DE3708467A1 - Schubantriebsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die unter Nutzung konventioneller Kraftmaschinen wie z. B. Elektromotore, Verbrennungsmotore, Gasturbinen, Solarelektrische Antriebe etc. eine freie Schubkraft erzeugt, mit der Flugkörper, Fluggeräte oder sonstige Fahrzeuge beschleunigt bzw. bewegt werden können, ohne daß diese Vortriebswirkung eine Abstützung auf Trägermassen außerhalb des bewegten Körpers erforderlich ist.

Demnach ist auch die Einsatzmöglichkeit innerhalb und außerhalb der Atmosphäre gegeben.

Geräte und Vorrichtungen zur Erzeugung von Schub­ kräften zum Antrieb von Flugkörpern, Fluggeräten oder sonstigen Fahrzeugen auf der Basis von Reaktions­ antrieben sind bekannt. Um dem Gesetz von Aktion und Reaktion zu genügen, muß z. B. ein Flugkörper eine Schubkraft erhalten, die der den beschleunigten Gasmassen erteilten Kraft gleich und entgegengesetzt gerichtet ist.

Bei diesen bisher bekannten Schuberzeugern findet eine Verbrennung des Treibstoffes statt, um den chemisch-thermischen Energiegehalt für die Er­ zeugung der Schubkraft zu nutzen.

Bekannt sind ferner elektrothermische Plasmaantriebe, bei denen leitfähiges Gas aufgeheizt wird, bis Ionisation der Gasmoleküle bzw. Atome eintritt. Das Gas wird dann auf extrem hohe Ge­ schwindigkeit beschleunigt, um eine Schubwirkung zu erzeugen.

Schließlich sind noch elektrostatische Triebwerke zu erwähnen, bei denen der Antriebsstrahl in einem elektrostatischen Feld sehr stark beschleunigt wird.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine freie Schubkraft ohne die Nutzung der kinetischen Energie von Gasstrahlen durch eine geeignete Vorrichtung zu erzeugen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, hierzu die Flieh­ kraftwirkung rotierender Massen zu benutzen. Es ist bekannt, daß eine kreisförmig um ein Be­ wegungszentrum gleichförmig bewegte Masse eine konstante Fliehkraft erzeugt, deren Richtung sich während eines Umlaufes ändert und durch die Verbindungslinie zwischen Bewegungszentrum und Masse gekennzeichnet ist.

Um die Fliehkraft als freie Schubkraft mit gleich­ bleibender Wirklinie in einer definierten Wirkungs­ ebene zu nutzen, sieht die Erfindung vor, daß während eines Umlaufes der Masse M₁ mit Hilfe einer variablen Kurbellänge die Winkelgeschwindigkeit W₁ in geeigneter Weise vergrößert und anschließend wieder verkleinert wird, so daß in den vorgewählten Segmenten größere bzw. kleinere Fliehkräfte produ­ ziert werden.

In der Zeichnung Fig. 1 ist für ein System S₁ eine Einrichtung dargestellt, mit der die zuvor geschilderten Änderungen der Winkelgeschwindigkeit W₁ der umlaufenden Masse M₁ erzielt werden können.

Die Antriebskurbelstange K₀₁, in der beispielsweise eine schlitzartige Führung vorgesehen ist, wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit W₀ angetrieben. Im Zentrum A₁ ist eine weitere Kurbelstange D₁ ge­ lagert, an deren Ende die Masse M₁ befestigt ist. In der Darstellung ist außerdem eine zweite Kurbel­ stange D₂ gezeichnet, an der die Masse M₂ befestigt ist.

Die Massen M₁ und M₂ werden über geeignet gelagerte Zapfen Z₁, Z₂, die beispielsweise in den Führungs­ schlitz der Antriebskurbelstange K₀₁ eingreifen, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten U _v1, U _v2 um das Zentrum A₁ bewegt.

Aus Fig. 2 geht hervor, wie sich beim Ausführungsbeispiel dabei die Winkelgeschwindigkeiten W₁, W₂ der Massen M₁, M₂ während eines Umlaufes verändern. Natürlich ergeben sich bei anderen geometrischen An­ nahmen als beim Ausführungsbeispiel auch andere Änderungen der betrachteten Winkelgeschwindigkeiten.

Aus den dargestellten, durch die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung resultierenden Änderungen der Winkelgeschwindigkeiten resultieren entsprechende Änderungen der Fliehkräfte F.

Wenn durch eine geeignete Vorrichtung (z. B. Schienen "S") die während eines Umlaufes auf­ tretenden horizontalen Fliehkraftkomponenten aufgenommen werden, so ergibt sich eine in Richtung +A resultierende Schubkraft, herrührend aus den wirksamen Fliehkraftkomponenten F _A .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Systeme S₁ und S₂, wie in Fig. 1 dargestellt und beschrieben, in einer Ebene angeordnet, die jedoch gegenläufig betrieben werden. Hierdurch werden die horizontalen Fliehkraftkompo­ nenten jeweils aufgehoben und es ergeben sich in Richtung ±A wirksame Fliehkräfte, etwa entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Verlauf.

Aus dieser Darstellung (Fig. 4) kann beispielsweise für eine Umdrehung die jeweils in Richtung +A bzw. -A wirksame Schubkraft entnommen werden. Man erkennt hieraus bereits, daß die positive Schubkraft bei diesem Ausführungsbeispiel und bei dieser gegenläufigen Anordnung zweier Systeme überwiegen, somit eine Kraftwirkung in Richtung +A resultiert.

Erwähnt sei, daß natürlich auch erfindungsgemäß eine koaxiale Anordnung solcher gegenläufiger Systeme ausgeführt werden kann.

Aufgrund der beim Umlauf der Massen M₁, M₂ ... M _i auftretenden Geschwindigkeitsänderungen treten auch Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte in Erscheinung, deren Wirkung in Schubrichtung, die durch die Fliehkräfte erzeugte Schubkraft verringert und die berücksichtigt werden muß.

Schließlich sind im Ausführungsbeispiel bei den dargestellten Zeichnungen der Erfindung jeweils in jedem System nur 2 Massen M₁, M₂ dargestellt.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Massen auch in geeigneter Weise mittels einer kreisförmigen Führungseinrichtung beweglich um das Zentrum A₁ angeordnet sein können und daß ihr Antrieb entweder durch die oben bezeichneten Antriebskurbel­ stangen K₀ oder aber beispielsweise mittels Linear­ kugelführungskomponenten erfolgt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine beliebige Anzahl von Massen M₁, M₂ ... M _i in den für die Vor­ richtung verwendeten Systeme S₁, S₂ ... S _i ange­ ordnet und in der beschriebenen Weise angetrieben werden können.

Die Synchronisation der Systeme z. B. S₁ und S₂ kann mechanisch (z. B. durch Zahnräder, Zahnriemen etc.) oder elektronisch (z. B. Synchronmotore) erfolgen.

Claims (15)

1. Schubantriebsgerät zur Erzeugung von Schub­ kräften zum Antrieb von Flugkörpern, Fluggeräten oder sonstigen Fahrzeugen unter Nutzung konventioneller Kraftmaschinen wie z. B. Elektromotore, Verbrennungsmotore, Gasturbinen, solar­ elektrische Antriebe usw., bestehend aus mindestens einem System (S₁), dadurch gekennzeichnet, daß die Schubkräfte durch die Fliehkraftwirkung der darin um das Bewegungszentrum (A₁) rotierenden Massen entstehen.

2. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System (S₁) eine Antriebskurbel gleichförmig umläuft und dabei eine oder mehrere in dem Bewegungszentrum (A₁) gelagerte Massen in Bewegung versetzt.

3. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem System (S₁) umlaufende Antriebskurbel mit einem vom Umlaufwinkel abhängigen, veränderlichen Übersetzungsverhältnis die um das Bewegungszentrum A₁ kreisenden Massenkurbel bewegt und damit eine vom Umlaufwinkel ab­ hängig variable Winkelgeschwindigkeit (W₁) produziert.

4. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System (S₁) die Exzentrizität der Bewegungszentren (A₁, A₀) mit im Bereich optimiert werden kann.

5. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System (S₁) die Antriebskurbeln mit einer Schlitzführung zur Aufnahme der an den Massen M _ÿ angebrachten Antriebszapfen Z _ÿ versehen sind.

6. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System (S₁) die Antriebskurbeln mit Linearkugelführungen zur Aufnahme der an den Massen M _ÿ angeordneten Antriebszapfen Z _ÿ versehen sind.

7. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einem System (S₁) die bewegten Massen M _ÿ auf einer kreisförmigen Führungseinrichtung um das Bewegungszentrum A₁ angeordnet sein können.

8. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens 2 Systeme (S₁, S₂) verwendet werden, die jedoch gegenläufig betrieben werden.

9. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme (S₁, S₂ ... S _i ) jeweils in einer Ebene angeordnet sind.

10. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme (S₁, S₂ ... S _i ) jeweils koaxial ange­ ordnet sind.

11. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Systeme (S₁, S₂ ... S _i ) sowohl in einer Ebene wie auch koaxial angeordnet sind.

12. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Systeme (S₁, S₂ ... S _i ) mechanisch (z. B. durch Zahnräder, Zahnriemen etc.) oder elektronisch (z. B. Synchronometer) synchronisiert wird.

13. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität (a₁) der Bewegungszentren (A₁, A₀) im Stillstand und während des Laufes verändert werden kann.

14. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskurbeln der Systeme (S₁, S₂ ... S _i ) mittels elektromagnetischer Komponenten die in den Bewegungszentren (A₁, A₂ ... A _k ) gelagerten Massen bewegen und dabei eine vom Umlauf­ winkel abhängige, variable Winkelgeschwindigkeit produzieren.

15. Schubantriebsgerät nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Antriebskurbeln umlaufende Scheiben in Verbindung mit elektromagnetischen Komponenten oder mit schlitzartigen Führungen versehen, verwendet werden, um die in den Bewegungszentren (A₁, A₂ ... A _k ) ge­ lagerten Massen in Bewegung zu setzen.