空を飛ぶ乗り物といったら、
何を想像するでしょうか？
飛行機？
ヘリコプター？
ドローン？
飛行船？
気球？
その辺りではないでしょうか？(*´ω｀*)
飛行機とかヘリコプターで、空を飛ぶのはだいたい事足りるような気がします。
しかし、音と墜落の危険性が問題ではないかと思うのです。
飛行船や気球は、ふわふわ浮かんでいいですよね〜。
ただ使い勝手がイマイチのような気がします( ﾟдﾟ)ﾊｯ!
また、空を飛ぶ自動車を開発中！なんて話もちらほら聞きます^^
バック・トゥ・ザ・フューチャー2みたいな
空飛ぶ車は、いつ出来るんでしょうね？(*´ω｀*)
今回、僕が考えてみたのは、熱気球の進化版のようなものです。
でも、使い勝手が良いと思いますし、コンパクトにまとまって
車にも使えそうなものです。
まず、基本原理を書きます。
図１
この図でいうと、グレーのところが機体です。
実際はかなり大きく平べったいといいかもしれないです。
その中に水が薄く張られています。
その水を、熱源(電気ヒーター)で水蒸気に変えます。
電気ポッドでお湯を沸かすと、かなりの勢いで
湯気が上昇しているをよく見ます。
あれを利用すると思ってください^^
その水蒸気の上昇の力で、上下に囲われた機体全体に
上向きの力が働くと思います。
ポイントは、薄く広く水を張るということ。
そうすれば、思ったほど、電気ヒーターの電力は要らないのではないかと思います。
追伸：
もちろん、出口は、ヤカン(お湯を沸かすヤカン^^;)の穴のように、小さくしないと
圧力(水蒸気の上向きの力？)が高くなりません。
薄く貼った水の上(ある程度小分けにしてから)に、シートで覆って、小さい穴を開けることにより、水蒸気が上に吹き出させることが可能だと思います。
この図１のグレー部分の機体は、かなり大きく重そうに見えますが、
かなり軽く、薄くないとダメだと思います。
まぁ、あくまで熱気球からの発想なので(*´ω｀*)
しかし、これだけで浮くとは思えません。
この浮遊システムの肝はここからです^^
図２
図１のものを何重にも重ねます。
それもお菓子のミルフィーユ状に！
この重ね合わせが、何十も重なっていたら、
上向きの力はかなりのものになると思います。
例えば、50重 (50個重ねられていたら) だったら？
水蒸気は、すぐに横から、回収して冷却して水に戻します。
そして、また、平べったく、薄く、水を張って、
電気ヒーターで蒸発させます。
(この水の厚みが重要だと思います。
厚みがあると(深さ？)、重くなってしまうので...)
薄く張られた水はすぐに水蒸気になると思います。
夏に、日光でアツアツになった石に水を掛けたらすぐ蒸発しますよね？
その温度と、水蒸気の上昇力との兼ね合いをうまくやってやれば、
しかも、それを何十にも重ねてやれば、
機体は浮くと思うのです。
また、斜め上に浮力を与えたり(前方へ進む)、後方へ、
右上、左上へも自由自在、かな？
図3
図3に、グレーの斜めの板がありますが、
これは可変です。
この図なら、板を左(左斜め)に倒してやれば、左上に浮力が、
右(右斜め)に倒してやれば、右上に浮力が働くと思います。
このアイデアは、基本的に熱気球をベースにしています。
しかし、ミルフィーユ状の重ね合わせの数が、
かなり多くなったらどうなるでしょうか？
しかも1つ1つの重ね合わせの距離がかなり近いなら、
たくさんの枚数が重ねられるはず。
かりに何百も重なっていたら？
どれほどの浮力が生まれるか、まったく分かりません^^
ひょっとしたら、ナノテクノロジーの分野なのかもしれません。
新素材で、電圧をかけると空に浮かぶ板？になるのかも。
追記
こんな素材が出来たら、
飛行機がエンジントラブルを起こしたときに、
フワッとゆっくり地面に降りてくるなんてことができるかもしれません。
墜落事故を無くすことが出来るのかも。
浮遊よりも、ゆっくりと垂直下降することに
意味があるのかもしれません。
その方が現実的ですねー。
うーん、出来るのかな？(*^_^*)
2019/12/26追記
水を蒸発させるとき、下部の熱源にも力が働くのではないか？
と思いました。
(下方向にもということです。
だとすると、上方向と下方向で力が相殺されてしまうかも。)
そこで考えてみました。
熱源のところを、斜めにするという方法。
一面に広がる、複数の円錐状の穴。
下方向へかかる力が、横方向にも分散されないかな、と。
水蒸気の力を水平方向にもかかるようにしてやればいいのではないでしょうか？
うん？
でもトータルでは結局同じこと、かな？
うーん、わかりません (｢・ω・)｢ｶﾞｵｰ
他にも、鉄板の熱源と水のところだけ、
無数の穴を開けて、
すべての力が熱源にいかずに、
力が下へ突き抜ける方法も考えてみました。
そうやって上だけに力がかかるようにできないか？と。
結局、こういったことをあまり考えたことがないので、
よくわかりません^^;
でも何かしら方法はありそうな気はしますが...
追伸：とある大学に問い合わせのメールを出しています。
関係部署に問い合わせの内容を送っておきますと、メールがあったので、
メールは届いていはいるようです(*´ω｀*)
どんな結果になるのか、ドキドキですね〜
2021/04 追記：
時間が経って、もう少し現実的に考えてみたいと思います。
うーん、上の方法では、作用反作用の法則から飛ばないかなぁって考えを改めました^^;
また、圧力が圧倒的に足らないかなぁとも^^;
ミルフィーユ状のところだけは使えるかなぁとも思います。
あと水蒸気ですね^^
うーん、
このアイデアを変えるとしたら参考になるのは、ペットボトルロケットかなぁ。
ペットボトルに水を少量入れて、圧力をかけてから飛ばすアレです。
ミルフィーユ状に圧縮容器を重ねて、１つ１つに電気ヒーターをつけます。
その状態で、圧縮容器1つづから高圧水蒸気？水を放出し、
下に放出し(ロケットのように)、空に浮きます。
その１つの容器の推進力・上昇力が無くなる前に、
また別の圧縮容器から高圧水蒸気を放出します。
それをいくつかで繰り返すことで、空に浮くという方法はどうでしょう？
電熱ヒーターで水を温めて高圧に水蒸気にするのに少し時間がかかると思うので、
ミルフィーユ状に何十にも重ねてあれば、その時間が稼げると思います。
(仮に６０個の容器があれば、1つあたり２～３分掛けて高圧状態にすればいいみたいな感じで^^)
ちょっと調べたところ、水蒸気ロケットなんてものもあるらしいので、
あながち無理なアイデアではないと思います。
2021.06.21追伸：
上の圧縮空気は現実的ですが、なんか夢がないです^^;
もともと最初のアイデアは、液体から気体への状態変化を浮力にできないか、
というものでした。
確か、水の液体->気体へは、体積で数千倍になるはず。
しかも、液体から外へ飛びでていくということなので、下方向へ圧力はかからないのではないのかなぁと思ったりします。
気体として飛び出た先にフィルムがあり、上へ押し上げる！ということだと思います。
でも、お湯を沸かすと、湯気がでますが、それほど力はありません。
通常は、密閉して、圧力を高めてからその力を放出します。
しかし、その湯気がでるだけの気化の力(体積比で数千倍)をミルフィーユ状に
何百個も重ねたら...
そんなアイデアです。
どうなんでしょうねぇ^^;
