Wenn ein fester Körper im Fluid bewegt wird, muß Fluid verdrängt werden. Die dazu erforderliche Umlenkung erzeugt Widerstand. Die dadurch erzeugte Druckwelle in der Luft bzw. Wasserwelle breitet sich aus. Zumindest Teile der Energie gehen damit dem System verloren. Bei Flugzeugen ist zusätzlicher Widerstand erforderlich durch die Profilierung der Tragflächen und damit der Erzeugung von Auftrieb. Wenn ein fester Körper im Fluid bewegt werden soll, muß im Prinzip Fluid von vorlich des Fahrzeuges nach achterlich des Fahrzeuges trans-portiert werden. Dazu ist eine Beschleunigung des Fluids in achterliche Richtung erforderlich. Diese erforderliche Beschleunigung von Fluid sollte sowohl zur Reduzierung des Widerstandes eingesetzt werden wie auch zur Erzeugung des Auftriebes.

Herkömmliche Propeller oder Schrauben weisen erhebliche prinzipielle Mängel auf. Das Fluid wird nicht nur in achterlicher Richtung beschleunigt, sondern auch in Drallrichtung bzw. in zentrifugale Richtung. Damit geht dem System Energie verloren.

Nach dem Impulssatz ist Vortrieb gegeben in dem Maße, wie Masse in achterliche Richtung beschleunigt wurde. Dieser Vortrieb ist jedoch nicht automatisch gegeben, nur weil es diese Formel gibt, sondern weil diese Moleküle hoher Geschwindigkeit in vorlicher Richtung auf Teile des Fahrzeuges treffen. In achterlicher Richtung kollidieren diese Moleküle nur relativ selten, wenn sie Bestandteil eines massiven Strahles sind. Wenn dieser Strahl jedoch eine große Oberfläche aufweist, ergibt sich ein zusätzlicher Druck in vorliche Richtung aufgrund der normalen Molekularbewegung. Es sollte darum nur eine Teilmenge von Fluid beschleunigt werden und dieser Fluidstrahl so organisiert werden, daß eine möglichst große zusätzliche Fluidmasse in achterliche Richtung beschleunigt wird. Es sollte dabei die Sogwirkung einer Drallbewegung bzw. Potentialdrallströmung genutzt werden.

Flugzeuge orientieren sich prinzipiell an der Erscheinungsform von Vögeln, obwohl der Vortrieb vollkommen anders erzeugt wird. Vögel haben keine Seitenleitwerke, aber gerade diese stellen bei Flugzeuge große benetzte Flächen dar und erfüllen durch hohen technischen Aufwand nur einen Teil der Steuerungsfunktionen. Schiffe weisen dagegen kaum mehr die prinzipielle Form der Fische auf, erfordern jedoch einen vergleichsweise hohen Energieaufwand für den Vortrieb. Die prinzipielle Formgebung wie Steuerung dieser Fahrzeuge wird hier in neuartiger Weise vorgestellt.

Bei einem Impulsumsetzer wird die beschleunigte Fluiströmung aus dem Rotor eines Triebwerkes bzw. einer Pumpe oder Schraube in nahezu tangentialer Richtung in einen ringförmigen Gehäusekanal eingeleitet und außen aus diesem Gehäusekanal in eine Vielzahl von Düsenkanälen wiederum nahezu tangential abgeleitet. Diese Düsenkanäle ragen weit über den Motor hinaus in den Bereich ruhenden Fluids. Die Düsenkanäle sind gegen den Drehsinn der Drallströmung gekrümmt und sie sind in achterliche Richtung gekrümmt und sie weisen in achterliche Richtung eine Öffnung auf. Durch diese sehr langestreckte aber schmale Düsen tritt das Fluid in rein achterliche Richtung aus. Jeglicher Drall wird damit aufgestellt und in Vortrieb umgesetzt. Gegenüber dem üblichen kompakten Fluidstrahl weisen diese Fluidstrahlen eine enorm große Oberfläche auf. Bei vergleichbar hoher Geschwindigkeit der beschleunigten Fluidmasse wird zusätzlich eine größtmögliche Masse ruhenden Fluids beschleunigt. Der Wirkungsgrad ist entsprechend.

Ein Druckpumpentriebwerk weist einen Rotor entsprechend obiger Druckpumpe auf. Die mechanische Energie wird damit bestmöglich in eine Drehbewegung des Fluids umgesetzt. Dieser Fluidstrom wird in Düsenkanäle entsprechend vorigem Impulsumsetzer gelenkt. Das nicht durch den Rotor erfaßte Fluid vorlich des Rotors weist hohen Staudruck auf oder ist mittelbar in Drehbewegung versetzt. Es wird als Nebenstrom ebenfalls in die Düsenkanäle gelenkt. Obwohl der Rotor relativ klein und kompakt gebaut ist, wird eine größtmögliche Fluidmasse optimal beschleunigt in ausschließlich achterliche Richtung. Alternativ dazu kann der Haupt- und Nebenstrom tangential in eine Gehäuseschnecke geleitet werden, um diese starke Potentialdrallströmung später zu verwerten, z.B. in einer Düsentragfläche (s.u.).

Ein Drehhubkolbentriebwerk entspricht prinzipiell obigem Drehhubkolbenmotor, wobei hier rund um den Rotor des Pumpenteils ein ringförmiger Kanal die Verbrennungsluft zuführt und andrerseits Kühlluft. Um den Turbinenteil des Rotors ist ebenfalls ein ringförmiger Kanal angelegt, in welchem die Abgase ihre restliche Wärmeenergie an die Kühlluft abgeben. Beide zusammen werden durch einen nachgeschalteten Rotor radial beschleunigt. Dieser Rotor entspricht prinzipiell obigem Druckpumpentriebwerk, entsprechend auch der Strator. Hier jedoch fließen sowohl der obige Haupt- und Nebenstrom als auch dieser Abwärmestrom durch die Düsenkanäle ab. Diese Wärme wird damit übertragen auf den Haupt- und Nebenstrom, aber auch das zwischen den Düsenkanälen ruhende bzw. mittelbar beschleunigte Fluid. Nahezu die gesamte Energie der Abwärme wird damit in Vortrieb umgesetzt. Dieses Drehhubkolbentriebwerk ist entscheidend wirkungsvoller als herkömmliche Hubkolbenmotoren mit herkömmlichem Propellerantrieb.

Bei einer Düsentragfläche wird am Bug eines Flugzeugrumpfes die dortige Luft hoher Dichte bzw. Geschwindigkeit durch Öffnungen erfaßt und durch Kanäle in die Tragflächen gelenkt. Diese Luftströmung wird dort in achterliche Richtung umgelenkt und tritt an der Tragflächenoberseite durch längliche Düsen aus. Durch diese Umlenkung wird die Energie zur Überwindung des Widerstand des Vortriebs zumindest teilweise zurück gewonnen. Zudem weisen die Tragflächen damit einen wesentlich höheren Auftrieb auf. Sie können mit vergleichsweise geringer Profilhöhe und weniger Fläche gebaut werden. Im Einlaßbereich können Triebwerke installiert werden, um noch stärker beschleunigte Strömungen zu erhalten und damit diese Effekte nochmals zu steigern. Anstelle eines Widerstandes am Bug ist dann ein Sog vorhanden. Diese Düsentragflächen sind relativ weit vorn am Rumpf anzuordnen und sie sollten gepfeilte Anstellung aufweisen. Es können auch mehrere solcher Düsentragflächen eingesetzt werden, beispielsweise auch am Heck. Ergänzt werden diese Düsentragflächen durch spoilerförmige Leitbleche seitlich und oben am Bug des Flugzeuges. Es wird damit Auftrieb erreicht sowie eine möglichst anliegende Strömung am Rumpf und damit die Reibung wesentlich reduziert. Mit diesen Düsentragflächen werden die Funktionen des Auftriebs wie des Vortriebs insgesamt entscheidend wirkungsvoller erfüllt.

Bei Start und Landung ist zusätzlicher Auftrieb erforderlich, welcher normalerweise durch ausfahrbare Klappen an den Tragflächen erzeugt wird. Durch Rumpftragflächen ist das einfacher und wirkungsvoller zu erreichen. Eine Rumpftragfläche verläuft entlang des Rumpfes und stellt einen nach unten offenen Kanal dar. Der Querschnitt ist z.B. ein Kreissegment oder ein Halbkreis. Sobald Strömung von vorlich-unten anliegt bildet sich in diesem Kanal relativ hoher Druck bzw. eine intensive Strömung aus. Dieses Luftpolster ist sehr lang und damit viel stabiler als das unter Tragflächenklappen. Bei der Landung wird damit die kinetische Energie des Flugzeuges verringert, beim Start gleitet das Flugzeug auf diesem Luftpolster bzw. dieser Strömung aufwärts. Diese Rumpftragflächen haben auch positive Wirkung im Steigflug und Sinkflug, sie stabilisieren das Flugzeug z.B. auch in ´Luftlöchern´. Diese Rumpftragflächen können fest installiert sein oder ausfahrbar bzw. ausklappbar. Am achterlichen Ende der Rumpftragflächen kann die intensive Strömung zu Steuerungszwecken verwendet werden. Wenn solche Rumpftragflächen bei ansonsten konventionellen Flugzeugrümpfen eingesetzt werden, steht ohne wesentliche Reibung eine hohe Auftriebsreserve zur Verfügung, sodaß die Tragflächen relativ klein gebaut werden können.

Ein Tragflächenrumpf weist gegenüber konventionellen Flugzeugen völlig neue Konturen auf. Es wird nur eine relativ kleine Luftmenge nach unten gelenkt durch eine sanfte Krümmung der Bugunterseite. Der Rumpfboden ist praktisch durchgängig plan, er weist nur außen eine leicht konkave Krümmung auf. Der Rumpfboden stellt praktisch immer die größte Breite des Rumpfes dar. An der Seite sind Wulste angebracht. Der Rumpfboden ist nur am Heck und nur mittig wesentlich angehoben. Der Rumpfboden bietet damit bei Start und Landung eine sehr große Fläche mit einem außerordentlich stabilen Luftpolster, das achterlich-mittig in einer gerichteten Strömung abfließen kann. Dieser Rumpfboden bietet weit mehr und stabileren Auftrieb in diesen Flugphasen als durch Tragflächenklappen jemals erreichbar ist.

Die Rumpfseite steht vorn im Prinzip senkrecht, wird dann gewendelt um einen Drehpunkt außen-unten, sodaß sie am Heck von außen-unten schräg nach mittig-oben weist. Die Rumpfoberseite stellt vorn im Prinzip eine waagrechte Wandungen dar, wird dann gewendelt um einen Drehpunkt oben-mittig, sodaß sie am Heck eine senkrechte Fläche darstellt. Die äußere-obere Ecke des Rumpfes geht am Heck über in eine Einbuchtung. Im Scheitel dieser Einbuchtung ist der Einlaß achterlicher Triebwerke angeordnet. Sowohl die Rumpfseite als auch die Rumpfoberseite stellen gewendelte Tragflächenprofile dar. Durch den Sog der achterlichen Triebwerke liegt an der ganzen Rumpfoberseite Strömung an mit hoher Geschwindigkeit. Dadurch wird die Reibung wesentlich reduziert, herrscht ein relativ geringer statischer Druck, wird Auftrieb erzeugt an der gesamten Rumpfoberfläche.

Der Querschnitt dieses Tragflächenrumpfes ist vorn nahezu quadratisch und nach hinten dreieckig mit breiter Basis. Dieser Rumpf bietet also beste Möglichkeiten der Raumnutzung. Diese Rumpfform kann eingesetzt bei kleinen Privatmaschinen ebenso wie bei großen Flugzeugen. Ein Tragflächenrumpf in Verbindung mit Düsentragflächen stellt das optimale Flugzeug dar.

Ein Seitenleitwerk konventioneller Art weist eine große benetzte Fläche auf. Eine Steuerung sollte stets in einer konstanten Strömung erfolgen. Dieses ist in der energiereichen Strömung im Bereich einer Kopfdüsenfläche gegeben. Dort reichen sehr kleine Flächen aus, um eine ebenso sensible wie wirkungsvolle Steuerung zu erreichen.

Eine Rohrschraube stellt eine völlig neuartige Konzeption des Vortriebes durch einen Außenborder dar, aber genauso für größere Schiffe. Das Gehäuse ist im Prinzip rohrförmig, im vorlichen Bereich ist darin ein rohrförmiger Rotor gelagert. Von den Innenwandungen weisen Schaufeln nach innen. Die Schaufeln sind vorn und hinten gerundet und von vorn nach hinten werden sie höher. In der Mitte verbleibt jedoch ein freier Raum. Vorn weisen die Schaufeln ein großen Anstellung auf, hinten weisen sie nahezu in achterliche Richtung. Im achterlichen Bereich sind entsprechende Schaufeln als Strator angeordnet. Nahezu die gesamte mechanische Energie des Rotors wird in Rotationsbewegung des Wassers umgesetzt, während im Strator jeglicher Drall aus der Strömung genommen wird. Diese Rohrschraube weist nach außen keine Kanten und Ecken und keine bewegliche Teile auf. Mittig kann Unrat und Treibgut diese Rohrschraube schadlos passieren. Bei größtmöglicher Sicherheit bietet diese Rohrschraube maximalen Vortrieb. Sie ist einsetzbar bei Außenbordern aber auch bei großen Schiffen und besonders vorteilhaft bei nachfolgenden Vortriebskanälen.

In diesen Vortriebskanälen wird diese Rohrschraube teilweise ohne Strator eingesetzt und die Anstellung der Rotorschaufeln ist an ihrem achterlichen Ende nicht so flach, damit eine ausreichend starke Beschleunigung des Wassers in achterliche Richtung gegeben ist. In dieser Version ist diese Rohrschraube außerordentlich geeignet, verunreinigtes Fluid zu fördern, beispielsweise das Kühlwasser eines Schiffsmotors aber auch in vielen anderen Anwendungsbereichen.

Eine Wirbelschraube erzeugt Vortrieb aufgrund eines anderen essentiellen Effektes. Auf einem konischen Rotor sind noppenförmige Schaufeln angebracht, welche von vorn nach hinten ansteigende Höhe und einen gegen den Drehsinn des Rotors gekrümmten Verlauf aufweisen. Das Wasser wird also zuerst in Drehbewegung versetzt, später dann zunehmend in achterliche Richtung beschleunigt. Außerhalb des Rotors ist ein rohrförmiger Gegenrotor installiert, welcher entsprechende Schaufeln aufweist, jedoch gegensinnig angelegt. Durch die gegen-sinnige Drehung wird Wasser intensiv in achterliche Richtung beschleunigt, wobei diese Strömung überlagert wird durch eine Vielzahl relativ kleiner Wirbel. Durch deren große Oberflläche wird ein Nebenstrom angesaugt im Sinne einer Wasserstrahlpumpe. Im achterlichen Bereich erweitert sich die Querschnittsfläche, die Strömung in achterliche Richtung wird abgebremst, die vielen kleinen Wirbel laufen sich tot. Dadurch erhöht sich der statische Druck, welcher auf den schräg angestellten Gehäuseflächen Vortrieb erzeugt. Außerdem ist diese Strömung im achterlichen Bereich extrem ´sperrig´, sodaß nachfließendes Fluid auf einen großen Widerstand trifft. Dieser Gegendruck bewirkt zusätzlichen Vortrieb. Das Fluid achterlich von dieser Wirbelschraube ist nahezu im Zustand ruhenden Fluids, d.h. nahezu die gesamte Energie ist in Vortrieb umgesetzt.

Römische Wasserleitungen bestanden aus ineinander gesteckten konischen Tonröhren. Das Wasser fließt mit erstaunlich geringem Widerstand in diesen Röhren, also wird es auch außen an solchen ´geschuppten´ Ober-flächen gut fließen. Ein Noppenrumpf weist gerundete Erhebungen auf mit in achterliche Richtung weisenden Abrißkanten. Diese Noppen verlaufen von einer Seite des Schiffsrumpfes zur andern. An flachen Bereichen des Schiffsrumpfes sind sie quer zur Längsachse angeordnet, an den Rumpfseiten verlaufen sie von vorlich-unten nach achterlich-oben. Die Strömung liegt damit nicht mehr direkt am Rumpf an. Es bildet sich vielmehr eine Wirbelschicht, deren Bewegung am Rumpf in vorliche Richtung weist und es ist Reibung im positiven Sinne hinsichtlich des Vortriebs gegeben. Die Wirbel werden vorlich durch die Noppen um etwa 180 Grad umgelenkt und es ist damit eine Vortriebskomponente gegeben. Durch die schräge Anstellung der Noppen an den Seiten wird die kinetische Energie senkrechter Wasserbewegungen in Auf- bzw. Vortrieb zumindest teilweise umgesetzt. Dieser Effekt ist vermutlich bei Fischen durch deren noppenförmige Schuppen in analoger Weise gegeben.

Der Auftrieb von Schiffen sollte zum wesentlichen Teil durch Auftriebskörper unter der Wasseroberfläche erfolgen. Diese Auftriebskörper sind prinzipiell runde Zylinder, welche vorn und hinten zugespitzt sind. Um den gesamten Körper verlaufen Noppen in einer spiraligen Anordnung. Im vorlichen Bereich sind ringförmige Düsenflächen angebracht, deren Stege eine Anstellung entsprechend der Noppen aufweisen. Im achterlichen Bereich sind Leitbleche angebracht mit einer gegensinnigen Krümmung, welche übergehen in eine ringförmige Heckfläche mit Stegen parallel zur Längsachse. Die Strömung erfährt durch die Noppen und Ringdüsenflächen einen Drall, welcher achterlich wieder aufgestellt wird. Die Strömung am Körper ist damit schneller und verläuft kreisförmig um den Körper. Die Strömung weist damit relativ geringen statischen Druck auf, sodaß der normale Wasserdruck des ruhenden Fluids im Sinne eines Potentialwirbels eine Beschleunigung der Strömung in Rotationsrichtung bewirkt. Durch die achterliche Umlenkung dieser beschleunigten Strömung ergibt sich eine Vortriebskomponente. Es sind diverse Anordnungen dieser Auftriebskörper gegeben, welche einsetzbar sind bei einer kleinen Segeljolle ebenso wie bei Schiffen der Berufsschiffahrt. Solche Schiffe gleiten sehr ruhig durch das Wasser, weil Wellen und Wind unter dem Überwasserschiff durchlaufen können.

Ein Vortriebskörper ist prinzipiell analog zu obigem Auftriebskörper gebaut, jedoch wird die Drallbewegung durch einen Rotor intensiviert. Der Rotor ist prinzipiell analog zu obiger Wirbelschraube gebaut, jedoch wird anstelle des Gegenrotors eine Ringdüsenfläche als Strator eingesetzt. Diese Ringdüsenfläche lenkt die beschleunigte Strömung in den Bereich, in welchem die Radien des Körpers sich verringern. In diesem Bereich bildet sich ein intensiver Potentialwirbel. Achterlich davon werden die Radien des Körpers nicht mehr kleiner. Es bildet sich dort ein Stau der Wassermassen des eigentlichen Potentialwirbels wie dessen Randbereiche. Diese Strömungen können nur in achterliche Richtung ausweichen. Daraus ergibt sich Vortrieb ebenso wie aus der restlichen Umlenkung dieser Strömungen an den Leitblechen der Heckflosse. Dieser Rotor erfordert vergleichweise wenig Energie, weil durch ihn nur die Voraussetzungen zur Ausbildung eines Potentialwirbels geschaffen werden. Der wesentliche Vortrieb resultiert aus den Strömungen des Potentialwirbels bzw. deren Umlenkung in achterliche Richtung. Diese Vortriebskörper sind die ideale Ergänzung zu obigen Auftriebskörpern. Schiffe dieser Art gleiten durch das Wasser entsprechend der Natur des Wassers. Es gibt dann keine Reibung negativer Wirkung.

Vortriebskanäle sollten dagegen immer dann eingesetzt werden, wenn vorige Auftriebskörper nicht geeignet erscheinen, beispielsweise bei konventionellen Frachtschiffen und ähnlichen Schiffstypen. Bei einem Schiff muß das Wasser vor dem Schiff hinter das Schiff transportiert werden. Es liegt nahe, unten mittig im Schiff vom Bug bis zum Heck einen Kanal anzulegen und darin das Wasser vorzugsweise mittels obiger Rohrschraube zu fördern. Wenn zwei solcher Kanäle parallel angelegt werden, können diese Kanäle teilweise nach unten und gegeneinander offen sein. Eine gegensinnige Drallströmung darin ist weitgehend reibungsfrei und stabil. Am Heck wird jeglicher Drall wieder aufgestellt. Eine wesentliche Alternative ist jedoch, das Wasser am Bug zu erfassen, durch einen gewendelten Kanal zu führen, mit einen Rotor das Wasser gleichsinnig zur Wendelung zu beschleunigen in seitlicher Richtung und dann in achterliche Richtung umzulenken. Die intensive Drallströmung wird seitlich am Rumpf ausgeleitet, die restlichen Wassermassen vorlich des Schiffes werden um den Bugbogen herum damit angesaugt. Dadurch wird der Widerstand gegen den Vortrieb entscheidend reduziert, die bekannte Sogwirkung eines Bugs mit entsprechender Vortriebskomponente wird intensiviert. Es läuft keine Bugwelle weg vom Schiff. Es bildet sich vielmehr eine Potentialdrallströmung entlang der Rumpfseite. Durch Noppen wird diese Strömung stabilisiert bzw. in Vortrieb- und Auftrieb wie beim Noppenrumpf umgesetzt. Achterlich werden analoge Kanäle installiert, dort jedoch jeglicher Drall aufgestellt. Bei herkömmlichem Antrieb wird achteraus eine starke Strömung erzeugt, dort aber ist sie wertlos. Mit diesen Vortriebskanäle wird Wasser dort beschleunigt gefördert, wo es allein sinnvoll ist: zwischen Bug und Heck des Schiffes. Und damit wird zugleich der Widerstand am Bug wie die Sogwirkung am Heck drastisch reduziert.

Die besondere Eigenschaft der Fluide ist das Fließen auf gekrümmten Bahnen. Alle festen Körper müssen so gestaltet sein, daß sie Fluid diese Strömungsformen gestatten, diese intensivieren oder nutzen. Entsprechend ist das Gleiten fester Körper in Fluid die naturgemäße Bewegungsart. Wenn diese Gesichtspunkte nicht beachtet werden, wachsen die Widerstände im Quadrat zur Geschwindigkeit. Man muß erkennen, daß mit mehr Krafteinsatz hier nicht höher, schnelle, weiter zu kommen ist. Es macht nur Sinn, eine begrenzte Kraft gezielt zur Auslösungen einer dem Wesen des Fluids gemäßen Bewegung einzusetzen und diese Bewegung ihrer Eigendynamik entsprechend sich entwickeln zu lassen. Dann werden bisherige Quellen des Widerstandes zu Ursache in positivem Sinne wirkender Kräfte. Es muß die Wirkung des Soges, die Kraft der Implosion genutzt werden, welche die kinetische Energie der normale Molekularbewegung in einer gerichteten Strömung verfügbar macht.

Mit diesen Erfindungen hier wird aufgezeigt, in welcher Weise sinnvoll und dosiert mechanische Kraft auf eine möglichst große Masse von Luft oder Wasser übertragen werden kann. Es werden hier für die Problematik des Auftriebs und des Vortriebs ganzheitliche Lösungen dargestellt. Es werden hier Teile und Körper völlig neuer Gestaltung vorgestellt. Für die Konstruktion von Luft- wie Wasserfahrzeugen ergeben sich damit völlig neue Perspektiven. Mit diesen Erfindungen wird das Transportieren ökonomischer werden. Dieses Bedürfnis auf ein ökologisch vertretbares Maß zu reduzieren, ist allerdings eine Problematik jedes einzelnen Menschens.