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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

155 Beiträge, Schlüsselwörter: Rückstoßprinzip, Raketenantrieb

Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

11.08.2019 um 15:11
wernet
schrieb:
Die Informationen die sie haben sind extrafalsch. Ein Feinwerkmechaniker kann Ihnen da weiterhelfen. Was glauben sie denn , warum alle Länder auf allen Gebieten forschen und regeln aufstellen. Das geht zu weit und ich möchte es nicht sagen, weil ich sonst gegrillt werde. Sie haben ihre Meinung und ich meine.
LOL


Sicher das du nicht in den VT Bereich wechseln möchtest..


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

11.08.2019 um 18:04
@skagerak:
skagerak
schrieb:
Ist relativ ruhenden richtig?
Nein. Zum einen ist der Begriff "relativ" zusammen mit "ruhend" nur mit der zusätzlichen Angabe sinnvoll, worauf sich das "relativ" bezieht. Zum anderen ist es allgemein üblich, dass sich Geschwindigkeitsangaben, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, auf das Laborsystem / den Beobachter beziehen. Es wäre wenig nützlich, bei jeder einzelnen Geschwindigkeitsangabe "relativ zum Laborsystem / Beobachter" hinzuzufügen. Unabhängig davon habe ich bei der ursprünglichen Beschreibung des Szenarios mit der ruhenden Kugel hier ausdrücklich erwähnt, dass diese relativ zum Beobachter ruht.

@delta.m:
delta.m
schrieb:
Du gehst in Deinem Beispiel von einer (zum Zylinder) ruhenden Kugel aus ...
Nein, alle Geschwindigkeitsangaben sind relativ zum Laborsystem / Beobachter, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, siehe den vorhergehenden Abschnitt.
delta.m
schrieb:
Die Luftteilchen bewegen sich aber und damit müßte sich die Impuls-Berechnung zu Gunsten eines Stillstandes der Kugel ändern(?).
Zunächst eine allgemeine Anmerkung: Für Dein aktuelles Szenario müsste die abgefeuerte Kugel eine "magische" Oberfläche haben, die Luftteilchen beim Zusammenprall auf die Geschwindigkeit Null relativ zur Kugel abbremst. Real dürfte das kaum möglich sein, als Gedankenexperiment ist es aber ok. Bei grösseren Kollisionsobjekten könnte man sich vorstellen, dass die Kugel aus Knete o.ä. besteht (das Problem beim Abfeuern mal aussen vor gelassen).

Betrachten wir für den Fall, dass sich die Objekte (egal ob Luftteilchen oder grössere), die mit der abgefeuerten Kugel zusammenprallen, bewegen, nochmal die allgemeine Formel für den unelastischen Stoß:

\overrightarrow{v'}=\frac{m_{1}\overrightarrow{v_{1}}+m_{2}\overrightarrow{v_{2}}}{m_{1}+m_{2}}


Um einen Stillstand der abgefeuerten Kugel relativ zum Zylinder zu erreichen, muss \overrightarrow{v'} gleich der Geschwindigkeit des Zylinders \overrightarrow{v_{z}}=-\overrightarrow{v_{1}} sein:

-\overrightarrow{v_{1}}=\frac{m_{1}\overrightarrow{v_{1}}+m_{2}\overrightarrow{v_{2}}}{m_{1}+m_{2}}\quad\rightarrow\quad \overrightarrow{v_{2}}=-\overrightarrow{v_{1}}*(2\frac{m_{1}}{m_{2}}+1)


Für den Fall einer grossen Kugel mit m2=m1 ergibt sich daraus:

\overrightarrow{v_{2}}=-3\overrightarrow{v_{1}}


Die Kugel, die "im Weg" ist, müsste sich also mit der dreifachen Geschwindigkeit wie die abgefeuerte Kugel dieser entgegenbewegen. Relativ zum Zylinder (die Geschwindigkeit des Zylinders \overrightarrow{v_{z}}=-\overrightarrow{v_{1}} muss dafür von beiden Geschwindigkeiten subtrahiert werden) bewegen sich die beiden Kugeln dann mit der entgegengesetzt gleichen Geschwindigkeit aufeinander zu, weshalb sie beim Zusammenprall relativ zum Zylinder zum Stillstand kommen.

An dieser Stelle gibt es ein grundsätzliches Problem: Der Impuls des Gesamtsystems soll per Definition anfangs Null sein. Man müsste also für die Kugel, die "im Weg" ist, impulsmässig einen Ausgleich schaffen, z.B. eine weitere Kugel, die sich mit der gleichen Masse und der dreifachen Geschwindigkeit wie die abgefeuerte Kugel in die gleiche Richtung wie diese bewegt. Bei Luftteilchen wäre der Ausgleich von vornherein gegeben, da die Richtung derer Impulse (idealisiert) statistisch gleichverteilt ist. Dieser Ausgleich hebt aber den "Gewinn" der relativ zum Zylinder zum Stillstand gebrachten Kugel wieder genau auf.

Egal wie man es dreht und wendet, am Ende bleibt der Impuls immer erhalten. ;)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

11.08.2019 um 18:47
uatu
schrieb:
Nein.
Okay, sorry, dachte ich kann mal klugschei.en 😋

Aber leuchtet mir jetzt ein ;-)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 02:51
Ich habe eine interessante englischsprachige Website gefunden, die sich umfangreich mit dem Thema dieses Threads befasst:

Gyroscopic Propulsion

Unter dem Tab "Patents" sind 69 (!) US-Patente von 1974..1999 aufgeführt, die "rückstosslose" Antriebe beschreiben. Soweit ich absehen kann, beruhen alle davon auf klassischer Physik. Es scheint sich tatsächlich um erteilte Patente, und nicht nur -- wie im Freie-Energie-Sektor üblich -- Patentanmeldungen (d.h. nur Anträge) zu handeln. Man kann abschätzen, dass eine zeitliche und räumliche Ausdehnung der Recherche hunderte derartiger Patente zu Tage fördern würde, die Ausdehnung auf Patentanmeldungen noch wesentlich mehr.

Nichts davon funktioniert. Im Rahmen der klassischen Physik ist der Impulserhaltungssatz genauso unerbittlich wie der Energieerhaltungssatz. Eigentlich ist eine Erteilung derartiger Patente deshalb sehr fragwürdig, aber ich habe tatsächlich -- anders als beim Energieerhaltungssatz -- noch nie von einer Grundsatzdiskussion zur Patentierbarkeit von Erfindungen, die gegen den Impulserhaltungssatz verstossen, gehört. Ich könnte mir allerdings vorstellen, dass das Deutsche Patentamt in dieser Hinsicht restriktiver als das US-Patentamt vorgeht, das ist aber nur eine Vermutung.

Eines der grundsätzlichen Probleme bei derartigen Erfindungen ist, dass Berechnungen von nicht-trivialen Unwucht-Systemen mathematisch sehr anspruchsvoll sind. Auch wenn jemand über entsprechende Mathematik-Kenntnisse verfügt, ist die Gefahr von Denkfehlern sehr hoch. Die letzendliche Schlussfolgerung ist aber sehr einfach: Eine Verletzung des Impulserhaltungssatzes im Rahmen der klassischen Physik ist mathematisch ausgeschlossen. Mit keiner wie auch immer gearteten Kombination von mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, elektromagnetischen, thermodynamischen, etc. Funktionselementen lässt sich sich eine Verletzung des Impulserhaltungssatzes erreichen. Eine Berechnung, die zu einem anderen Ergebnis kommt, ist mit absoluter Sicherheit entweder formal oder numerisch falsch.

Bei jedem einzelnen der beschriebenen Systeme könnte man nachweisen, wo der Fehler liegt. Ich schätze allerdings, das würde pro System (einschliesslich einer sauberen Dokumentation des Ergebnisses) durchschnittlich ungefähr eine Woche Zeitaufwand bedeuten (das ist eine Schätzung beruhend auf Widerlegungen von vergleichbar komplexen Freie-Energie-Systemen), für die leider niemand zahlt. ;)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 09:12
uatu
schrieb:
Eigentlich ist eine Erteilung derartiger Patente deshalb sehr fragwürdig,
Vielleicht wird es da ja nach dem Motto gehandhabt: "Ja wenn´s eh nicht funktioniert, kann ich doch trotzdem Patent drauf machen. Stört doch niemanden."

Ist denn zwar redundant und Geldverschwendung. Aber wird denn halt nur gemacht weil man´s eben kann.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 15:03
Kennt jemand den Schwungarm des Asteroidenlanders Mascot. Der ist mit dem Schwungarm auf einem Asteroiden rumpehüpft.
Die Animation war auch im Fernseher zu sehen. Vielleicht ist das Hilfreich. Es war recht einfach dargestellt.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 15:09
wernet
schrieb:
Kennt jemand den Schwungarm des Asteroidenlanders Mascot. Der ist mit dem Schwungarm auf einem Asteroiden rumpehüpft.
Die Animation war auch im Fernseher zu sehen. Vielleicht ist das Hilfreich. Es war recht einfach dargestellt.
Mach dein Kreuz:

[ ] Asteroiden haben kaum eine Eigengravitation, die herrschende Schwerkraft ist somit so gut wie Null und man muss nur die eigene Massenträgheit überwinden. Aber auch das gibt es nicht zum Nulltarif.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 15:44
@wernet
wernet
schrieb am 09.08.2019:
Sie haben ihre Meinung und ich meine.
Wobei eine Meinung an sich ja kein faktisch gesichertes Wissen oder gar praktsich ausführbares darstellen muss.
Mit Meinungen alleine lassen sich keine Probleme lösen. Was zählt ist, ob das, was Du so meinst, auch richtig wäre.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 16:10
@uatu
@all
uatu
schrieb:
Bei jedem einzelnen der beschriebenen Systeme könnte man nachweisen, wo der Fehler liegt.
Ich habe mir da noch ein Beispiel ausgedacht, bei dem ich nicht so recht die Lösung kenne:

c2093ff5480fc77d s2a

1) Der graue Zylinder und die beiden gelben Objekte (zusammen) haben die gleiche Masse.

2) Die beiden Objekte werden mit -v nach links beschleunigt,
der Zylinder bewegt sich somit mit v nach rechts.

3) Die beiden Objekte prallen an der 45° Rückwand des Zylinders ab.

4) Die beiden Objekte stoßen jeweils oben und unten an die Seitenwand und bleiben dort "kleben".
Was passiert nun mit der Bewegung des Zylinders?

Der Gesamtimpuls der 2 gelben Objekte kommt ja eigentlich nicht vollständig an der Rückwand an,
sondern geht auch zum Teil in die Seitenwand(?)

Diese Anordnung habe ich mir natürlich sicherheitshalber patentieren lassen ;) :D


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 16:23
@delta.m
Im 3ten Schritt ist wieder alles auf 0.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 16:32
@delta.m: Die gelben Objekte geben ihren horizontalen Impuls beim Abgleiten an der Zylinderwand zu 100% an den Zylinder ab, d.h. sobald der horizontale Bewegungsanteil der gelben Objekte Null erreicht, endet auch die Bewegung des Zylinders. Die kinetische Energie der gelben Objekte bleibt hingegen (idealisiert) erhalten, und wird in einen jeweils entgegengesetzt gleichen vertikalen Impuls umgesetzt. Die Summe der Impulse ist während des gesamten Ablaufs immer exakt Null.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 17:01
@wernet:
wernet
schrieb:
Kennt jemand den Schwungarm des Asteroidenlanders Mascot. Der ist mit dem Schwungarm auf einem Asteroiden rumpehüpft.
Das ist ein schönes Beispiel. Die Bewegungsmechanismus des Asteroidenlanders MASCOT (Mobile Asteroid Surface Scout) ist in dem folgenden DLR-Video ab 4:25 min zu sehen:

Animation: Asteroidenlander MASCOT auf Hayabusa2


Die Einzelheiten dazu werden in der folgenden wissenschaftlichen Arbeit erläutert (auch als pdf herunterladbar):

Exploring small bodies: Nano- and microlander options derived from the Mobile Asteroid Surface Scout

Ein Ausschnitt daraus:
The MASCOT lander has been designed for the respective gravity on its target body Ryugu, which is in the order of 1.5•10-4 m/s2. The MASCOT mobility concept is based on the angular impulse-momentum principle, where the internal mechanism provides a momentum to the lander which results in a reactive motion relative to the surface.
Zum einen beträgt die Gravitation des Asteroiden, wie @Thorsteen bereits ansprach, weniger als ein sechzigtausendstel der Erdgravitation, es ist also nicht besonders schwierig, dort grosse Sprünge zu machen. Zum anderen beruht der Bewegungsmechanismus auf einer reaktiven Bewegung relativ zur Oberfläche. Nur durch den Widerstand des Bodens beim "Absprung" ist damit eine Vorwärtsbewegung möglich. Im freien Raum wäre dieser Bewegungsmechanismus völlig nutzlos, und würde nur dazu führen, dass der Rover sich um sich selbst dreht.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 17:43
Hier als Ergänzung, ein Kandidat der in alle drei Richtungen und um die drei Achsen reagieren kann.
Ich für mich bin fasziniert von dem Teil, hätte ich gern.

The Cubli: a cube that can jump up, balance, and 'walk'


Projektseite:
https://idsc.ethz.ch/research-dandrea/research-projects/archive/cubli.html


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 20:50
@uatu
Sorry, dass ich nochmal nachhake - habe da einiges noch nicht verstanden.
uatu
schrieb:
Die gelben Objekte geben ihren horizontalen Impuls beim Abgleiten an der Zylinderwand zu 100% an den Zylinder ab
Eigentlich sollen die 2 gelben Objekte an der 45° Zylinderwand nicht "abgleiten",
sondern "punktförmig" abprallen.
Hätte wohl besser 2 Kugeln nehmen sollen(?)
uatu
schrieb:
sobald der horizontale Bewegungsanteil der gelben Objekte Null erreicht, endet auch die Bewegung des Zylinders. Die kinetische Energie der gelben Objekte bleibt hingegen (idealisiert) erhalten, und wird in einen jeweils entgegengesetzt gleichen vertikalen Impuls umgesetzt.
Warum nur bei den gelben Objekten?
Was ist mit der kinetischen Energie des grauen Objekts (Zylinder)?


Nochmal eine (vereinfachte) Zeichnung dazu:

a05d0c6657d1b449 imp w 2k

Der graue Würfel und die beiden Kugeln zusammen haben wieder die gleiche Masse
und (betragsmäßig) gleiche Geschwindigkeiten (v1_w bzw. v1_k).

Die Objekte prallen nun (elastisch) aufeinander
und die beiden Kugeln sollten danach vertikal (nach "oben" bzw. "unten") mit v2_k weiterfliegen.

Wie ist aber die Geschwindigkeit v2_w des grauen Würfels nach dem Aufprall?
Ist die nun wirklich "Null"?


Schon mal vielen Dank für Deine Geduld :)


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 20:56
ich kenne mich nicht aus, aber kann das funktionieren?

https://www.innovations-report.com/html/reports/physics-astronomy/physicists-create-world-s-smallest-engine.html

wenn es ein Ion schafft, ein kleiner Motor zu sein, kann man da einen großen Motor bauen, mit dem selben Prinzip?


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 21:31
wernet
schrieb:
wenn es ein Ion schafft, ein kleiner Motor zu sein, kann man da einen großen Motor bauen, mit dem selben Prinzip?
Ich kenne mich auch nicht aus. Aber geht´s da nicht einfach nur um Nano- bzw Quantentechnologie sozusagen? Oder, wie stellst Du Dir das denn vor, in groß?


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 21:38
wenn es ein Ion ist, so stelle ich mir ein Vakuum vor, sonst wäre es nicht möglich ein einzelnes Ion anzusteuern. Im nicht Vakuum hat man es gleich mit tausenden Molekülen zu tun. Man müsste das Wirkprinzip mechanisch umsetzen können. Wie sieht die Arbeitstheorie aus und kann man das skalieren.

Mir hat das keiner gesagt, da müsste man mehr erfahren. Was in der Quantenmechanik möglich ist, kann auch mechanisch möglich sein


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 21:48
ich würde gerne anmerken, das wenn wir es nicht schaffen, so einen Antrieb zu verwirklichen, das wir aussterben.
ich sehe die Not für solch einen Antrieb, sehe aber auch viel Aktionismus. Schauen sie sich in der Welt um.
Bei einem UFO- Antrieb würde sich vieles ändern. Das kann sich jeder selbst ausmalen. Jedoch möchte ich anmerken, das wir den Klimawandel zurückschrauben und Asteroidenbergbau und Abwehr haben.

Bei dem Aktionismus sehe ich es so- gestern standen wir am Abgrund und heute sind wir einen Schritt weiter.

Das möchte ich nicht und hoffe, das wir das Problem lösen.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 22:45
@wernet: Zu dem "world's smallest engine"-Artikel: Da geht's nur um Energie, nicht um den Impuls. Ein Paper, in dem das Experiment ausführlicher beschrieben ist, gibt's auf der Website der Universität: Physicists create world’s smallest engine (der Link steht unter dem Artikel). Der Begriff "Flywheel" (d.h. "Schwundrad") ist in diesem Experiment nur im übertragenen Sinne zu verstehen, mit einem Schwungrad im makroskopischen Sinne ist das nicht wirklich vergleichbar. Langfristig könnte sich daraus vielleicht ein Verfahren ergeben, mit dem sich Abwärme effektiver als bisher nutzen lässt, wirklich fundamental neue Möglichkeiten eröffnet das aber nicht.
wernet
schrieb:
Bei einem UFO-Antrieb würde sich vieles ändern.
Das ist richtig. Es ist aber sehr wichtig, zu verstehen, dass das im Rahmen der bisher bekannten Physik unmöglich ist. Es gibt seit über hundert Jahren einen in der Öffentlichkeit wenig bekannten, brillianten, aber leider auch sehr schwer zu verstehenden mathematischen Beweis für die Erhaltungsätze (Energie, Impuls, und Drehimpuls): das Noether-Theorem. Deshalb ist es völlig aussichtslos und sinnlose Zeitverschwendung, nach einer Lösung zu suchen, die in irgendeiner Weise Funktionselemente der klassischen Physik neu kombiniert (wie es z.B. in den o.g. 69 Patenten der Fall ist). Das kann nicht funktionieren.

Die einzige Möglichkeit wäre ein völlig neuer, bisher unbekannter physikalischer Effekt. Eine Zeitlang sah es so aus, als ob möglicherweise beim EmDrive ein derartiger (wenn auch sehr schwacher) Effekt auftreten könnte, die letzten Ergebnisse sahen jedoch nicht gut aus. Aufgrund der Schwäche des Effekts ist es sehr schwierig, Messfehler sicher auszuschliessen. Lt. diesem Wired-Artikel sollen diesen Monat allerdings noch mal neue, genauere Untersuchungsergebnisse veröffentlicht werden.


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Raketenantrieb ohne Rückstoßprinzip

25.08.2019 um 22:59
uatu
schrieb:
Eine Zeitlang sah es so aus, als ob möglicherweise beim EmDrive ein derartiger (wenn auch sehr schwacher) Effekt auftreten könnte, die letzten Ergebnisse sahen jedoch nicht gut aus.
Ist das in diesem Stadium nicht auch eher was für extreme Langzeitreisen im Vakuum?

Davon mal abgesehen, ist es bisher doch sehr uneindeutig, vonwegen Messfehler und so.


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