, diesen mit ausfahrbaren weißen Blenden auszustatten.

[Traumdoyle]

Der kühlste Bereich, wenn man die gesamte Überschusswärme zu ihnen leitet? Ist das überhaupt realisierbar? Dann: ok, jetzt weiß ich, welche Art Belastung(en) du meinst
Zum Gelenk: ok gut, dann hab ich mich da wohl ebenfalls geirrt. Wie löst man das Problem dann? Eine Art graue Beschichtung, die halb dunkel und halb hell ist? Wenn das Schiff über Photovoltaik verfügt, muss es ja auch mal einen Stern anfliegen.
Enas deine Posts sind immer so intellektuell, da komm ich meistens gar nicht mit :P Das mit der Flüssigkeit leuchtet aber ein, da sie ja auch dynamisch ist und nicht statisch wie ein Diamant oder ein ähnlicher Feststoff.

[Wolf4310]

Aber könntest du ausformulieren, was du unter mechanischer Belastung verstehst? Nur damit ich's besser nachvollziehen kann.

Masseträgheit beim bewegen des Raumschiffs, d.h. wenn sich z.B. das Raumschiff schnell drehen soll, wirken auf die Radiatoren Biegekräfte.

Enas, könnte man dann den Weg zum Radiator (bessere Formulierung: das, was die Wärme zum Radiator hin leitet) aus Kohlenstoffnanoröhren, Diamant oder ähnlichen "exotischen" Substanzen bauen, den Radiator selbst dann aber aus Metall?

Die Leitungen von der Wärmequelle zum Radiator sollten eher eine geringe Wärmeleitfähigkeit haben, sonst wird die Wärme auf dem Weg zum Radiator im Raumschiff verteilt. Über eine Kühlflüssigkeit lässt sich Wärme auch schneller transportieren als über die Wärmeleitfähigkeit.
Die Wärmeleitfähigkeit ist nur an 2 Punkten wichtig, Wärmequelle zu Kühlmedium und Kühlmedium zu Radiator

[Traumdoyle]

Danke für die Antwort Wolf. Wie schnell sich das jeweilige Raumschiff dreht, hängt ja wiederum von der Größe und Masse ab, weswegen du jedoch nicht weniger Recht hast. Was für Kühlflüssigkeiten würden sich da eigentlich eignen?

[Enas Yorl]

Der kühlste Bereich, wenn man die gesamte Überschusswärme zu ihnen leitet?

Wenn man die Wärme weitergeben will, muss der Radiator kühler sein als der Kühlkreislauf.

Enas deine Posts sind immer so intellektuell, da komm ich meistens gar nicht mit :P

Eigentlich behandeln wir hier das Thema schon stark vereinfacht, aus der Sicht des Maschinenbauers würde das noch deutlich komplexer.

Was für Kühlflüssigkeiten würden sich da eigentlich eignen?

Für verschiedene Wärmequellen (z.B. Reaktor, Transformatoren oder LEH-System) braucht man eigene Kühlkreisläufe. Für den Reaktor bietet sich flüssiges Natrium (Schmelzpunkt 97,72 °C) an, für Transformatoren Öl (wegen der elektrischen Isoliereigenschaften), ansonsten hat Wasser eine recht hohe Wärmekapazität und ist für die meisten Kühlkreisläufe bestens geeignet.

[Wolf4310]

Wenn man die Wärme weitergeben will, muss der Radiator kühler sein als der Kühlkreislauf.

Kommt auf die Art des Kühlkreislaufs an, beim Kühlschrank ist der "Radiator" neben dem Kompressor das wärmste Bauteil

[Enas Yorl]

Kommt auf die Art des Kühlkreislaufs an, beim Kühlschrank ist der "Radiator" neben dem Kompressor das wärmste Bauteil

Prinzipiell hast du schon recht, jetzt aber die gesamte Abwärme eines Raumschiffes noch durch eine Wärmepumpe zu konzentrieren, vergrößert eher das Problem. Das verbraucht Energie, erzeugt zusätzliche Abwärme, und erhöht die Masse des Schiffes.

[Traumdoyle]

"Wenn man die Wärme weitergeben will, muss der Radiator kühler sein als der Kühlkreislauf. " Verzeih, mein Schlaf heute war recht schlecht und mein Gehirn hat heute auch kaum funktioniert, dein Satz ist absolut logisch, ich hatte nur über die falschen Aspekte dieses Sachverhalts nachgedacht. Ich dachte, wenn man die ganze Hitze in das Teil leitet, muss das glühen wie nochmal was. Naja jeder kann mal einen schlechten Tag haben.

"Eigentlich behandeln wir hier das Thema schon stark vereinfacht," Naja du als Maschinenbauer hast es natürlich einfacher, da du dich mit dem Thema auskennst, ich allerdings hab in keinem Gebiet, das Maschinenbau oder Technik auch nur tangiert, also in 1 Punkt berührt, auch nur etwas Wissen. Ich kann mich noch an die Hangabtriebskraft f erinnern, aber ansonsten ist da bei mir nix.
Zu deinem untersten Absatz gebe ich ein zufriedenes "Ok." zur Antwort, schaue freundlich und tu so, als wüsste ich, was das alles ist
Das mit Wasser klingt trotzdem lustig, da braucht man Radiatoren und Geräte, Reaktoren und Antriebe welcher Art auch immer, und dann nimmt man da "nur" Wasser .

[Enas Yorl]

@Traumdoyle

Um beim Design zu bleiben, wie sieht es mit der Schwerkraft aus, gibt es keine, oder wird diese durch Rotation simuliert?

[Feydaykin]

Wäre es ähnlich der Kühlflüssigkeit generell vllt auch denkbar, dass die Abwärme erst einmal in einem Zwischenspeicher absorbiert werden kann um es später abzugeben um so Spitzen wie bei einem Kampf zu überbrücken?

Ja, sowas ist durchaus möglich, immerhin hat alles am SChiff eine Möglichkeit "Wärme" aufzunehmen.

- - - Aktualisiert - - -

da gibt es auf der hier verlinkten Atomic Rocket seite divers Kalkulationen

du solltest auch mal nach "Droplet" Radiator schauen

[Traumdoyle]

Ich nehme an, dass du dich auf mein Beispiel beziehst. Wird zwar nicht explizit erwähnt, aber es gibt künstliche Gravitation mit 0,8 G. Ob das jetzt nach (heutigem) Stand der Forschung nicht möglich ist, ist mir da bei allem Respekt egal, eine rotierende Sektion wäre örtlich zu klein und wie die Mücken rumschweben geht absolut nicht. Außerdem hab ich Sachen drin, die noch weniger Sinn ergeben. Aber das ist für diesen Thread irrelevant
Wenn du dich nicht auf mein Beispiel beziehst, dann mit Rotation oder was eben sonst denkbar wäre. Außer in Laboren, wo Proteine erforscht werden, da ist Mikrogravitation wünschenswert, Quelle: youtube.com/watch?v=P33j8iK6u0I

[xanrof]

Außerdem hab ich Sachen drin, die noch weniger Sinn ergeben. Aber das ist für diesen Thread irrelevant

Aus reiner Neugierde:
Einerseits willst du ein hohes Maß an Realität für das Raumschiff, dass du entwickelst, andererseits hast du offenbar auch recht fantasievolle Dinge im Sinn?

Meinst du nicht, dass sich das in deinem Buch (?) etwas beissen könnte?

[Traumdoyle]

Nein nein nein nein^^ da hast du was falsch verstanden. Dieser Thread geht nicht um mein Buch, ich hab es lediglich an ein paar Stellen als Beispiel erwähnt, da eine Erklärung ohne ein Beispiel meines Erachtens nach oft sinnlos ist. Ursprünglich war gedacht, Fakten zusammenzutragen, da ich immer wieder mal gelesen habe, wie unrealistisch manche Schiffe vom Design her sind, aber diese Internetninjas bekamen es nie fertig, einen Vorschlag anzubringen, wie es denn stattdessen aussehen könnte. Und vor allem warum.
Fantasievoll würde ich es nicht direkt nennen, es gibt halt künstliche Gravitation und eine Art Hyperraum- / Subraum- / Warp-Antrieb-Dingenskirchen. Bei Star Trek gibt's zu all dem noch obendrauf Holodecks, Transporter, Antigene gegen Krankheiten und noch vieles mehr, das beißt sich, um deine Wortwahl zu benutzen.
Aber um deine Frage zu beantworten: nein, meine ich nicht. Es wird ja kein technisches Handbuch oder Ähnliches.
Oh und lass mich hinzufügen: die mehr oder weniger unrealistische Technologie hat eig. keinen (bis auf die künstliche Gravitation) Einfluss auf das Design.

[Agent Scullie]

Fantasievoll würde ich es nicht direkt nennen, es gibt halt künstliche Gravitation und eine Art Hyperraum- / Subraum- / Warp-Antrieb-Dingenskirchen. Bei Star Trek gibt's zu all dem noch obendrauf Holodecks, Transporter, Antigene gegen Krankheiten und noch vieles mehr, das beißt sich

nein, das tut es eben nicht, da Star Trek eben nicht den Anspruch erhebt, nach den Gesetzen der heute bekannten Physik realistisch sein zu wollen.

Oh und lass mich hinzufügen: die mehr oder weniger unrealistische Technologie hat eig. keinen (bis auf die künstliche Gravitation) Einfluss auf das Design.

das sollte sie aber. Wenn du einen nach heutiger Physik unrealistischen Warpantrieb verwenden willst, kann man davon ausgehen, dass dieser maßgeblichen Einfluss auf das Design haben wird, z.B. weil sich die Bauform des Schiffes in starkem Maße auf die Warpfeldgeometrie auswirkt.

[Bynaus]

Nun, es gibt denke ich schon einen Unterschied zwischen Realismus und dem "heute bekannten" - ein hypothetisches Raumschiff muss nicht unbedingt nur aus heute bekannter oder absehbarer Technologie bestehen, um realistisch zu sein. Die Venture Star aus Avatar ist ein gutes Beispiel: sie ist realistisch in dem Sinn, dass sie sich physikalisch realistisch verhält und designt ist - auch wenn wir nicht wissen, wie die tausenden von Tonnen Antimaterie, die das Schiff mit sich herum trägt, hergestellt wurden oder auch nur gelagert wurden, oder womit der Laser betrieben wird, der sie im Sonnensystem auf 60% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt hat und dabei eine Leistung vom x100-fachen des heutigen Weltenergieverbrauchs verschlungen hat. Weiter: Wer die Raumzeit derart modellieren kann, dass er daraus "Warpfelder" basteln kann, kann vermutlich auch "künstliche Gravitation" (letztlich ja auch nichts anderes als modellierte Raumzeit) und "Schilde" (dito) erzeugen. Wichtig für den Realismus ist nicht unbedingt, was die Technologie kann, sondern dass bei ihrer Anwendung die physikalischen Grundsätze (z.B. Erhaltungssätze für Energie, Impuls, etc.) eingehalten werden. Explosionen machen keine Geräusche, wo kein Medium ist, Laserstrahlen sieht man nicht, wenn sie leeren Raum durchqueren, alle freigesetzte Energie muss abgestrahlt werden, solche Dinge eben. Und: Kriegsschiffe sollten Kriegssituationen überstehen können, denke ich.