Umweltverschmutzung
Fliegen kann zweckdienlich sein und am ehesten noch werden Hubschrauber für sinnvolle Aufgaben eingesetzt - vermutlich weil deren Betrieb teuer, d.h. noch weniger effektiv ist. Die Rotorblätter haben Profile ähnlich zu Tragflächen und könnten insofern kostenlosen Auftrieb liefern. Die Blätter ´schlagen´ aber beim Vorwärtsflug, so dass keine permanente Strömung bestehen kann. Zur Aufwärtsbewegung wird zusätzliche Auftriebskraft durch steilere Anstellung der Blätter erzeugt - mit mäßigem Effekt, weil viel Luft nur im Kreis herum wirbelt wird.
Es wird im Prinzip mechanistisch gedacht: Luft muss abwärts gedrückt werden, damit das Fahrzeug angehoben wird. Um eine Tonne Gewicht zu heben, müssten tausend Kubikmeter Luft nach unten gedrückt werden - entsprechend zur Gravitations-Beschleunigung. Aber man muss nur wenig Luft bewegen, mit einem Bruchteil des üblichen Energie-Einsatzes, um per Sog-Wirkung plus normalem atmosphärischem Druck den Sog-Hub-Schrauber anzuheben. Dieser Lösungsansatz soll im nachfolgenden dargestellt werden.
In der ´Kappe´ (A, gelb) sind Pumpen zur Förderung von Luft installiert, die Abluft tritt seitlich aus. Durch den ´Schaft´ (B, rot) wird Luft von unten nach oben geleitet. Die ´Schürze´ (C, rot) stellt den Einlass in Form eines umlaufenden Schlitzes dar. Die ´Kabine´ (D, blau) bietet Raum für Personen und Güter, außerdem sind dort Motor und Treibstofftanks untergebracht. Kurze ´Flügel´ (E, grün) bewirken Auftrieb, besonders beim Vorwärtsflug, und dienen zur Steuerung per Höhenruder. Der ´Schwanz´ (F, grün) dient zur Stabilisierung sowie zur Steuerung durch ein Seitenleitwerk.
Die eingezeichneten Maßstäbe sowie die skizzierten Strichmännchen sollen die Größe dieses Beispiels verdeutlichen. Die Kabine ist im Prinzip eine Halbkugel mit Radius von 2.5 m, bietet also Raum von etwa 65 m^3 über einer Grundfläche von etwa 20 m^2. Der Schaft ist ein sich nach oben ausweitender runder Zylinder von etwa 4 m Höhe. Die Kappe weist wiederum etwa 5 m Durchmesser auf. Das Flugzeug ist insgesamt etwa 8 m hoch und inklusiv Schwanz auch etwa 8 m lang. Die Breite inklusiv Flügel könnte etwa 10 m sein.
Gebläse
Luft fließt durch den Schacht von unten nach oben in einem ringförmigen Kanal (A, helles Blau). Sie wird in diesem Kanal hoch gesaugt durch eine Radialpumpe, deren mittiger Bereich rot und der Bereich ihrer Schaufeln (B) durch etwas dunkleres Blau markiert sind. Die Luft zirkuliert über der Pumpe in einem schneckenförmigen Raum (C, dunkelblau). Die Luft fließt letztlich durch einen relativ engen Auslass (D, sehr dunkles Blau), der schlitzförmig rund um die Kappe verläuft.
In diesem Bild unten ist schematisch ein Querschnitt durch die Kappe dargestellt. Die diversen Bereiche sind entsprechend durch unterschiedliches Blau gekennzeichnet. Die Vorderseite des Flugzeugs ist hier oben (siehe Pfeil in Flugrichtung). In der Kappe sollten mindestens zwei Pumpen installiert sein, hier sind beispielsweise sechs Pumpen bzw. die Bereiche (B, hellblau) ihrer Schaufeln eingezeichnet.
Die Pumpen links (in genereller Flugrichtung) sind links-drehend, die Pumpen rechts sind rechts-drehend (siehe Pfeile), so dass sich insgesamt ausgeglichenes Drehmoment ergibt. Die Luft aus den linken Pumpen zirkuliert in einem gemeinsamen Bereich (C, dunkleres Blau), analog dazu die Luft aus den rechten Pumpen, beide Bereiche getrennt durch eine Längswand (F). Jede Pumpe entlässt ihre Luft also nicht in eine eigene Schnecke, vielmehr gehen diese ineinander über im gemeinsamen Bereich (C). Dieser Raum wird durch eine relativ gleichförmige Fläche nach oben begrenzt, während die untere Fläche drei Mulden aufweist (die aber nicht symmetrisch sondern weiterhin sprialig angelegt sind).
Der untere Teil der Kappe ist mit dem oberen Teil verbunden durch die Mittelwand (F) sowie durch runde Säulen (G) über den Pumpen (auch für deren Lagerung). Im Bereich zwischen den Pumpen fließt Luft in total entgegen gesetzte Richtungen, so dass dort eine Trennung durch längliche Säulen (H) zweckdienlich ist.
Aus den Mulden um die Pumpen bzw. aus dem gesamten Bereich (C) über den Pumpen fließt die Luft letztlich ab durch die umlaufenden Auslass-Schlitze (D, dunkelblau). Die Bewegungsrichtung dieser Strömung ist radial bis tangential. Allerdings wäre ein Auslass der Luft gegen die Flugrichtung nicht zweckdienlich, so dass ganz vorn (im Bild oben) kein Auslass angelegt ist. Entsprechend wird die Luft ganz hinten durch die mittige Längswand in achterliche Richtung gelenkt.
Steuerung
Auf der linken Seite sind die Steuerklappen in Positionen gezeigt während der Vorwärtsbewegung des Flugzeugs. Die aus den Pumpen zur Seite hin austretenden Strömungen werden dabei nur wenig umgelenkt. Im vorderen Bereich fließt die Strömung diagonal nach hinten ab, im hinteren Bereich zunehmend radial nach hinten. Der Vortrieb erfolgt praktisch mittels Rückstoss-Effekt, da dem von der Pumpe ausgeübten Druck bzw. dem Staudruck im Bereich C seitlich-hinten kein entsprechender Druck entgegen steht. Der wesentliche Vortrieb wird aber durch andere Prozesse erreicht, wie weiter unten beschrieben.
In diesem Bild rechts-unten sind die Steuerklappen in Positionen radialer Richtungen eingezeichnet. Wenn rundum alle Steuerklappen so ausgerichtet sind, fließt Luft nach allen Seiten symmetrisch ab, das Flugzeug bleibt ortsfest im Raum stehen. Diese ruhige Position kann aber auch durch andere Stellungen der Steuerklappen erreicht werden, wann immer die vektoriellen Kräfte insgesamt ausgeglichen sind.
In diesem Bild rechts-oben sind die Steuerklappen nach oben gerichtet, also nach vorn. Wenn alle anderen Steuerklappen die Luft radial abstrahlen (bzw. insgesamt neutral), bewirken diese rückwärts gerichteten Steuerklappen ein Drehmoment, hier also würde sich das Fahrzeug um seine senkrechte Achse nach rechts drehen. Es kann also Rechts- oder Linksdrehung erzeugt werden, je nach relativer Position der Steuerklappen, in vielerlei Konstellationen.
Wenn alle Steuerklappen nach oben gerichtet sind (also umgekehrt zu den links eingezeichneten Positionen), wird das Fahrzeug rückwärts fliegen. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung kann leicht reguliert werden, indem nur einige oder auch alle Steuerklappen minimal verstellt werden.
Es sind also Steuermöglichkeiten in alle Richtungen gegeben, indem relativ kleine Bauteile nur etwas gedreht werden. Im Kragen unterhalb der Steuerklappen ist ausreichend Raum für deren Steuerung. Anstelle des Aufwands für die komplexe Steuerung normaler Hubschrauber-Rotoren sollten hier diese Steuerklappen optimiert, z.B. mittels zwei oder drei zueinander beweglichen Elemente variables Profil der Steuerklappen gebildet werden.
Auftrieb
Die Oberflächen der Kappe (A) und des Bodens (G) sind gleich groß. Unten liegt atmosphärischer Druck an, während oben Luft mehr oder weniger starke Strömung in radiale Richtungen aufweist. Generell sind die Strömungen außen sehr viel schneller als im mittigen Bereich.
Bereits über dem rundum verlaufenden Auslass (B) wird Luft über die Kappe nach außen gesaugt (weil die schnelle Strömung Sog-Wirkung ausübt, siehe vorige Kapitel). Die abfließende Luft gleitet weiter nach außen, direkt über der gekrümmten Fläche (C). Dort ist maximale Geschwindigkeit gegeben, mit maximalem Strömungsdruck und entsprechend minimalem statischen Druck auf die Fläche.
Diese Fläche knickt dort bewusst scharf nach unten ab, so dass an der Unterseite (D) der Kappe keine geordnete Strömung aufkommen kann. Die dortige turbulente Luft wirkt fast mit normalem Luftdruck nach oben. Auf dieser äußeren, ringförmigen Fläche (nur ein Drittel des Durchmessers, aber die Hälfte der gesamten Oberfläche) ist die größte Druckdifferenz und damit maximaler Auftrieb gegeben.
Der Schaft ist relativ hoch (muss aber weniger hoch sein als die Kappe breit ist), damit die Luft unterhalb der Kappe relativ ruhend bleibt und die oberen und unteren Luftbewegungen nicht störend aufeinander wirken. Durch den Schacht wird Luft nach oben gesaugt, wobei der Einlass durch einen umlaufenden Schlitz (der ´Schürze´) gebildet wird.
Innerhalb dieser Schürze und im unteren Teil des Schachtes herrscht schnelle Bewegung mit entsprechend geringem statischen Druck. Die Luft wird durch den Schlitz eingesaugt, wobei Strömung (F) entlang der Kabine entsteht. Eine Teil-Strömung (E) davon fließt auch außerhalb weiter aufwärts.
Eventuell kann die Schürze auch mehrere Schlitze aufweisen (gestaffelt nach unten-außen), so dass Luft über längere Distanz entlang der Kabinenwand geführt wird. Auch auf dieser ´zweiten Ebene´ lastet also von oben geringerer statischer Druck als atmosphärischer Druck von unten gegen den Boden (G) der Maschine wirkt.
Während normale Hubschrauber große Massen von Luft nach unten drücken und verwirbeln, wird bei diesem Sog-Schrauber nur relativ wenig Luft bewegt und nur dünne Luftschichten werden mit maximaler Geschwindigkeit über geeignete (gekrümmte) Oberflächen geführt. Diese Maschine ist nicht nur viel leiser und viel einfacher zu bauen, sondern auch vielfach effektiver.
Zusätzliche Flächen
Kreisförmige Querschnitte sind die Ausgangsbasis, jedoch können die Formen natürlich gestreckt sein in Längsrichtung. Die Kappe (gelb) könnte z.B. eine ungleichförmiges Oval bilden. Auch die Pumpen müssen natürlich nicht exakt kreisförmig angeordnet sein, sondern dieser Bereich (hellrot) z.B. nach achtern länger ausgreifen. Runde und dünne Querschnitte sind strömungs-ungünstig, darum sollte der Schaft unten ´tropfenförmigen´ Querschnitt (dunkelrot) aufweisen. Auch die Kabine (blau) könnte entsprechend nach hinten weiter geführt sein.
Durch diese nach hinten ausgeweitete Flächen (hellgrün) wird der Widerstand gegen Vorwärtsbewegung reduziert, andererseits wird damit die Stabilität erhöht. Weiter nach unten sollten diese (mehr oder weniger vertikale) Flächen noch weiter nach achtern geführt sein und dieser ´Schwanz´ mit einem Seitenleitwerk (dunkelgrün) enden. Kurze Flügel (dunkelgrün) ergeben mehr Oberfläche, die schon bei ortsfester Position Auftrieb ergeben (indem Luft oberhalb in die Schürze abgesaugt wird) und während der Vorwärtsbewegung wie normale Tragflächen wirken. Außerdem können dort Höhenleitwerke (hellgrün) installiert werden.
In den Tragflächen können Treibstofftanks installiert werden und im achterlichen Raum könnten der Motor und andere schwere Aggregate untergebracht sein (wobei das erhöhte Gewicht durch entsprechend größere Auftriebsflächen im hinteren Teil getragen wird). Für den Antrieb der Pumpen und die Bewegung der Steuerklappen und Leitwerke bietet sich Hydraulik an (wobei natürlich Segment-Rohre zu verwenden sind, siehe Kapitel 05.03).
Vorwärts-Fallen
Die Kappe bildet praktisch den Drehpunkt eines Pendels, das schräg nach hinten weist. Der Schwerpunkt befindet sich unten-hinten, so dass dieses Pendel nach vorn fallen will. Das Pendel kommt aber nicht in senkrechte Lage, weil der Auftrieb an der Kappe den ´Pendel-Drehpunkt´ fortwährend nach vorn-aufwärts zieht. Andererseits heben auch die relativ weit hinten installierten Tragflächen (plus Flächen des Schwanzes) den Schwerpunkt an, so dass das ´Pendel´ fortwährend diesen Ausschlag beibehält.
Jedes Flugzeug hat nach dem Start praktisch zu viel Auftrieb. Durch die Schrägstellung weist hier der Überschuss einen nach vorn gerichteten Vektor gegenüber der lotrecht wirkenden Schwerkraft auf, woraus Vortrieb resultiert. Die oben beschriebenen Pumpen und die von ihnen erzeugte Luftströmungen haben beim Vorwärtsflug praktisch nurmehr unterstützende bzw. steuernde Funktion. So dienen z.B. auch die Höhenruder in dieser Phase vorwiegend dazu, den Ausschlag des ´Pendels´ nach hinten zu regulieren.
Die entscheidende Druckdifferenz bildet sich zwischen der Oberfläche der Kappe und der Unterseite der Kabine. In der Flugposition sind beide gegeneinander versetzt und die Auftriebskraft ist aufwärts-vorwärts gerichtet (weil der atmosphärische Druck rechtwinklig zur Unterseite wirkt). An dieser Unterseite sollte keinesfalls eine anliegende Strömung aufkommen. Anders als allgemein üblich sollte diese Fläche rauh sein, z.B. quer zur Flugrichtung Rippen oder Wellen aufweisen, so dass dort nur turbulente Luftbewegung auftritt (mit statischem Druck nahezu gleich atmosphärischem Druck). Andererseits könnte der Boden durchaus etwas waagrechter angelegt sein als hier dargestellt.
Gewiss mutet diese Konstruktion recht seltsam an. Andererseits vermittelt ein normaler Hubschrauber mit seinen langen Rotorblättern über kleiner Kabine, dem seltsamen Schwanz und Heckrotor als Notbehelf auch kein Vertrauen erweckenden Eindruck. Im Vergleich zur Idealfigur eines Segelflugzeugs traut man solchen Konstrukten kaum Flugtauglichkeit zu - zurecht, wie deren minimale Effizienz belegt. Bei diesem Sog-Hubschrauber fließen Strömungen immer entlang großer gewölbter Flächen, jeweils mit klarer Funktion. Ungewöhnlich ist lediglich die weite Distanz zwischen beiden wirksamen Oberflächen - was aber erst vorige vorteilhaften ´Pendelwirkungen´ ergibt. Diese sind vorteilhaft für den Vortrieb, aber auch im Schwebezustand hängt die Last in stabiler Position unter diesem ´Trag-Schirm´.
Viele Gebläse
Die Luft wird durch Kanäle (dunkelblau) im Schacht nach oben gesaugt und durch die Schaufeln (etwas helleres Blau) beschleunigt. Die Luft rotiert jeweils in einer Schnecke (helles Blau) und entweicht letztlich tangential durch einen Auslass (sehr helles Blau). Die Öffnung des Auslasses ist etwa 45 Grad weit und wird nach außen hin flacher. Bei dieser Lösung ist nun die ganze Schnecke (gelb) inklusiv des Auslasses um die Rotorachse drehbar, etwa um 120 Grad.
Oben links im Bild weist der Auslass des Gebläses nach links-unten (siehe Pfeil). Daneben im zweiten Gebläse ist dessen Schnecke um 90 Grad gedreht, so dass die Luft nach rechts-abwärts abfließt. Beim Gebläse rechts ist dessen Steuerelement nochmals um 30 Grad weiter gedreht, so dass der Auslass nach rechts-oben weist. Alle Gebläse sind links-drehend dargestellt, aber eines davon könnte durchaus gegen-sinnig drehen.
Durch Drehung der ganzen Schnecke inklusiv Auslass-Schlitz wird die Steuerungsfunktion analog zu den Steuerklappen aus obigem Bild 05.07.03 erfüllt. Gegenüber diesen kleinen Elementen sind diese Steuer-Schnecken relativ große Bauteile (aber durchaus zu handhaben, wenn viele kleine Gebläse eingesetzt werden). Der entscheidende Vorteil bei dieser Lösung ist, dass die Strömungen ohne Umlenkung nach außen ungehindert abfließen können.
In diesem Bild unten zeigt der Längsschnitt einen weiteren Vorteil: bei versetzter Anordnung kann anliegende Strömung über große Teile der Oberfläche erzeugt werden. Die Strömungen aus den Gebläsen können parallel fließen oder über einander hinweg sich gegenseitig verstärken. Je mehr Fläche durch Auslass-Ströme überstrichen wird, desto größere Flächen davor oder daneben werden per Sogwirkung zusätzliche Strömung aufweisen. Praktisch auf der gesamten Oberfläche der Kappe wird damit atmosphärischer Druck abgeschirmt, also Auftrieb erzeugt.
Viele Düsen
Hier sind beispielsweise vier Steuerdüsen in der Kappe (dunkelgrün) schematisch eingezeichnet. Die dargestellten Positionen könnten bei Vorwärtsflug zweckdienlich sein: die zwei vorderen sind eingeklappt (und ihre Pumpe ausgeschaltet), nur die beiden hinteren Düsen produzieren Strömung über dem hinteren Teil der Kappe (also ´künstlichen´ Sog dieser ´Tragfläche´).
Bild 05.07.08 unten zeigt schematisch einen Blick von oben auf die Kappe, auf welcher beispielsweise zwei mal vier Düsen eingezeichnet sind. Das Rohr (D, hellblau) stellt den Einlass zur beweglichen Steuerdüse (F, gelb) dar, aus welcher die Strömung (E, sehr helles Blau) fächerförmig abfließt. In der oberen Hälfte der Kappe sind die Düsen so ausgerichtet, dass radiale Strömungen praktisch die gesamte Oberfläche überstreichen. In der unteren Hälfte dagegen sind vorige Positionen dargestellt: die beiden vorderen Düsen sind eingefahren und ´außer Betrieb´, während die beiden hinteren Düsen den achterlichen Teil der Kappe überstreichen.
Hier sind hellblau nur die Bereiche markiert, welche direkt durch Strömung aus den Düsen abgedeckt werden. Natürlich wird damit auch entsprechender ´Wind´ per Sogwirkung existieren, d.h. die gesamte Fläche gegen atmosphärischen Druck abgeschirmt sein. Der klare Vorteil dieser Lösung ist, dass beliebig viele Düsen in zweckdienlicher Weise auf der gesamten Fläche zu installieren sind. Diese Steuer-Düsen sind einfacher zu handhaben als vorige Steuer-Schnecken. Allerdings dürfen diese Düsen nicht ganz einfach gebaut sein, sondern müssen die gesamte Energie der Drallströmung in flache Strömung entlang der Oberflächen umsetzen.
Beispiel-Daten
Wenn die Strömung durch die Düsen mit 100 km/h austreten sollte, also mit etwa 28 m/s, wären 28 m^3 Luft je Sekunde zu fördern. Je Stunde ist das die gewaltige Menge von 100000 m^3 Luft, jedoch durchaus gängige Leistung für vier Radialpumpen mit jeweils 25000 m^3/h Fördervolumen. Pumpenhersteller empfehlen in dieser Größenordnung etwa 2.3 kW / m^3/s zu installieren, hier also 28 mal 2.3 gleich insgesamt etwa 65 kW.
Die kinetische Energie dieser Gesamt-Strömung wird nach bekannter Formel gerechnet: Masse mal 0.5 mal Geschwindigkeit im Quadrat. Wenn die Dichte der Luft mit 12 N/m^3 angesetzt wird, beträgt die Masse der je Sekunde durchgesetzten 28 m^3 Luft etwa 336 N. Die kinetische Energie ergibt somit 336 mal 0.5 mal 28^2 gleich rund 132000 Ws. Voriger 65-kW-Motor bietet 234000 Ws, arbeitet also nur mit etwa 56 % Wirkungsgrad. Das ist durchaus normal, schlicht weil mechanische Kraft auf ein Gas nicht verlustfrei zu übertragen ist.
Der Strömungsdruck ergibt sich aus Fläche mal Dichte mal 0.5 mal Geschwindigkeit im Quadrat. Bezogen auf 1 m^2 sind dies 1 mal 12 mal 0.5 mal 28^2 gleich rund 4700 N/m/s^2. Da dynamischer Druck und statischer Druck konstant sind, lasten auf einem Quadratmeter Oberfläche rund 470 kg weniger als der atmosphärische Druck. Die 20 m^2 Gesamtfläche dieses Beispiels ergeben also 9400 kg bzw. 9.4 t (Brutto-) Auftrieb.
Im Gegensatz zu vorigen schematischen Skizzen ist in Bild 05.07.09 ein realer, vielfach eingesetzter Hubschrauber abgebildet, der EC-135 T2 von Eurocopter. Einige seiner Daten sind:
Länge / Breite / Höhe / Rotor-Durchmesser: 12.13 / 2.00 / 3.35 / 10.20 m, maximales Gewicht: 2835 kg, Reisegeschwindigkeit 257 km/h, maximale Flugzeit 3 h, Platz für sieben Personen, Leistung 610 bis 439 kW, Verbrauch 333 g/kW/h.
Dieser Hubschrauber entspricht vom Raumangebot und Gewicht in etwa obigem Beispiel-Sogschrauber oder auch aktuellen, ´hyper-potenten´ Geländewagen. Allerdings hat der Hubschrauber einen Tank von etwa 500 Litern - der in drei Stunden leer ist. Dieser bewährte Hubschrauber ist wohl aktueller Stand der Technik.
Unglaubwürdig
Die Rotorblätter obiger Maschinen bestreichen eine Fläche von über 80 m^2, die vier Blätter selbst haben aber nur eine Fläche von etwa 5 m^2 (während obiger Sog-Schrauber 20 m^2 wirksame Oberfläche hat). Es gibt kein Profil, das bei unterschiedlicher Geschwindigkeit und veränderter Anstellung optimalen Auftrieb ergeben kann, schon gar nicht wenn sich das Blatt mit und gegen die Flugrichtung bewegt und permanent verstellt wird (wohl aber bietet konstante Strömung über gleichbleibend gekrümmte Oberflächen optimalen Auftrieb).
Der Hubschrauber verwirbelt Luft, drückt sie nach unten, teilweise sogar auf eigene Flächen (während der Sog-Schrauber, zumindest im Schwebeflug, einen in sich geschlossenen Luftkreislauf hat: oben seitlich ausströmend, unten in der Schürze wieder eingesaugt. Entlang aller Flächen ist immer konstante Strömung gegeben). Der Hubschrauber-Rotor beschleunigt Luft in freier Umgebung, kann nur bestimmte Drehzahl drehen, einerseits aufgrund der Fliehkräfte, zum andern aber weil sonst die Blätter nur noch in der Turbulenz des vorigen Blattes arbeitet (während beim Sog-Schrauber die Beschleunigung der Luft in geschlossenen Räumen bzw. Kanälen erfolgt, wobei alle Kanäle wie auch die Schaufelblätter optimierbar sind für relativ konstante Bedingungen).
Im Vorwärtsflug drehen die Blätter des Hubschraubers durch die Flugrichtung hindurch oder ´schlagen´ gar zur Erzeugung von Vortrieb (während am Sog-Schrauber der Auftrieb durch normale Tragflächen erfolgt bzw. durch Anstellung von Kappe plus Boden eine Kraft nach aufwärt-vorwärts erzeugen wird. Der Sog-Schrauber fliegt wie ein Segelflugzeug ´mit Hilfsmotor´ - nur nicht ganz mit dessen Cw-Wert. Darüber hinaus arbeitet dieser Sog-Hubschrauber als ´Doppel-Decker´, sowohl im Schwebezustand wie im Vorwärts-Flug).
Aber diese Überlegungen können Spezialisten mit Fachkenntnissen auf aktuellem technischen Stand besser beurteilen - während ich nur vorigen ´vor-sintflutlichen´ Lösungsansatz zum Nach-Denken anbieten kann.
Vimana
Bekannt sind Veröffentlichungen über Flugzeug-Modelle als Grab-Beigaben aus vielen frühen Hoch-Kulturen bzw. High-Tech-Gesellschaften. Aber dieses ´Flugzeug mit Trichter´ erschien wohl zu unsinnig, so dass ich dieses Bild nicht mehr fand - aber mein obige Bild 05.07.06 entspricht dieser Darstellung durchaus.
Ersatzweise zeigt Bild 05.07.10 die Darstellung eines ´Vimana´-Fluggerätes, von denen es viele gibt. Diese Zeichnung wurde wiederum nicht von Zeitzeugen erstellt, sondern aus späteren Beschreibungen nach-empfunden. Überall wird als Hauptantrieb eine ´hohle Säule´ genannt, oft höher als die Flugzeuge lang sind. Oben auf der Säule werden ein Kristall (als Sammler von Energien) oder propellerartige Einrichtungen geschildert. Entsprechend gängiger Anschauung soll damit Luft in den Säulen nach unten gedrückt werden.
Auch dieses Bild hat wohl kaum ein sehr sachkundiger Zeichner erstellt, aber die vier Propeller in ihren Trichtern (rot hervor gehoben) zeigen eindeutig an (wie in vielen anderen Zeichnungen), in welche Richtung Luft gefördert wurde - von unten nach oben. Auch für mich bekam diese ´absurde´ Vorstellung erst Sinn, als ich in vorigen Kapiteln die Wirkung von Sog, besonders entlang gekrümmter Flächen, noch einmal detailliert (für mich selbst) beschreiben wollte. Ob jemand sonst noch diese ´total verkehrte Technik´ aus uralten Zeiten - oder meine neuzeitliche Interpretation - für bedenkenswert hält, bleibt dem ´Zeitgeist´ überlassen.
Nur noch eine Anmerkung am Rande: bei diesen Maschinen wird ´Prana´ als eine Energiequelle genannt - wobei keiner genau weiß was dies zu bedeuten hat. Einerseits wurden die Piloten zum Umgang mit Prana geschult, andererseits wurde Prana als Quelle oder Katalysator für die Verfügbarkeit erforderlicher Energien genannt. Ich würde Prana nicht gleich setzen mit Äther, wohl aber zu seinen Schwingungsmöglichkeiten auf breitem Spektrum. Wenn beispielsweise Rotoren wie auch Luft schnell drehen, sind diese Atome noch immer nur Wirbelsysteme auf der Wanderung durch relativ ruhenden Äther - nur dass dieser nun selbst natürlich auch diese generelle Rotation aufgeprägt hat - aber das ist Thema anderer Kapitel und Teile. Hier ging es nur um einen Flug-Apparat mit Trichter - und nebenbei die Frage, ob unsere Technik einen Stand erreichen wird, den es offensichtlich schon viel früher gab - oder die moderne Menschheits-Zivilsiation schon vorher endet, wie offensichtlich diverse ´Vorbilder´.
PS: Betreffend (hier fehlerhafter) Berechnungen siehe auch Kapitel 05.12. ´A380 und Auftrieb´.
Vorweg will ich meine Meinung kundtun: der heutige Flugverkehr ist Verschwendung von Resourcen und gigantische Umweltverschmutzung, die von vielen Staaten zusätzlich subventioniert anstatt hoch besteuert wird. Gerade jetzt wo Menschen- und Freiheits-Rechte beseitigt werden, wird ´Recht auf Billig-Fliegen für jedermann´ etabliert. Kein einziger Mensch ist so wichtig, dass er binnen weniger Stunden auf der anderen Seite der Welt dringend gebraucht wird, und Güter schon gar nicht. Transport und Reisen werden mit Rasen gleichgesetzt. Offensichtlich haben viele verlernt, was natur-gemäßes Tun und Lassen ist. Statt dessen lärmen und hasten Menschen durch die Welt - wie kein ´dummes´ Tier. Offensichtlich wissen viele nicht mehr was Leben bedeutet und verwechseln Time mit Money. Das wirklich Notwendige ist zugunsten angeblicher Notwendigkeit globaler Wirtschaft total ´ver-rückt´.
Grundsätzliche Bauelemente
In Bild 05.07.01 sind schematisch die wesentlichen Bauteile farblich markiert. Links ist ein Schnitt quer zum Fahrzeug, in der Mitte ein Schnitt in Längsrichtung und rechts ein waagrechter Schnitt dargestellt.
In Bild 05.07.02 ist oben ein senkrechter Schnitt durch die Kappe schematisch dargestellt. Die mit dem Fahrzeug fest verbundenen Teile sind grau markiert. In der Kappe fließt Luft durch diverse Bereiche, welche durch unterschiedliches Blau gekennzeichnet sind.
Dieser Auslass ist bündig zur gewölbten Oberfläche der Kappe (und ´reißt´ Luft oberhalb davon mit sich, wirkt also saugend auf die Luft über der Kappe). Die Luft fließt über eine gekrümmte Fläche (E) der Unterseite, die außen scharf nach unten abknickt (so dass dort Turbulenz gegeben ist).
Die Steuerung der Flugrichtung erfolgt bei normalen Hubschraubern durch phasenweise Änderung des Anstellwinkels der Blätter. Trotz komplizierter und anfälliger Mechanik ist dieser Prozess wenig effektiv, eben weil keine kontinuierliche Strömungen existiert. Beim Sog-Schrauber erfolgt die Beschleunigung und Förderung mit wesentlich kleineren Pumpen, welche im Prinzip einfache Radialgebläse sind. Die Masse umgesetzter Luft wird durch Änderung der Drehzahl gesteuert. Die Steuerung der Flugrichtung erfolgt unabhängig von rotierenden Teilen, wiederum durch mechanisch einfache Bauteile.
In Bild 05.07.03 ist obiger Querschnitt durch die Kappe bzw. Auslass-Schlitze noch einmal dargestellt. Der Bereich des Auslasses (D) ist dunkelblau markiert. In diesem Kanal sind Steuerelemente (gelb) installiert, deren strömungsgünstige Form praktisch Ruderblättern entspricht. Mit diesen Steuerklappen wird der Luftstrom in den Auslass-Schlitzen der linken und rechten Seite gelenkt.
In Bild 05.07.04 ist schematisch ein Querschnitt dargestellt mit den Luftbewegungen in und um die Maschine herum. Helles Blau markiert hier schnelle Strömung, jeweils dunkler sind langsamere Bewegungen und dunkelblau kennzeichnet Bereiche ´ruhende´ Luft. Der Auftrieb resultiert ausschließlich aus Differenzen statischen Drucks. Dargestellt sind hier die Verhältnisse ohne Vorwärtsbewegung der Maschine.
In Bild 05.07.05 ist links ein Längsschnitt durch die Bauteile dargestellt und gestrichelte Linien markieren Höhen, zu denen rechts Querschnitte gezeichnet sind (jeweils einer Hälfte).
Dieses Flugzeug braucht keinen motorischen Vortrieb, es ´fällt´ vielmehr vorwärts (ähnlich wie ein Segelflugzeug). In Bild 05.07.06 ist diese Konstruktion wiederum schematisch im Querschnitt dargestellt, nun aber in seiner Position während des Vorwärts-Fluges, schräg in der Luft ´hängend´.
Dieser normalen Lage entsprechend ist die Kappe (gelb) nun etwas schräg zum Schaft angeordnet und wirkt damit als Tragfläche (wobei der oben beschriebene Auftrieb ohne Vorwärtsbewegung auch mit dieser schrägen Kappe unverändert ist). Auch die Flügel (dunkelgrün) sind nun entsprechend installiert.
Von normalen Hubschraubern ist man gewohnt, dass lange Flügel notwendig sind. Die Flügel selbst aber machen nur etwa ein Fünfzehntel der bestrichenen Fläche aus - und dennoch dreht jeder Flügel in der Turbulenz des anderen. Wenn mehrere, sehr viel kleinere Rotoren eingesetzt werden, kann Kraft viel effektiver umgesetzt werden, auf sehr viel besser genutzter Fläche.
Bild 05.07.07 zeigt dazu eine Variante und zugleich eine Alternative zur Steuerung der Strömungen. Die Kappe (dunkelgrün) ist nun schräg über dem Schaft (hellgrün) angeordnet. In der Kappe sind schematisch drei Radialpumpen (rot) eingezeichnet, welche versetzt auf drei Ebenen angeordnet und ziemlich flach gebaut sind. Der Weg der Luft von unten nach oben-außen ist von dunklem zu hellem Blau markiert.
Ein logisch nächster Schritt ist in Bild 05.07.08 schematisch dargestellt: durch den Schaft (hellgrün) fließt Luft (A, sehr dunkles Blau) nur noch in zwei (oder besser vier) Pumpen (B, rot). Diese sollten in axialer Richtung relativ lang gebaut sein und ihr Auslass mündet tangential in Rohre (C, helleres Blau). Diese Rohre weisen von unten nach oben zunehmenden Durchmesser aus, so dass darin eine starke Drallströmung ´aufgewickelt´ wird (siehe Querschnitt links in etwas größerem Maßstab, jeweils links-drehend).
Diese Drallströmung lässt sich verlustfrei auch in gekrümmten Rohren (D, hellblau) weiter nach oben leiten (z.B. in flexiblen Rohren, deren optimaler Querschnitt durch die Strömung selbst geformt wird). Die Drallströmung mündet in Düsen (E, sehr helles Blau), in welchen ihr Drall wieder ´abgewickelt´ wird (ähnlich wie in einer Schnecke). Diese ´Steuer-Düse´ befindet sich in einem runden Bauelement (gelb), das dreh- und schwenkbar gelagert ist.
Aus der Strömungstechnik ist bekannt, dass bei einem Rohr von z.B. 2 cm Durchmesser spätestens nach 20 cm die laminare Strömung durch das Aufkommen turbulenter Grenzschichten beeinträchtigt wird. Hier aber kann flächige Strömung ungehindert weiter fließen, so dass realistisch unterstellt werden kann, dass ein Strahl von 2 cm Höhe auch 40 cm auf gekrümmter Fläche anliegend bleibt. Bezogen auf die Fläche von 1 m^2 wäre somit eine Düsen-Querschnittsfläche von 0.05 m^2 erforderlich. Bezogen auf die etwa 20 m^2 Gesamtfläche dieses Beispiel-Sogschraubers müsste der Auslass alle Düsen insgesamt 1 m^2 weit öffnen.
Diese Strömung von 100 km/h wird nicht auf der gesamten Oberfläche gleichförmig anliegen, auch auf der Unterseite ist Luft nicht vollkommen unbewegt, so dass man realistisch wohl nur die Hälfte als Netto-Auftriebskraft ansetzen kann. Immerhin kann dieser Sog-Schrauber dann ein Gewicht von 4 bis 5 t in der Schwebe halten. Das Gerät selbst wird 2 bis 3 t wiegen, so dass die zusätzliche Last maximal 2 t sein darf bzw. überschüssige Kraft als Vortrieb zur Verfügung steht. Andererseits ist Auftrieb stark abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, so dass z.B. rund 75 km/h bzw. 21 m/s das Fahrzeug ohne zusätzliche Last im Schwebezustand halten würde.
Wie kann man nun behaupten, dass man über einer Kabine nur einen Trichter montieren müsse und dieses Gerät dann vergleichbar zu einem normalen Pkw sich verhält, mit einem Mittelklasse-Motor und dessen ganz normalem Verbrauch, leise umher fliegt? Folgende Unterschiede machen das möglich:
Zugegeben, ich wäre von mir aus nie auf die verrückte Idee gekommen, ein ´Sportflugzeug mit aufgesetztem Trichter´ zu entwerfen - wenn ich nicht genau dieses Bild vor Jahren gesehen hätte - in Berichten über uralte vedische Schriften. Dort, wie in Götter-, Halbgötter- und Helden-Sagen aus aller Welt, wimmelt es von Flugapparate aller Art und Fähigkeiten. Jede Menge detaillierter technischer Beschreibungen inklusiv Angaben zu Materialien und Abmessungen sind erhalten, unglaublich und oft unverständlich, weil einerseits die Begriffe verwendeter Materialien nicht mehr bekannt sind und zum anderen die Berichterstatter selbst keine Zeitzeugen waren. Aber auch schon in diesen frühen Hochkulturen waren Flugzeuge meist in kriegerischem Einsatz - also ähnlich zur heutigen Zeit.
05.08. Flugzeug NT
Äther-Physik und -Philosophie