DE69108538T2 - Kugelförmiges, fluidisches Lager. - Google Patents

Kugelförmiges, fluidisches Lager.

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Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmittellager und insbesondere auf eine sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung zum freien Tragen einer Einrichtung auf einer Vorrichtungstragoberfläche.
    • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Das Testen von Raumflugfahrzeugen am Boden ist im allgemeinen auf drei Optionen begrenzt. Eine erste Option ist das suborbitale Heißfeuerflugtesten. Die zweite Option ist die Verwendung von computersimulierten Modellen zum Testen der Flugdynamiken. Eine dritte Option ist die Verwendung von sphärischen bzw. kugelförmigen Luftlagern, die an der Mitte des Schwerpunktes des Fahrzeugs angebracht sind.
  • Heißfeuertesten ist sehr teuer und hat typischerweise den Verbrauch des Flugfahrzeugs zur Folge. Computersimulierte Modellierung kann nicht voll wirksam bzw. effektiv sein, da die Hardware selbst nicht getestet ist. Die dritte option, die die Verwendung eines Luftlagers an dem Schwerpunkt des Fahrzeugs umfaßt, macht das Entfernen wesentlicher Teile des Fahrzeugs notwendig, die derzeitig am Schwerpunkt des Fahrzeugs angeordnet sind.
  • FR-A-1 563 551 zeigt ein sphärisches bzw. kugelförmiges Strömungsmittellager, das eine Einrichtung trägt und einen mobilen Teil besitzt mit einer konvexen Oberfläche, die einer festen sphärischen Oberfläche entspricht.
  • US-Patent Nr. 3 135 057 von G. A. Nelson et al. mit dem Titel "Flight Simulator" zeigt eine sphärische bzw. kugelförmige Schale bzw. mantelförmige Einrichtung, die in der Lage ist, einen Menschen Rotationsflugsteuerproblemen auszusetzen, die beim Raumflug angetroffen werden können. Der Simulator besteht aus einer hohlen Kugel, die auf einem Luftlagerpodest oder ähnlichem angebracht ist zur Drehung um drei Achsen mit einer senkrechten Beziehung bezüglich zueinander.
  • Nelson's Anforderung des Einschließens der Testvorrichtung (d. h. in diesem Falle eines Menschen) in einer hohlen Kugel hat eine wesentliche Gewichtsveränderung der Einrichtung zur Folge. Darüber hinaus verhindert die Verwendung einer Kugel als Teil des Testsimulators die Verwendung von irgendwelchen Schubvorrichtungen während des Testens, die an der Außenoberfläche der Testvorrichtung angeordnet sein können. Aus den obigen Gründen sieht die Nelson-Vorrichtung verringerte Ergebnisse vor.
  • Das US-Patent Nr. 2 695 199 von R. B. Blizard mit dem Titel "Bearing" zeigt ein Lager zum freien Tragen eines empfindlichen Elements. Das Lager umfaßt eine Schale, eine sphärische bzw. kugelförmige Oberfläche an dem empfindlichen Element, die auf der Schale ruht, Mittel zum Einführen eines Schmiermittels zwischen die sphärische Oberfläche und die Schale und Punkte oberhalb des Bodens und unterhalb der Oberseite der Schale, und Mittel zum Herausziehen des Schmiermittels von der Unterseite bzw. dem Boden der Schale.
  • Das bei Blizard offenbarte Lager wäre als Lager zur Verwendung beim Testen von Flugfahrzeugen nicht effektiv bzw. wirksam, da der Schwerpunkt des empfindlichen Elements in diesem Fall nicht zusammenfallend mit der Drehmitte der sphärischen Oberfläche angeordnet wäre.
  • Eine akkurate Simulation von Flugfahrzeugen macht es notwendig, daß die Drehmitte an dem Schwerpunkt des Flugfahrzeugs auftritt. Bisher wurde eine solche Anordnung erreicht durch Heißfeuertesten oder die Verwendung eines sphärischen bzw. kugelförmigen Lagers in der Mitte des Flugfahrzeugs. Der Stand der Technik erlaubt keine freie Drehung einer zusammengebauten Flugfahrzeugseinrichtung ohne Ersetzen von Teilen am Schwerpunkt der Einrichtung mit einem kugelförmigen Lager oder durch wesentliches Hinzufügen von Gewicht zu der Einrichtung.
    • Ziele und Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung eine universelle Drehung der Testeinrichtung um ihren Schwerpunkt mit minimalen Veränderungen der anfänglichen Vortesteigenschaften der Testeinrichtung vorzusehen.
  • Es ist ein weiteres Ziel, eine solche universelle Drehung in Kombination mit linearer Translation bzw. Bewegung vorzusehen.
  • Zusammenfassend bezieht sich die Erfindung auf eine sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 15. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen dynamischen Flugsimulator nach Anspruch 16.
  • Diese und weitere Ziele werden durch die vorliegende Erfindung erreicht, die eine sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung ist zum freien Tragen einer Einrichtung. In ihrem breitesten Aspekt weist die Vorrichtung mindestens eine sphärisch segmentierte Lageranordnunng auf, die um den Umfang der Einrichtung angeordnet ist, um die Drehmitte der Einrichtung innerhalb der Anordnung zusammenfallend mit dem Schwerpunkt der Einrichtung zu halten. Eine Strömungsmittelquelle sieht Strömungsmittel an den sphärisch segmentierten Lageranordnungen vor.
  • Die sphärische Strömungsmittellagervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist insbesondere geeignet zur Verwendung als ein dynamischer Flugsimulator für ein in drei Achsen stabilisiertes Flugfahrzeug. Die sphärisch segmentierte Lageranordnung umfaßt ein sphärisch segmentiertes Strömungsmittellieferkissen bzw. eine sphärisch segmentierte Strömungsmittellieferfläche und ein gegenüberliegendes komplementäres sphärisch segmentiertes Reaktionskissen bzw. eine gegenüberliegende komplementäre sphärisch segmentierte Reaktionsfläche. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die sphärisch segmentierte Reaktionsflächenanordnung starr an der zu testenden Einrichtung befestigt. Bei diesem Fall ist die gegenüberliegende sphärisch segmentierte Strömungsmittelversorgungsfläche an einer Wiegenanordnung befestigt, die auf einer Tragoberfläche getragen wird.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die sphärisch segmentierte Strömungsmittelversorgungsfläche starr an der zu testenden Einrichtung befestigt und die gegenüberliegende sphärisch segmentierte Reaktionsfläche ist an einer Wiegenanordnung befestigt, die auf der Tragoberfläche getragen wird. In beiden Fällen ist eine Strömungsmittelquelle vorgesehen zum Liefern eines Strömungsmittels, vorzugsweise Luft, an die geeigneten Strömungsmittelversorgungsflächen.
  • Weitere Vorteile, Ziele und neue Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der sphärischen bzw. kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die gezeigt ist beim Tragen eines in drei Achsen stabilisierten Flugfahrzeugs;
  • Fig. 2 ist eine Endansicht der Lagervorrichtung und des darin getragenen Flugfahrzeugs, das in Fig. 1 dargestellt ist;
  • Fig.3a zeigt eine feste Reaktionskissen- bzw. -flächenanordnung der vorliegenden Vorrichtung, und zwar teilweise im Querschnitt, die getragen wird durch ein mittiges lasttragendes Element bzw. eine Säule;
  • Fig.3b zeigt eine dünnwandige sphärisch segmentierte Reaktionskissen- bzw. -flächenanordnung mit einer Vielzahl von lasttragenden Elementen bzw. Streben und einer dünnen kreisförmigen Platte, wobei die Reaktionsflächenanordnung zum Teil im Querschnitt gezeigt ist;
  • Fig.3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer dünnwandigen Reaktionskissen- bzw. -flächenanordnung ohne eine kreisförmige Platte;
  • Fig.4a ist eine planare Ansicht einer Reaktionsfläche, die als Viereck erscheint, wenn sie auf eine imaginäre flache Oberfläche projiziert wird;
  • Fig.4b ist eine Seitenansicht der Reaktionsfläche in Fig. 4a,;
  • Fig.5a ist eine schematische Darstellung der sphärischen bzw. kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die starr an einer Vorrichtungstragoberfläche befestigt ist;
  • Fig.5b ist eine schematische Darstellung der sphärischen Strömungsmittellagervorrichtung, die auf einer linearen Lageranordnung getragen ist zum Vorsehen einer Linearbewegung relativ zu einer Vorrichtungstragoberfläche;
  • Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der kugelförmigen bzw. sphärischen Strömungsmittellagervorrichtung, bei der die Reaktionskissen bzw. -flächen und die Strömungmsittelversorgungskissen bzw. -flächen hinsichtlich der Positionen bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 umgekehrt sind.
  • Dieselben Elemente oder Teile sind durch die Figuren der Zeichnung hinweg durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
    • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Gemäß der Zeichnung und der darin markierten Bezugszeichen zeigt Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der kugelförmigen bzw. sphärischen Strömungsmittellagervorrichtung, die im allgemeinen mit 10 bezeichnet ist, die ein in drei Achsen stabilisiertes Flugfahrzeug trägt, das im allgemeinen mit 12 bezeichnet ist. Es sei bemerkt, daß dieser bestimmte Typ eines Flugfahrzeugs 12 nur zur Darstellung und nicht zur Einschränkung gezeigt ist.
  • Das Flugfahrzeug 12 umfaßt ein Mittelgehäuse 14 zum Tragen von Avioniks bzw. Luft- und Raumfahrtelektronik und unterschiedlichen Sub- bzw. Untersystemen. Das Fahrzeug 12 umfaßt eine mittig angeordnete Treibmittel-Sammelleitungs/Primärstruktur 16. Sphärische bzw. kugelförinige Treibmitteltanks 18 sind an der Primärstruktur 16 angebracht. Wie in Fig. 2 zu sehen ist, umfaßt das Flugfahrzeug 12 vier radial angeordnete Treibmitteltanks 18. Relativ kleine Höhensteuerschubvorrichtungen 20 sind an den jeweiligen Treibmitteltanks 18 angebracht zum Vorsehen einer Drehung des Flugfahrzeugs 12. Motorbefehle an die Höhensteuerschubvorrichtungen 20 werden durch die Avioniks und das Flugtestfahrzeug 12 vorgesehen.
  • Transferbeschleunigungen des Flugtestfahrzeugs 12 werden durch vier Umlenkschubvorrichtungen vorgesehen. Diese Umlenkschubvorrichtungen werden durch die vorliegende Erfindung nicht getestet. Somit sind in den Fig. 1 und 2 drei der Umlenkschubvorrichtungen durch unterbrochene Linien 22 dargestellt. Eine solche Darstellung durch unterbrochene Linien wurde gewählt, um herauszustellen, daß diese drei Umlenkschubvorrichtungen tatsächlich während der Simulation abgenommen sind. Die vierte Umlenkschubvorrichtung 24 bleibt intakt.
  • Anstelle der Umlenkschubvorrichtungen 22 werden drei sphärisch segmentierte Reaktionskissen bzw. -flächenanordnungen 26 an den bestehenden Umlenkschubvorrichtungsbefestigungspunkten 28 angebracht. Jede sphärisch segmentierte Reaktionsflächenanordnung 26 bildet eine komplementäre Hälfte einer sphärisch segmentierten Lageranordnung, die im allgemeinen mit 30 gekennzeichnet ist, wie im Detail nachfolgend beschrieben wird.
  • Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Wiegenanordnung, die im allgemeinen mit 32 gekennzeichnet ist. Die Wiegenanordnung 32 ist eine starre Jochstruktur. Die Wiegenanordnung 32 umfaßt Wiegenanordnungstragmittel mit einer Wiege 34 und einem Wiegentragglied 36. Das Wiegentragglied 36 umfaßt in diesem Fall eine planare Luftlageranordnung, die an der Wiege 34 befestigt ist zum freien Tragen der Vorrichtung 12 relativ zu einer Vorrichtungstragoberfläche 38. Wie nachfolgend beschrieben wird, können die Wiegentragmittel 36 eine lineare Lageranordnung umfassen oder sie können nur an der Vorrichtungstragoberfläche 38 befestigt sein.
  • Eine Strömungsmittelquelle 40, vorzugsweise eine Luftversorgungsquelle ist extern von der Wiegenanordnung 32 vorgesehen. Eine Strömungsmittelsammelleitung 42 umfaßt Strömungsmittelleitungen 44 zum Liefern von Luft an sphärisch segmentierte Strömungmsittelversorgungskissen bzw. -flächenunteranordnungen 46, die an der Wiegenanordnung 34 angebracht sind. Jede Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung 46 umfaßt eine iin allgemeinen konkave Strömungsmittelversorgungsfläche 50 mit mehreren Luft injektionsanschlüssen. Die Leitung 44 ist an der Luftversorgungsfläche 46 befestigt, und zwar durch herkömmliche Gasfittings bzw. -anschlußelemente. Die Strömungsmittelsammelleitung 42 umfaßt herkömmliche Druck- und Strömungsreguliereinrichtungen. Geeignete Luftsammelleitungsmittel sind vorgesehen, um die linearen Luftlageranordnungen 36 zu versorgen.
  • Während des Betriebs der Vorrichtung 10 wird Luft zwischen die konkave Oberfläche 50 der Luftversorgungsflächenunteranordnung 46 und der konvexen gegenüberliegenden komplementären Oberfläche 52 einer Reaktionsfläche an einer Reaktionsflächenanordnung 26 injiziert bzw. eingespritzt (es sei bemerkt, daß der Spalt zwischen diesen Oberflächen 50, 52 in Fig. 2 übertrieben ist, um die Merkmale der Vorrichtung 10 darzustellen). Das Vorsehen des Luftfilms in diesem Spalt erlaubt eine freie Drehung der Vorrichtung 12 innerhalb der sphärischen Strömungsmittellagervorrichtung 10. Der Spalt liegt typischerweise in einem Bereich zwischen 0,0127 und 0,0635 cm (0,005 und 0,025 Zoll).
  • Die Anordnung der sphärisch segmentierten Lageranordnungen 30 um den Umfang des Flugfahrzeugs 12 herum hält die Drehmitte des Flugfahrzeugs 12 innerhalb der Anordnung 10 auf demselben Punkt bzw. zusammenfallend mit dem Schwerpunkt des Flugfahrzeugs 12. Darüber hinaus beeinträchtigt bzw. stört diese Anordnung von Lagern nicht die kritischen Bauteile des Testflugfahrzeugs.
  • Als ein zusätzliches Merkmal kann die vorliegende Erfindung planare Luftlageranordnungen 36 aufweisen. Diese Luftlager sehen ein freies Tragen der Vorrichtung 10 bezüglich der Oberfläche 38 vor. Eine planares Bewegung wird vorgesehen durch eine Vielzahl von Schubeinrichtungen 59, die an der Wiege 34 angebracht sind zum Vorsehen einer planaren Bewegung in der gewünschten Richtung entlang der Vorrichtungstragoberfläche 38.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 3a wird ein Ausführungsbeispiel, das im allgemeinen mit 54 gekennzeichnet ist, einer Reaktionsflächenanordnung dargestellt. Die Reaktionsflächenanordnung 54 umfaßt eine feste sphärisch segmentierte Reaktionsfläche 56 mit einer flachen Oberfläche 58 und einer konvexen sphärischen Oberfläche 60. Ein starres, lasttragendes Element bzw. eine Säule 62 ist starr an einem ersten Ende mit einer Mitte der flachen Oberfläche 58 verbunden und an einem zweiten Ende mit der Einrichtung (nicht gezeigt). Die Verwendung eines solchen starren Elements bzw. einer solchen Säule 62 sieht einfache strukturelle Tragmittel und einen minimalen Toleranzaufbau vor. Ein dünner Streifen 63 bildet den Drehbegrenzungsumfang.
  • Gemäß Fig. 3b ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Reaktionsflächenanordnung, die im allgemeinen mit 64 gekennzeichnet ist, dargestellt. Die Reaktionsflächenanordnung 64 umfaßt eine dünnwandiges sphärisch segmentierte Reaktionsfläche 66, eine Vielzahl von lasttragenden Elementen oder Trägern bzw. Streben 68, und eine Anbringungsnabe 70 zum starren Befestigen der Streben 68 an der Einrichtung (nicht gezeigt). Die Streben 68 sind mit Teilen des Außenumfangs der Reaktionsfläche 66 verbunden. Die Reaktionsfläche 66 umfaßt auch eine dünne kreisförmige Platte 72, die an dem Außenumfang der Reaktionsfläche 66 befestigt ist zum Vorsehen einer verbesserten Starrheit. Ein dünner Streifen 73 bildet den Drehbegrenzungsumfang.
  • Gemäß Fig. 3c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Reaktionsflächenanordnung, die im allgemeinen mit 74 gekennzeichnet ist, gezeigt. Die Reaktionsflächenanordnung 74 umfaßt in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3b eine Vielzahl von Elementen oder Trägern bzw. Streben 76, die mit einer dünnwandigen Reaktionsfläche 78 verbunden sind. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt jedoch nicht die dünne kreisförmige Platte 72 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3c wird angenommen, daß ein Material mit einer ausreichenden Steifheit verwendet wird, um die Reaktionsfläche 78 herzustellen, um dadurch die Notwendigkeit für eine kreisförmige Platte 72 zu beseitigen. Ein dünner Streifen 79 bildet den Drehbegrenzungsumfang.
  • Gemäß Fig. 4a ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Reaktionsflächenanordnung gezeigt, die im allgemeinen mit 80 gekennzeichnet ist. Die Anordnung 80 umfaßt eine Reaktionsfläche 82, die so geformt ist, daß sie als Rechteck erscheint, wenn sie auf eine imaginäre Oberfläche projiziert wird. Es sei jedoch bemerkt, daß diese Reaktionsflächenanordnung 80 sphärisch segmentiert ist, genauso wie die vorherigen Reaktionsflächenausführungsbeispiele, wie in ihrer Seitenansicht in Fig. 4b zu sehen ist.
  • Die Rektionsflächen sollten aus einem relativ steifen leichtgewichtigen Material, wie zum Beispiel 6061-T6 A1 oder verbesserten Kompositen wie zum Beispiel Thermoplastiken hergestellt sein.
  • Obwohl das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, daß die Vorrichtung 10 durch ein Luftlager auf der Tragoberfläche 38 getragen werden kann, sind andere Optionen verfügbar. Gemäß Fig. 5a ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 gezeigt, die fest an einer Vorrichtungstragoberfläche 38 befestigt ist. Wenn zum Testen nur eine Drehung der Einrichtung notwendig ist, kann ein Wiegenanbringungsadapter 84 verwendet werden, um die Vorrichtung 10 zu befestigen bzw. festzulegen.
  • Gemäß Fig. 5b kann ein anderer Wiegenadapter 86 in der Form einer im Handel erhältlichen linearen Lageranordnung an der Wiege 32 befestigt werden zum Vorsehen einer Linearbewegung der Vorrichtung 10 von Seite zu Seite mit einer Länge von zum Beispiel 20 Fuß oder mehr.
  • Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das im allgemeinen mit 88 gekennzeichnet ist, wobei die Reaktionsflächen und Strömungsmittelversorgungsflächen umgekehrt bzw. ausgetauscht sind. Die Vorrichtung 88 umfaßt Wiegenanordnungstragmittel 92 wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Jedoch ist eine Vielzahl von Reaktionsflächenunteranordnungen 90 (anstelle der Strömungsmittelversorgungsflächen) an den Wiegenanordnungstragmitteln 92 befestigt. Strömungsmittel wird von einer Quelle 94 in der Mitte der Testvorrichtung 12 vorgesehen. Strömungsmittel von der Quelle 94 fließt bzw. strömt durch Strömungsmittelversorgungsflächenanordnungen 96, die in diesem Fall starr an der Einrichtung 12 befestigt sind. Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel umfassen die Reaktionsflächen/Strömungsmittelversorgungsflächen-Zwischenflächen sphärisch segmentierte Teile bzw. Abschnitte. Diese Art des Set-ups wird für die Verwendung mit einer leichtgewichtigeren Testeinrichtung als der, die in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 gezeigt ist, bevorzugt.
  • Infolge der geringen Strömung der Luftversorgungsflächen kann Luft durch eine externe Quelle vorgesehen werden, und zwar durch flexible Leitungen (nicht gezeigt).
  • Natürlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehre möglich. Es sei daher bemerkt, daß die Erfindung innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Ansprüche anders ausgeführt werden kann, als speziell beschrieben.

Claims (16)

1. Sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung, die eine Einrichtung (12) frei trägt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
(a) eine Vielzahl von kugelförmig segmentierten Lageranordnungen (30), die getrennte Lageroberflächen bilden, die um den Umfang der Einrichtung (12) herum angeordnet sind, um die Drehmitte der Einrichtung (12) innerhalb der Anordnung mit dem Schwerpunkt der Einrichtung (12) zusammenfallend zu halten; und
(b) eine Strömungsmittelguelle (40) zum Liefern von Strömungsmittel an die Vielzahl von segmentierten Lageranordnungen (30).
2. Sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10), die eine Einrichtung (12) frei an einer Vorrichtungstragoberfläche (38) hält, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
(a) mindestens eine kugelförmige segmentierte Reaktionsflächenanordnung (26), die starr an der Einrichtung (12) befestigt ist;
(b) eine Strömungsmittelquelle (40); und (c) eine Wiegenanordnung (32), die folgendes aufweist:
(i) Wiegenanordnungstragmittel (34, 36) zum Tragen der Wiegenanordnung (32) an der Vorrichtungstragoberfläche (38);
(ii) mindestens eine kugelförmig segmentierte Strömungsmittelversorgungskissen- oder -flächenunteranordnung (46), die an den Wiegenanordnungstragmitteln (34, 36) befestigt ist, wobei die mindestens eine Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (46) so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie einer konvexen Oberfläche (52) einer assoziierten Reaktionsflächenanordnung (26) gegenüberliegt, wobei jede der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnungen (46) Strömungsmittelleitungsmittel (44) aufweist zum Vorsehen oder Liefern einer Strömungsmittelströmung durch die Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (46) und zwischen die konvexe Oberfläche (52) der assoziierten Reaktionsflächenanordnung (26) und einer konkaven Oberfläche (50) der Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (46); und
(iii) Strömungsmittelsammelleitungsmittel (42) zum Empfangen eines Strömungsmittels von der Strömungsmittelguelle (40) und zum Verteilen von Strömungen des Strömungsmittels zu der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (46), wodurch ein Strömungsmittellagerfilm zwischen der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (46) und der assoziierten Reaktionsflächenanordnung (26) vorgesehen wird und eine freie Drehung der Einrichtung (12) innerhalb der kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung (10) erlaubt wird.
3. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Reaktionsflächenanordnungen (26), wobei die Vielzahl von Reaktionsflächenanordnungen (26) konzentrisch angeordnet ist, und eine gleiche Vielzahl von gegenüberliegenden Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnungen (46).
4. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Reaktionsflächenanordnungen (26) drei Reaktionsflächenanordnungen aufweist.
5. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung zwei mit gleichem Abstand angeordnete Reaktionsflächenanordnungen (26) aufweist.
6. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei die Reaktionsflächenanordnungen (26) auf einer einzigen Ebene angeordnet sind.
7. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei jede der mindestens einen Reaktionsflächenanordnungen (54) folgendes aufweist:
(a) eine feste sphärisch segmentierte Reaktionsfläche (56) mit einer flachen Oberfläche (58) und der konvexen sphärischen Oberfläche (60), und
(b) eine starre lasttragende Säule (62), die an einem ersten Ende mit der Mitte der flachen Oberfläche (58) verbunden ist und an einem zweiten Ende mit der Einrichtung verbunden ist.
8. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei jede der mindestens einen Reaktionsflächenanordnungen (64) folgendes aufweist:
(a) eine dünnwandige sphärisch segmentierte Reaktionsfläche (66);
(b) eine Vielzahl von lasttragenden Streben (68), wobei jede Strebe ein erstes und ein zweites Ende besitzt, wobei die ersten Enden mit den Teilen des Außenumfangs der Reaktionsfläche (66) verbunden sind;
(c) eine Anbringungsnabe (70) zum sicheren Befestigen des zweiten Endes der Streben (68) an der Einrichtung.
9. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei die Reaktionsfläche (66) eine dünne kreisförmige Platte (72) aufweist, die an dem Außenumfang der Reaktionsfläche (66) befestigt ist zum Vorsehen einer verbesserten Starrheit.
10. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei jede der mindestens einen Reaktionsflächenanordnungen (80) folgendes aufweist:
eine Reaktionsfläche (82) mit der Form eines Rechtecks, wenn sie auf eine imaginäre flache Oberfläche projiziert wird, und Reaktionsflächentragmittel zum starren Tragen des Reaktionsfläche (82) an der Einrichtung (12).
11. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Wiegenanordnungstragmittel (34, 36) folgendes aufweisen:
eine Wiege (34); und
mindestens ein Wiegentraglied (36) zum Befestigen der Wiege (34) an der Vorrichtungstragoberfläche
12. Kugelförinige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Wiegenanordnungstragmittel folgendes aufweisen:
eine Wiege (34); und
eine lineare Lageranordnung (86), die an der Wiege (34) befestigt ist zum Vorsehen einer Linearbewegung der kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung (10) relativ zu der Vorrichtungstragoberfläche (38).
13. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Wiegenanordnungstragmittel (34, 36) folgendes aufweisen:
eine Wiege (34); und
mindestens eine planare Luftlageranordnung, die an der Wiege (34) befestigt ist zum freien Tragen der kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung (10) relativ zu der Vorrichtungstragoberfläche (38).
14. Kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (10) nach Anspruch 13, wobei die Vorrichtung ferner eine Vielzahl von Schubeinrichtungen (59) aufweist, die an der Wiege (34) angebracht ist zum Vorsehen einer planaren Übertragung in der gewünschten Richtung entlang der Vorrichtungstragoberfläche (38).
15. Sphärische oder kugelförmige Strömungsmittellagervorrichtung (88), die eine Einrichtung (12) frei auf einer Vorrichtungstragoberfläche trägt, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:
(a) eine Wiegenanordnung, die folgendes aufweist:
(i) Wiegenanordnungstragmittel (92) zum Tragen der Wiegenanordnung auf der Vorrichtungstragoberfläche; und
(ii) mindestens eine sphärisch segmentierte Reaktionsflächenunteranordnung (90), die an den Wiegenanordnungstragmitteln (92) befestigt ist;
(b) eine Strömungsmittelquelle (94); und
(c) mindestens eine sphärisch oder kugelförmig segmentierte Strömungsmittelversorgungsflächenanordnung (96), die starr an der Einrichtung (12) befestigt ist, wobei jede der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenanordnungen (96) so angeordnet und aufgebaut ist, daß sie einer konkaven Oberfläche einer assoziierten Reaktionsflächenunteranordnung (90) gegenüberliegt, wobei jede der mindestens eine Strömunsmittelversorgunsflächenanordnung (96) Strömungsmittelleitungsmittel aufweist zum Vorsehen oder Liefern einer Strömung eines Strömungsmittels durch die Strömungsmittelversorgungsflächenanordnung (96) und zwischen die konkave Oberfläche der assoziierten Reaktionsflächenanordnung (90) und einer konvexen Oberfläche der Strömungsmittelversorgungsflächenunteranordnung (96); und
d) Strömungsmittelsammelleitungsmittel zum Empfangen von Strömungsmittel von der Strömungsmittelquelle (91) und zum Verteilen von Strömungen des Strömungsmittels zu der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenanordnung (96), wodurch ein Strömungsmittellagerfilm zwischen der mindestens einen Strömungsmittelversorgungsflächenanordnung (96) und der assoziierten
Reaktionsflächenunteranordnung (90) vorgesehen wird und eine freie Drehung der Einrichtung (12) sinnerhalb der kugelförmigen Strömungsmittellagervorrichtung (88) ermöglicht wird.
16. Ein dynamischer Flugsimulator (10) für ein in drei Achsen stabilisiertes Flugfahrzeug (12), wobei der Simulator folgendes aufweist:
(a) eine Vielzahl von sphärisch oder kugelförmig segmentierten Lageranordnungen (30), die getrennte Lageroberflächen bilden, die um den Umfang des Flugfahrzeuges (12) angeordnet sind, um die Drehmitte des Flugfahrzeuges (12) innerhalb der Anordnung zusammenfallend, mit dem Schwerpunkt des Flugfahrzeuges (12) zu halten; und
(b) eine Strömungsmittelquelle (40) zum Vorsehen oder Liefern eines Strömungsmittels an die Vielzahl von segmentierten Lageranordnungen (30).
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