WO2014202766A1 - Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen ladungsspeicher und antriebseinheit mit zumindest einer derartigen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen ladungsspeicher und antriebseinheit mit zumindest einer derartigen vorrichtung Download PDF

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WO2014202766A1
WO2014202766A1 PCT/EP2014/063049 EP2014063049W WO2014202766A1 WO 2014202766 A1 WO2014202766 A1 WO 2014202766A1 EP 2014063049 W EP2014063049 W EP 2014063049W WO 2014202766 A1 WO2014202766 A1 WO 2014202766A1
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charge
charge storage
charged
store
density
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PCT/EP2014/063049
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Martin Tajmar
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Technische Universität Dresden
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/02—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • B64G1/409—Unconventional spacecraft propulsion systems
    • 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
    • F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/02—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
    • H01G7/021—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric

Definitions

  • Device having at least a first charged charge storage and at least one second charged charge storage and drive unit with at least one such device
  • the invention relates to a device with at least a first charged
  • Charge storage and at least a second charged charge storage and a drive unit with at least one such device Charge storage and at least a second charged charge storage and a drive unit with at least one such device.
  • Charge stores are formed, which are provided with at least substantially the same charge and / or charge density to use to store energy. Furthermore, it is known that charge carriers, in particular electrons, or neutrons in certain crystal lattices, in particular due to the dispersion relation of the crystal lattice, a negative effective mass can be assigned. Objects of negative mass are of particular interest because they react to an external force in which they are accelerated against the direction of force.
  • the object of the invention is, for example, to produce negative effective masses, for example, independently of certain crystal lattices.
  • a device is loaded with at least a first charged charge storage and at least one second charged charge
  • Charge storage disclosed wherein one of the charge storage is negatively charged and at least another of the charge storage is positively charged, wherein the first
  • Charge storage has a charge density whose amount is less than an amount of the charge density of the second charge storage, and the first and the second
  • Charge storage are arranged at a distance from each other, which is smaller than a lateral extent of the charge storage, so that an electrostatic energy of at least a portion of the charge carriers of the first charge storage is negative and greater in magnitude, as an energy equivalent of the mass of the charge carriers of the first
  • a charge storage is at least partially, for example at least 50%, for example at least substantially, for example at least 90%, for example completely, formed of liquid and / or solid material.
  • a charge storage device has an at least substantially constant, in particular at least essentially unchangeable, form.
  • a shape of the charge storage device is at least partially flexible.
  • Charging a charge storage device, it should be understood, for example, that the charge storage device has an excess of positive or negative charge, for example a charged charge storage device forms an electrostatic field, for example a far-field electrostatic field.
  • the charges of a charge store are at least substantially spatially distributed evenly in the charge store.
  • Surface charge density for example, a surface charge density at the surface of the charge storage device facing the other charge storage, or a projection of a volume charge density on a surface of the charge storage device facing the other charge storage are understood.
  • amounts of the charge densities of the first and second charge storage devices differ by at least 5 nC / cm 2 , for example by at least 10 nC / cm 2 , for example by at least 20 nC / cm 2 , for example by at least 40 nC / cm 2 .
  • amounts of charge densities differ by at least 5%, for example by at least 10%, for example by at least 15%.
  • amounts of charge densities differ by a maximum of 70%, for example by a maximum of 50%.
  • at least the second charge storage has one
  • Charge density in an amount of at least 10 nC / cm 2 for example at least 20 nC / cm 2 , for example at least 40 nC / cm 2 , for example at least 100 nC / cm 2 , on.
  • the charge accumulators have charges whose amounts differ from one another, for example by at least 10 nC, for example by at least 100 nC, for example by at least 1 mC, for example by at least 10 mC.
  • volume of the first and second charge storage differ by a maximum of 90%, for example by a maximum of 30%, for example by a maximum of 10%, for example by a maximum of 3%, of each other or at least substantially equal.
  • the sizes of the surfaces of the first and second of the charge storage, which are facing the other charge storage differ by a maximum of 100%, for example by a maximum of 30%, for example by a maximum of 10%, for example by a maximum of 3%, or at least in the Essentially the same.
  • the charge accumulators being arranged at a "distance" from one another, it should be understood, for example, that at least a part, for example at least 60%, for example at least 90%, for example 100%, of the surface of each of the charge accumulators facing the other charge storage, to the other charge storage a finite distance, for example at least 1 ⁇ , for example at least 10 ⁇ , for example at least 100 ⁇ , for example at least 1 mm, and / or for example a maximum of 20 mm, for example a maximum of 10 mm.
  • the "surface" of a charge store facing the other charge store is formed by an imaginary, for example at least substantially convex or flat, surface which has a minimum, for example square, minimum distance to that stored in the charge store
  • a distance of the charge storage (in other words a distance between the mutually facing surfaces of the charge storage) at least substantially constant over the facing surfaces of the charge storage, so for example fluctuates by a maximum of 50%, for example by a maximum of 20%, for example by a maximum of 5 %, for example by a maximum of 1%, or not at all by an average of the distance.
  • a space between the charge stores is at least substantially empty to achieve a low dielectric constant.
  • the device has at least one carrier unit, which is set up to connect the charge stores, for example mechanically and / or chemically, for example, positively, positively and / or cohesively.
  • the carrier unit has one or more, for example dielectric, connecting means, which are arranged between the charge stores and connect them in places or over a large area, whereby, for example, an increased stability can be achieved.
  • the carrier unit has at least one frame on which the charge stores are arranged (in other words fixed).
  • the charge accumulators have at least one carrier body on a side facing away from the respective other charge accumulator in order to give the charge accumulator, for example, increased stability.
  • the carrier body is formed for example of a ceramic or a metal, but other materials are provided in various embodiments.
  • the carrier bodies are part of the carrier unit.
  • a "lateral extension" of one of the charge storage devices is intended, for example, to mean a maximum distance between two points of the surface of the charge storage device facing the respective other charge storage device, or the root, for example square root, of the size of the surface facing the respective other charge storage device.
  • a distance of the charge storage is a maximum of 10%, for example, a maximum of 3%, for example, at most 1%, of the lateral extent.
  • an “electrostatic energy" of a charge carrier for example an excess electron or an ion, for example, the sum of the potential electrical energy
  • Charge carrier, ⁇ the distance between the charge carrier and the i-th further charge carrier, ⁇ the dielectric constant and Vi corresponds to the division factor of the energy to the charge carrier and the i-th further charge carrier.
  • the electrostatic energy of a charge carrier negative and magnitude greater than the energy equivalent of the mass of the charge carrier
  • Such a device can thus provide, for example, charge carriers to which a negative effective mass can be assigned, the effective mass corresponding to the sum of the mass of the charge carrier and the correction mass of the charge carrier. Furthermore, asymmetric electric fields can be generated.
  • the first charge storage is negatively charged.
  • the first charge storage has an excess of electrons.
  • a negative mass regime can be achieved because the electron mass is significantly lower than that of typical positive charge carriers.
  • the first charge storage is positively charged.
  • At least one of the charge stores for example both the charge store, at least substantially, for example at least 50%,
  • a dielectric for example, from one or more dielectric (in other words, electrically insulating) materials is formed.
  • a charge store is formed by a dielectric which is thin, for example less than 1 ⁇ m thick, for example less than 100 nm thick, for example less than 10 nm thick,
  • At least one of the charge storage is designed as electret.
  • an "electret” is meant, for example, a material with permanent electrical polarization and / or charge,
  • charge carriers within an electret are at least partially localized (in other words localized) and / or have limited mobility Teflon is formed into which charges, for example electrons and / or ions, are introduced by means of ion bombardment, for example good storage and / or localization of the stored electrical charge carriers can be achieved.
  • Charge storage is formed at least plate-shaped.
  • a body is "plate-shaped", it should be understood, for example, that the body has a thickness that is smaller, for example by a factor of at least 5, for example at least 10, for example at least 20, for example at least 40, as a width
  • a width of a charge store differs at most 50%, for example at most 20%, for example at most 10%, from a length of the charge store
  • a charge store has an at least substantially constant thickness, ie varies a maximum, for example 50%, for example a maximum of 20%, for example a maximum of 5%, for example 0%, to an average of the thickness.
  • both charge storage devices are plate-shaped and are arranged at least substantially parallel to one another.
  • a compact construction can be achieved.
  • space savings can be achieved.
  • Near-surface area can be achieved.
  • At least one of the charge accumulators has a, for example, entire surface facing the other charge accumulator, which surface is at least substantially planar.
  • a surface is "even" designed, it should be understood, for example, that at least 80%, for example at least 90%, for example at least 99%, of all points of the surface are within a maximum distance of 20 mm, for example maximum 5 mm, for example at most 1 mm, from a plane that intersects the surface, for example, this may allow a simple construction and / or a space saving, for example, a uniform distribution of energy and thus mass distribution on the stored charge carriers.
  • the charge accumulators have an at least substantially equal lateral extent.
  • lateral extents of the charge stores differ by a maximum of 40%, for example by a maximum of 10%, for example by a maximum of 1%.
  • the mutually facing surfaces of the charge storage on an at least substantially the same shape for example, as a rectangle or oval, for example as a circle or as a square formed, for example, a high
  • a drive unit is furthermore provided, for example a spaceship drive unit, which has at least one device as described above and described in more detail below, and at least one force unit which is adapted, with at least one force, at least to those in FIG act first charge storage stored charge carriers and / or the first charge storage itself.
  • the device is set up on the basis of
  • Negative effective mass carriers respond with an acceleration to the acting force opposite that of the force, whereas the force unit responds with an acceleration to the acting force that is rectified to the force such that the force unit and the device move in a common direction can be accelerated.
  • the device and the power unit together form a diametrical drive.
  • a diametrical drive for example, a drive is to be understood, which has at least a first body of negative mass and a second body of positive mass, wherein the first body and the second body are coupled to each other via a force, wherein the force is a rectified acceleration of the two bodies causes.
  • the power unit is movable with respect to at least the first charge storage, for example, relative to the carrier unit stored.
  • the power unit is formed differently from the first charge storage and the second charge storage.
  • the force unit is configured to act on the charge carriers of the first charge store at least with an electrostatic force.
  • the force unit has at least one, for example positively charged, electret.
  • the force unit at least one mechanical force unit, for example at least one spring, which is adapted to act on the first charge storage.
  • a fusion device which has at least one hollow body, which is formed by a shell which encloses a cavity, wherein at least one inner wall of the hollow body is charged, so that at least in parts of the cavity a magnitude of at least 2780 MV, for example at least 5560 MV, for example, at least 8340 MV, is present.
  • the potential is negative.
  • a charge density on the inner wall is spatially at least substantially constant.
  • the cavity is at least substantially spherical, which can lead to an at least substantially spatially constant potential.
  • the inner wall of the hollow body is at least partially, for example completely, formed by a dielectric.
  • the inner wall for example, the entire hollow body, formed by an electret.
  • the inner wall is formed by a dielectric, the inside of which is coated with a semiconductor and / or a metal, which improves an adjustability of the potential.
  • the fusion device has at least one setting unit which is set up to adapt an electrical potential in the interior of the cavity.
  • the actuator is formed by a high voltage generator which is electrically coupled (in other words, connected) to the inner wall.
  • the shell of trained as a charged charge storage shells same and / or different polarity is formed, wherein the actuating unit
  • the fusion device has at least one supply unit for supplying, for example, positively charged gas, for example at least one
  • Hydrogen isotope in other words, protium, deuterium and / or tritium
  • at least one helium isotope in other words helium-3 and / or helium-4
  • the supply unit has an ionization unit that is configured to ionize atomic gas while it is being supplied to the cavity.
  • the fusion device has at least one cooling unit, which surrounds the cavity, for example, and which is set up, for example,
  • Reaction radiation for example, ion, neutron, proton, electron, positron and / or gamma radiation, at least for the most part, for example at least 30%, for example at least 50%, for example at least 80%, to intercept and convert it into heat
  • the fusion device has at least one heat exchanger which is set up to extract heat (in other words energy) which has been introduced into the cooling unit from the cooling unit and to other processes,
  • the fusion device is based on the principle of electrodynamics according to Wilhelm Weber, according to which the force F between charged particles 1 and 2 with charges q- ⁇ , q 2 , at a distance r with relative velocity v, relative acceleration a and dielectric constant ⁇ 0 results
  • a spherical configuration of the cavity can thus lead to canceling speed-dependent and location-dependent terms.
  • the effective mass of the particle is q - V
  • the fusion unit operates in a stepped operating mode, wherein in successive stages, the potential in the cavity, for example stepwise, is increased to further
  • a fusion of two protons to deuterium occurs.
  • Deuterium to a helium done.
  • a fusion of two helium can occur.
  • the potential in the cavity should in this case, for example in each of the stages, be chosen such that the effective mass of the charged particles is only a few electron volts or less than zero, so that an influence of kinetic energy of the particles on the reaction products and the fusion itself is minimized , Alternatively, for example, to achieve a wider range of reaction products, it is conceivable to set the potential so that an effective mass is well below zero, for example well below 1 keV or 1 MeV.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention with a
  • FIG. 2 is a first diagram illustrating different charged particle energy values of the second charge storage device of devices comparable to FIG. 1 as a function of charge densities of the first charge storage device.
  • FIG. Fig. 3 is a second diagram showing different energy values for charged
  • FIG. 4 is a third diagram showing the effective electron mass in relation to FIG.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a device according to the invention.
  • Fig. 6 shows a drive unit according to the invention with an inventive
  • FIG. 1 shows by way of example a device 10 having a first charged charge storage 12 and a second charged charge storage 14.
  • the first charge storage 12 is negatively charged.
  • the second charge storage 14 is positively charged.
  • the first charge storage 12 is negatively charged.
  • the second charge storage 14 is positively charged.
  • Charge storage 12 has a charge density ⁇ - ⁇ (in other words, a first
  • Charge density ⁇ - ⁇ ) whose amount is smaller than an amount of a charge density ⁇ 2 of the second charge storage 14 (in other words, a second charge density ⁇ 2 ).
  • the first and the second charge storage devices 12, 14 are arranged at a distance z from each other which is smaller than a lateral extension 16 of the charge storage devices 12, 14
  • Charge storage 12, 14 each have a lateral extent 16 of 600 mm.
  • the charge storage devices are arranged at a distance of 5 mm.
  • the charge storage devices 12, 14 are designed as electrets.
  • the charge storage devices are formed by ion bombardment charged Teflon (in other words, a dielectric).
  • the charge storage 12, 14 are plate-shaped.
  • the charge storage devices 12, 14 have a circular shape with a radius R of 300 mm.
  • the charge storage devices 12, 14 each have a thickness of 1 mm.
  • the device 10 forms a plate capacitor-like arrangement.
  • the charge storage devices 12, 14 are arranged comparable to plates of a plate capacitor. Mutually facing surfaces 13, 15 of the charge storage 12, 14 are flat
  • a distance z between the charge storage devices 12, 14 is constant over the mutually facing surfaces 13, 15.
  • a charge of the charge storage 12, 14 is evenly distributed over the respective surface 13, 15.
  • Charge accumulators 12, 14, a dielectric 18 is arranged over the entire surface, the
  • the dielectric 18 is part of a Carrier unit 20, which carries the charge storage 12, 14.
  • the dielectric 18 has a relative permittivity of 2.
  • the dielectric 16 is formed by Teflon.
  • the dielectric 18 completely fills a space between the charge stores 12, 14.
  • embodiments of the dielectric are provided, for example, organic, plastic, for example polypropylene, ceramic or paper.
  • polystyrene as a dielectric, a particularly low relative permittivity can be achieved, which can lead to high energies of the charge accumulators 12, 14.
  • An electrostatic total energy E of all charge carriers of the device 10 stored in the charge stores 12, 14 is composed of the respective energies ⁇ - ⁇ , E 2 of the charge stores 12, 14 or of the total interaction energies E E1 , E E2 between charge carriers of the same charge store 12, 14 and the
  • Charge densities and larger lateral extents can achieve far greater effects.
  • FIG. 2 shows a first diagram which shows the total electrical energy E of the device 10, the energy E 2 of the second charge accumulator 14, the interaction energy E E 2 of the second charge accumulator 14 and half the interaction energy E w / 2 between the charge accumulators 12, 14 according to FIGS above formulas in dependence on the first charge density ⁇ - ⁇ represents.
  • the second charge density ⁇ 2 is chosen here to be 20 nC / cm 2 .
  • the first charge density ⁇ -1 is hereby varied by way of example in a range between 0 and -40 nC / cm 2 .
  • the total energy E of the device 10 has a minimum when the first charge density ⁇ - 1 is equal in magnitude to the second charge density ⁇ 2 .
  • the interaction energy E E 2 of the second charge store 14 is independent of the first charge density ⁇ ,.
  • Half the interaction energy E w / 2 between the charge stores 12, 14 is negative, linearly dependent on the first charge density ⁇ - ⁇ and is directly proportional to the first charge density ⁇ - ⁇ .
  • Charge accumulator 14 is correspondingly linearly dependent on the first charge density ⁇ - ⁇ and has a zero crossing when the first charge density ⁇ - ⁇ amount equal to the second charge density ⁇ 2 .
  • the energy E 2 of the second charge accumulator 14 is smaller than 0, if the first charge density ⁇ - ⁇ is greater in magnitude than the second charge density ⁇ 2 .
  • FIG. 3 shows a second diagram in which the total electrical energy E of the device 10, the energy Ei of the first charge accumulator 12, the interaction energy E E1 of the first charge accumulator 14 and half the interaction energy E w / 2 between the charge accumulators 12, 14 according to the above formulas as a function of the first charge density ⁇ - ⁇ represents.
  • the second charge density ⁇ 2 is chosen here to be 20 nC / cm 2 .
  • the first charge density ⁇ -1 is hereby varied by way of example in a range between 0 and -40 nC / cm 2 .
  • the interaction energy E E i of the first charge storage 12 is in this case quadratically dependent on the first charge density ⁇ - ⁇ .
  • Interaction energy E w / 2 between the charge stores 12, 14 is negative, linearly dependent on the first charge density ⁇ - ⁇ and is directly proportional to the first charge density ⁇ ⁇
  • the energy Ei of the first charge store 14 is correspondingly quadratically dependent, but has a linear superposition, which leads to it being negative for small amounts of the first charge carrier density ⁇ -1.
  • a first charge density ⁇ - ⁇ of -10 nC / cm 2 results in a magnitude maximum negative energy Ei of the first charge storage 12th
  • the energy of the egg first charge accumulator 12 has a zero crossing when the first charge density ⁇ - ⁇ amount is approximately equal to the second charge density ⁇ 2 . Now exceeds the energy E- ⁇ of the first
  • Charge memory 12 amount of the common mass equivalent of the stored charge carriers can be determined for the stored charge carriers, here electrons, a negative effective mass.
  • FIG. 4 shows a diagram that the effective mass m eff i of the charge carriers of the first charge store 12, in this case electrons, in relation to the rest mass mi of the charge carriers as a function of the first charge density ⁇ - ⁇ for different radii R, of
  • Charge density ⁇ - ⁇ is hereby varied between 0 and -40 nC / cm 2 .
  • the second charge density ⁇ 2 is chosen here by way of example with 20 nC / cm 2 .
  • Ri 100 mm
  • R 2 200 mm
  • no area with negative effective mass can be achieved as well.
  • R 3 300 mm can for first charge densities ⁇ - ⁇ between 0 and -40 nC / cm 2 .
  • 0 nC / cm 2 and about -6 nC / cm 2 reach a range with negative effective mass.
  • a fourth radius R 4 of 400 mm can be achieved for first charge densities ⁇ - ⁇ between 0 nC / cm 2 and about -9 nC / cm 2 an area with negative effective mass.
  • a region with a negative effective mass can be achieved for first charge densities ⁇ -1 between 0 nC / cm 2 and approximately -1 1 nC / cm 2 .
  • a region with a negative effective mass can be achieved for first charge densities ⁇ -1 between 0 nC / cm 2 and approx.
  • a radius greater than 550 mm and according to Figure 3 a first charge density ⁇ - ⁇ of about -10 nC / cm 2 (in other words, a first charge density ⁇ - ⁇ their amount 50% of the second charge density ⁇ 2 corresponds) can be selected.
  • the dependencies for R-1 to R 6 are linear and intersect for equal in magnitude charge densities ⁇ - ⁇ , ⁇ 2 at a ratio rTieffi m- ⁇ of 1.
  • a chosen for simplifying the calculations round shape of the charge storage can be replaced by other, substantially arbitrary shapes, with a respective other charge carrier surface facing should be as large as possible.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention.
  • the same or identically named elements are provided with the same reference numerals, with the better
  • Figure 5 shows a device 10a having a first charged charge storage 12a and a second charged charge storage 14a, the first charge storage 12a being negatively charged and the second charge storage 14a being positively charged.
  • the first charge storage 12 has a charge density ⁇ - ⁇ whose amount is less than an amount of the second charge density ⁇ 2 of the second charge storage 14a.
  • the first and second charge accumulators 12a, 14a are arranged at a distance which is smaller than a lateral extent 16a of the charge accumulators 12a, 14a.
  • the lateral extent 16a is 500 mm.
  • the first and second charge storage devices 12a, 14a are formed by different dielectrics arranged between two capacitor plates 22a, 24a.
  • the capacitor plates 22a, 24a are parts of a carrier unit 20a, which mechanically connects the charge stores 12a, 14a to one another.
  • Capacitor plates 22a, 24a are parts of a charged capacitor 21 a.
  • Charge storage 12a, 14a are plate-shaped and have a rectangular shape.
  • the charge storage devices 12a, 14a have a thickness of approximately 3 mm.
  • Charge stores 12a, 14a have different relative permittivities, resulting in set different strong polarizations in the charge storage 12a, 14a, which leads to different high surface charge densities (charge densities ⁇ - ⁇ , ⁇ 2 ) on the mutually facing surfaces 13a, 15a of the charge storage.
  • the distance z between the charge stores is approximately 1 mm.
  • the area between the charge stores 12a, 14a is empty (in other words, gas filled or vacuumed). Distance z can be reduced in other embodiments to a few ⁇ to achieve a change in the effect.
  • Charge storage are flat. In a comparable manner to the embodiments according to FIGS. 1 to 4, it can thus be determined, when considering the surface charge distributions on the mutually facing surfaces 13a, 15a of the charge accumulators 12a, 14a, that an electrostatic energy of the charge carriers of the first charge accumulator 12a is negative and greater in magnitude as an energy equivalent of the mass of
  • FIG. 6 shows a drive unit 30 designed as a spaceship drive unit, for example for interplanetary and / or interstellar use in low gravity, with a device according to FIG. 1 and with a force unit 40 which is set up with a force at least on those stored in the first charge store 12 Charge carrier to act.
  • the power unit 40 is formed differently from the second charge storage 14.
  • the force unit 40 is configured to act with an electrostatic force on the charge carriers stored in the first charge storage 12.
  • the power unit 40 has a third charge storage 42 different from the first and second charge storage 12, 14.
  • the third charge storage 42 is formed as an electret. According to a further embodiment, it is proposed that the third charge storage 42 is formed by a charged, for example metallic, object, for example a plate.
  • the third charge store 42 is arranged on a side of the first charge store 12 facing away from the second charge store 14.
  • the third charge storage 42 is plate-shaped. The charge of the third charge storage 42 acts on that in the first
  • Charge storage 12 stored charge carriers.
  • the charge density ⁇ 3 of the third charge storage 42 is equal to the charge density ⁇ - ⁇ of the first charge storage 12, for example, to minimize or even preclude a malfunction of the device of Figure 1 and to be able to obtain the negative effective masses.
  • Charge storage 42 is positively charged in this case.
  • the third charge storage 42 has a size and shape corresponding to a size and shape of the first charge storage 12.
  • the charge accumulators 12, 14 and the electret are parallel to each other and in
  • a first force F acting on the charge carriers of the first charge accumulator 12 of the force unit 40 is determined here by the effective negative masses of the first
  • Charge memory 12 in a first acceleration a the direction of the first force F directed opposite (in other words directed away from the third charge storage 42) reacted.
  • the power unit 40 (in other words, the third charge storage 42) is elastically supported with respect to the apparatus 10.
  • An acting on the third charge storage 42 of the power unit 40, the first force F on the first charge storage 12 oppositely directed, but equal magnitude second force F 'acts on the charge carriers of the third charge storage 42 and is due to positive mass of the charge carriers in a second acceleration a 'directed in the direction of the force F' directed (in other words directed to the first charge storage device 12 out) is.
  • the first acceleration a of the charge carriers of the first charge store 12 is transferred to an acceleration of the device 10.
  • the second acceleration a ' is converted into an acceleration of the third charge storage 42 (in other words, the power unit 40). Because the
  • the negative charge accumulator 12 has a negative effective mass that outweighs the positive masses of remaining constituents of the drive unit 30 (in other words, provides a total mass of 0) to cause the third charge accumulator 42 and the device 10 to run apart or run into one another due to different mass amounts to avoid, which can be caused by energy and momentum conservation.
  • the negative charge accumulator 12 has a negative effective mass that outweighs the positive masses of remaining constituents of the drive unit 30 (in other words, provides a total mass of 0) to cause the third charge accumulator 42 and the device 10 to run apart or run into one another due to different mass amounts to avoid, which can be caused by energy and momentum conservation.
  • the drive unit has at least one transfer unit which is adapted to disassemble the device 10 in an end position (in other words, away from the third charge storage or at the third charge storage) to cancel the negative mass effects and which is set up , the device at a start position (in other words, a desired output distance to the electret, for example at the third charge storage 42, or removed from the third
  • a force generated by the force unit as a whole can by it is assumed that a distance between the first charge storage 12 and the third charge storage 42 is small compared to a lateral extent of the first charge storage 12.
  • the force F ges according to the above formula is 5.8 N for the given parameters.
  • Spaceship propulsion systems suitable for use in low gravity in other words, other than engines that are capable of launching and / or landing on planets or moons).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen Ladungsspeicher (12) und zumindest einem zweiten geladenen Ladungsspeicher (14), wobei einer der Ladungsspeicher (12) negativ geladen und zumindest ein anderer (14) der Ladungsspeicher positiv geladen ist, wobei der erste Ladungsspeicher (12) eine Ladungsdichte aufweist, deren Betrag geringer ist als ein Betrag der Ladungsdichte des zweiten Ladungsspeichers (14), und der erste und zweite Ladungsspeicher (12,14) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der geringer ist als eine laterale Erstreckung der Ladungsspeicher (12,14), so dass eine elektrostatische Energie zumindest eines Teils der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers (12) negativ und vom Betrag her größer ist als ein Energieäquivalent der Masse der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers (12).

Description

Beschreibung
Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen Ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen Ladungsspeicher und Antriebseinheit mit zumindest einer derartigen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen
Ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen Ladungsspeicher und eine Antriebseinheit mit zumindest einer derartigen Vorrichtung.
Es ist bekannt, Vorrichtungen, beispielsweise Kondensatoren, die von zwei
Ladungsspeichern gebildet sind, die mit zumindest im Wesentlichen gleicher Ladung und/oder Ladungsdichte versehen sind, zu verwenden, um Energie zu speichern. Weiterhin ist es bekannt, dass Ladungsträgern, insbesondere Elektronen, oder auch Neutronen in bestimmten Kristallgittern, insbesondere aufgrund der Dispersionsrelation des Kristallgitters, eine negative effektive Masse zugeordnet werden kann. Objekte mit negativer Masse sind besonders deshalb von Interesse, da diese auf eine äußere Kraft reagieren, in dem sie entgegen der Richtung der Kraft beschleunigt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es beispielsweise, negative effektive Massen, beispielsweise unabhängig von bestimmten Kristallgittern, zu erzeugen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen Ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen
Ladungsspeicher offenbart, wobei einer der Ladungsspeicher negativ geladen und zumindest ein anderer der Ladungsspeicher positiv geladen ist, wobei der erste
Ladungsspeicher eine Ladungsdichte aufweist, deren Betrag geringer ist als ein Betrag der Ladungsdichte des zweiten Ladungsspeichers, und der erste und der zweite
Ladungsspeicher in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der geringer ist als eine laterale Erstreckung der Ladungsspeicher, sodass eine elektrostatische Energie zumindest eines Teils der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers negativ und vom Betrag her größer ist, als ein Energieäquivalent der Masse der Ladungsträger des ersten
Ladungsspeichers.
Beispielsweise ist ein Ladungsspeicher zumindest teilweise, beispielsweise zumindest zu 50 %, beispielsweise zumindest im Wesentlichen, beispielsweise zumindest zu 90 %, beispielsweise komplett, von flüssigem und/oder festem Material gebildet. Beispielsweise weist ein Ladungsspeicher eine zumindest im Wesentlichen konstante, insbesondere zumindest im Wesentlichen unveränderliche, Form auf.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass eine Form des Ladungsspeichers zumindest teilweise flexibel ausgebildet ist. Darunter, dass ein Ladungsspeicher„geladen" ist, soll beispielsweise verstanden werden, dass der Ladungsspeicher einen Überschuss an positiver oder negativer Ladung aufweist. Beispielsweise bildet ein geladener Ladungsspeicher ein elektrostatisches Feld, beispielsweise ein elektrostatisches Fernfeld aus.
Beispielsweise sind die Ladungen eines Ladungsspeichers zumindest im Wesentlichen räumlich gleichmäßig im Ladungsspeicher verteilt.
Unter einer„Ladungsdichte" eines der Ladungsspeicher soll beispielsweise eine
Oberflächenladungsdichte, beispielsweise eine Oberflächenladungsdichte an einer dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandten Oberfläche des Ladungsspeichers, oder eine Projektion einer Volumenladungsdichte auf eine dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandten Oberfläche des Ladungsspeichers verstanden werden.
Beispielsweise unterscheiden sich Beträge der Ladungsdichten des ersten und des zweiten Ladungsspeichers um zumindest 5 nC/cm2, beispielsweise um zumindest 10 nC/cm2, beispielsweise um zumindest 20 nC/cm2, beispielsweise um zumindest 40 nC/cm2.
Beispielsweise unterscheiden sich Beträge der Ladungsdichten um zumindest 5 %, beispielsweise um zumindest 10 %, beispielsweise um zumindest 15 %. Beispielsweise unterscheiden sich Beträge der Ladungsdichten um maximal 70 %, beispielsweise um maximal 50 %. Beispielweise weist zumindest der zweite Ladungsspeicher eine
Ladungsdichte mit einem Betrag von zumindest 10 nC/cm2, beispielsweise zumindest 20 nC/cm2, beispielsweise zumindest 40 nC/cm2, beispielsweise zumindest 100 nC/cm2, auf. Beispielsweise weisen die Ladungsspeicher Ladungen auf, deren Beträge sich voneinander, beispielsweise um zumindest 10 nC, beispielsweise um zumindest 100 nC, beispielsweise um zumindest 1 mC, beispielsweise um zumindest 10 mC, unterscheiden.
Darunter, dass sich zwei Größen um einen Relativwert„unterscheiden" soll beispielsweise verstanden werden, dass das Verhältnis der Differenz beider Größen zum Maximum beider Größen dem Relativwert entspricht. Unter einer, einem weiteren Ladungsspeicher „zugewandten Oberfläche" eines Ladungsspeichers soll beispielsweise die Menge an Punkten der Oberfläche des Ladungsspeichers verstanden werden, die zumindest eine Verbindungsstrecke zu einem Oberflächenpunkt des weiteren Ladungsspeichers aufweisen, die sich von einer Strecke unterscheidet, die innere Punkte der Ladungsspeicher schneidet. Beispielsweise unterscheiden sich Volumina des ersten und des zweiten Ladungsspeichers um maximal 90 %, beispielsweise um maximal 30 %, beispielsweise um maximal 10 %, beispielsweise um maximal 3 %, voneinander oder sind zumindest im Wesentlichen gleich.
Beispielsweise unterscheiden sich die Größen der Oberflächen des ersten und zweiten der Ladungsspeicher, die dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandt sind, um maximal 100 %, beispielsweise um maximal 30 %, beispielsweise um maximal 10 %, beispielsweise um maximal 3 %, voneinander oder sind zumindest im Wesentlichen gleich. Darunter, dass die Ladungsspeicher in einem„Abstand" zueinander angeordnet sind, soll beispielsweise verstanden werden, dass zumindest ein Teil, beispielsweise zumindest 30 %, beispielsweise zumindest 60 %, beispielsweise zumindest 90 %, beispielsweise 100 %, der Oberfläche jedes der Ladungsspeicher, die dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandt ist, zu dem anderen Ladungsspeicher einen endlichen Abstand, beispielsweise zumindest 1 μηη, beispielsweise zumindest 10 μηη, beispielsweise zumindest 100 μηη, beispielsweise zumindest 1 mm, und/oder beispielsweise maximal 20 mm, beispielsweise maximal 10 mm, aufweist. Beispielsweise ist die dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandte „Oberfläche" eines Ladungsspeichers von einer gedachten, beispielsweise zumindest im Wesentlichen konvexen oder ebenen, Fläche gebildet, die einen minimalen, beispielsweise quadratisch minimalen, Abstand zu den in dem Ladungsspeicher gespeicherten
Ladungsträgern aufweist.
Beispielsweise ist ein Abstand der Ladungsspeicher (mit anderen Worten ein Abstand zwischen den einander zugewandten Oberflächen der Ladungsspeicher) zumindest im Wesentlichen konstant über die einander zugewandten Oberflächen der Ladungsspeicher, schwankt also beispielsweise um maximal 50 %, beispielsweise um maximal 20 %, beispielsweise um maximal 5 %, beispielsweise um maximal 1 %, oder gar nicht um einen Mittelwert des Abstands.
Beispielsweise ist ein Raum zwischen den Ladungsspeichern zumindest im Wesentlichen leer, um eine geringe Dielektrizitätszahl zu erreichen. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass ein Raum zwischen den Ladungsspeichern zumindest teilweise, beispielsweise zu mindestens 5 %, beispielsweise zu mindestens 40 %, beispielsweise zu mindestens 90 %, von zumindest einem Dielektrikum gefüllt ist. Beispielsweise weist die Vorrichtung zumindest eine Trägereinheit auf, die eingerichtet ist, die Ladungsspeicher, beispielsweise mechanisch und/oder chemisch, beispielsweise formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, miteinander zu verbinden.
Beispielsweise weist die Trägereinheit ein oder mehrere, beispielsweise dielektrische, Verbindungsmittel auf, die zwischen den Ladungsspeichern angeordnet sind und diese stellenweise oder großflächig miteinander verbinden, wodurch beispielsweise eine erhöhte Stabilität erreicht werden kann.
Weiterhin ist es in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Trägereinheit zumindest einen Rahmen aufweist, an dem die Ladungsspeicher angeordnet (mit anderen Worten befestigt) sind. Beispielsweise weisen die Ladungsspeicher an einer dem jeweils anderen Ladungsspeicher abgewandten Seite zumindest einen Trägerkörper auf, um dem Ladungsspeicher beispielsweise eine erhöhte Stabilität zu geben. Der Trägerkörper ist beispielsweise aus einer Keramik oder einem Metall gebildet, aber auch andere Materialien sind in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen. Beispielsweise sind die Trägerkörper Teil der Trägereinheit.
Unter„eingerichtet" soll beispielsweise speziell ausgebildet, ausgeformt und/oder
ausgestaltet verstanden werden. Darunter, dass ein Element eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion zu erfüllen soll beispielsweise verstanden werden, dass das Element die Funktion in zumindest einem Betriebszustand erfüllt.
Unter einer„lateralen Erstreckung" eines der Ladungsspeicher soll beispielsweise eine größte Entfernung zweier Punkte der dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandte Oberfläche des Ladungsspeichers, oder die Wurzel, beispielsweise Quadratwurzel, aus der Größe der dem jeweils anderen Ladungsspeicher zugewandten Oberfläche, verstanden werden.
Beispielsweise soll die kleinere laterale Erstreckung der beiden Ladungsspeicher als relevant angesehen werden. Beispielsweise beträgt ein Abstand der Ladungsspeicher maximal 10 %, beispielsweise maximal 3 %, beispielsweise maximal 1 %, der lateralen Erstreckung.
Unter einer„elektrostatischen Energie" eines Ladungsträgers, beispielsweise eines überschüssigen Elektrons oder eines Ions, soll beispielsweise die Summe über die potentiellen elektrischen Energien
Figure imgf000007_0001
über alle weiteren in den Ladungsspeichern gespeicherten Ladungsträger verstanden werden, wobei q der Ladung des Ladungsträgers, q, der Ladung des i-ten weiteren
Ladungsträgers, η dem Abstand zwischen dem Ladungsträger und dem i-ten weiteren Ladungsträger, ε der Dielektrizitätszahl und Vi dem Aufteilungsfaktor der Energie auf den Ladungsträger und den i-ten weiteren Ladungsträger entspricht. Unter einem
„Energieäquivalent" einer Masse m soll beispielsweise die Energie gemäß der Energie- Massenrelation E=mc2 verstanden werden, wobei c der Vakuumlichtgeschwindigkeit entspricht.
Ist die elektrostatische Energie eines Ladungsträgers negativ und betragsmäßig größer als das Energieäquivalent der Masse des Ladungsträgers kann der elektrostatischen Energie des Ladungsträgers entsprechend der Energie-Massenrelation E=mc2 eine Korrekturmasse zugeordnet werden, die negativ und betragsmäßig größer ist als die Masse des
Ladungsträgers. Eine derartige Vorrichtung kann somit beispielsweise Ladungsträger bereitstellen, denen eine negative effektive Masse zuordenbar ist, wobei die effektive Masse der Summe der Masse des Ladungsträgers und der Korrekturmasse des Ladungsträgers entspricht. Weiterhin können asymmetrische elektrische Felder generiert werden.
Weiterhin wird offenbart, dass der erste Ladungsspeicher negativ geladen ist. Beispielsweise weist der erste Ladungsspeicher einen Überschuss an Elektronen auf. Hierdurch kann beispielsweise mit geringem Aufwand ein negatives Massenregime erreicht werden, da die Elektronenmasse deutlich geringer ist als die von typischen positiven Ladungsträgern. In alternativen Ausgestaltungen ist es vorgesehen, dass der erste Ladungsspeicher positiv geladen ist.
Ferner wird offenbart, dass zumindest einer der Ladungsspeicher, beispielsweise beide der Ladungsspeicher, zumindest im Wesentlichen, beispielsweise zumindest 50 %,
beispielsweise zumindest 70 %, beispielsweise zumindest 90 %, beispielsweise komplett, als Dielektrikum, beispielsweise aus einem oder mehreren dielektrischen (mit anderen Worten elektrisch isolierenden) Materialen, ausgebildet ist. Beispielsweise ist ein Ladungsspeicher von einem Dielektrikum gebildet, das dünn, beispielsweise weniger als 1 μηη dick, beispielsweise weniger als 100 nm dick, beispielsweise weniger als 10 nm dick,
beispielsweise weniger als 1 nm dick, mit einem Halbleiter beschichtet ist, was
beispielsweise eine Einstellbarkeit der Ladung des Ladungsspeichers erlauben kann. Beispielsweise ist zumindest einer der Ladungsspeicher als Elektret ausgebildet ist. Unter einem„Elektret" soll beispielsweise ein Material mit dauerhafter elektrischer Polarisation und/oder Ladung verstanden werden. Beispielsweise sind Ladungsträger innerhalb eines Elektrets zumindest teilweise örtlich gebunden (mit anderen Worten lokalisiert) und/oder weisen eine begrenzte Beweglichkeit auf. Beispielsweise ist ein Elektret von Teflon gebildet, in das mittels lonenbeschuss Ladungen, beispielsweise Elektronen und/oder Ionen eingebracht werden. Es kann beispielsweise eine gute Speicherung und/oder Lokalisierung der gespeicherten elektrischen Ladungsträger erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest einer, beispielsweise beide, der
Ladungsspeicher zumindest plattenförmig ausgebildet ist. Darunter, dass ein Körper „plattenförmig" ausgebildet ist, soll beispielsweise verstanden werden, dass der Körper eine Dicke aufweist, die geringer ist, beispielsweise um einen Faktor von zumindest 5, beispielsweise zumindest 10, beispielsweise zumindest 20, beispielsweise zumindest 40, als eine Breite und eine Länge des Körpers. Beispielsweise unterscheidet sich eine Breite eines Ladungsspeichers maximal 50 %, beispielsweise maximal 20 %, beispielsweise maximal 10 %, von einer Länge des Ladungsspeichers. Beispielsweise weist ein Ladungsspeicher eine zumindest im Wesentlichen konstante Dicke auf, variiert also beispielsweise maximal um 50 %, beispielsweise maximal 20 %, beispielsweise maximal 5 %, beispielsweise 0 %, um einen Mittelwert der Dicke.
Beispielsweise sind beide Ladungsspeicher plattenförmig ausgebildet und sind zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Hierdurch kann beispielsweise eine kompakte Konstruktion erreicht werden. Beispielsweise kann eine Platzersparniserreicht werden. Beispielsweise kann eine hohe Konzentration von Ladungsträgern in einem
Oberflächennahen Bereich erreicht werden.
Ferner wird offenbart, dass zumindest einer der Ladungsspeicher eine, beispielsweise gesamte, dem anderen Ladungsspeicher zugewandte Oberfläche aufweist, die zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Darunter, dass eine Oberfläche„eben" ausgebildet ist, soll beispielsweise verstanden werden, dass zumindest ein Großteil, beispielsweise zumindest 80 %, beispielsweise zumindest 90 %, beispielsweise zumindest 99 %, aller Punkte der Oberfläche innerhalb eines Abstands von maximal 20 mm, beispielsweise maximal 5 mm, beispielsweise maximal 1 mm, von einer Ebene entfernt sind, die die Oberfläche schneidet. Dies kann beispielsweise eine einfache Konstruktion und/oder eine Platzersparnis erlauben. Beispielsweise kann dies zu einer gleichmäßigen Energieverteilung und somit Massenverteilung auf die gespeicherten Ladungsträger führen. Weiterhin wird offenbart, dass die Ladungsspeicher eine zumindest im Wesentlichen gleiche laterale Erstreckung aufweisen. Beispielsweise unterscheiden sich laterale Erstreckungen der Ladungsspeicher um maximal 40 %, beispielsweise um maximal 10 %, beispielsweise um maximal 1 %. Beispielsweise sind einander zugewandte Oberflächen der
Ladungsspeicher zumindest im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgebildet.
Beispielsweise weisen die einander zugewandten Oberflächen der Ladungsspeicher eine zumindest im Wesentlichen gleiche Form auf, sind beispielsweise als Rechteck oder Oval, beispielsweise als Kreis oder als Quadrat, ausgebildet, um beispielsweise eine hohe
Effizienz der Vorrichtung hinsichtlich einer Energiedichte zu erreichen. Es kann
beispielsweise eine kompakte Bauweise erreicht werden.
In verschiedenen Ausführungsformen wird weiterhin eine Antriebseinheit bereitgestellt, beispielsweise Raumschiffantriebseinheit, die zumindest eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde und im Folgenden noch im Detail beschrieben wird, und zumindest eine Krafteinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit zumindest einer Kraft zumindest auf die im ersten Ladungsspeicher gespeicherten Ladungsträger und/oder den ersten Ladungsspeicher an sich zu wirken. Beispielsweise ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, aufgrund der
Ladungsträger mit negativer effektiver Masse mit einer Beschleunigung auf die wirkende Kraft zu reagieren, die der Kraft entgegengesetzt ist, wohingegen die Krafteinheit mit einer Beschleunigung auf die wirkende Kraft reagiert, die der Kraft gleichgerichtet ist, so dass die Krafteinheit und die Vorrichtung in eine gemeinsame Richtung beschleunigt werden können.
Beispielsweise bilden die Vorrichtung und die Krafteinheit gemeinsam einen diametralen Antrieb. Unter einem diametralen Antrieb soll beispielsweise ein Antrieb verstanden werden, der zumindest einen ersten Körper negativer Masse und einen zweiten Körper positiver Masse aufweist, wobei der erste Körper und der zweite Körper über eine Kraft miteinander gekoppelt sind, wobei die Kraft eine gleichgerichtete Beschleunigung der beiden Körper bewirkt. Beispielsweise ist die Krafteinheit beweglich bezüglich zumindest des ersten Ladungsspeichers, beispielsweise gegenüber der Trägereinheit, gelagert. Beispielsweise ist die Krafteinheit verschieden vom ersten Ladungsspeicher und vom zweiten Ladungsspeicher ausgebildet. Beispielsweise ist die Krafteinheit dazu eingerichtet, zumindest mit einer elektrostatischen Kraft auf die Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers zu wirken.
Beispielsweise weist die Krafteinheit zumindest ein, beispielsweise positiv geladenes, Elektret auf. Alternativ oder zusätzlich ist es in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Krafteinheit zumindest eine mechanische Krafteinheit, beispielsweise zumindest eine Feder, aufweist, die dazu eingerichtet ist, auf den ersten Ladungsspeicher zu wirken.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Fusionsvorrichtung vorgeschlagen, die zumindest einen Hohlkörper aufweist, der von einer Hülle gebildet ist, die einen Hohlraum umschließt, wobei zumindest eine Innenwand des Hohlkörpers geladen ist, sodass zumindest in Teilen des Hohlraums betragsmäßig ein Potential von zumindest 2780 MV, beispielsweise zumindest 5560 MV, beispielsweise zumindest 8340 MV, vorhanden ist. Beispielsweise ist das Potential negativ. Beispielsweise ist eine Ladungsdichte an der Innenwand räumlich zumindest im Wesentlichen konstant. Beispielsweise ist der Hohlraum zumindest im Wesentlichen kugelförmig, was zu einem zumindest im Wesentlichen räumlich konstanten Potential führen kann. Beispielsweise ist die Innenwand des Hohlkörpers zumindest teilweise, beispielsweise komplett, von einem Dielektrikum gebildet.
Beispielsweise ist zumindest die Innenwand, beispielsweise der gesamte Hohlkörper, von einem Elektret gebildet. Alternativ ist es in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Innenwand von einem Dielektrikum gebildet ist, dessen Innenseite mit einem Halbleiter und/oder einem Metall beschichtet ist, was eine Einstellbarkeit des Potentials verbessert.
Beispielsweise weist die Fusionsvorrichtung zumindest eine Stelleinheit auf, die dazu eingerichtet ist, ein elektrisches Potential im Inneren des Hohlraums anzupassen.
Beispielsweise ist die Stelleinheit von einem Hochspannungsgenerator gebildet, der mit der Innenwand elektrisch gekoppelt (mit anderen Worten verbunden) ist. Alternativ ist es vorgesehen, dass die Hülle von als geladenen Ladungsspeichern ausgebildeten Schalen gleicher und/oder unterschiedlicher Polarität gebildet ist, wobei die Stelleinheit
beispielsweise dazu eingerichtet ist, die Schalen einzeln und/oder in Gruppen zu entfernen, um ein Potential im Hohlraum anzupassen.
Beispielsweise weist die Fusionsvorrichtung zumindest eine Zuführeinheit zur Zuführung von, beispielsweise positiv, geladenem Gas, beispielsweise zumindest einem
Wasserstoffisotop (mit anderen Worten Protium, Deuterium und/oder Tritium), zumindest einem Heliumisotop (mit anderen Worten Helium-3 und/oder Helium-4) und/oder einer Mischung dieser, in den Hohlraum auf. Beispielsweise weist die Zuführeinheit eine lonisiereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, atomares Gas zu ionisieren, während dieses dem Hohlraum zugeführt wird. Beispielsweise weist die Fusionsvorrichtung zumindest eine Kühleinheit auf, die beispielsweise den Hohlraum umgibt, und die beispielsweise eingerichtet ist,
Reaktionsstrahlung, beispielsweise Ionen-, Neutronen-, Protonen-, Elektronen-, Positronen- und/oder Gamma-Strahlung, zumindest großteils, beispielsweise zu mindestens 30 %, beispielsweise zu mindestens 50 %, beispielsweise zu mindestens 80 %, abzufangen und in Wärme umzuwandeln. Beispielsweise weist die Fusionsvorrichtung zumindest einen Wärmetauscher auf, der dazu eingerichtet ist, in die Kühleinheit eingetragene Wärme (mit anderen Worten Energie) der Kühleinheit zu entziehen und anderen Prozessen,
beispielsweise einer Elektroenergiegewinnung und/oder einem Fernwärmenetz zuzuführen.
Die Fusionsvorrichtung beruht auf dem Grundsatz der Elektrodynamik nach Wilhelm Weber, wonach sich die Kraft F zwischen geladenen Teilchen 1 und 2 mit Ladungen q-ι, q2, im Abstand r mit Relativgeschwindigkeit v, Relativbeschleunigung a und Dielektrizitätskonstante ε0 ergibt zu
Figure imgf000011_0001
In einem kugelförmigen Hohlraum (Radius R, beispielsweise R=500 mm) mit geladener Innenwand (Ladung Q) ergibt sich nach Integration über alle Ladungen der Innenwand für ein geladenes Teilchen mit Ladung q und Masse m wobei V dem Potential im Hohlraum entspricht, die auf das Teilchen wirkende Kraft zu
F q - Q q - V a = m, - a .
\27isnc2R 3c2
Eine kugelförmige Ausgestaltung des Hohlraums kann somit dazu führen, dass sich geschwindigkeitsabhängige und ortsabhängige Terme aufheben. Gemäß Superposition der Kräfte ergibt sich eine effektive Masse des Teilchens zu q - V
meff = tn + mk = m +
3c2
Wird der Betrag des Potential nun hinreichend hoch und der Polarität des Teilchens (mit anderen Worten, des geladenen Wasserstoffs oder Heliums) entgegengesetzt gewählt, ergibt sich für das Teilchen eine negative effektive Masse. Dieses Teilchen würde nun entsprechend F = m - a entgegengerichtet zu einer wirkenden Kraft beschleunigt. Befinden sich nun zumindest zwei oder mehr gleichpolig geladene Gasatome mit negativer effektiver Masse in dem Hohlraum können sich diese, auf Grund ihrer negativen Masse und durch ihre elektrische Wechselwirkung miteinander, aufeinander zu beschleunigen und bei aufeinander treffen fusionieren.
Weiterhin ist es in verschiedenen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Fusionseinheit in einem abgestuften Betriebsmodus arbeitet, wobei in aufeinander folgenden Stufen das Potential im Hohlraum, beispielsweise stufenweise, erhöht wird, um weiterführende
Reaktionen mit immer höheren Massen bzw. Masse-zu-Ladung-Verhältnissen zu
ermöglichen. Beispielsweise kann in einer ersten Stufe eine Fusion von zwei Protonen zu Deuterium erfolgen. Beispielsweise kann in einer zweiten Stufe ein Fusion von zwei
Deuterium zu einem Helium erfolgen. Beispielsweise kann in einer dritten Stufe eine Fusion von zwei Helium erfolgen. Das Potential im Hohlraum sollte hierbei, beispielsweise in jeder der Stufen, derart gewählt werden, dass die effektive Masse der geladenen Teilchen nur wenige Elektronenvolt oder weniger unter Null beträgt, sodass ein Einfluss kinetischer Energie der Teilchen auf die Reaktionsprodukte und die Fusion selbst möglichst gering ist. Alternativ, beispielsweise um ein breiteres Spektrum an Reaktionsprodukten zu erreichen, ist es denkbar, das Potential so einzustellen, dass eine effektive Masse deutlich unter Null, beispielsweise deutlich unter 1 keV oder 1 MeV, liegt. Weiterhin ist es denkbar, ein pulsierendes Potential anzulegen, so dass die Teilchen bei betragsmäßig hohem Potential eine negative effektive Masse erhalten und somit aufeinander zu beschleunigen, und wobei das pulsierende Potential derart abgestimmt ist, dass zumindest für einen Großteil der Teilchen eine effektive Masse kurz vor einem Zusammenstoß positiv wird, um die
Reaktionsprodukte zu beeinflussen.
Im Folgenden werden die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem
ersten und zweiten Ladungsspeicher,
Fig. 2 ein erstes Diagramm, das unterschiedliche Energiewerte für geladene Teilchen des zweiten Ladungsspeichers von Vorrichtungen vergleichbar mit Fig. 1 , in Abhängigkeit von Ladungsdichten des ersten Ladungsspeichers darstellt, Fig. 3 ein zweites Diagramm, das unterschiedliche Energiewerte für geladene
Teilchen des ersten Ladungsspeichers von Vorrichtungen vergleichbar mit Fig. 1 , in Abhängigkeit von Ladungsdichten des ersten Ladungsspeichers darstellt,
Fig. 4 ein drittes Diagramm, dass die effektive Elektronenmasse im Verhältnis zur
Elektronen-Ruhemasse für unterschiedlich Große Konfigurationen vergleichbar zu Fig. 1 darstellt,
Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 6 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß Fig. 1 .
Figur 1 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung 10 mit einem ersten geladenen Ladungsspeicher 12 und einem zweiten geladenen Ladungsspeicher 14. Der erste Ladungsspeicher 12 ist negativ geladen. Der zweite Ladungsspeicher 14 ist positiv geladen. Der erste
Ladungsspeicher 12 weist eine Ladungsdichte σ-ι (mit anderen Worten eine erste
Ladungsdichte σ-ι) auf, deren Betrag geringer ist als ein Betrag einer Ladungsdichte σ2 des zweiten Ladungsspeichers 14 (mit anderen Worten eine zweite Ladungsdichte σ2). Der erste und der zweite Ladungsspeicher 12, 14 sind in einem Abstand z zueinander angeordnet, der geringer ist als eine laterale Erstreckung 16 der Ladungsspeicher12, 14. Die
Ladungsspeicher 12, 14 weisen jeweils eine laterale Erstreckung 16 von 600 mm auf. Die Ladungsspeicher sind in einem Abstand von 5 mm angeordnet. Die Ladungsspeicher 12, 14 sind als Elektrete ausgebildet. Die Ladungsspeicher sind von durch lonenbeschuss geladenem Teflon (mit anderen Worten, einem Dielektrikum) gebildet. Die Ladungsspeicher 12, 14 sind plattenförmig ausgebildet. Die Ladungsspeicher 12, 14 weisen eine kreisrunde Form mit einem Radius R von 300 mm auf. Die Ladungsspeicher 12, 14 weisen jeweils eine Dicke von 1 mm auf. Die Vorrichtung 10 bildet eine plattenkondensatorartige Anordnung. Die Ladungsspeicher 12, 14 sind vergleichbar zu Platten eines Plattenkondensators angeordnet. Einander zugewandte Oberflächen 13, 15 der Ladungsspeicher 12, 14 sind eben
ausgebildet. Ein Abstand z zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 ist über die einander zugewandten Oberflächen 13, 15 hinweg konstant. Eine Ladung der Ladungsspeicher 12, 14 ist gleichmäßig über die jeweilige Oberfläche 13, 15 verteilt. Zwischen den
Ladungsspeichern 12, 14 ist vollflächig ein Dielektrikum 18 angeordnet, das die
Ladungsspeicher 12, 14 miteinander verbindet. Das Dielektrikum 18 ist Teil einer Trägereinheit 20, die die Ladungsspeicher 12, 14 trägt. Das Dielektrikum 18 weist eine relative Permittivität von 2 auf. Das Dielektrikum 16 ist von Teflon gebildet. Das Dielektrikum 18 füllt einen Raum zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 komplett aus. Alternativ sind Ausgestaltungen des Dielektrikums aus, beispielsweise organischem, Kunststoff, beispielsweise Polypropylen, aus Keramik oder aus Papier vorgesehen. Beispielsweise kann mit Polysterol als Dielektrikum eine besonders niedrige relative Permittivität erreicht werden, was zu hohen Energien der Ladungsspeicher 12, 14 führen kann.
Eine elektrostatische Gesamtenergie E aller in den Ladungsspeichern 12, 14 gespeicherten Ladungsträgern der Vorrichtung 10 setzt sich zusammen aus den jeweiligen Energien Ε-ι, E2 der Ladungsspeicher 12, 14 bzw. aus den Gesamtwechselwirkungsenergien EE1 , EE2 zwischen Ladungsträgern des jeweils gleichen Ladungsspeichers 12, 14 und der
Gesamtwechselwirkungsenergie Ew zwischen den Ladungsträgern unterschiedlicher der zwei Ladungsspeicher 12, 14. Entsprechend ergibt sich unter der Annahme dass Ν-ι Ladungsträger im ersten Ladungsspeicher 12 und N2 Ladungsträger im zweiten
Ladungsspeicher 14 gespeichert sind
Figure imgf000014_0001
wobei ry dem Abstand zwischen den jeweiligen zwei Ladungsträgern entspricht.
Entsprechend E=mc2 ergibt sich die effektive Masse meff1, meff2 der einzelnen Ladungsträger des ersten bzw. zweiten Ladungsspeichers 12, 14 zu
Figure imgf000014_0002
wobei EEi,E2 gelöst bzw. Ew für z/R klein gegen 1 approximiert werden können durch
_ rl a2R π ( 8
^£1,^2 ■'w
3ε 2ε 3π R
Es folgt meff1 zu
Figure imgf000015_0001
sodass eine elektrostatische Energie der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12 negativ und vom Betrag her größer ist als ein Energieäquivalent E=m1c2 der Masse rm-i der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12, wenn die Bedingung
Figure imgf000015_0002
erfüllt ist. Geht man von Elektronen als Ladungsträgern aus ergibt sich für die Ladung q-ι der einzelnen im ersten Ladungsspeicher 12 gespeicherten Ladungsträger die
Elementarladung -e.
Für eine Ausgestaltung gemäß Figur 1 mit einem Radius R von 300 mm ergibt sich eine maximal mögliche effektive Masse von insgesamt -8,1 · 10"18 kg (mit anderen Worten -0,73 J) bei einer ersten Ladungsdichte σ-ι von -2,7 nC/cm2. Durch entsprechend größere
Ladungsdichten und größere laterale Erstreckungen können weit größere Effekte erreicht werden.
Figur 2 zeigt ein erstes Diagramm, das die elektrische Gesamtenergie E der Vorrichtung 10, die Energie E2 des zweiten Ladungsspeichers 14, die Wechselwirkungsenergie EE2 des zweiten Ladungsspeichers 14 und die halbe Wechselwirkungsenergie Ew/2 zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 gemäß den obigen Formeln in Abhängigkeit von der ersten Ladungsdichte σ-ι darstellt. Die zweite Ladungsdichte σ2 ist hierbei mir 20 nC/cm2 gewählt. Die erste Ladungsdichte σ-ι wird hierbei beispielhaft in einem Bereich zwischen 0 und -40 nC/cm2 variiert. Die Gesamtenergie E der Vorrichtung 10 weist hierbei ein Minimum auf wenn die erste Ladungsdichte σ-ι betragsmäßig gleich der zweiten Ladungsdichte σ2 ist. Die Wechselwirkungsenergie EE2 des zweiten Ladungsspeichers 14 ist hierbei unabhängig von der ersten Ladungsdichte σ,. Die halbe Wechselwirkungsenergie Ew/2 zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 ist negativ, linear von der ersten Ladungsdichte σ-ι abhängig und ist direkt proportional zur ersten Ladungsdichte σ-ι. Die Energie E2 des zweiten
Ladungsspeichers 14 ist entsprechend linear abhängig von der ersten Ladungsdichte σ-ι und weist einen Nulldurchgang auf wenn die erste Ladungsdichte σ-ι betragsmäßig gleich der zweiten Ladungsdichte σ2 ist. Die Energie E2 des zweiten Ladungsspeichers 14 ist kleiner 0, wenn die erste Ladungsdichte σ-ι betragsmäßig größer ist als die zweite Ladungsdichte σ2.
Figur 3 zeigt ein zweites Diagramm, dass die elektrische Gesamtenergie E der Vorrichtung 10, die Energie Ei des ersten Ladungsspeichers 12, die Wechselwirkungsenergie EE1 des ersten Ladungsspeichers 14 und die halbe Wechselwirkungsenergie Ew/2 zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 gemäß den obigen Formeln in Abhängigkeit von der ersten Ladungsdichte σ-ι darstellt. Die zweite Ladungsdichte σ2 ist hierbei mit 20 nC/cm2 gewählt. Die erste Ladungsdichte σ-ι wird hierbei beispielhaft in einem Bereich zwischen 0 und -40 nC/cm2 variiert. Die Wechselwirkungsenergie EEi des ersten Ladungsspeichers 12 ist hierbei quadratisch abhängig von der ersten Ladungsdichte σ-ι. Die halbe
Wechselwirkungsenergie Ew/2 zwischen den Ladungsspeichern 12, 14 ist negativ, linear von der ersten Ladungsdichte σ-ι abhängig und ist direkt proportional zur ersten Ladungsdichte σ·|. Die Energie Ei des ersten Ladungsspeichers 14 ist entsprechend quadratisch abhängig, weist jedoch eine lineare Überlagerung auf, was dazu führt, dass diese für kleine Beträge der ersten Ladungsträgerdichte σ-ι negativ ist. Für eine erste Ladungsdichte σ-ι von -10 nC/cm2 (mit anderen Worten, einer ersten Ladungsdichte σ-ι, die betragsmäßig 50 % der zweiten Ladungsdichte σ2 entspricht) ergibt sich ein betragsmäßiges Maximum der negativen Energie Ei des ersten Ladungsspeichers 12. Die Energie des Ei ersten Ladungsspeichers 12 weist einen Nulldurchgang auf wenn die erste Ladungsdichte σ-ι betragsmäßig etwa gleich der zweiten Ladungsdichte σ2 ist. Übersteigt nun die Energie E-ι des ersten
Ladungsspeichers 12 betragsmäßig das gemeinsame Massenäquivalent der gespeicherten Ladungsträger, kann für die gespeicherten Ladungsträger, hier Elektronen, eine negative effektive Masse bestimmt werden.
Figur 4 zeigt ein Diagramm, dass die effektive Masse meffi der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12, hier Elektronen, im Verhältnis zur Ruhemasse m-i der Ladungsträger in Abhängigkeit von der ersten Ladungsdichte σ-ι für unterschiedliche Radien R, von
Ladungsspeichern 12, 14 von Vorrichtungen 10 gemäß Figur 1 darstellt. Die erste
Ladungsdichte σ-ι wird hierbei variiert zwischen 0 und -40 nC/cm2. Die zweite Ladungsdichte σ2 wird hierbei beispielhaft gewählt mit 20 nC/cm2. Für einen ersten Radius Ri von 100 mm kann kein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Für einen zweiten Radius R2 von 200 mm kann ebenso kein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Für einen dritten Radius R3 von 300 mm kann für erste Ladungsdichten σ-ι zwischen
0 nC/cm2 und ca. -6 nC/cm2 ein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Für einen vierten Radius R4 von 400 mm kann für erste Ladungsdichten σ-ι zwischen 0 nC/cm2 und ca -9 nC/cm2 ein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Für einen fünften Radius R5 von 500 mm kann für erste Ladungsdichten σ-ι zwischen 0 nC/cm2 und ca. -1 1 nC/cm2 ein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Für einen sechsten Radius R6 von 600 mm kann für erste Ladungsdichten σ-ι zwischen 0 nC/cm2 und ca. - 12 nC/cm2 ein Bereich mit negativer effektiver Masse erreicht werden. Um eine maximale Ausbeute an negativer effektiver Masse erreichen zu können, sollte ein Radius größer als 550 mm und entsprechend Figur 3 eine erste Ladungsdichte σ-ι von ca. -10 nC/cm2 (mit anderen Worten eine erste Ladungsdichte σ-ι deren Betrag 50 % der zweiten Ladungsdichte σ2 entspricht) gewählt werden. Die Abhängigkeiten für R-ι bis R6 verlaufen linear und schneiden sich für betragsmäßig gleich große Ladungsdichten σ-ι , σ2 bei einem Verhältnis rTieffi m-ι von 1.
Eine zur Vereinfachung der Berechnungen gewählte runde Form der Ladungsspeicher kann durch andere, im wesentlichen beliebige Formen ersetzt werden, wobei eine dem jeweils anderen Ladungsträger zugewandte Oberfläche möglichst groß gewählt sein sollte.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Hierbei sind gleiche bzw. gleich benannte Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei zur besseren
Unterscheidbarkeit an die Bezugszeichen in Figur 5 der Buchstabe a angefügt ist.
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung 10a mit einem ersten geladenen Ladungsspeicher 12a und einem zweiten geladenen Ladungsspeicher 14a, wobei der erste Ladungsspeicher 12a negativ geladen ist und der zweite Ladungsspeicher 14a positiv geladen ist. Der erste Ladungsspeicher 12 weist eine Ladungsdichte σ-ι auf, deren Betrag geringer ist als ein Betrag der zweiten Ladungsdichte σ2 des zweiten Ladungsspeichers 14a. Der erste und zweite Ladungsspeicher 12a, 14a sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der geringer ist als eine laterale Erstreckung 16a der Ladungsspeicher 12a, 14a. Die laterale Erstreckung 16a beträgt hierbei 500 mm. Der erste und zweite Ladungsspeicher 12a, 14a sind von unterschiedlichen Dielektrika gebildet, die zwischen zwei Kondensatorplatten 22a, 24a angeordnet sind. Die Kondensatorplatten 22a, 24a sind Teile einer Trägereinheit 20a, die die Ladungsspeicher 12a, 14a mechanisch miteinander verbindet. Die
Kondensatorplatten 22a, 24a sind Teile eines geladenen Kondensators 21 a. Die
Ladungsspeicher 12a, 14a sind plattenformig ausgebildet und weisen eine rechteckige Form auf. Die Ladungsspeicher 12a, 14a weisen eine Dicke von ca. 3 mm auf. Die
Ladungsspeicher 12a, 14a weisen unterschiedliche relative Permittivitäten auf, wodurch sich unterschiedlich starke Polarisationen in den Ladungsspeichern 12a, 14a einstellen, was zu unterschiedlich hohen Oberflächenladungsdichten (Ladungsdichten σ-ι , σ2) auf den einander zugewandten Oberflächen 13a, 15a der Ladungsspeicher führt. Der Abstand z zwischen den Ladungsspeichern beträgt hierbei ca. 1 mm. Der Bereich zwischen den Ladungsspeichern 12a, 14a ist leer (mit anderen Worten gasgefüllt oder vakuumiert). Abstand z kann in weiteren Ausgestaltungen auch bis auf wenige μηη gesenkt werden, um eine Veränderung des Effekts zu erreichen. Die einander zugewandten Oberflächen 13a, 15a der
Ladungsspeicher sind eben ausgebildet. In vergleichbarer Weise zu den Ausführungen gemäß Figuren 1 bis 4 kann so bei Betrachtung der Oberflächenladungsverteilungen auf den einander zugewandten Oberflächen 13a, 15a der Ladungsspeicher 12a, 14a bestimmt werden, dass eine elektrostatische Energie der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12a negativ und vom Betrag her größer ist als ein Energieäquivalent der Masse der
Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12a.
Figur 6 zeigt eine als Raumschiffsantriebseinheit, beispielsweise zum interplanetaren und/oder interstellaren Einsatz in geringer Gravitation, ausgebildete Antriebseinheit 30 mit einer Vorrichtung gemäß Figur 1 und mit einer Krafteinheit 40, die dazu eingerichtet ist, mit einer Kraft zumindest auf die im ersten Ladungsspeicher 12 gespeicherten Ladungsträger zu wirken. Die Krafteinheit 40 ist verschieden vom zweiten Ladungsspeicher 14 ausgebildet. Die Krafteinheit 40 ist dazu eingerichtet, mit einer elektrostatischen Kraft auf die im ersten Ladungsspeicher 12 gespeicherten Ladungsträger zu wirken. Die Krafteinheit 40 weist ein vom ersten und zweiten Ladungsspeicher 12, 14 verschiedenen dritten Ladungsspeicher 42 auf. Der dritte Ladungsspeicher 42 ist als Elektret ausgebildet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der dritte Ladungsspeicher 42 von einem geladenen, beispielsweise metallischen, Objekt, beispielsweise einer Platte, gebildet ist. Der dritte Ladungsspeicher 42 ist auf einer vom zweiten Ladungsspeicher 14 abgewandten Seite des ersten Ladungsspeichers 12 angeordnet. Der dritte Ladungsspeicher 42 ist plattenformig ausgebildet. Die Ladung des dritten Ladungsspeichers 42 wirkt auf die im ersten
Ladungsspeicher 12 gespeicherten Ladungsträger. Die Ladungsdichte σ3 des dritten Ladungsspeichers 42 ist gleich der Ladungsdichte σ-ι des ersten Ladungsspeichers 12, um beispielsweise eine Störung der Vorrichtung gemäß Figur 1 zu minimieren oder gar auszuschließen und die negativen effektiven Massen erhalten zu können. Der dritte
Ladungsspeicher 42 ist hierbei positiv geladen. Der dritte Ladungsspeicher 42 weist eine Größe und Form auf, die einer Größe und Form des ersten Ladungsspeichers 12 entspricht. Die Ladungsspeicher 12, 14 und das Elektret sind jeweils parallel zueinander und in
Längsrichtung gegenseitig abdeckend angeordnet. Eine auf die Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12 wirkende erste Kraft F der Krafteinheit 40 wird hierbei von den effektiven negativen Massen des ersten
Ladungsspeichers 12 in eine erste Beschleunigung a, die der Richtung der ersten Kraft F entgegen gerichtet (mit anderen Worten von dem dritten Ladungsspeicher 42 weg gerichtet) umgesetzt. Die Krafteinheit 40 (mit anderen Worten der dritte Ladungssepeicher 42) ist elastisch bezüglich der Vorrichtung 10 gelagert. Eine auf den dritten Ladungsspeicher 42 der Krafteinheit 40 wirkende, zur ersten Kraft F auf den ersten Ladungsspeicher 12 entgegen gerichtete, jedoch betragsmäßig gleiche zweite Kraft F' wirkt auf die Ladungsträger des dritten Ladungsspeichers 42 und wird aufgrund positiver Masse der Ladungsträger in eine zweite Beschleunigung a' umgesetzt, die in Richtung der Kraft F' gerichtet (mit anderen Worten zum ersten Ladungsspeicher 12 hin gerichtet) ist. Die erste Beschleunigung a der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers 12 wird in eine Beschleunigung der Vorrichtung 10 transferiert. Die zweite Beschleunigung a' wird in eine Beschleunigung des dritten Ladungsspeichers 42 (mit anderen Worten, der Krafteinheit 40) umgesetzt. Da die
Beschleunigungen a, a' gleichgerichtet sind, kann erreicht werden, dass die gesamte Antriebseinheit 30 in Richtung 32 beschleunigt wird. Beispielsweise weist der negative Ladungsspeicher 12 eine negative effektive Masse auf, die die positiven Massen übriger Bestandteile der Antriebseinheit 30 aufwiegt (mit anderen Worten eine Gesamtmasse von 0 bereitstellt), um ein Auseindander- oder Aufeinanderlaufen des dritten Ladungsspeichers 42 und der Vorrichtung 10 aufgrund unterschiedlicher Massenbeträge zu vermeiden, das aufgrund von Energie- und Impulserhaltung hervorgerufen werden kann. In weiteren
Ausgestaltungen ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit zumindest eine Transfereinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung 10 in einer Endposition (mit anderen Worten, entfernt vom dritten Ladungsspeicher oder am dritten Ladungsspeicher) zu zerlegen um die negativen Masseneffekte aufzuheben und die dazu eingerichtet ist, die Vorrichtung an einer Startposition (mit anderen Worten einem gewünschten Ausgangsabstand zum Elektret, beispielsweise am dritten Ladungsspeicher 42, oder entfernt vom dritten
Ladungsspeicher 42) zusammenzusetzten, im die negativen Masseneffekte erneut zu erreichen und eine andauernde Fortbewegung trotz regelmäßigen Auseinander- bzw.
Aufeinanderlaufens zu ermöglichen.
Eine von der Krafteinheit insgesamt erzeugt Kraft kann durch approximiert werden, wobei angenommen wird, dass ein Abstand zwischen dem ersten Ladungsspeicher 12 und dem dritten Ladungsspeicher 42 klein ist gegen eine laterale Erstreckung des ersten Ladungsspeichers 12. Die Kraft Fges gemäß obiger Formel ergibt sich für die gegebenen Parameter zu 5,8 N, was mit einer Antriebskraft herkömmlicher
Raumschiffantriebe, die zum Einsatz in Niedriggravitaion geeignet sind (mit anderen Worten, die sich von Triebwerken unterscheiden, die dazu geeignet sind Starts und/oder Landungen auf Planeten oder Monden durchzuführen), vergleichbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) mit zumindest einem ersten geladenen Ladungsspeicher (12) und zumindest einem zweiten geladenen Ladungsspeicher (14),
wobei einer der Ladungsspeicher (12, 14) negativ geladen und zumindest ein anderer der Ladungsspeicher (12, 14) positiv geladen ist,
wobei der erste Ladungsspeicher (12) eine Ladungsdichte aufweist, deren Betrag geringer ist als ein Betrag der Ladungsdichte des zweiten Ladungsspeichers (14), und der erste und der zweite Ladungsspeicher (12, 14) in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der geringer ist als eine laterale Erstreckung (16) der
Ladungsspeicher (12, 14),
sodass eine elektrostatische Energie zumindest eines Teils der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers (12) negativ und vom Betrag her größer ist als ein
Energieäquivalent der Masse der Ladungsträger des ersten Ladungsspeichers (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der erste Ladungsspeicher (12) negativ geladen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest einer der Ladungsspeicher (12, 14) zumindest im Wesentlichen als Dielektrikum ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei zumindest einer der Ladungsspeicher (12, 14) als Elektret ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Ladungsspeicher (12, 14) zumindest plattenförmig ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Ladungsspeicher (12, 14) eine dem anderen Ladungsspeicher zugewandte Oberfläche (13, 15) aufweist, die zumindest im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladungsspeicher (12, 14) eine zumindest im Wesentlichen gleiche laterale Erstreckung (16) aufweisen.
8. Antriebseinheit (30), beispielsweise Raumschiffsantriebseinheit, mit zumindest einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und mit zumindest einer Krafteinheit (40), die dazu eingerichtet ist, mit zumindest einer Kraft zumindest auf die im ersten Ladungsspeicher (12) gespeicherten Ladungsträger zu wirken.
9. Antriebseinheit nach Anspruch 8, wobei die Krafteinheit (40) zumindest vom zweiten Ladungsspeicher (14) verschieden ausgebildet ist.
10. Antriebseinheit nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Krafteinheit (40) dazu eingerichtet ist, zumindest mit einer elektrostatischen Kraft auf die Ladungsträger zu wirken.
1 1 . Antriebseinheit nach Anspruch 10, wobei die Krafteinheit (40) zumindest einen Elektret (42) aufweist.
PCT/EP2014/063049 2013-06-21 2014-06-20 Vorrichtung mit zumindest einem ersten geladenen ladungsspeicher und zumindest einem zweiten geladenen ladungsspeicher und antriebseinheit mit zumindest einer derartigen vorrichtung WO2014202766A1 (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0122988A1 (de) * 1983-04-26 1984-10-31 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Elektretanordnung
US20060113862A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 The University Of Tokyo Electrostatic induction conversion device

Patent Citations (2)

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