DE3830928A1 - Thrust drive system - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
Abstract
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 für diese Vortriebswirkung eine Abstützung auf Trägermassen außerhalb des bewegten Körpers erforderlich ist.The invention relates to a device that under Use of conventional engines such as B. Electric motors, internal combustion engines, gas turbines, Solar electric drives etc. have a free thrust generated with the missile, aircraft or other Vehicles can be accelerated or moved, without any support for this propelling effect on carrier masses outside the moving body is required.
Demnach ist auch die Einsatzmöglichkeit innerhalb und außerhalb der Atmosphäre gegeben.Accordingly, the application is also within and given outside of the atmosphere.
Geräte und Vorrichtungen zur Erzeugung von Schubkräften zum Antrieb von Flugkörpern, Fluggeräten oder sonstigen Fahrzeugen auf der Basis von Reaktionsantrieben 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.Devices and devices for generating thrust to propel missiles, aircraft or other vehicles based on reaction drives are known. To the law of action and Satisfying reaction must, for. B. a missile Get thrust that the accelerated Masses of gas gave the same and opposite force is directed.
Bei diesen bisher bekannten Schuberzeugern findet eine Verbrennung des Treibstoffes statt, um den chemisch-thermischen Energiegehalt für die Erzeugung der Schubkraft zu nutzen. In these previously known thrust generators combustion of the fuel takes place around the chemical-thermal energy content for generation to use the thrust.
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 Geschwindigkeit beschleunigt, um eine Schubwirkung zu erzeugen.Electrothermal plasma drives are also known, where conductive gas is heated until ionization of the gas molecules or atoms entry. The gas will then go to extremely high speed accelerates to a thrust to create.
Schließlich sind noch elektrostatische Triebwerke zu erwähnen, bei denen der Antriebsstrahl in einem elektrostatischen Feld sehr stark beschleunigt wird.Finally, there are electrostatic engines to mention where the drive beam accelerated very strongly in an electrostatic field becomes.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine freie Schubkraft ohne die Nutzung der kinetischen Energie von Gasstrahlen durch eine geeignete Vorrichtung zu erzeugen.The innovation is based on the task, one free thrust without the use of kinetic Energy from gas jets by a suitable device to create.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, hierzu die Kraftwirkungen umlaufender Massen zu nutzen, die jeweils gleichzeitig zwei Impulsen ausgesetzt sind, nämlich der Fliehkraft und den Massenträgheitskräfte, zufolge der beim Umlauf aufgeprägten Beschleunigungen bzw. Verzögerungen.According to the invention, the force effects are provided for this circulating masses to use, each are exposed to two pulses at the same time, namely centrifugal force and inertia the accelerations impressed during the circulation or delays.
Es ist bekannt, daß eine kreisförmig um ein Bewegungszentrum gleichförmig bewegte Masse, eine konstante Fliehkraft erzeugt, deren Richtung sich während eines Umlaufes ständig ändert und durch die Verbindungslinie zwischen Bewegungszentrum und Masse gekennzeichnet ist.It is known to be circular around a movement center uniformly moving mass, produces a constant centrifugal force whose direction changes constantly during a round and through the connecting line between the movement center and mass is marked.
Um die Fliehkraft als freie Schubkraft mit gleichbleibender Wirklinie in einer definierten Wirkungsebene zu nutzen, sieht die Erfindung vor, daß während eines Umlaufes der Massen 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 produziert werden. Dabei treten gleichzeitig zufolge der Geschwindigkeitsänderungen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte in Erscheinung, deren Wirkung in Schubrichtung die durch die Fliehkräfte erzeugten Schubkräfte verringern.In order to use the centrifugal force as a free thrust with a constant line of action in a defined plane of action, the invention provides that during a revolution of the masses with a variable crank length, the angular velocity W ₁ is increased in a suitable manner and then reduced again, so that in the preselected segments larger or smaller centrifugal forces are produced. At the same time, acceleration or deceleration forces appear due to the changes in speed, the effect of which in the direction of thrust reduces the thrust forces generated by the centrifugal forces.
Wegen der gegenläufigen Anordnung von mindestens zwei synchron bewegten Massensystemen, werden die Komponenten der Flieh- und Massenträgheitskräfte, deren Kraftrichtung von der Hauptschubrichtung abweichen, kompensiert.Because of the opposite arrangement of at least two synchronously moving mass systems, the Components of centrifugal and inertial forces, their direction of force from the main thrust direction deviate, compensated.
In Fig. 4 ist die Änderung der Bewegungsgrößen herrührend sowohl von der Fliehkraft wie auch von der Massenträgheitskraft als Funktion vom Umlaufwinkel γ₁ = f(t) grafisch dargestellt. Die entsprechenden Flächen (Zeitintegrale) sind aufgrund der Gegenläufigkeit der rotierenden Massen und der Vektorcharakteristik der zugehörigen Trägheitskraftwirkungen F A und F TA nicht gleich groß, sondern es ergibt sich eine Überschußfläche in Schubrichtung, deren Größe u. a. von der relativen Exzentrizität (e/r) abhängt.In Fig. 4, the change in the motion quantities resulting from both the centrifugal force and the inertial force as a function of the circumferential angle γ ₁ = f (t) is shown graphically. The corresponding areas (time integrals) are not the same size due to the opposing nature of the rotating masses and the vector characteristics of the associated inertial force effects F A and F TA , but there is an excess area in the direction of thrust, the size of which depends, among other things, on the relative eccentricity (e / r) .
Hierzu wird auch auf die math. Ableitungen der beiden Kraftkomponenten F A und F TA verwiesen (S. 6, 7). For this, the math. Derivatives of the two force components F A and F TA are referenced (pp. 6, 7).
In Fig. 1 ist für ein System S₁ eine Einrichtung dargestellt, mit welcher die Änderungen der Winkelgeschwindigkeit W der umlaufenden Massenkörper 2, 2′ erzielt werden können.In Fig. 1, a device is shown for a system S ₁ with which the changes in the angular velocity W of the rotating mass body 2, 2 ' can be achieved.
Die antriebbaren Führungskurbeln F₁, F₂ besitzen beispielsweise eine schlitzartige Führung 4 für die Massenkörper und werden mit einer Winkelgeschwindigkeit W₂ angetrieben und sind im Zentrum Z drehbar gelagert.The driven guide cranks F ₁, F ₂ have, for example, a slot-like guide 4 for the mass body and are driven at an angular velocity W ₂ and are rotatably supported in the center Z.
Im Drehzentrum E sind Kurbelarme 3, 3′ gelagert, an deren Enden die Massenkörper 2, 2′ befestigt sind.In the center of rotation E crank arms 3, 3 'are mounted, at the ends of the mass body 2, 2' are attached.
Die Massenkörper werden z. B. über Führungszapfen im Führungsschlitz 4 der Führungskurbeln F₁, F₂ radial geführt und können mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten U₁ um das Zentrum E bewegt werden.The mass body z. B. radially guided via guide pins in the guide slot 4 of the guide cranks F ₁, F ₂ and can be moved around the center E at different speeds U ₁.
Während eines Umlaufes ändert sich dabei die Winkelgeschwindigkeit W₁ der Massenkörper, woraus entsprechende Änderungen der Fliehkräfte resultieren (s. Fig. 2).During a revolution, the angular velocity W ₁ of the mass body changes, which results in corresponding changes in the centrifugal forces (see FIG. 2).
Werden zwei gleichartige Systeme S₁, wie in Fig. 3 dargestellt und beschrieben, in einer Ebene angeordnet, jedoch gegenläufig betrieben, so werden die horizontalen Fliehkraftkomponenten jeweils aufgehoben und es ergeben sich zweimal gleich große, in Richtung ±A wirksame Fliehkräfte = Schubkräfte.If two similar systems S ₁, as shown in Fig. 3 and described, arranged in one plane, but operated in opposite directions, the horizontal centrifugal force components are each canceled and there are twice equal centrifugal forces effective in the direction ± A = thrust forces.
Unter Zugrundelegung der in Fig. 1 bezeichneten Winkel γ₁, γ₂, Δγ eines Systems S₁ mit der Exzentizität e, sowie den Radien R, r der Führungskurbel F₂ und des Kurbelarmes 3, kann der Verlauf der Fliehkraftkomponente F A für einen Massenkörper 2 während eines Umlaufes der Führungskurbeln, wie folgt (dimensionslos) berechnet werden:On the basis of the angle indicated in Fig. 1 γ ₁, ₂, Δγ γ of a system S ₁ with the eccentricity e, and the radii R, r of the guide crank F ₂ and the crank arm 3, the profile of the centrifugal force component F A can for a mass body 2 during one revolution of the guide cranks, are calculated as follows (dimensionless):
wobeiin which
m = Masse
W₂ = Winkelgeschwindigkeit der Führungskurbeln
r = Kurbelarm
e = Exzentrizität m = mass
W ₂ = angular velocity of the guide cranks
r = crank arm
e = eccentricity
Bereich 0° < γ₂ < 180° und 180° < γ₂ < 360°Range 0 ° < γ ₂ <180 ° and 180 ° < γ ₂ <360 °
Der Verlauf der Fliehkraftkomponente F A für einen weiteren Massenkörper 2′, der an der Führungskurbel F₂ bewegt wird, ist um den Winkel ϕ, welcher zwischen den beiden Führungskurbeln gegeben ist, zeitlich versetzt.The course of the centrifugal force component F A for a further mass body 2 ' , which is moved on the guide crank F ₂, is offset in time by the angle ϕ , which is given between the two guide cranks.
Erwähnt sei, daß natürlich auch eine koaxiale Anordnung solcher gegenläufiger Systeme ausgeführt werden kann. It should be mentioned that of course also a coaxial Arrangement of such opposing systems executed can be.
Wegen der gegenläufigen Anordnung der Systeme S₁, S₂ sind auch bei den Trägheitskräften, die bei den Geschwindigkeitsänderungen während eines Umlaufes der Masse "m" auftreten, nur die in Schubrichtung ±A wirksamen Komponenten F TA dieser Kräfte zu berücksichtigen.Because of the opposing arrangement of the systems S ₁, S ₂, only the components F TA of these forces which are effective in the direction of thrust ± A have to be taken into account for the inertial forces which occur during the speed changes during a revolution of the mass "m" .
Für diese Kraftwirkung gilt der Ansatz:The approach applies to this force effect:
F TA = a₂ × sin γ₂ × m F TA = a ₂ × sin γ ₂ × m
wobeiin which
a₂ = Bahnbeschleunigung (m/sek²) a ₂ = path acceleration (m / sec²)
Die Kreisbewegung der Führungskurbeln ist
W₂ = konst, die UmlaufzeitThe circular motion of the guide cranks is
W ₂ = const, the orbital period
Es resultiertIt results
mitWith
U₂ (q₂) = W₂ (r · cos Δγ + e · cos γ₂) U ₂ ( q ₂) = W ₂ ( r · cos Δγ + e · cos γ ₂)
undand
Die weitere Ausrechnung ergibt:The further calculation shows:
Damit können die Komponenten der Beschleunigungs/Verzögerungskräfte F TA für die Ausführung mit geraden Führungskurbeln F₁, F₂ berechnet werden.The components of the acceleration / deceleration forces F TA can thus be calculated for the execution with straight guide cranks F ₁, F ₂.
Die Geschwindigkeit U₂ (s. Fig. 1) ändert sich abhängig vom Winkel γ₂. Aus dem Verlauf der Funktion u₂ = f (γ₂) kann die jeweils wirksame Bahnbeschleunigung bzw. Verzögerung errechnet werden und damit die Trägheitskraftwirkungen, die den Fliehkraftkomponenten entgegengesetzt sind, gefunden werden.The speed U ₂ (see Fig. 1) changes depending on the angle γ ₂. From the course of the function u ₂ = f ( γ ₂), the respectively effective path acceleration or deceleration can be calculated and thus the effects of inertia that are opposite to the centrifugal force components can be found.
Für die bei jeder Kurbelstellung resultierenden Schubkräfte gilt der Ansatz:For those resulting in every crank position The approach applies to thrust forces:
F res = F A + F TA somit ergibt sich: F res = F A + F TA results in:
In Fig. 4 ist der resultierende Schubkraftverlauf für ein Einmassensystem im Bereich 0 γ₂ 180° aufgetragen.In Fig. 4, the resulting shear force curve is plotted for a one-mass system in the range 0 γ ₂ 180 °.
Bei den angegebenen Daten, die etwa denjenigen eines Funktionsmodells entsprechen, ergibt sich eine positive Überschußfläche - also ein Impuls in Richtung +A.With the specified data, which roughly corresponds to that of a function model, there is a positive excess area - i.e. a pulse in the + A direction.
Die resultierende Schubkraft ist proportional der Größe der Überschußfläche. Sie hängt bei der beispielhaften Ausführung in erster Linie von der Exzentrizität e bzw. vom Verhältnis e/r ab. Bei einer rel. Exzentrizität e/r = 0 findet beim Umlauf keine Veränderung der Winkelgeschwindigkeiten statt, demzufolge ist die resultierende Schubkraft = 0.The resulting thrust is proportional to the size of the surplus area. In the exemplary embodiment, it primarily depends on the eccentricity e or on the ratio e / r . With a rel. Eccentricity e / r = 0 there is no change in the angular velocities during the rotation, therefore the resulting thrust force = 0.
In Fig. 7 ist die Änderung der rechnerischen Überschußfläche (Impuls), abhängig vom Verhältnis (e/r) dargestellt. Zugleich ist dort auch der Impulsverlauf eingetragen, der sich versuchsmäßig beim gegenläufigen Einmassensystem beim Funktionsmodell ergeben hat. Die theoretisch ermittelten Kraftwirkungen konnten damit weitgehend am Funktionsmodell bestätigt werden. FIG. 7 shows the change in the calculated surplus area (pulse) depending on the ratio (e / r) . At the same time, the impulse curve is also entered there, which has been experimentally obtained with the opposing single-mass system in the functional model. The theoretically determined effects of force could thus largely be confirmed on the functional model.
In Fig. 6 ist für ein gegenläufiges Zweimassensystem der sich dabei einstellende Verlauf der Schubkraft sowie die Impulsgröße dargestellt. FIG. 6 shows the course of the thrust force and the pulse size that arise for an opposing two-mass system.
Aus diesen Darstellungen wird auch deutlich, daß sich sowohl die Impulszahl und Stärke, abhängig von der Zahl der bewegten Massen und von der rel. Exzentrizität vergrößern bzw. verändern läßt. From these representations it is also clear that yourself both the number of pulses and strength, depending on the number of moving masses and on the rel. Eccentricity can increase or change.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß eine beliebige Anzahl von Massenkörpern in dem für das Gerät verwendeten System angeordnet und in der beschriebenen Weise antreibbar sind.According to the invention it is therefore provided that a any number of mass bodies in the for the device used and arranged in the system described are drivable.
Ferner sieht die Erfindung vor, die Systeme so zu konstruieren, daß eine Regelung der Impulsstärke nicht nur durch die Änderung der Drehzahl, sondern auch durch Änderung der rel. Exzentrizität im Stillstand oder im Lauf möglich ist.The invention further provides for the systems to be closed in this way construct a regulation of the pulse strength not just by changing the speed, but also by changing the rel. Eccentricity at a standstill or is possible in the run.
Im Hinblick auf den Einfluß der Größe und Richtung der Trägheitskräfte F TA auf den Impuls, ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen, an Stelle der beispielhaften, geraden Führungskurbeln F₁ und F₂, krummlinie, also kreisförmige, parabolische, elliptische Führungskurbeln F 1x , F 2x beweglich so um das Zentrum "Z" anzuordnen, daß die beim Umlauf der Massen resultierenden Bahnbeschleunigungen bzw. Verzögerungen einem Minimum zustreben.With regard to the influence of the magnitude and direction of the inertial forces F TA to the pulse is further provided according to the invention, in place of the exemplary straight guide cranks F ₁ and Q ₂, curvilinear, ie circular, parabolic, elliptical guide cranks F 1 x, F 2 x movable so that the center "Z" is arranged in such a way that the orbital accelerations or decelerations resulting from the circulation of the masses tend towards a minimum.
Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Massenkörper auch in geeigneter Weise mittels einer kreisförmigen Führungseinrichtung beweglich um das Zentrum E angeordnet sein können und daß ihr Antrieb entweder durch die beschriebenen Führungskurbeln F₁, F₂ oder aber mittels rotierender Scheiben erfolgt und die Massenkörper als Magnete ausgebildet sind, womit diese mit einer vom Umlaufwinkel abhängigen Winkelgeschwindigkeit in Bewegung gesetzt werden können. Furthermore, the invention provides that the mass bodies can also be arranged in a suitable manner by means of a circular guide device around the center E and that they are driven either by the described guide cranks F ₁, F ₂ or by means of rotating disks and the mass bodies as magnets are designed, with which they can be set in motion at an angular velocity dependent on the circumferential angle.
Die Zeichnungen betreffen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, es zeigtThe drawings relate to an exemplary embodiment of the invention, it shows
Fig. 1 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems, Fig. 1 Schematic representation of the system according to the invention,
Fig. 2 Darstellung der Änderung der Winkelgeschwindigkeit W₁ bei einem Umlauf, Fig. 2 showing the change of the angular velocity W ₁ during one revolution,
Fig. 3 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen gegenläufigen Zweimassensystems, Fig. 3 Schematic representation of a counter-rotating dual-mass system of the invention,
Fig. 4 Schub- bzw. Impulsdiagramm eines gegenläufigen Einmassensystems, Fig. 4 thrust pulse diagram of a counter-rotating Einmassensystems,
Fig. 5. Schub- bzw. Impulsdiagramm eines gegenläufigen Zweimassensystems, Fig. 5. thrust pulse diagram of a counter-rotating dual-mass system,
Fig. 6 Schematische Darstellung eines Zweimassensystems mit kreisförmigen Führungskurbeln, Fig. 6 shows a schematic representation of a two-mass system with circular guide cranks,
Fig. 7 Änderung der Überschußfläche (Impulsgröße) abhängig vom Verhältnis (e/r). Fig. 7 Change in excess area (pulse size) depending on the ratio (e / r ).
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883830928 DE3830928A1 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Thrust drive system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883830928 DE3830928A1 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Thrust drive system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3830928A1 true DE3830928A1 (en) | 1990-03-15 |
Family
ID=6362761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883830928 Ceased DE3830928A1 (en) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | Thrust drive system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3830928A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-09-12 DE DE19883830928 patent/DE3830928A1/en not_active Ceased
Non-Patent Citations (1)
Title |
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Chr. Gerthsen, H.O. Kneser "Physik - ein Lehrbuch zum Gebrauch neben Vorlesungen", Springer-Verl. Berlin (1969) S. 25,26 * |
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