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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

43 Beiträge, Schlüsselwörter: Raketenantrieb, Rückstoßprinzip
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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 15:27
Moin,

wollte das schon länger mal schreiben, hab dazu mal was gelesen, die haben aber Kondensatoren "geschüttelt" ...

Die Idee ist recht einfach, man lädt einen Kondensator auf, drückt den schnell von sich weg, und beschleunigt sich selber dabei. Nun wird der Kondensator entladen und wieder zu sich herangezogen, klar beschleunigt man sich nun auch wieder auf den Kondensator zu, aber dessen Masse ist nun geringer, unterm Strich sollte der Kondensator wieder bei einem sein, aber bewegt sich ein klein wenig in die Richtung des Stoßes weiter.

Ich finde dieses "schütteln" nicht so pralle und dachte mir, bauen wir die Kondensatoren auf eine Rad und drehen es, nehmen auch zwei oder mehr Räder. Fangen wir mit zwei an, die Räder stehen zueinander wie die eines Fahrrades, nur drehen sie sich in entgegengesetzte Richtungen, die Teile die gerade innen liegen und dichter beieinander sind, drehen von einem weg, die Teile des Rades außen auf einem zu.

Nun sind die Teile innen, die sich von einem weg bewegen immer geladen, die Masse dort etwas höher, die Teile auf dem "Rückweg" sind hingegen nicht geladen, deren Masse etwas geringer.

Unterm Strich sollte da eine Beschleunigung generiert werden, ohne dass etwas ausgestoßen werden muss, was meint Ihr? Also auch die mit Hintergrund? ;)


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08.08.2019 um 15:39
@nocheinPoet
Moin
Das hört sich ja irgendwie nicht so effizient an.

Aber ich verstehe auch nicht richtig was in dem Zusammenhang mit Kondensatoren gemeint ist, und womit aufladen?


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 15:55
@skagerak

Geht erstmal nicht um Effizienz, das Problem ist, normal muss man immer etwas "wegwerfen" um im Raum zu beschleunigen, das was man wirft muss man dabei haben und hat es dann nicht mehr.

Ein Antrieb der beschleunigt ohne was zu werfen wäre rein vom Prinzip schon mal Hammer ... :D

Dann könnte man die Energie ja von der Sonne nehmen, Solarzellen eben, man könnte eine Sonde bauen, die so ewig im System fliegen und beschleunigen könnte. Auch sehe ich da keine Grenze bis c.

Und geladen werden die mit Strom. Ich gehe aber fest davon aus, dass das nicht gehen wird, denn die Elektronen selber haben auch Masse, darum geht es ja, und die wären dann weg. Hab leider die Seite nicht mehr, wo darüber geschrieben wurde, die haben da schon viele Experimente zu gemacht. Nun hab ich es mir wohl schon gleich im zweiten Beitrag selber zerlegt ... :D


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 16:34
@nocheinPoet
Wenn Du schon so viel Elektrizität hast - was spricht dann gegen einen Ionenantrieb?

Also, auch heir braucht man natürlich was zum "wegwerfen" aber nicht allzu viel.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 16:38
@nocheinPoet: Im Rahmen der etablierten Physik ist das wegen Impulserhaltungssatz unmöglich, völlig egal, wie man elektrostatische, elektrodynamische und mechanische Elemente kombiniert. Das ist im Prinzip das gleiche wie beim Energieerhaltungssatz, eine Berechnung im Rahmen der etablierten Physik, die (makroskopisch) eine nicht ausgeglichene Impulsbilanz ergibt, ist mit Sicherheit entweder formal oder numerisch falsch. Es gibt allerdings gerade im Bereich der Elektrostatik/Elektrodynamik eine ganze Reihe von Paradoxa, die sich zwar alle auflösen lassen, aber z.T. nur schwer zu verstehen sind. Hochwertige Analysen zu fast allen diesen Paradoxa gibt's von Prof. Kirk T. McDonald, den ich sehr schätze. Ein Problem, das oft zu Denkfehlern führt, ist die Nicht-Berücksichtigung des Impulses von elektromagnetischen Feldern (Stichwort "Hidden Momentum" (pdf)).

Die Alternative wäre ein neuer, bisher unbekannter physikalischer Effekt, aber da wäre ich sehr, sehr vorsichtig, ehe ich das in Betracht ziehen würde.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 16:58
@uatu

Hab es ja inzwischen geahnt und nicht wirklich daran "geglaubt", und ja schade dass wir bisher nichts gefunden haben, so an neuer Physik, die Theorien sind ja schon relativ weit und hart beschränkend. Ich hatte mal Hoffnung auf Heim, zerschlug sich aber schnell, nachdem ich da ein wenig rein gelesen habe und Aussagen von Leuten mit guten Kenntnissen dazu.

Ich "träume" aber noch immer von einer Physik die viel weiter geht, die Reisen schneller als mit Licht möglich macht, das Erzeugen von Gravitationsfeldern und auch das Aufheben von Gravitation und der Trägheit.

Frag mich ob wir schon wirklich genug wissen, um diese Dinge sicher ausschließen zu können. Denn wenn dem so wäre, dann könnten auch Zivilisationen die Millionen von Jahren uns voraus sind, nur in dem uns bekannten Rahmen der Physik agieren.

Als SiFi-Fan will ich das einfach nicht wahr haben ... :D


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 17:36
@nocheinPoet
Zuerst mal sind die Massen sehr unverhältnismäßig....wenn es funktionieren würde, wäre der Kondensator 100m, bei anziehen würde sich der Raumschiff vielleicht um paar Tausendstel mm bewegen.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 18:00
@nocheinPoet: Ich interessiere mich selbst für die Randbereiche der Physik (insbesondere der Elektrodynamik), und habe in diesem Rahmen schon Hunderte von Aussenseiter-Papers (im Graubereich, kein offensichtliches Crackpot-Zeug) gelesen. Das meiste beruht ganz einfach auf Denkfehlern, aber es gibt durchaus ein paar interessante Sachen. Allerdings ist das grösstenteils ziemlich hartes Brot.

Dazu gehören u.a. die Arbeiten des leider viel zu früh verstorbenen Walter Ritz (1878-1909, der Einstein nach der Einschätzung vieler Zeitgenossen intellektuell mindestens ebenbürtig war), von Alfred O'Rahilly (1884-1969, einer der äusserst wenigen von der etablierten Physik respektierten Kritiker der Relativitätstheorie), und von Oleg Jefimenko (1922-2009, nach dem die Jefimenko-Gleichungen benannt sind).

Es erfordert allerdings Jahre, sich mit den entsprechenden Ideen auseinanderzusetzen. Interessant finde ich den Ansatz, dazu numerische Berechnungen und Simulationen durchzuführen, was damals noch nicht (praktikabel) möglich war.

Sehr fasziniert bin ich auch von der unverdienterweise fast völlig unbekannten Weber'schen Elektrodynamik (benannt nach Wilhelm Weber, 1804-1891), die in einer einzigen, einfachen Formel alle elektromagnetischen Effekte bei niedrigen Geschwindigkeiten (v << c) und Frequenzen (wo elektromagnetische Strahlung keine oder eine vernachlässigbare Rolle spielt) korrekt beschreibt:

V=\frac{ee'}{r}*(1-\frac{1}{2}\frac{v^2}{c^2})


Diese eine Gleichung hat unter den genannten Einschränkungen die gleiche Aussagekraft wie alle vier Maxwell-Gleichungen plus die Lorentzkraft-Gleichung zusammen! Natürlich ist Weber's Elektrodynamik nicht "richtig", u.a. weil sie keine elektromagnetische Strahlung beschreiben kann. In ihrem trotz der genannten Einschränkungen immer noch sehr grossen Gültigkeitsbereich (der u.a. nahezu alle Elektromotoren, Elektrogeneratoren, Transformatoren, etc. umfasst) ist sie allerdings so elegant und einfach, dass ich immer wieder darüber nachgrüble, ob da nicht vielleicht doch mehr dran ist.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 18:01
nocheinPoet schrieb:Geht erstmal nicht um Effizienz,
Ja, okay, wenn es nicht um Effizienz geht, ist sicher vieles umständliches Gedöns möglich.
Das von Dir beschriebene wirkt wie...als wenn man ein keines Spielzeugauto mit Pullback-Motor nimmt, um damit immer wieder ein echtes Auto um ein paar Millimeter zu ziehen. (ich weiß, hinkt etwas der Vergleich, aber so ähnlich halt)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 19:04
Mal ein anderes Denkbeispiel, 2 große Wasserbehälter verbunden mit einer sehr langen Stange und einem Rohr im Weltall. Einer dieser Wasserbehälter ist leer und einer hat etwa für 1000t Wasser. Nun pumpt man Wasser von einem Behälter zum anderen, was würde passieren? Zusätzlich ist bei beiden Wasserbehältern noch ein Gyroskop, welches die Konstruktion um den Masseschwerpunkt drehen kann. Was würde passieren?


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 19:09
@taren
Sorry, aber kannst Du das irgendwie zeichnen? Ich kann mir grad nicht vorstellen wie das Konstrukt aussehen soll, bzw stelle ich es mir so vor, dass da halt nur Wasser von einem Behälter zum anderen läuft, drehend. Und dann? Was soll da denn passieren?


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 19:20
@taren: Der lineare Fall ähnelt einem meiner Lieblings-Gedankenexperimente (das ich schon ein paar Mal in anderen Threads erwähnt habe): Du nimmst einen langen, geschlossenen Zylinder, der frei im All schwebt, und feuerst im Inneren an einem Ende eine Kanone in Richtung des anderen Endes ab. Für einen externen Beobachter beginnt der Zylinder sich nun "einfach so" zu bewegen ... allerdings nicht besonders lange. Sobald die Kanonenkugel am anderen Ende ankommt, endet die Bewegung wieder, und es gibt absolut keine Möglichkeit, das (ohne Interaktion mit der Aussenwelt) zu verhindern. Der Schwerpunkt das Gesamtsystems -- das ist der entscheidende Punkt -- ändert sich dabei nicht.

Der rotierende Fall wird ein ziemliches Geeiere. ;) Bei korrekter Berechnung würde sich aber auch da ergeben, dass sowohl Impuls auch auch Drehimpuls des Gesamtsystems erhalten bleiben. Bei p2w beschäftigen wir uns gerade mit VPython, und ich habe gesehen, dass es dafür eine schöne, vom Code her relativ übersichtliche Kreiselsimulation gibt. Vielleicht könnte man damit auch Dein Szenario darstellen. Ich melde mich aus Zeitgründen allerdings ausdrücklich nicht freiwillig. ;)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

08.08.2019 um 19:30
In dem Gedankenexperiment fehlt mir die Betrachtung des Impulses der Ladungsträger beim Laden und Entladen. Spätestens dann wird das ganze zum Nullsummenspiel, jedenfalls dann, wenn diese aus einem mit dem "Raumschiff" verbundenen Reservoir stammen und wieder dorthin kommen. Werden sie andererseits nach außen abgegeben, sind wir wieder beim Rückstoßprinzip und einem dem Ionentriebwerk ähnlichem Aufbau.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

09.08.2019 um 20:24
Die Impulserhaltung lässt sich nicht austricksen. Sonst gäb es schon jede Menge PMs auf der Welt.
corky schrieb:ürde sich der Raumschiff vielleicht um paar Tausendstel mm bewegen.
Selbst wenn es nur ein Micrometer wäre wär das ne Sensation


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

09.08.2019 um 20:43
Hallo, wenn ich es richtig verstanden habe, so will man mechanisch eine Rotationsenergie in eine Lineare Kraft umsetzen. Das lese ich so. Man hat einen Elektromotor und der treibt eine Welle an. Nun entsteht mit der Rotation eine Zentrifugalkraft. Was wäre, wenn ich nun eine Unwucht in Form eines Kolbens habe. Mechanisch lasse ich Ihn über eine Kurve laufen, wobei bei der 360Grad Drehung der Kolben immer an der selben Stelle ausgefahren wird. Wie bei einem Kinderkarussel halte ich den Arm an der selben Stelle raus und wieder rein.

Das Ganze muss man nun als Schubkraft sehen. Eine Arianerakete hat 26 Mio PS als Schubkraft bringt sie wenige Tonnen auf Geschwindigkeit. Bei 1 PS werden 75kg in einer Sekunde 1 Meter hochgehoben. Das entspricht einer Effizienzsteigerung von 1 zu 50.000.

Dazu meine ich gehört der RPM die Random Positionmachine der ESA und Airbus. Bei beschleunigungen von 50 G kann man eine Erleichterung von 49 G erreichen. Dieser Antrieb ist geeignet, um in wenigen Monaten zu alpha centauri zu reisen mit konstant 1G beschleunigung und abbremsen.


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09.08.2019 um 20:52
uatu schrieb:Der lineare Fall ähnelt einem meiner Lieblings-Gedankenexperimente (das ich schon ein paar Mal in anderen Threads erwähnt habe): Du nimmst einen langen, geschlossenen Zylinder, der frei im All schwebt, und feuerst im Inneren an einem Ende eine Kanone in Richtung des anderen Endes ab. Für einen externen Beobachter beginnt der Zylinder sich nun "einfach so" zu bewegen ... allerdings nicht besonders lange. Sobald die Kanonenkugel am anderen Ende ankommt, endet die Bewegung wieder, und es gibt absolut keine Möglichkeit, das (ohne Interaktion mit der Aussenwelt) zu verhindern. Der Schwerpunkt das Gesamtsystems -- das ist der entscheidende Punkt -- ändert sich dabei nicht.
Nun ja, wenn es statt der Kugel ein Ballon aus Wasser im Wasser wäre? An der Wand darf der dann platzen, der Zylinder "ruht" wieder, hat sich aber ein Stück bewegt. Wir haben überall nun nur wieder Wasser, machen einen neuen Ballon und schießen wieder. Gut, nach einer Weile liegt an der Wand eine Menge zerplatzter Ballons, deren Masse ist aber sehr gering.

Irgendwo ist doch da der Wurm drin ... :D


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

09.08.2019 um 20:56
wernet schrieb:Random Positionmachine
Diese Überlegung hatte ich vor kurzem, als ich überlegt, wie wohl Hubbel ausgerichtet wird und da viel mir genau so etwas ein, was bin ich doch für ein kluges Kerlchen ... :D

Nein im Grunde ist das recht einfach und logisch ...


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

09.08.2019 um 21:00
@wernet:
wernet schrieb:Was wäre, wenn ich nun eine Unwucht in Form eines Kolbens habe. Mechanisch lasse ich Ihn über eine Kurve laufen, wobei bei der 360Grad Drehung der Kolben immer an der selben Stelle ausgefahren wird. Wie bei einem Kinderkarussel halte ich den Arm an der selben Stelle raus und wieder rein.
Das haben schon viele Leute versucht, dazu gibt's ein paar lustige Videos bei YouTube. Funktioniert natürlich nicht. Den Impulserhaltungssatz kann man genauso wenig überlisten wie den Energieerhaltungssatz.


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09.08.2019 um 21:06
Nichts wird da verletzt. Es wird eine Energie des Elektromotors umgesetzt in eine Lineare Beschleunigung. Reibung als Verlust.


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09.08.2019 um 21:26
@wernet:
wernet schrieb:Es wird eine Energie des Elektromotors umgesetzt in eine Lineare Beschleunigung.
Das funktioniert nicht (in dem Sinne, um den es hier im Thread geht, also z.B. im freien Raum). Viele Leute haben das Gefühl, eine Konstruktion in der Art, wie Du sie beschrieben hast, müsste funktionieren, aber dieses Gefühl trügt. Es ist unmöglich, ein System ohne Interaktion mit der Aussenwelt (z.B. Massenausstoss) linear zu beschleunigen (über den hier beschriebenen Sonderfall hinaus).


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