DE102007009645A1

DE102007009645A1 - Weight reducing method of transporting units, particularly aircrafts, involves reducing weight force of aircrafts, by which transporting units exert onto earth surface to reduce required energy to move aircraft into air

Info

Publication number: DE102007009645A1
Application number: DE200710009645
Authority: DE
Inventors: Frank Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: DE102007009645B4

Abstract

The method involves reducing weight force of aircrafts, by which transporting units exert onto the earth surface to reduce the required energy to move the aircraft into the air. Power consumption and the emission of pollutants e.g. carbon dioxide in transporting units are reduced. Trace gases eliminate the heavy air, because they are lighter and reduce the entire weight of the transporting units.

Description

Am Beispiel eines Flugzeuges soll dies erklärt werden.At the Example of an aircraft this is to be explained.

Grundidee:Basic idea:

Der Auftrieb eines Körpers in der Luft ist gleich dem Gewicht der verdrängten Luftmasse, ist also abhängig vom Volumen des Körpers. Ist das Eigengewicht des Körpers kleiner als der Auftrieb, dann steigt der Körper nach oben. Ein Traggas, wie z. B. Helium hat etwa nur ein Siebentel des Gewichts der Luft. Die Heliumfüllung eines Ballons ist also sehr viel leichter als die verdrängte Luft, und wenn das Eigengewicht des Ballons nicht zu groß ist, so steigt der Ballon oder er schwimmt in der Luft wie ein Boot im Wasser.Of the Buoyancy of a body in the air is equal to the weight of the displaced air mass, is therefore dependent on Volume of the body. Is the dead weight of the body less than the buoyancy, then the body goes up. A lifting gas, such as B. Helium is about one-seventh of the weight of air. The helium filling a balloon is so much lighter than the displaced air, and if the dead weight of the balloon is not too big, so the balloon rises or he swims in the air like a boat in the water.

Z. B. können Hüllen mit einem Gas oder Gasgemisch gefüllt werden, das leichter als die umgebende Luft ist einen Auftrieb erzeugen.Z. B. can wrap be filled with a gas or gas mixture that is lighter than the surrounding air is creating a buoyancy.

Als sogenanntes Traggas kommen Gase in Frage, die eine geringere Dichte als Luft (ca. 1,293 kg/m³ unter Normalbedingungen) aufweisen. Ideal in physikalischer Hinsicht ist dafür Wasserstoff einer Dichte von nur 0,0899 kg/m³. Da Wasserstoff zudem relativ leicht und billig herzustellen ist, war es bis weit in das 20. Jahrhundert hinein als Traggas vorherrschend. Helium hat mit 0,1785 kg/m³ zwar eine doppelt so große Dichte wie Wasserstoff, da für den Auftrieb aber die Differenz zur Luftdichte entscheidend ist, erzeugt eine Heliumfüllung nur in etwa 8% weniger Auftrieb als eine gleichgroße Wasserstofffüllung.As a so-called carrier gas gases come into question, which have a lower density than air (about 1.293 kg / m ³ under normal conditions). Ideal in terms of physics is hydrogen of a density of only 0.0899 kg / m ³ . Moreover, since hydrogen is relatively easy and cheap to produce, it has been prevalent as a carrier gas well into the 20th century. Although helium at 0.1785 kg / m ³ is twice as dense as hydrogen, since the difference in air density is decisive for lift, helium filling only produces about 8% less lift than an equally large hydrogen filling.

Aus diesen Werten ergibt sich als Faustregel: Um ein Gewicht entsprechend 1 kg zu heben benötigt man rund 1 m³ Traggas.From these values follows as a rule of thumb: To lift a weight corresponding to 1 kg requires about 1 m ³ carrier gas.

Genauer: Mit einem Kubikmeter Wasserstoff lässt sich ein Auftrieb von 1,203 kg, mit einem Kubikmeter Helium von 1,1145 kg erzeugen. Diese Werte gelten unter Normbedingungen.More accurate: With one cubic meter of hydrogen, a lift of 1.203 can be achieved kg, with one cubic meter of helium of 1,1145 kg. These values apply under standard conditions.

Luft hat ein GewichtAir has a weight

Am leichtesten ist natürlich das Vakuum Würde man nun in einem Flugzeug, den verbrannten Treibstoff nicht durch Luft sondern durch ein Traggas ersetzen, so sollte man das Fluggewicht mit zunehmender Flugdauer geringfügig weiter reduziert werden, da 1 m³ Luft auch ein Gewicht hat. Auftriebskräfte verschiedener Gase bzw Gasgemische Traggas Molekulargewicht Auftrieb in kg/m³ Wasserstoff (H₂) 2 1,140 Helium (He) 4 1,046 Methan (CH₄) 16 0,548 Luft (nicht überhitzt) 29 0 Of course, the easiest is the vacuum If you replace the burned fuel in a plane, not by air but by a carrier gas, so the flying weight should be slightly further reduced with increasing flight time, as 1 m ³ air also has a weight. Buoyancy forces of various gases or gas mixtures lifting gas molecular weight Lift in kg / m ³ Hydrogen (H ₂ ) 2 1,140 Helium (he) 4 1,046 Methane (CH ₄ ) 16 0.548 Air (not overheated) 29 0

Sinnvoll wäre es auch, alle Hohlräume mit einem Traggas oder gefüllten Tragegaskissen oder anderen Behältern zu füllen oder ein Vakuum herzustellen, damit ein Auftriebsgewinn zu erzielen ist. Denn der Kerosinverbrauch von Flugzeugen hängt entscheidend vom Gewicht des Flugkörpers ab.meaningful would it be also, all cavities with a suspension gas or filled Carrying bags or other containers to fill or to create a vacuum, so as to achieve a lift gain is. Because the kerosene consumption of aircraft depends crucially on the weight of the missile from.

Kerosinverbrauch pro kg Ladung für den Flug von Sri Lanka nach DeutschlandKerosene consumption per kg of cargo for the flight from Sri Lanka to Germany

Die Berechnung des Kerosinverbrauches basiert auf den Daten eines modernen Airbus. Für den Kerosinverbrauch auf einem typischen Flug über 10.000 km gibt Airbus folgende Werte an: Unbeladen (keine Passagiere, keine Fracht): 114 t Kerosin Beladen mit 42 t (Passagiere und Fracht): 127 t Kerosin Vollbeladen (84 t): 142 t Kerosin The calculation of kerosene consumption is based on the data of a modern Airbus. For the kerosene consumption on a typical flight over 10,000 km Airbus gives the following values: Unladen (no passengers, no freight): 114 t of kerosene Loading with 42 t (passengers and freight): 127 t of kerosene Fully loaded (84 t): 142 t of kerosene

Verbrauchsberechnung bei Betrachtung der Fracht als „Beiladung":Consumption calculation considering the Freight as "additional load":

Der durchschnittliche Verbrauchsanstieg für die Zuladung von einem kg Gewicht auf 10.000 km Flugstrecke berechnet sich wie folgt:

The average increase in consumption for the payload of one kg of weight per 10,000 km of flight is calculated as follows:

Bei einer Dichte von 0.72 g/cm³ ergibt sich ein Verbrauchsanstieg von:

At a density of 0.72 g / cm ³ , there is an increase in consumption of:

Für die Flugstrecke von Colombo. Sri Lanka nach Frankfurt Main. Deutschland von 8094 km käme der Verbrauchsanstieg auf:

For the route from Colombo. Sri Lanka to Frankfurt Main. Germany of 8094 km would increase consumption:

Verbrauchsberechnung bei Betrachtung der Fracht als den Passagieren „gleichgestellte Ladung":Consumption calculation considering the Freight as the passengers' equivalent Charge":

Der Kerosinverbrauch pro kg Ladung (Passagiere oder Fracht) für eine Flugstrecke von 10.000 km einer ausgelasteten Flugmaschine berechnet sich wie folgt:

The kerosene consumption per kg load (passengers or freight) for a flight distance of 10,000 km of a loaded aircraft is calculated as follows:

Für die Flugstrecke von Colombo. Sri Lanka nach Frankfurt/Main. Deutschland (= 8094 km) käme der Verbrauch auf:

For the route from Colombo. Sri Lanka to Frankfurt / Main. Germany (= 8094 km) would be the consumption:

Daraus folgt, um ein kg Gewicht 10.000 km zu transportieren, benötigt man 2,34 l Kerosin. Ein kg Last wird durch ein m³ Helium aufgehoben. Dies ist ein Würfel von einer Kantenlänge von 1 m oder eine Kugel von 1,24 m Durchmesser.It follows that to transport one kilogram of weight 10,000 km requires 2.34 liters of kerosene. One kg load is lifted by one m ³ helium. This is a cube with an edge length of 1 m or a ball of 1.24 m diameter.

Heutige Situation:Todays situation:

• Free Volume, e.g. B. in the wings after the kerosene is consumed are filled with air.
• In the free volume in the loading areas there is air.

Saugt man hingegen die Luft ab und etabliert ein Vakuum und/oder verdrängt die Luft durch ein Traggas oder mit Traggas befüllte z. B. Hüllen oder Ballons, so verringert sich die Gewichtskraft, welche das Flugzeug an die Erdoberfläche drückt. Somit müsste die Motoren weniger Energie für den Auftrieb erzeugen, was zur Folge hat, dass der Kerosinverbrauch und die Schadstoffemission sinkt. Kann man 50 m³ Volumen mit Helium befüllen, so nimmt das Gewicht um ca. 50 kg ab und man spart zum Beispiel bei einem Flug von Frankfurt nach Singapur (10.287 km) ca. 117 l Kerosin und den dementsprechend Emissionen. Nutzt man dieses Verfahren bei vielen Flügen, so ergibt dies ein erheblicher weniger Verbrauch an Kerosin weltweit und natürlich der Emissionen.On the other hand, if you suck the air and established a vacuum and / or displaces the air through a carrier gas or filled with carrier gas z. As envelopes or balloons, so reduces the weight, which presses the aircraft to the earth's surface. Thus, the engines would have to generate less energy for the lift, with the result that the kerosene consumption and the pollutant emission decreases. If you can fill 50 m ³ volume with helium, the weight decreases by about 50 kg and you save for example in a flight from Frankfurt to Singapore (10,287 km) about 117 l of kerosene and the corresponding emissions. Using this method on many flights results in a significant reduction in kerosene consumption worldwide and, of course, emissions.

Umwelteinfluss und GesundheitEnvironmental impact and health

Helium gilt als physiologisch unwirksam. Es verursacht keine Reiz- oder Warmwirkung. Es gilt als nicht Wasser gefährdend und verursacht i. d. R. keine Umweltschäden. Als E939 ist es ein Lebensmittelzusatzstoff.Helium is considered physiologically ineffective. It does not cause irritation or warmth. It is not considered Water endangering and usually causes no environmental damage. As E939 it is a food additive.

Geschützt werden soll:

• Die technische Verfahrensweise, ein Traggas oder mit einem Tragegas gefüllte Hüllen oder anderen Behältnisse in einem Fortbewegungsmittel (z. B. im Laderaum eines Flugzeuges) zu platzieren um durch dessen „Gewicht" des gesamten Fortbewegungsmittels „leichter" zu machen oder einen Auftriebsgewinn zu erzielen. dadurch wird zwar nicht das Fortbewegungsmittel leichter, aber der benötigte Energieaufwand um z. B. das Flugzeug in der Luft zu halten kann verringert werden. Da sich die Kraft die das Flugzeug an den Boden zieht verringert, indem das Tragegas der Schwerkraft entgegenwirkt.
• Die technische Verfahrensweise ein Vakuum in allen Holräumen eines Fortbewegungsmittels (z. B. Flugzeug) zu etablieren um das Gesamtgewicht zu reduzieren.
• Nutzt man als „Versender" den Transportweg Luftfracht, kann man den Rest des zu Verfügung stehenden und bezahlten Volumens zur Gewichtsreduzierung des Transportgutes nutzen, indem man das freie Volumen mit gefüllten Tragegaskissen oder Behältern ausstattet um eine Kosten.- und Emissionsreduktion zu erzielen.
• Das Verfahren das verwendete Tragegas z. B. in Kissen, Behältern von innen oder außen zu erwärmen um eine weitere Auftriebssteigerung zu erzielen.

To be protected:

• The technical procedure of placing a carrier gas or casings or other containers filled with a carrier gas in a means of transport (eg in the hold of an airplane) in order to "lighten" or gain lift through its "weight" of the whole means of locomotion , Although this does not make the means of transportation easier, but the energy required by z. B. to hold the aircraft in the air can be reduced. Because the force that pulls the aircraft to the ground is reduced by the inert gas counteracts gravity.
• The technical procedure to establish a vacuum in all hollows of a means of transportation (eg aircraft) to reduce the total weight.
• If you use the transport route airfreight as the "sender", you can use the remainder of the available and paid volume to reduce the weight of the transported goods by equipping the free volume with filled carrying cushions or containers in order to reduce costs and emissions.
• The procedure the carrying gas used z. B. in pillows, containers from the inside or outside to heat to achieve a further increase in lift.

Claims

Method for reducing the weight of means of transport, in particular aircraft. 2.1 So far, the freely available volume in vehicles, z. B. not used in aircraft. The method should be the weight z. B. reduce of aircraft, which pushes the transport on the earth's surface. to reduce the energy required, which is necessary, e.g. B. to move the aircraft in the air. As a result, the process is used to reduce energy consumption and emissions of pollutants (eg CO ₂ ) in the case of transport, especially aircraft. The carrying gases displace the "heavier" air because they are lighter, thus reducing the overall weight of the means of transport, much like a cork floats in the water, because the air has a weight too 2.2 However, in order to achieve a constant buoyancy, the carrying gas must be in one Containment (E) or closed space in which the means of transport are kept, this being achieved by placing, for example, cushions filled with carrier gas in holds or goods in transit 2.3 The method is particularly suitable for reducing the energy expenditure of an aircraft in the air By using the method eg loading with carrying gases filled cushions in holds in aircraft or also storing pillows in large transport goods, which are sent by air freight, a positive effect of the energy and pollutant balance can be expected.