Читать книгу Traum von einer Raumfahrt - Dirk Dornbusch - Страница 3

Man sollte festhalten, dass ich auf der Basis eines Berichts im Star Observer arbeite. Daher nicht 100% genau arbeiten kann. Sondern nur im rudimentären Bereich. Das heißt auf der Basis eines Berichts in einer Illustrierten. Der mehr oder weniger genau ist. Doch Immerhin kann man auf technischen Details aufbauen, die in diesem Bericht erwähnt werden. Das ist mehr, wie so manch ein Technischer Zeichner zu Anfang seiner Arbeit zur Verfügung gestellt bekommt. - Ist Tatsache. Denn nicht wenige Konstrukteure und Ingenieure sowie Wissenschaftler, arbeiten auf der Basis, der arbeiten eines Technischen Zeichner´s und dessen Ideen, sowie Vorstellungen der technischen Umsetzung eines Projektes. In diesem Fall mach ich es mal umgekehrt, ich erarbeite mir ein theoretisches Konzept auf der Basis zweier Wissenschaftler.

Das Ding mit dem Ei und auf dem Kopf stehenden Teller heißt eigentlich: Lightcraft. - Es ist als Modell schon vorhanden und wird experimentell getestet, in White Sands/New Mexico, und das seit 1999. Das sollte der Allgemeinheit bekannt sein, da schon mehrere Fernsehberichte gebracht wurden.

Des weiteren:

Ich habe mir mal gestattet ein paar 3-D Rohskizzen anzufertigen, um ein besseres Verständnis für die angewendete Technik zu bekommen. Diese sind weder genau noch Maßstäblich. Sie dienen schlicht und einfach dem bildlichen Verständnis. Denn Bilder sagen mehr, wie tausend Worte.

In dieser ersten Rohskizze sieht man: wie der Lightcraft im Ruhezustand auf einer Glasplatte ruht in der ein Loch ist, die Glasplatte steht wiederum auf 4 Beinen, unter diesem ist die Spiegelreflexionsanlage für den Laser.

Bei der zweiten Rohskizze sieht man sehr deutlich, wie der Laser durch die Spiegelreflexionsanlage geht und umgelenkt wird. Wo er dann anschließend durch das Loch in der Glasplatte geht und letztendlich auf die untere Sektion des Lightcraft's auftrifft.

Die dritte Rohskizze zeigt dann deutlich, den Impulseffekt des Lightcraft und warum der Teller auf dem Kopf steht. Dieser erzeugt ein parabolischen Effekt, der die Luft hin und her wirft und gleichzeitig an dessen Innenfläche eine Impulskraft für den Auftrieb erzeugt. Anders Ausgedrückt: die Luft wird zurückgelenkt zum Laser und wieder zum Tellerinnenfläche, wo diese mehrmalig erhitzt und ionisiert. Bis diese eine derart hohe Temperatur erreicht, dass die Luft eine Vortriebskraft Himmelwärts erzeugt. Da die Luft sich aufgrund der Hitze ausdehnt und gegen die Fläche des Tellers drückt. Also entgegengesetzt vom Laser und anschließend am Telleraußenrand entweicht und somit für ein Vortrieb sorgt.

Was nicht ersichtlich ist, dass die Luft die an der Innenfläche des Tellers reibt, eine Rotationskraft (Drehmoment) des Tellers ausübt während das Teil aufsteigt.

In diesem Sinne haben die Rohskizzen ihre Aufgabe mir, die Funktionsweise des Lightcraft`s bildlich zu erläutern, im groben erfüllt. Damit ich noch ein etwas besseres Vorstellungsvermögen bekomme, vom Lightcraft selbst, skizziere ich mir nun, das Modell vom Lightcraft. Es braucht nicht allzu genau zu sein.

Anhand dieser Skizze erkenne ich schon ein einfaches Problem, bzw. Pro-bleme 1. das Unterbringen der Fracht/der Passagiere 2. die Lagekontroll-steuerung. Aufgrund der zweiten bildlichen Darstellung weiß ich ja, dass eine Ausnützung der untere Sektion als Lasttransportsektion ausscheidet, bleibt nur die obere Sektion. Außerdem habe ich noch die Rotationskraft senkrecht zur Horizontalen zu berücksichtigen.

Anhand der Rohskizze habe ich das Problem der Fracht/der Passagiere im Prinzip schon erkannt. Aus dem einzelnen Teil des Lightcraft's, sollten der Einfachheithalber, zwei Teile werden. Die obere Sektion des Lasttransports-oberteil's für Fracht oder Passagiere bzw. eines Fracht und Passagierober-teils und die untere Sektion wird ebenfalls eigenständig, zu einem Lasttrans-portunterteil. Die Fracht bzw. Passagieroberteile aufnimmt. Auf diese Art und Weise könnte man zugleich auch der Rotationskraft der Fracht- und Pass-agieroberteile entgegenwirken. Indem eine Vorrichtung installiert wird die das Drehmoment ausgleicht z. B.: eine Magnetschwebevorrichtung, die zugleich die Eigenschaften einer Magnetschwebebahn aufweist. Die dann entgegengesetzt der ausgeübten Rotationskraft beschleunigt und gleichzeitig das Orbitale Transportsystem zusammenhält. Dies würde zudem ein auswechseln der Lasttransportoberteile (z. B.: ein Frachtoberteil in ein Passagieroberteil) vereinfachen und was noch weit aus besser ist: es vereinfacht das Konzeptualisieren eines Rettungssystems, für den Passagiertransport. Beim wechseln bzw. Einsatz des Rettungssystems, schaltet man die Stromzufuhr einfach ab. Beim entgegenwirken und dem regulieren der Rotationskraft, gibt man Strom hinzu.

Da das Problem mit der Lagenkontrollsteuerung noch nicht gelöst ist, mache ich mir von den bisherigen Angaben, erst mal eine weitere Planskizze. Denn so bekomme ich eine bessere Vorstellung vom orbitalen Transportsystem und kann mir, eine mögliche Lösung des Problems: Lagekontrollsteuerung; ersinnen.

- Ich habe mir mal die Planskizze in 3-D abgefasst, um meine bisherigen Ideen, im groben zu veranschaulichen, und um neue Ideen zur Lösung des Problem´s Lagekontrollsteuerung zu bekommen. Denn in einer 3-D Skizze, kann man sein bildliches Vorstellungsvermögen, besser einsetzen und bildliche Ideen besser verarbeiten. Die Luftzuführung für den Plasma betrieb in der unteren Athmosphärenschicht ist ebenfalls eingefügt. Beim Lasttrans-portunterteil, einfachheitshalber LTU genannt, der Treibstofftank. Das Lastttransportoberteil, kurz LTO, habe ich als ein Massengutsegment dargestellt.

Natürlich ist mit dieser Skizze erst mal nur ein Rohdesign festgelegt, aber immerhin, ich kann daraus schon einige Rückschlüsse ziehen. Ein Rück-schluss wäre z. B.: das Steuerungstriebwerke nicht angebracht wären, da Schwierigkeiten mit der Unterbringung von Treibstofftanks vorhanden wären. Ich glaube es wäre einfacher eine Idee von Ziolkowski anzuwenden. Dieser wollte seine Raumfahrzeuge im All, mit Schwungsegmenten in der Waagerechtenl(x)-, Senkrechten(y)-, und der Tiefenachse(z) verschieben. Meines Erachtens ist in diesem Fall, dass einsetzen des Grundprinzips: auf jede Aktion erfolgt eine Reaktion, sinnvoller und kosten wirtschaftlicher. - Allein schon wegen der Planung. Denn dadurch entfällt eine ganze Menge an Konstruktionsarbeiten. Schwungsegmente sind mit der heutigen Technik, relativ leicht umzusetzen. Wenn man sie in eine Magnetschwebevorrichtung installiert und sie dort, ähnlich der Transrapidtechnik, beschleunigt und abbremst. Die Energieversorgung stellt auch kaum ein nennenswertes Problem da. Man installiert schlicht und einfach ein paar Wasserstoffzellen an der Außenfläche des Tellers. Natürlich in den Aussparungen, die eingearbeitet werden müssten. Da Wasserstoffzellen und Schwungsegmente großen Massebedarf haben, muss anderenorts Masse eingespart werden. In diesem Fall kann man das: indem man Masse selbst am Kopf des LTU wegnimmt. Daraus ergibt sich folgende Rohskizze:

Diese Skizze zeigt mir, schon ganz deutlich, wie die Form des LTU's aussehen könnte. Denn ich habe hier die Schwungsegmente sowie die Ausbuchtungen für die Wasserstoffzellen, einen Treibstofftank, für die obere Atmosphärenschicht und eine Luftzuführung, für die untere Atmosphärenschicht. Die Basis-Elemente der Treibsätze, für die jeweiligen Atmosphärenschichten sind nun vorhanden sowie die Lagekontrollsteuerung, ist gegeben. In der Theorie.

Damit wäre das Design für das Orbitale-Transport-System festgelegt. Jetzt geht es im Grunde nur noch um die Festlegung der Zahlenwerte, im Verhältnis zur Größe

 Masse(Festlegung der Baumater-ialien für LTU)

 Transportkapazität des LTO und seiner Masse

 Brennleistung des Lasers

 Tragfähigkeit und Größe der Start- plattform

Da ich jetzt ein Modell in 3-D Form habe. Kann ich es mir einfach machen und die Maße des Modells: von Millimeter in Dezimeter umsetzen. - Da ich ja ein Massengutstransporter haben will, bekomme ich auf diese Art und Weise, eine Vorstellung von der Größe des Transportportsystems, da ich den Modellmaßstab um den Faktor 100 erweitere. Klingt Brutal, ist es auch. Aus konstruktiven Gesichtspunkten. Andererseits geht es mir hier nicht um Feinheiten der Konstruktion, sondern um technische Möglichkeiten. Zudem muss ich sagen: das ich schon ein 3-D Modell auf einem Cumputer Addided Design-Prgramm erstellt habe, was meine Aufgabenstellung als solche insgesamt vereinfacht. Denn ich kann die jeweilig Graphisch erstellten 3-D Modelle in verschieden Programme importieren und exportieren, oder auch Sonderfunktionen aufrufen, dass mir z. B. das berechnen des Größenverhältnissen oder um die Masse von dem Modell bestimmen hilft. Simpel, Einfach, Effektiv.

Jetzt habe ich zwei Möglichkeiten das Volumen des Ltu herauszufinden, die eine wäre: Abmaße herauszulesen und zu berechnen, was bisschen kommpliziert wäre. - Da nicht alle notwendigen Maße vorhanden. Die zweite Möglichkeit wäre: aus einer Sonderfunktion, des CAD-Programm's, hol ich mir mein Volumeninhalt des Ltu´s, der dann bei 55626,1186 dm³ liegen würde, da ich 1mm zu 1dm gemacht habe, ergibt sich auch, das 1mm³ zu 1dm³ wird.

Naja, trotzdem haben wir da ein Problem, was die Masse angeht. Deren Formel ja ist: m=V•ϱ, wobei ϱ für Dichte der Masse steht.

Jetzt kommt die Materialbestimmung für das Ltu. Wobei bedacht werden muss, dass es nicht zu schwer (Dichte der Masse) werden darf und das es eine hohe Beanspruchung stand halten muss. Da fängt es Eigentlich an schwierig zu werden. Denn die meisten Stoffe sind entweder zu schwer oder nicht Hitzebeständig, geschweige denn: das sie einer hohen Beanspruchung standhalten können.

Die beste Möglichkeit in diesem Fall wäre, ein Werkstoff herzustellen, der die Eigenschaften beider Ansprüche genügt, sprich: hohe Beanspruchung und Hitzebeständigkeit. - Der Fachbegriff für so ein Werkstoff lautet: Verbundwerkstoff.

Ich suche mir aus dem Tabellenbuch (Europa-Verlag), Materialien die diesen Anforderungen entsprechen, das wären Kohlenstoff ( C ), für die hohe Temperaturbeständigkeit, Holz ( ist leicht kann hohe Beanspruchungen standhalten wie das deutsche Geheimwaffenprogramm des 2. Weltkrieges bewiesen hat ) und Aluminium für die Leitfähigkeit (das Plasma wird Ionisiert, sprich: elektrisch aufgeladen).

Nun jetzt heißt es: wie mache ich daraus einen Verbundwerkstoff. Ist gar nicht so leicht. Obwohl das Grundprinzip einfach ist. Das Holz wird in einem Spezialofen mit einem Edelgas-Kohlenstoff als Luftgemisch(um dem Holz das Sauerstoff-Luftgemisch zu entziehen) langsam auf hoher Temperatur ausgeglüht (an diesem Projekt arbeiten derzeit ein paar Uni-Leut´). Vor diesem Vorgang, wird Aluminium in dem Holz eingedampft (da es „nur“ das Plasma ionisieren soll, ist es auch „nur“ an den Randzonen erforderlich ), bei dem aus-glühen, wird das Aluminium, sowie die Holzfasern, dann vom Kohlenstoff umschlossen, womit dieselben vor der Hitzeeinwirkung geschützt wären, theoretisch!

Das eigentliche Problem liegt hierbei bei der Temperaturerzeugung und den Edelgas-Kohlenstoff innerhalb der Öfen zu erzeugen. Anderseits sind solche Öfen erst mal gebaut, lassen sich damit Werkstoffe fabrizieren, die nicht nur im Zivil- sondern auch im Militärbereich, hohe Anforderungen gerecht werden können. Dementsprechende Gewinne können erzielt werden und sind billig herzustellen, gemessen an anderen Verbundwerkstoffen.

Das wäre die erste Möglichkeit, die zweite wäre ein Keramikverbundstoff, bestehend aus Keramik-Hohlkugeln, Kohlefasern und Aluminium. Diese Stoffe in einem dafür gebauten Spezialofen miteinander zu verbacken, ergeben ein Temperatur beständigen und hohen Beanspruchungen widerstehenden Verbundwerkstoff. Ähnliche Verbundstoffe werden derzeit, durchaus schon in Einzelfertigungen vertrieben ( PCCB- Porsche Ceramic Composite Brake, vertrieben im Porsche 911 GT2 als Keramik-Bremse, allerdings noch ein bisschen teuer).

Sobald entsprechende „Spezialöfen“ gebaut sind, die große Stückzahlen herstellen können, werden die Preise fallen. Dürften sich die Anwendungen auch dementsprechend erweitern.

Ich persönlich wurde dem Holzverbundwerkstoff den Vorzug geben. Denn nach meiner Ansicht wird Holz, in der derzeitigen „modernen Technologie“, immer noch Unterschätzt. Holz ist schwingungsfester wie Keramik. In der Raumfahrt ein nicht zu verachtendes Thema.

Je nach Holzart liegt der Sauerstoff-Luftanteil im Holz zwischen 30 bis 80%. Leichtes Holz hat dabei einen hohen Sauerstoff - Luftanteil, schweres Holz hat einen geringen Anteil. Kohlenstoff hat eine Dichte von 3,5kg /dm³.

Sobald man also eine Verhältnissrechnung (grob über dem Daumen) anwendet, erhalte ich ein Roh von 2,3kg /dm³, nehme ich das mal dem Volumen, habe eine Leergewichtsmasse von aufgerundeten 130 t, nehme ich dazu 50 t für die Magnetschwebevorrichtung sowie Pumpaggregate und etc. plus 45 t für Basis-Lto, und mit einem Zuladungsvolumen von 468m³ sowie einem Treibstoffvolumen von rund 5.459m³ beim Ltu, und das schöne daran ist, man kann sich aussuchen, ob man Heizöl(25 bis 40 Cent je Liter) oder Wasser( zwischen 10 und 20 Cent je m³) nimmt, das ist nämlich abhängig von der Leistungsstärke der Laserbatterien (ich bezweifle das ein Laser die nötige Kapazität hat, also baut man eine entsprechende „Geschützbatterie“ ) und danach richtet sich auch die „Masse der Frachtkapazitäten“. Also dem Zuladungsvolumen und die Masse des Treibstoffs.

Trotzdem, die letztendliche Masse des Lts (Lasttransportsystems) ergibt sich noch aus den Lto`s. Die noch konzipiert werden müssen. Andererseits wissen wir jetzt: das das mindeste Tragfähigkeit des Gestell 's bei 6½ Kt liegen sollte, übern Daumen gepeilt und mit großzügiger Sicherheitstoleranz, sehr großzügig aufgerundet. Wobei der Frachtvolumen und Treibstoffvolumen mit einer Tonne pro m³ gerechnet wurden. Denn aus dem Startgestellkonzept, ergibt sich der Treibstoff der verwendet werden sollte. und je nach Treibstoffart ändert sich Roh. Also der Dichtegehalt der Masse pro m³ an Volumeninhalt und damit letztendlich die Startmasse, die Zuladung der Frachtkapazität sowie Masse des Lto`s - und mit dieser Argumentation, brauch´ ich an meiner 3-D Modellzeichnung (vorläufig), nichts zu ändern. Bisschen Faulheit darf auch sein. Denn wie heißt es so schon: Faulheit ist die Tugend des Talentierten.

Ich sollte zudem anmerken: das ich hier nur eine Idee zu einem Raumfahrtkonzept im industriellen Sinn vorschlage und nicht komplett Konstruiere!