DE19909766A1

DE19909766A1 - Raumfahrttriebwerk

Info

Publication number: DE19909766A1
Application number: DE1999109766
Authority: DE
Inventors: Georges Bourbaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 1999-09-30

Abstract

Um ein auf Trägheitsbasis arbeitendes Raumfahrtstriebwerk zu schaffen, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß dasselbe wenigstens einen Massenkörper (9) aufweist, welcher mit Hilfe eines Antriebsmotors (11) relativ schnell in einer Richtung und relativ langsam in seine Ausgangslage zurückbewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Raumfahrttriebwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Als Triebwerke für bemannte und unbemannte Raumfahrten innerhalb unseres Sonnensystems stehen derzeit nur Raketentriebwerke zur Verfügung, bei welchen flüssige oder feste Treibstoffe zusammen mit entsprechenden Oxidationsmitteln innerhalb einer Brennkammer zur Verbrennung gebracht werden, worauf die gebildeten sehr heißen Verbrennungsgase mit Geschwindigkeiten von einigen hundert Metern pro Sekunde zur Abgabe gelangen. Der Schub eines derartigen Triebwerks hängt dabei im wesentlichen von der Abgabegeschwindigkeit der Verbrennungsgase ab, wobei es sich jedoch zeigt, daß diese Abgabegeschwindigkeiten nicht über einen bestimmten Wert hinaus gesteigert werden können. Dies hat dann aber die recht unangenehme Folge, daß allein zur Überwindung des terrestrischen Schwerefeldes, d. h. bis zur Erreichung der sogenannten Fluchtgeschwindigkeit von etwa 11 km/s enorme Treibstoffmengen umgesetzt werden müssen, was Raumfahrtmissionen sehr kostenaufwendig und ziemlich ineffizient macht. Als zusätzlich nachteilig erweist sich dabei der Umstand, daß die zur Verfügung stehenden Treibstoffmengen in der Regel derart begrenzt sind, daß dieselben bis zur Erreichung von terrestrischen Umlaufbahnen bereits weitgehend erschöpft sind, so daß für Reisen außerhalb unseres Sonnensystems nur noch sehr geringe Treibstoffreserven übrig bleiben.

Um Weltraummissionen in den weiteren Weltraum durchführen zu können, wurden in den letzten Jahren sogenannte Ionentriebwerke entwickelt, bei welchen im Rahmen einer vorgenommenen Ionisation gasförmige Atome mit elektrischen Mitteln auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, so daß der mitgeführte Treibstoff in effizienterer Weise in einen gewünschten Triebwerksvorschub umsetzbar ist. Als recht nachteilig erweist sich dabei allerdings der Umstand, daß der erzielbare Schub mit den bisher entwickelten Ionentriebwerken im Bereich von einigen Milligramm liegt, so daß derartige Triebwerke für die praktische Raumfahrt ziemlich uninteressant erscheinen.

Es ist demzufolge die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Raumfahrttriebwerk zu schaffen, welches translatorischen Schub erzeugen kann, ohne daß dabei irgendwelche materiellen Körper zur Erzielung eines Rückstoßes in den Weltraum abgegeben werden müssen.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche 2 bis 4.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei auf folgendes hingewiesen: Im Rahmen seines in den Annalen der Physik Bd. XVII Seiten 891-921 von 1905 publizierten Artikels "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" hatte Albert Einstein bekanntlich die Existenz eines Äthers zur überflüssigen Sache erklärt. Dies muß jedoch als ein ziemlicher Humbug gewertet werden, weil die Existenz oder Nichtexistenz eines das Substrat des Kosmos bildenden Mediums nicht von mehr oder weniger intelligenten Überlegungen eines Theoretikers abhängig gemacht werden kann. Im übrigen hatte dann auch Dayton Miller während der 20iger Jahre die sorgfältigsten Ätherwindmessung auf dem 1750 m hohen Mt. Wilson in den USA durchgeführt, aufgrund welcher es sich ganz eindeutig ergab, daß ein tages- und jahreszeitlich schwankender Ätherwind gemessen werden konnte, womit die Existenz eines Äthers ganz eindeutig bewiesen war (siehe D. Miller "The Ether-Drift-Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth" in Rev. of Mod. Phys. S. 203-243, 1933). Weitere Informationen zu diesem Thema finden sich in dem Buch G. Bourbaki "Der Sündenfall der Physik", München 1990, und in der Deutschen Patentschrift DE 42 42 765 C2.

So wie dies in einem leider bisher noch nicht publizierten Buch "Der Äther im Wattebausch" zu Ausführung gelangt, besitzt der Äther ein parallelgeschichtete mehrschichtige Struktur, welche wenigstens die folgenden Schichten aufweist:

- eine ε-Schicht für die Aufnahme elektrischer Phäno mene,
- eine µ-Schicht für die Aufnahme magnetischer Phäno mene,
- eine γ-Schicht für die Aufnahme von Gravitationsphäno menen und
- eine τ-Schicht für Aufnahme von Trägheitsphänomenen.

Dabei dürfte es einleuchtend erscheinen, daß rein vom Prinzip her Raumfahrtstriebwerke machbar sein könnten, welche an einer beliebigen der genannten vier Ätherschichten zur Abstützung gelangen, so daß mit Hilfe einer derartigen Maßnahme auf das sehr ineffiziente Verfahren eines Ausstoßens von materiellen Körpern zur Erzeugung eines Rückstoßes verzichtet werden kann.

Wenn man nunmehr diese vier Ätherschichten auf die Möglichkeit einer Verwendbarkeit für Äthertriebwerke untersucht, dann ist zuerst festzustellen, daß die drei ersten Ätherschichten feldbildende Phänomene darstellen, wobei ein "Feld" in diesem Sinn als eine Störung innerhalb der jeweiligen Ätherschicht angesehen werden muß. Dies entspricht dabei weitgehend gewissen Vorstellungen von Johann Albrecht Euler (1734-1800), welcher Elektrizität als eine Störung im Äther ansah, während James Clerk Maxwell (1831-1879) gegen Ende seines Lebens zu der Auffassung gelangt war, daß innerhalb des Äthers gewisse Bewegungsvorgänge zum Ablaufen gelangen.

Der Gedanke, daß derartige Ätherschichten für den Betrieb von Flugmaschinen eingesetzt werden können, wurde schon relativ früh aufgegriffen. Die Fig. 1 zeigt dabei die Darstellung einer utopischen Flugmaschine nach L. G. de La Follie aus dem Jahre 1781, bei welcher ein Philosoph vom außerirdischen Planeten Merkur durch Betätigung eines Handrades zwei im oberen Bereich angeordnete große Glaskugeln derart in Bewegung versetzt, daß sich mit Hilfe des elektrischen Fluidums eine Luftverdünnung ergibt, wodurch ein entsprechender Auftrieb erzeugt werden soll. Entsprechend der Darstellung wird die betreffende Erfindung gerade den sehr erstaunten zwölf Weisen des Planeten Erde vorgeführt.

Ein realitätsnäheres Fluggerät auf Ätherbasis ist die bekannte Magnetschwebebahn, bei welcher ein Fahrzeug mit Hilfe von Magnetfeldern einige Zentimeter von einer vorgesehenen Schienenkonstruktion zum Abheben gebracht wird.

In bezug auf die erwähnten drei feldbildenden Ätherschichten kann ganz allgemein die Aussage gemacht werden, daß es sich dabei um aktive Ätherschichten handelt, bei welchen aufgrund einer Feldbildung der Äther energetisch mitbeteiligt ist. Für die Erstellung von Flugmaschinen erweist sich dies jedoch als nachteilig, weil durch die Erzeugung von künstlichen Feldern zwar vom Prinzip her Hebekräfte in bezug auf ein vorhandenes Fluggerät hervorgerufen werden können. Nach Auffassung des Erfinders kann bei derartigen aktiven Ätherschichten die Ausbildung von künstlichen Feldern jedoch nur mit einem ganz erheblichen Energieaufwand erfolgen, so daß der Bau von Flugmaschinen auf dieser Basis allein aus energetischen Überlegungen heraus ziemlich unwahrscheinlich erscheint. Dies muß dann wohl auch als der wahre Grund angesehen werden, warum bei einer Magnetschwebebahn, d. h. einem Äthertriebwerk auf Magnetbasis ein Abheben von einer vorhandenen Schienenkonstruktion nur über Entfernungen von einigen Zentimetern möglich erscheint.

Anders ist die Situation hingegen bei dem vierten Ätherphänomen der Massenträgheit. Daß es sich dabei ebenfalls um ein Ätherphänomen handelt, ergibt sich beispielsweise anhand der geschwindigkeitsabhängigen Größe der kinetischen Energie, was ganz zwangsläufig eine Art von Referenzrahmen in Form eines Äthers für die Festlegung der Geschwindigkeit erforderlich macht.

Dieses Ätherphänomen der Trägheitsmasse hat dabei die recht merkwürdige Eigenschaft, daß dasselbe ein rein passives Äthersystem darstellt, welches energetisch überhaupt nicht in Erscheinung tritt. Es kann nämlich gezeigt werden, daß was immer entsprechend der Gleichung E_kin = 1/2 mv² an kinetischer Energie in einen materiellen Körper hineingesteckt wird, sich dann auch in Form einer entsprechend vergrößerten Trägheitsmasse gemäß der Formel m = m_o (1-v²/c²)^-1/2 wiederfindet. (Diese Aussage ist dabei allerdings nur für relativ kleine Werte von v gültig, wobei gleichzeitig die Gültigkeit der Gleichung E = mc² vorausgesetzt wird.) Dies hat dann aber zur Folge, daß bei diesem Ätherphänomen der Trägheitsmasse keine Feldbildung eintritt und eine unmittelbare Umsetzung von zugeführter kinetischer Energie in einen entsprechend vergrößerten Wert der Trägheitsmasse erfolgt.

Diese ziemlich überraschende Eigenschaft des Ätherphänomens der Trägheitsmasse, energetisch nicht beteiligt zu sein, kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausgenützt werden um einen energetisch günstigen Antrieb eines Aggregats im leeren Raum zu bewirken, ohne daß wie im Fall von Raketentriebwerken große Menge von Einwegchemie im hinteren Bereich des Antriebsaggregats in den leeren Weltraum abgegeben werden müssen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist.

Es zeigen:

Fig. 1 die Darstellung einer elektrostatischen Flugmaschine nach L. G. de La Follie, entnommen aus dem Buch von Jörg Meya und Heinz Otto Sibum "Das fünfte Element", Sachbuch Rowolt 7726, Reinbeck 1987, S. 93.

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Grundprinzips einer Antriebseinheit der Erfindung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines aus mehreren Antriebseinheiten aufgebauten Raumfahrttriebwerks gemäß der Erfindung.

Wenn man sich mit der Thematik eines Äthertriebwerks auf Trägheitsbasis auseinandersetzt, dann sollte zuerst einmal folgendes zur Feststellung gelangen:

1. Die Trägheitskomponente des Äthers muß eine gewisse Robustheit besitzen, an welcher ein Sich-Abstoßen möglich erscheint. Als Beispiel sei hier nur auf eine Katze verwiesen, welche man mit den Beinen nach oben oberhalb einer weichen Aufprallfläche halten kann. So lange der Abstand zwischen dem Rücken der Katze und der Aufprallfläche nicht kleiner als 10 Centimeter ist, kann mit Sicherheit davon ausgegangen werden, daß die Katze eine Rotation um 180° durchführen kann, um mit den Pfoten erneut auf der Aufprallfläche zu landen. Eine derartige Rotation um 180° aus einer Position mit der Geschwindigkeit null erscheint dabei nur dann möglich, falls gegenüber dieser Trägheitskomponente des Äthers eine gewisse Abstoßmöglichkeit besteht.
2. Aufgrund von Versuchen mit Kreiseln ist ferner bekannt, daß bei einer Kraftbeaufschlagung des rotierenden Kreisels in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse der Kreisel senkrecht zur Kraftbeaufschlagungsrichtung ausweicht, wobei die sich ergebenden Ausweichkräfte relativ groß sind. Es ist somit erkennbar, daß zumindest im Fall von Rotationsbewegungen verhältnismäßig hohe Ausweichkräfte zu erzielen sind.
3. Was nun translatorische Bewegungen betrifft, so ist bekannt, daß Waschmaschinen im Schleuderzustand und bei asymmetrischer Beladung die ganz eindeutige Tendenz besitzen, daß sie translatorisch davonwandern. Da diese Tendenz um so stärker ausgeprägt ist, je leichtläufiger die Räder sind auf welchen die betreffende Waschmaschine ruht, kann geschlossen werden, daß diese Tendenz des Davonwanderns einer Waschmaschine im Schleuderzustand nur zum Teil durch vorhandene Unterschiede zwischen Haftreibung und Rollreibung hervorgerufen wird.
4. Entsprechende Erfahrungen ergeben sich auch beim Besteigen eines Skateboards, welches ohne große Schwierigkeiten durch ruckartige Körperverlagerungen in einer bestimmten Richtung translatorisch in Bewegung zu halten ist. Dasselbe gilt für Fahrräder, welche allein durch ruckartiges Zurückschleudern der beiden Beine selbst auf einer absolut ebenen Fläche in Bewegung gehalten werden können.

Zum besseren Verständnis der Erfindung muß hier noch auf folgendes hingewiesen werden: Die Beschreibung der Bewegung von materiellen Körpern erfolgt auch heute noch praktisch durchwegs unter Einsatz der sogenannten Newtonschen Mechanik, welche zeitlich reversibel und auf der Basis einer Erhaltung des Impulses aufgebaut ist. Dies stellt jedoch einen groben Fehler von Newton dar, weil vollkommen elastische Stoßprozesse zwischen Stahlkugeln in der Regel bereits zeitlich irreversibel zum Ablauf gelangen und weil zusätzlich in der Natur allenfalls eine Erhaltung der Energie mit ihrer quadratischen v²-Abhängigkeit, nicht aber eine Impulserhaltung mit einer linearen v-Abhängigkeit zu beobachten ist. (Siehe beispielsweise DE 196 32 828 A1 sowie G. Bourbaki "Die Fehler der Newtonschen Mechanik und ihre Folgen", DVS-Journal 3/98, S. 43-52, ISSN 1435-0815)
Im Gegensatz zueinerlinearen Geschwindigkeitsabhängigkeit entsprechend der Newtonschen Mechanik erlaubt die quadratische Geschwindigkeitsabhängigkeit jedoch eine Ausnützung der vorhandenen Kurvenkrümmung, um auf diese Weise mit Hilfe des Trägheitsmediums des Äthers einen Antrieb in einer gewünschten Richtung zu erzielen.

Aufbauend auf diesen Erörterungen besteht der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung nunmehr darin, daß eine mittels Rädern leicht bewegliche Antriebseinheit mit wenigstens einem beweglichen Massenkörper vorgesehen ist, welcher abwechselnd mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung vorwärtsbewegt und anschließend mit relativ langsamer Geschwindigkeit in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird. Aufgrund des quadratischen Geschwindigkeitsanstiegs ergibt sich dabei für die relativ rasche Vorwärtsbewegung und die relativ langsame Rückwärtsbewegung ein kleiner Differenzbetrag, welcher einen Schub der Antriebseinheit in einer vorgegebenen Richtung zur Folge hat.

Eine wie beschriebene Hin- und Her-Bewegung eines oder mehrerer Massenkörper kann dabei rein translatorisch unter Einsatz von Führungsschienen und eines entsprechenden asymmetrisch arbeitenden Gestänges hervorgerufen werden. Wegen der auftretenden Reibungsverluste erscheint eine derartige Anordnung jedoch nicht sehr vorteilhaft.

Sehr viel zweckmäßiger erscheint das Vorsehen eines Rotationsantriebs, so wie er in Fig. 2 zur Darstellung gelangt. Die Figur zeigt dabei eine Trägerplatte 1 in welcher in etwa mittig eine Achse 2 befestigt ist. Unter Einsatz eines Wälz- oder Gleitlagers 3 ist auf dieser Achse 2 ein Hauptzahnrad 4 drehbar gelagert. Dieses Hauptzahnrad 4 trägt in seinem peripheren Bereich einen Zapfen 5, auf welchem unter Einsatz eines weiteren Wälz- oder Gleitlagers 6 ein Stirnzahnrad 7 kleineren Durchmessers drehbar gelagert ist. Dieses Stirnzahnrad 7 kämmt mit einem identisch ausgebildeten weiteren Stirnzahnrad 8, welches drehfest am oberen Ende der Achse 2 befestigt ist. Im peripheren Bereich des Stirnzahnrades 7 ist ferner der bereits erwähnte Massenkörper 9 befestigt. Das relativ große Hauptzahnrad 4 kämmt schließlich noch mit einem Zahnritzel 10, welches von einem Elektromotor 11 her angetrieben ist. Das Ganze bildet dabei eine Antriebseinheit 12.

Der Funktionsmechanismus der beschriebenen Antriebseinheit 12 ist dabei wie folgt:
Aufgrund der exzentrischen Lagerung des Massenkörpers 10, auf dem Stirnzahnrad 7 und der drehfesten Halterung des Stirnzahnrades 8 befindet sich der Massenkörper 9 bei der Rotation des von dem Elektromotor 11 angetriebenen Hauptzahnrades 4 immer während einer halben Umdrehung auf der Außenseite und während der folgenden halben Umdrehung auf der Innenseite des Hauptzahnrades 4. Dies hat dann aber zur Folge, daß während einer halben Umdrehung des Hauptzahnrades 4 der Massenkörper 9 sich rasch nach vorne bewegt, während die darauf folgende Rückführung entsprechend langsamer erfolgt, was einen wie bereits erwähnten Differenzbetrag des Schubes zur Folge hat. Dabei ist jedoch einleuchtend, daß der sich einstellende Differenzbetrag des Schubes in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung um so größer gemacht werden kann, je höher die Drehzahl der durch den Elektromotor 11 angetriebenen Antriebseinheit 12 ist.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung kann noch wie folgt erläutert werden: Aufgrund des Abrollvorgangs des Zahnrades 7 auf dem stationären Zahnrad 8 wird erreicht, daß beide Zahnräder 4 und 7 genau mit derselben Drehzahl zum Rotieren gelangen. Die außermittige Lagerung des Massenkörpers 9 sowohl gegenüber dem Zahnrad 4 als auch gegenüber dem Zahnrad 7 hat dann aber zur Folge, daß während einer halben Umdrehung des Hauptzahnrades 4 die beiden Umfangsgeschwindigkeiten des Massenkörpers 9 sich in bezug auf die Zahnräder 4 und 7 addieren, während sie sich während der nächsten halben Umdrehung im wesentlichen subtrahieren. Das führt dann aber dazu, daß der Massenkörper 9 abwechselnd mit größerer Geschwindigkeit in der einen Richtung und mit geringerer Geschwindigkeit in der anderen Richtung bewegt wird.

Im Hinblick auf die Erzielung einer besseren Seitenstabilität der Antriebsanordnung erweist es sich als zweckmäßig, wenn spiegelbildlich zu der beschriebenen Antriebseinheit 12 eine zweite Antriebseinheit 12' vorgesehen ist, wobei die Hauptzahnräder 4 dieser beiden Antriebseinheiten 12, 12' gegenläufig rotieren.

Um einen möglichst gleichmäßigen Schub zu erzielen, erweist es sich ferner als zweckmäßig, wenn gemäß Fig. 3 der gesamte Antrieb aus mehreren beispielsweise drei Paaren 12, 12' von Antriebseinheiten besteht, wobei der kämmende Eingriff zwischen den Hauptzahnrädern 4 der gesamten Anordnung derart gewählt ist, daß die Massenkörper 9 der drei Paare 12, 12' von Antriebseinheiten jeweils um 120° winkelmäßig gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Claims

1. Raumfahrtstriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe wenigstens einen Massenkörper (9) aufweist, welcher mit Hilfe eines Antriebsmotors (11) relativ schnell in einer Richtung und relativ langsam in seine Ausgangslage zurückbewegbar ist.

2. Raumfahrtstriebwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenkörper (9) mit Hilfe Hauptzahnrades (4) in kreisende Bewegungen versetzbar ist, wobei ein stationäres Stirnzahnrad (8) und damit kämmendes Stirnzahnrad (7) gleichen Durchmessers, welches zusätzlich den Massenkörper (9) trägt, bewirken, daß letzterer in bezug auf den radialen Abstand zu der Mitte (2) des Hauptzahnrades (4) abwechselnd nach außen und nach innen bewegt wird.

3. Raumfahrtstriebwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei spiegelbildlich ausgebildete Antriebseinheiten (12, 12') vorgesehen sind, welche von einem gemeinsamen Antriebsmotor (11) angetrieben sind.

4. Raumfahrtstriebwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere Paare von derartigen Antriebseinheiten (12, 12') vorgesehen sind, welche derart angetrieben sind, daß die Massenkörper (9) der verschiedenen Paare von Antriebseinheiten (12, 12') in bezug auf die sie tragenden Stirnzahnräder (7) vorgegebene Winkellagen einnehmen.