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Diese
Anmeldung betrifft ein Verfahren und ein System, die einen hydrodynamischen
Effekt zur Erzeugung eines Potenzials über einem Körper verwenden. Die auf diese
Weise erhaltende Kraft ist brauchbar für den Antrieb und die Manövrierung
von Schiffen, U-Booten, Flugzeugen und Luftschiffen.
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I. Allgemeines
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Die
Hydrodynamik betrifft die Beziehung der Kräfte zwischen einem Strom eines
Fluids und seinem benachbarten Fluid oder Körper. Ein Strom wird eine Kraft
gemäß seiner
Geschwindigkeit und Massendichte übertragen.
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In
einem Strom oder an seinen Rändern
ist der Druck reduziert, so dass die Gesamtenergie des Stroms und
seines umgebenden Fluids unverändert ist.
Dieses Prinzip wurde von D. Bernoulli (1) beschrieben.
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Die
Energie eines Stroms ist äquivalent
zu dem Potenzial einer statischen Druckdifferenz. Der Druck wird
in Pascal gemessen; und die Energie des Stroms ist ½ρv2, auch Pa. Ihre Äquivalenz ist zu sehen in Pa
= Nm–2 =
Jm–3 =
W/m3s–1. Der hydrodynamische
Effekt ist eine Funktion der Massendichte des Fluids und dem Quadrat
seiner Geschwindigkeit.
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Ein
Strom kann als ein Druckvektor angesehen werden. Von ihm wird normalerweise
eine Druckdifferenz in Richtung des Stroms übertragen, wobei eine Kraft
erzeugt wird, vgl. ∇xE
= –∂B/∂t (J.C.
Maxwell). Ein Maß des
Energieaustauschs des Vektors wird als das Integral der Wechselwirkung über einer gegebenen
Zeit genommen.
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Das
hydrodynamische Prinzip unterscheidet sich von dem kinetischen Prinzip,
das in den drei newtonschen Gesetzen beschrieben ist. Bei der Verwendung
der Strömungsmechanik
für technische
Anwendungen sollte der unterschiedliche Charakter dieser zwei Prinzipien
beachtet werden, da sie unterschiedliche Bedingungen setzen und
zu unterschiedlichen technischen Resultaten führen. Die physikalischen Funktionen
und technischen Details der kinetischen Technologie sollten konzeptionell
voneinander und von denen der hydrodynamischen Technologie getrennt
gehalten werden.
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Die
Kraft, die durch eine Reaktionsvorrichtung erhalten wird, ist das
Produkt einer beschleunigten Masse: F = m·a, oder das Produkt der Menge
der Masse pro Zeiteinheit und ihrer Geschwindigkeit: F = m·t–J·v.
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Die
Kraft, die durch die Druckdifferenz eines Stroms erhalten wird,
ist die Differenz des Drucks relativ zu den Zeiten des ungestörten Fluids
des Bereichs der Oberfläche, über die
sie wirkt. Hier ist die Massendichte ρ des Fluids ein Faktor: F = Δp·A; oder F
= ½ρ·v2·A.
Die hydrodynamische Kraft ist eine Funktion des Quadrats der Geschwindigkeit
des Stroms.
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Ruder
und Schwanzflossen sind Reaktionsvorrichtungen. Für die technische
Verwendung der Fluidkinetik ist eine axial angebrachte Reaktionsvorrichtung
erforderlich, um den Antriebsimpuls aufzunehmen. Es wird ein Propeller,
eine Rakete, Düse oder
ein Strahltriebwerk sein.
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Wo
ein Strom zur Erzeugung eines Impulses durch Reduzierung des Drucks
seines umgebenden Fluids verwendet wird, ist er nicht brauchbar
für die Erzeugung
einer Reaktionskraft, da die Richtungen dieser beiden senkrecht
zueinander sind.
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Die
Auftriebskraft einer Flugzeugtragfläche wird erzeugt durch deren
Aufteilen der auftreffenden Luft und somit durch das Errichten von
zwei Strömen durch
ihre Bewegung. Da die Ströme
den zwei Seiten der Tragfläche
folgen, erhalten sie unterschiedliche Richtungen und Geschwindigkeiten.
Die Tragfläche wird
angehoben durch die Differenz der transversalen Kräfte des
Stroms, die wegen der Geschwindigkeit des Flugzeugs eine relativ
kleine Differenz eines deutlich reduzierten Drucks ist, da die Druckseite
und die Ansaugseite beide einer hohen Luftgeschwindigkeit ausgesetzt
sind.
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Ein
Teil der Auftriebskraft der Tragfläche ist kinetisch, erzeugt
durch die vertikale Komponente des Stroms, hervorgerufen durch den
Angriffswinkel der Tragfläche,
vgl. das Sinken eines Segelflugzeugs.
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Passagierflugzeuge
veranschaulichen den geringeren Bedarf an Energie in der technischen
Verwendung der Hydrodynamik verglichen mit denen der Kinetik. Zu
Beginn beträgt
ihre Antriebskraft etwa 40 Prozent dessen, was als eine vertikale
Reaktionskraft erforderlich sein würde, um das Flugzeug entgegen
der Gravitationsbeschleunigung anzuheben, vgl. drittes newtonsches
Gesetz. Beim Fliegen in einer Höhe
von 11.000 m erreicht die Antriebskraft weniger als 25 Prozent der
erforderlichen vertikalen Reaktionskraft. Dies bedeutet nicht, dass
das dritte newtonsche Gesetz ungültig
ist. Die Hydrodynamik ist dennoch nicht das, was sie beschreiben
soll. Hydrodynamische Kräfte
sind in den Modellen, die zu dem kinetischen Teil der Strömungsmechanik
gehören,
weder adäquat
beschrieben noch berechnet.
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Die
durch dieses Prinzip erhaltene Kraft, die in der vorliegenden Technik
verwendet wird, wird derzeit durch das Zirkulationsmodell, als Reaktionskraft zu
der Zentripetalkraft mv2/R oder durch die
Gleichung, die das Prinzip von Bernoulli beschreibt, berechnet.
Diese drei sind Modelle, d.h. Werkzeuge zur Berechnung, während die
Bernoulli-Gleichung auch eine Theorie ist, d.h. ein Axiom, das bestimmte
Eigenschaften der Realität
betrifft.
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Auf
dieses Prinzip wird in einer norwegischen Anmeldung zum Patent (3)
Bezug genommen; und es ist das Funktionsprinzip einer patentierten Vorrichtung
(8). In der angewandten Technologie bildet es einen Teil der Funktion
von Flugzeugtragflächen.
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Die
Anwendung dieses Prinzips ist bekannt aus einem Experiment zum Zweck
der Steigerung des Auftriebs von Flugzeugen bei geringen Geschwindigkeiten.
Unter Verwendung einer langen Düse
wurde ein zusätzlicher
Strom zwischen der Düse
und der angeströmten
Oberfläche
angesaugt. Verglichen mit der Reaktionskraft des Stroms wurde eine
Schuberhöhung
von 1·37
erzielt (5). Diese Vorrichtung ist jedoch nicht optimal, da eine
höhere
Effektivität
erzielt wird, wenn der Strom seine höchste Geschwindigkeit nahe
der Oberfläche,
vgl. der Flugzeugtragfläche,
aufweist. Mittels derselben Art der Berechnung weist ein Passagierflugzeug
eine Schuberhöhung
von 2·5 – 4 auf.
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Eine
optimale Energieumwandlung für
einen technischen Zweck setzt voraus, dass die verschiedenen Funktionen
der physikalischen Variablen in der Vorrichtung getrennt sind. Dies
ist, was in Watts Anordnung des Kondensators außerhalb des Zylinders der Dampfmaschine
zu sehen ist; und es ist das Prinzip, das angewendet wird, wenn
der Druck eines Verbrennungsmotors durch eine Pumpe in einen Druck
in einem Fluid umgewandelt wird.
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Anstelle
der passiven Erzeugung der Stromdifferenz durch Bewegen des Körpers in
dem Fluid ist es möglich,
diese aktiv durch Bewegen des Fluids über den Körper zu erzeugen. Es ist dann
möglich, das
Potenzial durch Einrichten eines Stroms nur über einer Seite des Körpers zu
erzeugen. Darin liegt der Grund für die Anwendung des hydrodynamischen Prinzips
für Marinezwecke
und für
die Konstruktion von Flugzeugen, die andere Eigenschaften haben
als jene der Flugzeuge, die derzeit verwendet werden.
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Das
Wasser um ein Schiff im Ruhezustand herum befindet sich in einem
hydrostatischen Gleichgewicht. Der Wasserdruck ist gleich einem
Energiepotenzial: Pa = Nm–2 = Jm–3.
Der statische Druck an einer gegebenen Tiefe ist konstant. Jede
Beeinflussung des statischen Drucks in einem Fluid im Freien muss
indirekt durch einen Wechsel des dynamischen Drucks sein. Technisch
findet dies durch Einführung von
Wasserströmen
statt. Bei Flugzeugen und Luftschiffen werden Luftströme verwendet.
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Ein
Strom oder Ströme
nahe dem Schiff stören
das Gleichgewicht durch Reduzierung des örtlichen statischen Drucks
auf einen Wert, der durch die Bernoulli-Gleichung berechenbar ist.
Dies ist äquivalent
zur Reduzierung der örtlichen
Kraft über
dem Teil der Oberfläche
des Schiffs, der von den Strömen überspült ist,
wodurch das örtliche
Potenzial des angrenzenden Fluids abgebaut wird.
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In
Kombination mit dem ungestörten
Druck auf der gegenüberliegenden
Seite des Schiffs erzeugen die aufrecht erhaltenen Ströme eine
Druckdifferenz relativ zu dem Potenzial. Diese Differenz wird ihr Potenzial
durch Abgeben eines Impulses auf das Schiff abbauen.
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Dieser
hydrodynamisch erzeugte Impuls ist senkrecht zu der Richtung der
Ströme
ausgerichtet. Er ist brauchbar für
den Auftrieb und den Antrieb.
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Wenn
sich der Körper
bewegt, erzeugt die Geschwindigkeit über seiner gegenüberliegenden Seite,
die, die nicht überflutet
ist, einen reduzierten Druck und eine begleitende Kraft. Solange
diese Druckreduzierung nicht so groß wie der Umgebungsdruck ist,
wird eine Nettokraft vorhanden sein, die den Körper schiebt.
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Das
hier beschriebene System ist eine einfache Vorrichtung, die eine
technische Wirkung erzeugt durch Erzeugung einer Druckdifferenz
in dem Umgebungsfluid eines Schiffs, wodurch ein Teil ihres Potenzials
abgebaut wird und sie brauchbar für den Auftrieb oder den Antrieb
gemacht wird. Es ist nicht möglich,
sich auf irgendwelche veröffentlichten
empirischen oder theoretischen Grundlagen zur Berechnung ihrer Energieverteilung
in dem Fluid, ihrer Kräfte
oder ihrer Wirkungen zu beziehen. Unter den Referenzen sind Arbeiten,
die eine allgemeine Relevanz für
die hydrodynamische Technologie (4, 7) haben. Andere relevante Informationen
sind in Lehrbüchern höherer Studien,
zum Beispiel Marine-Hydrodynamik,
rotierende Maschine und Thermodynamik, zu finden.
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I. Einzelnes
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur
Erzeugung einer Druckdifferenz über
einem Körper
durch aktives Spülen
einer oder mehrerer Seiten des Körpers,
wodurch ein Bereich geringen Drucks aufgebaut wird. Die Druckdifferenz
wird somit zwischen dem Bereich geringen Drucks und der gegenüberliegenden
Seite des Körpers
erzeugt.
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Die
Erzeugung eines erhöhten
Auftriebs an einem Körper
durch die Verwendung von unter Druck stehendem Fluid aus Düsen ist
aus der
US 2,108,652 von
Coanda bekannt. Während
die Antriebswirkung in der Höhe
variiert werden kann, sieht Coanda nichts zum Bremsen und Steuern
vor. Die Erfindung der Anmelderin umfasst Düsen, die so eingestellt werden können, dass
die Ströme
von diesen Düsen
verschiedene Winkel bezüglich
einer angrenzenden Fläche einnehmen,
um so den Körper
anzutreiben und zusätzlich
zu steuern und zu manövrieren.
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Das
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben, und das System ist in den
Ansprüchen
2–12 beschrieben.
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Aus
der in Ref. 5 beschriebenen Vorrichtung ist es nicht möglich, das
hier beschriebene System abzuleiten. Dies ist indirekt abgeleitet
von dem, was als Prinzipien der Strömungsmechanik im Betrieb der derzeitigen
Technologie, wie Flugzeugentragflächen, Propeller, Pumpen und
Turbinen, angesehen wird. Zu den beobachteten Prinzipien wurden
die markanten Eigenschaften drehbarer Röhren und des nahen Spülens hinzugefügt.
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Die
Wirkung des Spülens
ist ein reduzierter Druck über
einer Oberfläche.
Im Zusammenhang mit dem Druck über
der gegenüberliegenden
Seite des Körpers
setzt ihn dies einer Kraft aus, die für den Auftrieb brauchbar ist.
Ein fortwährendes
Spülen
erzeugt einen Impuls, der brauchbar für den Antrieb und die Manövrierung
ist. Wie oben gesehen, ist dieses Verfahren besser als die Reaktionsvorrichtungen
zur Erzeugung einer Kraft.
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Die
Luftgeschwindigkeitsdifferenz über
einer Flugzeugtragfläche
beträgt
5–10 Prozent.
Solange die Flugzeuggeschwindigkeit über einem Schwellwert liegt,
wird das hydrodynamische Potenzial der Geschwindigkeitsdifferenz über der
Flugzeugtragfläche,
wie oben gezeigt, leistungseffizienter zur Erzeugung des Auftriebs
sein als es eine Reaktionskraft sein kann.
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Die
Geschwindigkeit eines technisch erzeugten Stroms gemäß dem hier
präsentierten
Verfahren ist auf die des Schalls beschränkt, sogar für eher langsame
Flugzeuge. Somit wird es möglich
sein, einen größeren spezifischen
Auftrieb zu erzeugen. Innerhalb dieser Beschränkung wird die Auftriebskraft von
der verwendeten Leistung abhängen
und wettbewerbsfähige
Flugzeuggeschwindigkeiten gestatten.
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Durch
das Vorwärtsneigen
des Auftriebskörpers
wird er gleichzeitig zum Antrieb und zum Auftrieb verwendet. Da
die Effizienz von Strahltriebwerken nicht bemerkenswert hoch ist,
wird der Antrieb durch den horizontalen Vektor eines geneigten,
umspülten
Auftriebskörpers
effizienter sein. Dies wird langsame und niedrig fliegende Flugzeuge
zulassen. Die Vorteile der Manövrierung
durch längs
und transversal neigbare Körper
werden groß sein,
wobei die Vielseitigkeit eines Hubschraubers mit der für den hydrodynamischen
Auftrieb und Antrieb erforderlichen kleineren Motoranlage kombiniert
wird.
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Die
Reibung und der viskose Widerstand über der eingetauchten Oberfläche ist
bei jedem Kontakt zwischen Strömen
und Flächen
vorhanden und somit unvermeidbar bei Schiffen.
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Zwei
andere Komponenten des Widerstands sind beim Abschleppen eines Schiffes
zu finden: ein Bug mit erhöhtem
Druck und ein Heck mit reduzierten Druck. Bei der Verwendung eines
Propellers, der Wasser angesaugt, bevor er es durch seine Scheibe beschleunigt,
wird der Druck um das Heck herum noch mehr reduziert, wobei eine
Kraft entgegen der Vorwärtsbewegung
des Schiffs erzeugt wird. Vorn signalisiert die Bugwelle einen erhöhten Druck,
welches die erforderliche Energie ist, um das Wasser aus der Bahn
des Schiffes zu entfernen.
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Diese
zwei Komponenten, die Bugwelle und die Sogziffer, werden gegenwärtig als
dynamischer Widerstand in Verbindung mit dem Antrieb von Schiffen
angesehen. Zusammen verbrauchen sie 35–40 Prozent der Wellenleistung
in den meisten Schiffen (2, 6).
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Sie
können
auch als allgemeiner technischer Verlust angesehen werden, der durch
den Propeller erzeugt wird. Mit Ausnahme eines Teils des Hecks mit
reduziertem Druck sind sie nicht mit dem Antrieb des Schiffes als
solcher verbunden.
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Der
gegenwärtige
Zustand des Schiffsantriebs ist einer der Suboptimierung, da die
Verwendung der Reaktionskraft eines Propellers eine Reihe von Einschränkungen
auf die Form und auf die Leistung von Schiffen überträgt. Diese werden angesehen
als die Bedingungen des Schiffsantriebs als solcher, vgl. die relevante
Literatur, z.B. Ref. 2 und 6. Die Modelle zur Berechnung der Leistung,
der Geschwindigkeit und der angenommenen optimalen Eigenschaften
des Propellers sind empirisch und haben eine schwache Verbindung
zur Physik. Um die Leistung eines Schiffes vorherzusagen, wird ein
Modell davon erprobt; und es muss von einer bestimmten Größe sein,
um die Ungenauigkeiten des Skalierungsfaktors zu überwinden.
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Der
Propeller selbst ist eine suboptimale Reaktionsvorrichtung. Auf
der Basis physikalischer Funktionen ist es möglich gewesen, einen optimalen Propeller
(9) zu konstruieren. Er wird jedoch nicht die zwei Komponenten des
Widerstands reduzieren, die mit dem Reaktionsantrieb verbunden sind.
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Dieselbe
Beziehung wie für
Flugzeuge zwischen der aufgebrachten Kraft und dem erzeugten Impuls
(oder ersten Massenmoment) ist für
jeden Körper
gültig,
der in einem Fluid bewegt wird oder gegen die Gravitationsbeschleunigung
gehalten wird. Die hydrodynamisch erzeugte Kraft ist leistungseffizienter
als eine Reaktionskraft; und sie legt weniger Randbedingungen bezüglich Design
und Leistung des Schiffes fest.
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Für Schiffe
wird der Druckdifferenz erzeugende Strom eine Geschwindigkeit von
mehr als dem doppelten der Geschwindigkeit des Schiffes aufweisen.
Durch das Spülen
des Bugs wird die Kraft, die durch die Druckdifferenz zwischen ihm
und der Längsprojektion
des Schiffs erzeugt wird, größer sein als
die durch einen Propeller erhältliche,
da die einbezogenen Oberflächen
größer sind.
Diese Antriebskraft wird erzeugt ohne einen innewohnenden Effizienzverlust
wie bei der eines Propellers, vgl. die Turbulenz des Propellernachstroms.
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Durch
diese Technik wird das Schiff in seine eigene Antriebsvorrichtung
gewandelt.
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Eine
bekannte Weise zur Erzeugung von Strömen über einem Schiffsbug ist die
Verwendung von Düsen
(3). Eine technisch effizientere Art ist die Anordnung von Düsen in den
Wänden
von zwei Druckbehältern,
die wie Rohre ausgebildet sind, an oder nahe der Stauungslinie der
Oberfläche
des Körpers, über dem
der Druck reduziert werden soll. Durch die Verwendung einer Reihe
von Düsen
in jedem Rohr wird das strömende
Fluid über
diese Oberfläche
verteilt. Dadurch, dass die Rohre drehbar gemacht werden, wird die
Reaktionskraft der Ströme brauchbar
zum Bremsen und Steuern sein, welches gleichzeitig ausgeführt werden
kann. Bremsen wird sogar bei großen Schiffen möglich sein.
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Bei
Seeschiffen sind die zwei Rohre in der Mitte des Bugs so angeordnet,
dass sie die Ströme über seine
gebogenen Oberflächen
verteilen, da er wie ein vertikaler kreisförmiger Halbzylinder oder wie zwei
vertikale Halbzylinder, die einen geeigneten Schnitt für die Bestimmung
des Schiffes aufweisen, ausgebildet ist. Die Position der Rohre
definiert die Vorderkante dieser beiden Ansaugoberflächen. Die hintere
Längsprojektion
des Schiffes definiert die Druckseite.
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Die
Rohre sind vorn durch einen vertikalen Körper geschützt, so dass der durch ihn
geteilte Strom auf den Bug an oder nahe den Linien trifft, wo die
Spülsströme auf den
Bug treffen.
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Schiffe
und Fähren
mit einem Erfordernis für präzise Manövrierung
weisen ein Heck auf, das wie der Bug ausgebildet ist. Rohre mit
Düsen sind
dementsprechend eingepasst. Bremsen wird durch Rotieren der Rohre
um 90° vorwärts oder
durch Spülen hinten
im Schiff ausgeführt.
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Bei
Flugzeugen werden gebogene Oberflächen oder bewegliche Körper mit
einer gebogenen Oberfläche
mit Luftströmen
aus Rohren gespült,
die nahe ihrer Stauungslinien angeordnet sind. Um zu verhindern,
dass der auftreffende Strom der Druckseite eines beweglichen Körpers folgt,
ist eine Platte an dessen Vorderkante angelenkt und mit Hilfe von Stoßdämpfern am
Flattern gehindert.
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Die
durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft ist brauchbar zum Auftrieb,
zum Antrieb und zur Manövrierung.
Bei Flugzeugen werden die letzten beiden durch axiales und transversales
Neigen der angelenkten Körper
erhalten, wodurch die vertikalen und horizontalen Komponenten des
Vektors des Potenzials genutzt werden.
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Ein
Schiff kann angesehen werden als zwei zusammengefügte Tragflächen, so
dass ihre Ansaugseiten den Bug und die Seiten des Schiffs ausbilden,
vgl. die Zeichnung. Der Teil eines Schiffs, der der Druckseite eines
Tragflügels
entspricht, wird die hintere Längsprojektion
des Schiffes sein.
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Dieses
Verfahren wird eine Reihe von Vorteilen bringen:
Flugzeuge
können
klein ausgebildet werden, mit einem kräftigeren Körper und nahezu geräuschlos.
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Die
transversalen Kräfte
eines Schiffes oder eines Flugzeuges werden bedeutend größer als
jene sein, die durch ein Ruder erhältlich sind, wodurch eine effiziente
Steuerung ermöglicht
wird.
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Flugzeuge
werden schweben, in der Luft bremsen, in engen Kurven fliegen, auf
dem Punkt drehen, seitlich fliegen und vertikal landen oder abheben
von einem kleinen Platz. Das Flugzeug wird leicht in einer aufrechten
Position gehalten werden.
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Die
Leistungsanforderung wird bedeutend geringer als für Hubschrauber
sein.
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Ein
spezielles Ausführungsbeispiel
einer Anwendung der Erfindung ist in der Figur gezeigt.
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In
einem Schiff wird die Effizienz der seitlichen Verschiebung in Kombination
mit oder unabhängig
von einer Längsbewegung
größer sein
als die von transversal arbeitenden Propellern, da sie durch die
gesamte Leistung der Antriebsmaschine ausgeführt werden kann.
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Mit
Düsen vorn
und hinten wird es möglich sein,
das ganze Schiff seitlich (Schwingen) zu verschieben, und es auf
dem Punkt (Gieren) zu drehen.
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Eine
präzise
Steuerung wird die Passage von Flüssen, Meeresengen und Kanälen erleichtern. Es
wird möglich
sein, einem präzisen
Kurs zu folgen, ohne das Heck aus dem Weg, auf dem es ist, unter Verwendung
eines Ruders zu schieben. Küstenschiffe
werden in der Lage sein, zu manövrieren
ohne zu schwingen und sogar in engen Gewässern schnell zu fahren.
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Da
die Bugwelle unbedeutend sein wird, wird ein geringes Kielwasser
vorhanden sein, wodurch die Passage von Flüssen, Meeresengen und Kanälen bei
einer höheren
Geschwindigkeit möglich
ist, ohne die Ufer oder ein kleines Schiff zu beschädigen.
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Das
System kann für
Vollschiffe verwendet werden, die eine kleinere benetzte Oberfläche und ein
geringeres Stahlgewicht bezüglich
ihres Volumens aufweisen. Es wird möglich sein, Formkoeffizienten
zu verwenden, die heute unanwendbar sind. Es wird auch möglich sein,
ein Schiff mit geringerem Tiefgang relativ zu seiner Deckfläche oder
zu seinem Volumen und Leergewicht zu konstruieren.
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Mit
Diesel-elektrischem Antrieb oder Brennstoffzellen wird eine optimale
Verwendung eines Schiffsvolumens möglich sein.
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Das
System ist aus bekannter Technologie aufgebaut. Auf See werden Zentrifugalpumpen
verwendet, so dass die Wasserdüsen
der einzige neue Teil des Antriebssystems sind. Die Entfernung von Partikeln
aus den Pumpenkreisen ist Routine auf See. Das System wird einfach
zu warten sein.
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Es
besteht kein Risiko der Überlastung
des Motors oder der Pumpe.
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Das
System erbringt einen hohen Grad an Sicherheit. Rohre und Düsen werden
weniger leicht beschädigt
als Propeller, da sie weder hervorstehen noch Zusätze bewegen.
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Es
wird möglich
sein, die Motoren und Pumpen gegenüber dem Schiffskörper zu
isolieren. Dies wird die Ausbreitung von Motorgeräuschen und
Vibrationen in dem Schiff verhindern.
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Es
werden keine Vibrationen wie jene auftreten, die in dem Heck durch
die Druckdifferenzen von dem Propeller erzeugt werden. Die Düsen werden keine
niederfrequente Energie erzeugen, sondern nur hochfrequenten Schall,
der von kurzer Reichweite ist, da er schnell im Wasser gedämpft wird.
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Es
wird möglich
sein, die Kaierosion zu reduzieren, die manchmal ein Problem der
Fährbranche ist,
da es möglich
ist, beim Anlegen am Kai hinten zu bremsen. Beim Verlassen wird
die doppelseitige Fähre
an der Vorderseite gespült.
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Da
die meisten der Kais an einer Seite offen sind, wird die Verwendung
von Katamaranen möglich sein.
Diese werden ein vorteilhaftes Verhältnis zwischen Verschiebung,
Tiefgang, Kapazität
und Geschwindigkeit aufweisen. Zwei Bugtore an jedem Ende werden
die Verwendung bestehender Fährkais ermöglichen.
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U-Boote
können
entlang einem steileren Winkel nach unten gerichtet werden als jenem,
der jetzt durch das horizontale Ruder möglich ist.
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Referenzen:
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- Daniel Bernoulli: Hydrodynamica, 1738.
- Sv.Aa. Harvald: Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Sons, New York,
1983.
- Arne Kristiansen: Norwegian Application for patent n° 19905214.
- B.S. Massey: Mechanics of fluids, 2nd edition,
Van Nostrand Reinhold, London, 1970.
- T. Mehus: An experimental investigation into the shape of thrust-augmenting
surfaces in conjunction with Coandadeflected jet sheets, University
of Toronto, 1965.
- Harald Walderhaug: Motstand og framdrift, Institutt for marin
hydrodynamikk, 1988.
- S.W. Yuan: Foundations of fluid dynamics, 2nd edition, Prentice-Hall
International, London, 1970.
- Jun Inge Eielsen, Fluma AS: norwegisches Patent Nr. 305796.
- Arne Kristiansen: norwegisches Patent Nr. 143093.