DE3740853A1 - Flugobjekt zum einsammeln von sonnenstrahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugobjekt zum Einsammeln von Sonnenstrahlung, das mit einer Solarkollektorvorrichtung zum Durchführen einer medizinischen Behandlung, zur Durchführung von Experimenten oder ähnlichen Zwecken ausgestattet ist.

Eine zuvor vom selben Anmelder beschriebene automatische Solarkollektorvorrichtung besitzt einen zylindrischen Sockel und einen durchsichtigen kuppelförmigen Kopfteil. Der Sockel und der Kopfteil bilden eine Kapsel, in der die Sonnenkollektoranordnung untergebracht wird.

Die Sonnenkollektoranordnung weist eine große Anzahl optischer Linsen auf, z.B. 19 Linsen, mit denen Sonnenstrahlung fokussiert werden kann. Ein Lichtstrahlenrichtungssensor erfaßt die Richtung der Sonne. Auf einem Tragrahmen sind die Linsen und der Sensor gemeinsam angeordnet. Mit einem ersten Motor können diese Teile um eine Drehwelle (eine horizontal ausgerichtete Welle) gedreht werden. Ein Tragarm trägt die zuvor erwähnten Elemente mit den Linsen und dem Motor. Es ist auch eine weitere Drehwelle vorhanden, die vertikal gerichtet ist und die Drehwelle des vorher erwähnten Motors senkrecht überschneidet. Mit einem zweiten Motor kann die vertikal angeordnete Welle in Drehung versetzt werden. Der Richtungssensor mißt die Ausrichtung der Sonne. Der erste und zweite Motor wird nun so gesteuert, daß die Linsen immer auf die Sonne gerichtet sind.

Lichtempfangende Enden eines optischen Leiterkabels sind im Fokus der Linsen angeordnet, so daß die Lichtstrahlung in das optische Leiterkabel eingekoppelt und durch das optische Leiterkabel hindurch an einen jeweils gewünschten Ort übertragen werden.

Der Anmelder hat auch bereits eine Sonnenbestrahlungsvorrichtung zum Einsatz in der medizinischen Behandlung vorgeschlagen, wobei nur sichtbare Lichtstrahlung, also keine UV- und Infrarotstrahlung in ein optisches Leiterkabel eingekoppelt wird. Dies wird erreicht, indem man das lichtempfangende Ende des optischen Leiterkabels entsprechend mit dem Fokus der Linsen abstimmt, so daß nur die sichtbaren Lichtstrahlen eingekoppelt werden. Mit den sichtbaren Lichtstrahlen werden dann lebende Körper bestrahlt, um so das allgemeine Wohlbefinden zu steigern, um beispielsweise auch ein frühzeitiges Altern der Haut zu verhindern und weiterhin um Heilwirkung bei Krankheiten wie Arthritis, Neuralgien, Bettlägrigkeit, Rheumatismus, Verbrennungswunden, Hauterkrankungen, Verletzungswunden, Knochenbruchwunden od.dgl. zu erzielen und insbesondere auch um eine Schmerzlinderung bei diesen Krankheiten zu erreichen.

Die zuvor erwähnte Sonnenbestrahlungsanordnung kann also in der Medizin die nutzbringenden und vorteilhaften Wirkungen der Sonnenstrahlung verwenden, sie kann außerdem die physiologische Bedeutung der sichtbaren Lichtstrahlung, die im Sonnenlicht enthalten ist, nutzbringend für die Durchführung der medizinischen Behandlung, zur Verhinderung von Krankheiten in Fällen der Medizin und auch in den hochentwickelten Gebieten der Landwirtschaftstechnologie und auch der Biotechnologie nutzbar machen. Jedoch bestehen Schwierigkeiten im Hinblick auf die Wetterabhängigkeit, weil die Sonnenstrahlenenergie während Schlechtwetterphasen dann mit dieser Vorrichtung nicht nutzbar eingesetzt werden kann. Die Sonnenstrahlung ist dann nämlich durch Bewölkungsschichten abgeblockt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Flugobjekt zu schaffen, mit dem Sonnenstrahlung eingesammelt werden kann, indem am Flugobjekt eine Sonnenkollektorvorrichtung angeordnet ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Flugobjekt zu schaffen, das über Wolkenschichten aufsteigen kann um günstige Umgebungsbedingungen zum Sammeln von Sonnenstrahlung zu schaffen. Weiterhin will die Erfindung ein Flugobjekt schaffen, das mit einer Hilfsflugeinrichtung ausgestattet ist, so daß das Flugobjekt in großer Höhe über lange Zeiträume unter nur sehr geringem Treibstoffverbrauch fliegen kann. Schließlich will die Erfindung ein Flugobjekt schaffen, mit dem ein an Erkrankungen leidender Patient, beispielsweise ein an Arthritis erkrankter Patient, unabhängig von den Wetterbedingungen auf der Erde mit Sonnenstrahlung behandelt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Flugobjekt mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Sonnenkollektorvorrichtung,

Fig. 2 ist die Ansicht eines Fluggeräts, mit dem gemäß der Erfindung Sonnenstrahlung eingefangen werden kann,

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des Fluggeräts,

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems zum Steuern des Flugobjekts nach der Erfindung.

Fig. 1 erläutert ein Ausführungsbeispiel einer Kapsel, die mit einer Sonnenstrahlensammelanordnung ausgestattet ist, wie sie zuvor vom Anmelder bereits beschrieben worden ist. Fig. 1 bezeichnet einen zylindrischen Sockelteil, 2 einen durchscheinenden kuppelförmigen Kopfbereich und 3 eine Kapsel, in der eine Sonnenkollektoranordnung untergebracht ist und die aus dem Sockel 1 und dem Kopfteil besteht. Wenn die Vorrichtung 10 in Fig. 4 angedeutet betrieben wird, befindet sich in der Kapsel 3 die Sonnenkollektoranordnung 10.

Der Sonnenkollektor 10 umfaßt eine große Anzahl von Linsen (z.B. 19 Linsen) 11, mit denen Sonnenstrahlung fokussiert werden kann. Ein Richtungssensor 12 erfaßt die Richtung der Sonne. Ein Tragrahmen 13 trägt die Linsen 11 und den Sensor 12. Über einen ersten Motor 14 können diese Elemente in Richtung des Pfeiles A in Drehung versetzt werden, wobei der Haltearm 15 die Linsen 11 und den Motor 14 hält. Desweiteren ist eine Drehwelle 16 so angeordnet, daß sie senkrecht zur Drehwelle des Motors 14 steht. Ein zweiter Motor (in Fig. 1 nicht gezeigt), kann diese Drehwelle 16 in Richtung des Pfeiles B drehen.

Der Sensor 12 erfaßt die Richtung der Sonne. Über das Erfassungssignal des Detektors werden der erste und der zweite Motor so gesteuert, daß die Linsen 11 zur Sonne weisen. Die von den Linsen 11 fokussierten Sonnenstrahlen werden in das in Fig. 1 nicht gezeigte optische Leiterkabel eingekoppelt, wobei das Licht aufnehmende Ende dieses Kabels im Fokus der Linsen 11 liegt. Die durch das Kabel hindurch übertragenen Sonnenstrahlen können dann an jeweils gewünschte Stellen weitergeleitet werden.

Der Anmelder hat auch bereits eine Sonnenbestrahlungsvorrichtung zur medizinischen Behandlung vorgeschlagen, mit der nur sichtbare Lichtstrahlung, die keine UV- oder Infrarotstrahlung enthält, in das optische Leiterkabel eingekoppelt wird, indem das lichtempfangende Ende des optischen Leiterkabels entsprechend im Ort des Fokus der Linsen positioniert wird, so daß dann nur sichtbare Lichtstrahlung auf die Bereiche eines lebenden Körpers gerichtet werden, um so die Lebensbedingungen des Körpers zu verbessern, oder um beispielsweise eine vorzeitige Alterung der menschlichen Haut zu unterbinden. Weiterhin können mit diesen Strahlen dann Behandlungen bei Arthritis, Neuralgien, Bettlägrigkeit, Rheumatismus, Verbrennungswunden, Hauterkrankungen, Verletzungswunden, Knochenfrakturwunden od.dgl. durchgeführt werden. Schließlich können diese Strahlen auch zur Schmerzlinderung bei diesen Krankheiten verwendet werden.

Die oben beschriebene Bestrahlungsvorrichtung verwendet zur medizinischen Behandlung die vorteilhaften Auswirkungen der Sonnenstrahlenlichtenergie. Diese ersichtbare Lichtstrahlung, wie sie im Sonnenlicht enthalten ist, kann auch physiologisch zur Durchführung medizinischer Behandlung oder zur Heilung von Krankheiten oder zum Vorbeugen gegen verschiedene Krankheiten im Gebiet der Medizin eingesetzt werden und sie kann aber auch auf dem Gebiet der Landwirtschaftstechnologie oder der Biotechnologie verwendet werden. In jedem Fall besteht insofern ein Problem, als daß die Vorrichtung von den Wetterbedingungen abhängig ist, weil sie Sonnenstrahlung verwendet. Während Schlechtwetterperioden ist es nicht möglich, die Sonnenstrahlung wirksam auszunützen, weil dann Bewölkungsschichten die Sonnenstrahlen ausblenden.

In Fig. 2 ist die Ansicht eines Fluggeräts gezeigt, mit dem nach der Erfindung Sonnenstrahlen gesammelt werden können. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht dieses Fluggeräts.

In Fig. 2 und 3 bezeichnet 21 den eigentlichen Fluggkörper. Der Flugkörper 21 ist z.B. so gebaut, daß er einen geringen Luftwiderstand hat und besteht z.B. aus einem Kunstharzverbundmaterial und hat die Form einer flachen Scheibe mit einer Eincockpitkonstruktion. Am Außenumfang der Maschine 21 sind mehrere Steuer- und Vortriebseinrichtungen, bestehend aus einer Maschine 22 und einem Propeller 23 mit Verbindungsarmen 24 angebracht, wobei die Drehwelle der entsprechenden Maschinen 22 und der Propeller 23 bezüglich der Maschinenfläche verdrehbar sind (im Folgenden wird der Propeller mit dem Bezugszeichen 23 bezeichnet, das sich auf die Bezugszeichen 23 a, 23 b und 23 c bezieht). Wenn das Flugobjekt startet, ist der Propeller 23 parallel zur Maschinenoberfläche 21 wie in Fig. 3 gezeigt, ausgerichtet. Das Flugzeug kann daher senkrecht durch Antrieb mittels des Propellers 23 starten. Wenn der Propeller 23 verdreht wird, so daß er seine Lage verändert, wird eine horizontale Vortriebskraft erzeugt, so daß das Flugobjekt auch in horizontaler Richtung fliegen kann. Wenn z.B. wie in Fig. 2 gezeigt, der Propeller 23 a in der Richtung des Pfeiles A, der Propeller 23 b in Richtung des Pfeiles B und der Propeller 23 c in Richtung des Pfeiles C ausgerichtet ist, und wenn weiter der Propeller 23 c in einer Richtung entgegensetzt zu der der Propeller 23 a, 23 b dreht, kann das Flugobjekt in Richtung des Pfeiles d fliegen. Die Fluggeschwindigkeit des Flugobjekts kann verändert werden, indem man die horizontale Antriebskraft des Propellers 23 entsprechend verändert. Eine Vortriebsdüse 28 ist an der unteren Fläche des Flugobjektkörpers 21 in horizontaler Richtung angebracht, um so die Fluggeschwindigkeit des Flugobjekts zu erhöhen. Da durch die Drehung der Propeller 23 eine Gegenkraft auftritt, die die Maschine 21 in eine Drehbewegung versetzt, ist ein Propellermechanismus 25 vorgesehen, um das Flugobjekt im Hinblick auf die Drehbewegung zu stabilisieren. Dieser Propellermechanismus 25 erzeugt ein Drehmoment, das der Drehbewegungskraft der Maschine 21 entspricht. Der Propellermechanismus ist am äußeren Umfang der Maschine 21 so angeordnet, daß er eine Vortriebskraft in Richtung des Außenumfangs bewirkt. Wenn mehrere Gleit- und Antriebseinrichtungen vorhanden sind, dann wird das Gleichgewicht der Drehbewegung der Maschine 21 durch Umdrehen der Drehrichtung des Propellers 23 hergestellt. Es ist daher ausreichend, einen Rotationsstabilisierungsmechanismus und einen Propellermechanismus 25 mit einer kleinen Auslegung zu verwenden. Die zuvor beschriebene Flug- und Antriebseinrichtung verwendet einen Propeller 23, es ist aber auch möglich, einen Turbopropmechanismus in ähnlicher Weise einzusetzen. In Fig. 2 bezeichnet 27 einen Fuß. Mehrere solcher Füße bzw. Stützen 27 sind an der Maschine 21 vorgesehen und zwar in gleichförmigen Abständen am Umfang verteilt. Wenn das Flugobjekt gestartet wird, werden diese Stützen 27 in den Maschinenkörper 21 eingezogen.

Nach der Erfindung sind Sonnenkollektoreinrichtungen 10 in im wesentlichen gleichen Intervallen auf der oberen Fläche des Flugobjekts wie zuvor erwähnt angeordnet. Die wirksamen Wellenlängenanteile, z.B. die sichtbare Lichtstrahlung der Gesamtsonnenstrahlung wird mit den Kollektoren 10 gesammelt und durch ein optisches Leiterkabel auf eine Lichtbestrahlungseinrichtung, die in der Maschine 21 untergebracht ist, weitergeleitet. Die auf diese Art und Weise übertragene Strahlung wird auf ein Zielobjekt gerichtet, z.B. eine Hautfläche eines Patienten. Hierzu wird die Lichtbestrahlungseinrichtung eingesetzt. Das Flugobjekt wird in die Luft bis auf eine solche Höhe bewegt, in der die Sonnenstrahlung nicht mehr durch Wolkenschichten unterbrochen ist. Dies geschieht mit Hilfe des Propellers 23, der Vortriebsdüse 28 oder einer ähnlichen Antriebsvorrichtung, so daß in dem Flugobjekt eine wirksame Bestrahlung mit Sonnenlicht durchgeführt werden kann. Im Hinblick auf das Gleiten des Flugobjekts kann es wünschenswert sein, daß jede Gleiteinrichtung unter Gleichgewichtsbedingungen wirkt, so daß die Maschine 21 horizontal in einer stabilen Lage gehalten werden kann. Um dies zu erreichen, wird die Drehzahl des Motors, die Drehrichtung und dergleichen mehr so beim Beginn eines Horizontalfluges auf den entsprechenden Zielraum eingestellt.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Steuersystems, mit dem das Flugobjekt, wie beschrieben, gelenkt werden kann. Das Blockdiagramm zeigt eine Steuervorrichtung 100, einen Schalter 101, eine Veränderungseinrichtung zum Verändern der aerodynamischen Kraft 102 des Fluggeräts und einen Sensor 103. Wenn die Kräfte, die von den entsprechenden Antriebseinrichtungen 22 und 23 erzeugt werden, beim Horizontalflug nicht gleichförmig sind, erzeugt die Horizontalwelle des Fluggerätekörpers 21 eine Drehbewegung gegenüber der Bodenfläche. Eine solche Drehbewegung wird z.B. als Eingang zum Sensor 103 erfaßt, der beispielsweise ein Reisekompaß sein kann od.dgl. Diese Drehkraft wird als Ausgabe eines Präzisionsdrehkraftsignals des Kreiselkompasses erhalten. Auf diese Art und Weise wird die Abweichung von der Horizontallage an die Steuervorrichtung 100 eingegeben und es wird ein Steuersignal an das Betätigungselement 101 zum Antrieb eines Drosselventils der Maschine 22 od.dgl. weitergegeben (im Falle der Fig. 2 und 3 sind drei Drosselventile am Flugobjekt vorhanden, weil drei Motoren vorgesehen sind). Die Maschine 22 wird über das Drosselventil auf der Basis des Hilfsbefehlsignals gesteuert. Der Veränderungsbetrag 102 der aerodynamischen Kraft der Maschine 21, die sich als Ergebnis des Antriebs der Maschine 22 einstellt, wird vom Sensor 103 als ein Positionssignal für die Maschine 21 erfaßt. Das erfaßte Signal wird an den Regelkreis 100 gegeben. Auf diese Art und Weise wird ein geschlossener Regelkreis gebildet, so daß die Drosselventilöffnung entsprechend verändert werden kann.

Beim Horizontalflug wird das Objekt ebenfalls auf der Basis eines ähnlichen Regelkreises gesteuert. Wenn das Flugobjekt horizontal fliegt und am Zielort ankommt, wird eine Öffnung 21 geöffnet, durch die ein in der Maschine 21 vorgesehener Ballon 90 in den Raum außerhalb der Maschine 29 gebracht wird. Im Ballon 90 ist Heliumgas, das unter Verwendung von Fig. 2 nicht dargestellten Flüssighelium- Vorratsbehälter eingefüllt wird, dicht eingeschlossen, so daß das Objekt in der Luft fliegt. Der erwähnte Ballon 90 wird zum Zwecke des Senkens der Treibstoffe für die Maschine 22 eingesetzt. Das Flugobjekt kann auf diese Art und Weise lange Flugzeiten erreichen, indem so ein Ballon als Hilfsflugeinrichtung anstelle der Maschine 22 verwendet wird. 31 bezeichnet den Bedienungssitz. Mit dieser Vorrichtung kann eine Sonnenbestrahlung zur Erreichung der eingangs erwähnten Ziele der Erfindung durchgeführt werden.

Wie zuvor erwähnt, wird das erfindungsgemäße Flugobjekt mit einer Sonnenkollektoranordnung ausgestattet, so daß diese Anordnung in der Lage ist, immer über Wolken zu sein und daher effektiv Sonnenstrahlen einsammeln kann. Da der mit Helium gefüllte Ballon als Hilfsauftriebseinrichtung verwendet wird, kann das Flugobjekt in großen Höhen über lange Zeiträume verbleiben und verbraucht dennoch nur sehr wenig Treibstoff. Ein an einer Krankheit, beispielsweise Arthritis leidender Patient, kann so in die Luft in große Höhen gebracht werden und kann so wirksam Sonnenstrahlung ausgesetzt werden. Am Boden könnte eine solche Sonnenbestrahlung bei Bewölkung oder an regnerischen Tagen nicht durchgeführt werden. In großen Höhen läßt sich dagegen eine solche Behandlung unabhängig vom jeweiligen Wetter durchführen.

Claims (2)

1. Flugobjekt zum Sammeln von Sonnenstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugobjekt einen scheibenförmigen Maschinenflugkörper (21) umfaßt, der mit mehreren Flug­ und Antriebseinrichtungen an seinem Außenumfang ausgestattet ist, wobei das Flugobjekt seine Fluglage erfassen kann und diese Lage mit Hilfe der mehreren Flug­ und Antriebseinrichtungen konstant halten kann und wobei das Flugobjekt eine Sonnenkollektoranordnung aufweist, die mit Sonnenstrahlensammellinsen ausgestattet ist, und die in dem Flugobjekt untergebracht ist, wobei die von der Sonnenstrahlenkollektoreinrichtung gesammelten Sonnenstrahlen durch ein optisches Leiterkabel in das Flugobjekt hinein weitergeleitet werden.

2. Flugobjekt zum Sammeln von Sonnenstrahlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugobjekt mit einem Heliumgas dicht einschließenden Ballon ausgestattet ist, der das Flugobjekt in einer bestimmmen Höhe hält, nachdem das Flugobjekt bis zu dieser bestimmten Höhe gestiegen ist und wobei das in dem Ballon eingeschlossene Heliumgas im Zustand eines aus Flüssighelium verdampften Gases ist.