DE3902221A1

DE3902221A1 - Nas-triebwerke

Info

Publication number: DE3902221A1
Application number: DE3902221A
Authority: DE
Inventors: Otto Karl Dipl Ing Poisel
Original assignee: POISEL OTTO KARL
Current assignee: POISEL OTTO KARL
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1990-08-02

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft unterschiedliche NAS-Triebwerke, die nach ihrem Aktionsradius eingestuft werden müssen, denn davon hängt ihre Größe ab, die von der benötigten Schubkraft und Energiequelle beeinflußt wird.

Bisher sind keine solchen NAS-Triebwerke bekannt, da wir uns mit dem Bereich des Weltalls begnügt haben und dafür Raketen-Antriebssysteme als offene Systeme zur Verfügung haben.

Ein großer Nachteil bei diesen Raketen-Antriebssystemen besteht darin, daß wir Entfernungen, die wir in Lichtjahren angeben nicht überbrücken können, da wir uns der Schubkraftmasse entledigen.

Ein weiterer Nachteil entsteht, daß während des Startes eine riesige Beschleunigung vorhanden sein muß, die einerseits den Organismus des Astronauten sehr belastet, andererseits aber benötigt wird, um die Erde verlassen zu können.

Bei der Landung auf der Erde sind wir auf den Luftwiderstand angewiesen, so daß wir das Raumschiff mit einem Hitzeschild versehen müssen.

Auch können wir bei Raketen-Antriebssystemen nur die 3-Phasen-Flugtechnik bei Kosmos-Flügen anwenden, wobei in der mittleren Phase eine langfristige Schwerelosigkeit entstehen würde.

Außerdem ist diese 3-Phasen-Flugtechnik mit einem großen Zeitverlust verbunden, den wir uns in der Kosmos-Raumfahrt einfach nicht leisten können.

Zusätzlich kommt noch der hohe Lärmpegel und die Umweltverschmutzung dazu, die aufgrund des Verbrennungsprozesses anfallen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen.

Es stellt sich somit die Aufgabe, das Kreis-Prinzip, das auch für Ellipsen gilt, in mehreren Schritten mit mehreren geschlossenen Systemen zu eliminieren und so eine in einer Richtung (y) koordinierte Schubkraft bei den NAS- Triebwerken zu erzeugen. Da die Schubkraftmassen nicht abgestoßen werden, verlängert sich somit die Arbeitszeit dieser NAS-Triebwerke theoretisch bis ins Unendliche. Mit Energiequellen, die mit elektrischer Energie arbeiten, sinkt der Lärmpegel unter die Grenze der Belastbarkeit und es entsteht keine Umweltverschmutzung. Außerdem sind wir in der Lage, die 2-Phasen-Flugtechnik anzuwenden und erhalten somit die optimalsten Flugzeiten.

Diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich in jedem NAS-Triebwerk mindestens ein Paar geschlossener Systeme befindet und jedes von ihnen ohne Verbrennungsprozeß, entweder im Vier-Takt-Verfahren mit der Konstante C _{F 4} =0,25 arbeitet und dabei ihr Drehpunkt sowie der Schwerpunkt (S₁) nicht identisch sind, wobei der einzelne Drehpunkt in vier Drehpunkte aufgeteilt wurde und davon zwei ins Unendliche gerückt sind, oder wenn die minimale Geschwindigkeit (v _min) der Schubkraftmassen gleich Null ist, im Drei-Takt-Verfahren mit der Konstante C _{F 3} =0,3 arbeitet, wobei der einzelne Drehpunkt in drei Drehpunkte aufgeteilt worden ist und einer davon ins Unendliche gerückt ist, deshalb ist es möglich, daß bei zwei symmetrisch angeordneten Umlaufbahnen zum Schwerpunkt (S) sich die Priorität aller Schwerpunkte im Schwerpunkt (S) des ganzen Systems vereinigt und mit dieser Änderung eine in einer Richtung (y) koordinierte Schubkraft entsteht sowie jeder Drehimpuls eliminiert wird, dies wird damit erreicht, daß die Schubkraftmassen in jedem geschlossenem System sich synchron, gegeneinander bewegen, die einzelnen Takte tragen folgende Bezeichnungen, 1. Takt - die maximale Geschwindigkeit (v _max) der Schubkraftmassen, 2. Takt - die Verzögerung, 3. Takt - die minimale Geschwindigkeit (v _min), 4. Takt - die Beschleunigung, wenn nun v _min =0 ist, dann entfällt der 3. Takt und der 4. Takt wird zum 3. Takt, bei allen Verfahren ist eine pulsierende Geschwindigkeit der Schubkraftmassen zwingend und eine weitere Voraussetzung ist, daß die Schubkraftmassen nicht eine Einheit bilden, sondern aus vielen einzelnen sich zusammensetzen, solange die Schwerpunkte der Umlaufbahnen (S₁) mit dem Schwerpunkt (S) des ganzen Systems in einer Ebene liegen, handelt es sich um ein einebenes System und man kommt mit einem Paar von Umlaufbahnen aus, wenn sich die Anzahl der Ebenen erhöht, benötigt man für jede weitere Ebene ein weiteres Paar von Umlaufbahnen, die alle zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems symmetrisch angeordnet sein müssen, damit kein zusätzlicher Drehimpuls entstehen kann, schon bei zwei Ebenen erhöht sich die Stabilität, wobei sich um das Doppelte vergrößert.

Aufgrund dieser Gegebenheiten sind alle gesteckten Ziele mit den so konzipierten Verfahren bei NAS-Triebwerken erreicht.

Da wir die Schubkraft auch in ihrer Größe regeln können, kommt es bei den Starts zu keiner übergroßen Belastung des Organismuses der Astronauten und bei Landungen kann man die Schubkraft als Bremskraft einsetzen, wodurch ein Raumschiff keinen Hitzschild benötigt.

Ein Vergleich des Vier-Takt-Verfahrens ohne Verbrennungsprozeß zum Otto-(Benzin-) oder Dieselmotor mit Verbrennungsprozeß und ein Vergleich des Drei-Takt-Verfahrens ohne Verbrennungsprozeß zum Wankelmotor mit Verbrennungsprozeß zeigt, daß die Motoren mit Verbrennungsprozeß nur einen Drehmoment erzeugen.

Diese Erfindung wird anhand von in der Zeichnung schematisch dargestelltem Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: Das Vier-Takt-Verfahren mit pulsierender Geschwindigkeit anhand eines Zeit-Geschwindigkeit-Diagrammes im Vergleich zum Kreis-Prinzip.

Fig. 2: Die Konzeption zweier Umlaufbahnen beim Vier-Takt-Verfahren, die sich aus einem Trapezoid mit je zwei Halbkreisen mit gleich großen Radiusen zusammensetzen.

Fig. 3: Zeigt eine symmetrische Anordnung zweier Umlaufbahnen zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems mit dem Verlauf der Geschwindigkeiten, beim Vier-Takt-Verfahren.

Fig. 4: Hier wird der Übergang vom Vier-Takt- zum Drei-Takt-Verfahren erläutert, wobei sich v _min der Null nähert.

Fig. 5: Zeigt zwei Konzeptionen von Umlaufbahnen beim Drei-Takt-Verfahren, wobei die Radiuse im 2. und 3. Takt immer gleich groß sind.

Fig. 6: Hier geht es um die symmetrische Anordnung zweier Umlaufbahnen des Drei-Takt-Verfahrens zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems mit dem Ablauf der Geschwindigkeiten.

Fig. 7: Zeigt das Drei-Takt-Verfahren anhand eines Zeit-Geschwindigkeits-Diagrammes, wobei die Radiuse der beiden Halbkreise unterschiedlich groß sind.

Fig. 8: Dies ist eine mögliche Konzeption der Umlaufbahnen mit verschiedenen Halbkreisen und einer symmetrischen Anordnung zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems sowie der Aufzeichnung der Geschwindigkeitsverhältnisse.

Fig. 9: Das Schema zweier Drei-Takt-Systeme mit den dazugehörigen Umlaufbahnen, die symmetrisch zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems angeordnet sind und die pulsierenden Geschwindigkeiten aufzeigen.

Fig. 10: Schema einer möglichen Ausführung eines NAS-Triebwerkes im Grundriß.

Fig. 11: Schema einer Ausführung des NAS-Triebwerke in der Seitenansicht und zwar in der einebenigen Ausführung.

Die Funktionstüchtigkeit eines einebenigen Systems wird wie folgt erläutert:

Fig. 1 zeigt uns, daß so lange die Geschwindigkeit der Schubkraftmasse konstant ist und die Schubkraftmasse nur einen Drehpunkt, der zugleich auch der Schwerpunkt ist, zur Verfügung hat, wird nur beim Anfahren und Abbremsen ein Drehimpuls erzeugt, der aber bestimmt nicht für eine in eine Richtung (y) koordinierte Schubkraft genutzt werden kann. Sobald dieses geschlossene System die kritischen Drehzahlen überschritten hat, wird es stabil, auch wenn die Schubkraftmassen eine Unwucht aufweisen. Dies ist nach dem Kreis-Prinzip gültig.

Mathematisch ausgedrückt bei konstanter Geschwindigkeit der Schubkraftmassen gelten folgende Gleichungen im 1. Takt

im 3. Takt

und da auch noch

t₁ = t₃ (3)

gilt, so kann man in Zusammenfassung

und daraus ergibt sich

1 = 1 (5)

oder

1-1 = 0 (6)

Nach dem Impulssatz erhält man in Richtung (y) zum Schwerpunkt (S) gleich Drehpunkt

F _y = F _{y 1} - F _{y 3} = x₀ · m₀ · (v -v₀) (7)

wenn

v = v₀ (8)

ist, dann ist auch F _y =0, dies bedeutet eine Ausnahme bekommt man beim Anfahren und Abbremsen, aber für eine dauernd wirkende Schubkraft in Richtung (y) kann dieser Drehimpuls nicht genutzt werden.

Das Gleiche gilt auch für den 2. und 4. Takt, so daß man damit mathematisch bewiesen hat, daß bei konstanter Geschwindigkeit der Schubkraftmassen bei einer Kreis oder elliptischen Bewegung der Endeffekt gleich Null ist.

Fig. 2: Im Gegensatz zu Fig. 1 ergibt sich bei der Konstruktion der Umlaufbahn bei pulsierender Geschwindigkeit folgendes:

Vier-Takt-Verfahren 1. Takt

und für den 3. Takt

und da auch noch

t₁ = t₃ (11)

gilt, oder man diese Gleichung mit

schreiben kann, man erhält auch die Gleichung

Wenn diese Bedingung nicht eingehalten wird, müssen die Verzögerer und Beschleuniger im 2. und 4. Takt zusätzlich als Speicher dienen.

Für den 2. Takt gilt

und für den 4. Takt

also

und dies ergibt wieder

1 = 1 (17)

oder

1-1= 0 (18)

das heißt, sie gleichen sich aus. Für die Teilabschnitte der Umlaufbahn ergibt sich

oder

Fig. 3: Im letzten Schritt geht es darum, Drehimpulse in eine geradlinige in eine Richtung (y) wirkende Schubkraft zu koordinieren. Dazu benötigen wir ein zweites geschlossenes System, wobei beide Systeme absolut symmetrisch zum Schwerpunkt (S) mit ihren Umlaufbahnen angeordnet sein müssen und die Schubkraftmassen in beiden Umlaufbahnen synchron, gegeneinander vom Schwerpunkt (S) aus gesehen sich bewegen müssen. Dann gelten folgende Gleichungen nach dem Impulssatz

F _y = F _{y 1}+F _{y 2} = 2 F _{y 4} = 2 · x₀ · m₀ · 2 · C _{F 4} · (v _max-v _min) (kp · s) (21)

wobei die Konstante C _{F 4} =0,25 groß ist und deshalb diese Gleichung in die Form

F _y = x₀ · m₀ · (v _max-v _min) (kp · s) (22)

übergeht.

Bei zwei geschlossenen Systemen, die mit ihren Umlaufbahnen symmetrisch zum Schwerpunkt (S) angeordnet sind, gilt für Drehimpulse die Gleichung

D _{i 1} = D _{i 2} (23)

oder

D _{i 1} = D _{i 2} = 0 (24)

Damit ist bewiesen, daß in diesem Fall sich die Drehimpulse der beiden geschlossenen Systeme ausgleichen und im ganzen System gleich Null sind.

Eine weitere Ausführung kann so konzipiert sein, daß beide Kräfte F _{y 41} durch den Schwerpunkt (S) gehen und somit überhaupt kein Drehimpuls dabei entstehen kann.

Fig. 4 zeigt den Übergang vom 4-Takt-Verfahren zum Drei-Takt-Verfahren, wenn sich die minimale Geschwindigkeit (v _min) der Null nähert.

Auch hier gilt die Gleichung (22) und (24). Außerdem sollte darauf geachtet werden, daß die einzelnen Teile der Umlaufbahn nach der Gleichung

s = s₁ + s₃ + 2 · s₂ (25)

bestimmt wird.

Fig. 5 hier sind zwar zwei verschiedene Umlaufbahnen eingezeichnet, die nicht der Gleichung

s = s₁ + 2 · s₂ (26)

entsprechen, aber der 2. und 3. Takt auch hier gleich groß sind. Es gelten noch folgende Gleichungen

und

daraus erhält man die Gleichung

s₁ = 2· s₂ (29)

Fig. 6 zeigt eine mögliche, symmetrische Anordnung zweier Umlaufbahnen zum Schwerpunkt (S) beim Drei-Takt-Verfahren und hier gilt für die koordinierte Schubkraft die Gleichung

F _{y 3} = F _{y 31} + F _{y 31} = 2 · F _{y 31} = 2 · x₀ · m₀ · C _{F 3} · v _max = 0,6 · x₀ · m₀ · v _max (kp · s) (30)

ist, wobei die Konstante mit C _{F 3} =0,3 genommen wurde.

Für den Drehimpuls gilt auch hier die Gleichung (24). Wenn wir die Gleichungen (22) und (30) vergleichen, ergibt sich, daß die Gleichung (30) bei gleichen Parametern ein besseres Endergebnis aufweist.

Außerdem kann auch bei einer anderen Variante die koordinierte Schubkraft F _{y 31} in beiden Fällen durch den Schwerpunkt (S) gelegt werden.

In Fig. 7 wird eine ganz andere Variante des Drei-Takt-Verfahrens aufgezeigt und zwar anhand des Zeit-Geschwindigkeit-Diagrammes, wobei die Radiuse des 2. und 3. Taktes eine verschiedene Größe aufweisen. Es gilt herauszufinden, ob diese Variante besser ist als die nach Fig. 6.

Fig. 8 hier wird die Entstehung einer solchen Umlaufbahn aufgezeigt, wobei ersichtlich ist, daß der 2. und 3. Takt nicht identisch sind.

Die entsprechenden Gleichungen sind:

und

sowie

daraus kann man die Gleichungen

s₁ = s₂ (34)

und

schreiben.

Fig. 9 ermöglicht uns aufgrund der eingezeichneten zwei Umlaufbahnen, die symmetrisch zum Schwerpunkt (S) angeordnet sind, die Gleichung für die koordinierte Schubkraft in Richtung (y) aufzustellen, nach Vereinfachung erhält man

F _{y 3} = F _{y 32}+F _{y 32} = 2 · F _{y 32} = x₀ · m₀ · C _{F 3} · (v _max-v _min) = 0,3 · x₀ · m₀ · (v _max-v _min) (kp · s) (36)

wobei die Konstante C _{F 3} =0,3 ist. Im Vergleich der Gleichungen (22) und (30) bei gleichen Parametern, ist dies die schlechteste Alternative der koordinierten Schubkraft.

In Fig. 10 sehen wir den Grundriß einer Ausführung des erwähnten Vier-Takt-Verfahrens, wobei jede Ausführung verschiedene Formen annehmen kann, aber immer müssen alle Teile der Symmetrie zum Schwerpunkt (S) unterliegen.

In Fig. 11 ist die Seitenansicht der in Fig. 10 erwähnten Ausführung ersichtlich, wobei es sich in diesem Fall um eine einebenige Ausführung handelt.

Die Lagerung aller Ausführungen ist nicht extra gezeichnet worden, da sie in verschiedner Art gelöst werden kann.

Man kann das Ganze auch von der Seite betrachten, daß in den Schubkraftmassen Energie gespeichert wird, die in eine koordinierte Schubkraft mit Hilfe pulsierender Geschwindigkeit umgewandelt wird.

Für die Ausbeute der Energie kann die Gleichung gelten für das Vier-Takt-Verfahren

E₁ = 2 · x₀ · m₀ · 2 · C _{F 4} · (v _max-v _min)² (kg · m) (37)

und dieser gespeicherte Energie-Unterschied als koordinierte Schubkraft zurückgewonnen.

Die Gleichung für die benötigte Energie kann man in der Form

E₂ = 2 · x₀ · m₀ · v _max² (38)

schreiben und daraus ergibt sich der Wirkungsgrad mit

des NAS-Triebwerkes.

Claims

1. Die NAS-Triebwerke sind als Kurzbezeichnung für "Neuartige Antriebs-Systeme" der Triebwerke anzusehen, dadurch gekennzeichnet, daß sich in jedem von ihnen mindestens ein Paar geschlossener Systeme befindet und jedes von ihnen ohne Verbrennungsprozeß, entweder im Vier-Takt-Verfahren mit der Konstante C _{F 4} =0,25 arbeitet und dabei ihr Drehpunkt sowie der Schwerpunkt (S)₁ nicht identisch sind, wobei der einzelne Drehpunkt in vier Drehpunkte aufgeteilt wurde und davon zwei ins Unendliche gerückt sind, oder wenn die minimale Geschwindigkeit (v _min) der Schubkraftmassen gleich Null ist, im Drei-Takt-Verfahren mit der Konstante C _{F 3} =0,3 arbeitet, wobei der einzelne Drehpunkt in drei Drehpunkte aufgeteilt worden ist und einer der Drehpunkte ins Unendliche gerückt ist, deshalb ist es möglich, daß bei zwei symmetrisch angeordneten Umlaufbahnen zum Schwerpunkt (S) sich die Priorität aller im Schwerpunkt (S) des ganzen Systems vereinigt und mit dieser Änderung eine in einer Richtung (y) koordinierte Schubkraft entsteht, sowie jeder Drehpunkt eliminiert wird, dies wird damit erreicht, daß die Schubkraftmassen in jedem geschlossenen System sich synchron, gegeneinander bewegen, die einzelnen Takte tragen folgende Bezeichnungen, 1. Takt - die maximale Geschwindigkeit (v _max) der Schubkraftmassen, 2. Takt - die Verzögerung, 3. Takt - die minimale Geschwindigkeit (v _min), 4. Takt - die Beschleunigung, wenn nun v _min =0 ist, dann entfällt der 3. Takt und der 4. Takt wird zum 3. Takt, bei allen Verfahren ist eine pulsierende Geschwindigkeit der Schubkraftmassen zwingend und eine weitere Voraussetzung ist, daß die Schubkraftmassen nicht eine Einheit bilden, sondern sich aus vielen einzelnen zusammensetzen, solange die Schwerpunkte der Umlaufbahnen (S₁) mit dem Schwerpunkt (S) des ganzen Systems in einer Ebene liegen, handelt es sich um ein einebeniges System und man kommt mit einem Paar von Umlaufbahnen aus, wenn sich die Anzahl der Ebenen erhöht, benötigt man für jede weitere Ebene ein weiteres Paar von Umlaufbahnen, die alle zum Schwerpunkt (S) des ganzen Systems symmetrisch angeordnet sein müssen, damit kein zusätzlicher Drehimpuls entstehen kann, schon bei zwei Ebenen erhöht sich die Stabilität, wobei sich die Schubkraft um das Doppelte vergrößert.

2. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vier-Takt-Verfahren die Umlaufbahn auf einem Trapezoid basiert, dem zwei Halbkreise angeschlossen wurden, wobei ihre Radiuse gleich groß sind und die Entfernung der zwei parallel verlaufenden Bahnen des Trapezoids vom Unterschied der maximalen und minimalen Geschwindigkeiten der Schubkraftmassen abhängig ist und die maximale Geschwindigkeit durch den Schwerpunkt (S) führen kann.

3. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drei-Takt-Verfahren, die Basis der Umlaufbahnen sich aus einem Dreieck mit zwei angeschlossenen Halbkreisen zusammensetzt, wobei die Radiuse gleich groß oder verschieden in ihrer Größe sein können und die maximale Geschwindigkeit durch den Schwerpunkt (S) führen kann.

4. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Takten die Umlaufzahl gleich ist, denn wenn dem nicht so ist, werden die Verzögerer und Beschleuniger auch noch zu Speichern der Schubkraftmassen, damit haben sie eine Doppelkraftfunktion zu erfüllen.

5. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schubkraftmassen beim Vier-Takt-Verfahren mit der Gleichung x₀ = 8 · n, wobei n = 1, 2, 4 und beim Drei-Takt-Verfahren die Gleichung x₀ = 9 · n und für n = 1, 3, 6 sein kann, wobei das spezifische Gewicht der Schubkraftmassen so hoch wie möglich sein sollte.

6. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Schubkraftmassen innerhalb einer Umlaufbahn variabel sein kann, aber immer links und rechts des Schwerpunktes (S) gleich sein muß.

7. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der pulsierenden Geschwindigkeit von der Konzeption und Größe der Umlaufbahn abhängig ist und ein System immer nur eine maximale Größe der Schubkraft entwickeln kann.

8. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausführung sich aus einem Rahmen (1) mit mindestens zwei Arbeitsräumen, vielen Schubkraftmassen (2), mindestens zwei Beschleunigern (3), mindestens zwei Verzögerern (4) und mindestens einer Energiequelle (5) zusammensetzt.

9. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Beschleuniger (3) und Verzögerer (4) kreisförmig oder gradlinig sein kann.

10. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Lagerung im Beförderungsmittel so konzipiert ist, daß die erzeugte Schubkraft in jede gewünschte Richtung leicht verändert oder geschwenkt werden kann.

11. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund elektrischer Energie, der Lärmpegel sich unter 60 dB senkt und es zu keiner Umweltverschmutzung kommen kann.

12. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Arbeitsräume im Rahmen (1) luftleer gehalten werden und das aufgrund dieses Vakuums keine Reibung der Luftmoleküle entstehen kann, außerdem wird kein Luftwiderstand die Bewegung der Schubkraftmassen behindern.

13. Die NAS-Triebwerke nach Patentanspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß man bei den Energiequellen (5) in der Kosmos-Raumfahrt auf Kernenergie oder Kosmos-Energie angewiesen ist und deshalb diese Energiequellen (5) mit entsprechenden Schutzschildern ausgestattet sind, die vor tödlichen Strahlen schützen.