Rotationssegelapparat zur Nahfeldobservation

Traktat

über die Beiträge zum Stand der Technik und zu den „Transactions in Suffering Innovations"

Die „Transactions in Suffering Innovations" bilden eine Sammlung von Schriften über Artefakte im Themenfeld Biologie & Technik, die in loser Reihenfolge erscheint. Es besteht durchaus die Absicht, den Stand der Technik zu verändern.

Gegenstand der Beiträge zu den Schriften der „Transactions in Suffering Innovations" sind Artefakte, Problemlösungen, Gestaltungsfragen und die kritische Auseinandersetzung mit Themen der Bionik, also Technik nach Vorbildern aus der belebten und unbelebten Natur und ihre Umsetzung. In ausgesuchten Fällen sind Technische Beschreibungen nach Standards des Deutschen Patent und Markenrechts^[1] verfasst.

Mit den „Transactions in Suffering Innovations" soll der Fortschritt auf dem Gebiet der angewandten Bionik dadurch gefördert werden, dass die dargestellten notleidenden Artefakte, Problem- und Gestaltungslösungen frei von Rechten Dritter sind und mit ausdrücklicher Genehmigung dem Leser zur Nutzung verfügbar werden.

In den „Transactions in Suffering Innovations" werden ausschließlich Artefakte offeriert, die nicht unter das Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG^[2] fallen oder in der Vergangenheit fielen.

Die in den „Transactions in Suffering Innovations" dargestellten Artefakte sind insofern notleidend, da sie einerseits aus materieller Not nicht weiterverfolgt werden, ein Umstand der sich vielleicht wieder ändern mag. Andererseits sind die dargestellten Artefakte notleidend, weil sie möglichweise auftretender oder voranschreitenden geistigen Umnachtung zum Opfer zu fallen drohen; ein Umstand der sich wohl nicht mehr ändern wird.

Als Übergeordneter Absicht gilt es solche Forschung anzustoßen, die Lösungswege der Übertragung biologischer Phänomene untersucht und Fragestellungen betrifft, die im Zusammenhang stehen mit Natur und Technik.

Die Beiträge zum Stand der Technik und den „Transactions in Suffering Innovations" sind in deutscher Sprache verfasst. Dem Text wird gegebenenfalls eine teilweise oder vollständige Übersetzung in englischer Sprache beigestellt. In einer Ausgabe der Schriftensammlung wird jeweils nur ein Werk platziert. Den Ausführungen wird gegebenenfalls ein Prolog vor und ein Epilog nachgestellt.

Mi. Dienst

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Technische Beschreibung

Rotationssegelapparat zur Nahfeldobservation

Die Erfindung betrifft Einen Rotationssegelapparat in der Art eines Bumerangs. Betriebs- und Flugweise des Rotationssegelapparats entsprechen denen eines traditionellen Bumerangs. Die Flugbahn des Rotationssegelapparats kann mittels eines ansteuerbaren Drehimpuls-wandlers manipuliert werden derart, dass die Primärrotation durch Impulsaustausch beeinflusst wird. Der Betrieb und die Funktion des Drehimpulswandlers wird vom Anwender durch einen Sender vom Boden aus gesteuert. Am Knie der Tragflügel befindet sich eine Kameraeinheit, die zur Nahfeldobservation einsetzt wird. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt während des Fluges per Funk oder nach der Landung des Rotationssegelapparates.

Stand der Technik und Entgegenhaltungen

Der Bumerang ist eine traditionelle Wurfwaffe. Rotationssegelapparate wie Bumerangs sind Freiflieger. Der Ursprung des Bumerangs ist bislang keiner indigenen Kultur explizit zuordenbar. In Nordafrika ist der Gebrauch des Wurfholzes seit dem Neolithikum (ab ca. 6000 v.Chr.) nachgewiesen. In der Neuzeit wird der Bumerang vor allem als Sportgerät genutzt. Bumerangs können aus Holz, Knochen, Metall oder Kunststoffen gefertigt sein. Während Sportbumerangs bei korrektem Wurf zum Werfer zurückkehren, war dies beim traditionellen australischen Wurfholz (Kylie) dagegen nicht zwingend der Fall. Der Vorteil des Kylie besteht darin, dass er weiter, geradliniger und damit auch zielsicherer fliegt als ein rückkehrender Bumerang.

Für das Freifluggebaren eines Bumerangs gibt es derzeit noch kein befriedigendes physikalisches Modell. Gleichzeitig existiert eine enorme Vielfalt funktionstauglicher gestalterischer Lösungen. Abhängig von dem Gewicht, der Massenverteilung und dem aerodynamischen Auftrieb der Rotationstragflächen kommt dem lokalen und dem Gesamt-Drehimpulsgeschehen der entscheidende Einfluss auf die Flugbahn jedes Rotationssegel-apparates zu. Letztendlich trägt die Wurftechnik Anteil am aerodynamischen Geschehen.

In Sicherheitsbereichen (Polizei, Militär) sind Observationskameras Stand der Technik. Rotierende oder extrem beschleunigte Bildaufzeichnungsgeräte stellen hierbei kein technisches Problem dar, sondern sind vielmehr Grundlage räumlicher Darstellungen der observierten Szenerie. Die Komplexität der Auswertung des Bildmaterials wird über Software vom Stand der Technik geleistet. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt während des Fluges per Funk oder nach der Landung.

Unter der Veröffentlichungsnummer US906206 A wurde den Amerikanern Clarence L. und Erwin M Dawes 1908 ein Patent über einen Bumerang erteilt.

Problemstellung

Nach dem Abwurf ist ein Bumerang einer Steuerung und einer Beeinflussung der Flugbahn durch den Werfer entzogen.

Problemlösung

Durch Beschleunigung einer Drehmasse wird Einfluss auf die Rotationsbewegung des Bumerangs genommen. Dies verändert die Flugbahn des Rotationssegelapparates. Die Rotationsbeschleunigung kann positiv, negativ und graduell sein. Die physikalische Wirkung ist die eines Drehimpuls-Austauschs des Rotationssystems mit dem Gehäuse: Lastwechsel-reaktion.

Erreichbare Vorteile

Durch den Einfluss auf die Rotationsbewegung kann die Flugbahn des Rotationssegel-apparates geändert werden. Bestückt mit einer Kamera stellt das System nach Anspruch 1 eine Alternative zu Motordrohnen vom Stand der Technik dar. Der Rotationssegelapparat nach Anspruch 1 ist sehr robust, die Elektronik ist einfach, die Einsatzzeit beträgt nur Sekunden, so dass die Stromversorgung klein, und kostengünstig ist. Das ist von wirtschaftlichem Vorteil.

Aufbau und Wirkungsweise

Luv-Tragflügel LUT, Lee-Tragflügel LET, Zentralgehäuse ZG, Kameraeinheit KEI und Drehimpulswandler DIW bilden eine organisatorische und konstruktive Einheit. Die skizzenhafte Darstellung FIGUR 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des Rotationssegel-apparates. Im Drehimpulswandler DIW bilden ein Elektromotor M, die Energieversorgung A durch Batterien, Akkumulatoren oder Superkondensatoren, die Regelungselektronik R für den Motor M und die Empfängereinheit E eine organisatorische und konstruktive Einheit und gemeinsam ein hinsichtlich der Massenkräfte gewuchtetes Rotationssystem, dessen zentrale Welle W mit dem Zentralgehäuse ZG verbunden ist. Die skizzenhafte Darstellung FIGUR 2 zeigt die grundsätzliche Anordnung (Packaging) der Komponenten des Drehimpuls-wandlers DIW.

Die Kameraeinheit ist ein Zukaufteil vom Stand der Technik. Der Rotationssegelapparat wird in erster Linie urformend aus Kunststoffen hergestellt. Alle Komponenten des Drehimpuls-wandlers sind Bauteile vom Stand derTechnik im Sinne von Zukaufteilen. Die Steuerungs-einrichtung am Boden ist grundsätzlich mit Mess- Regelungs- und Steuerungstechnik rezenter Flugdrohnen vom Stand der Technikzu realisieren.

Nach Abwurf hat der Rotationssegelapparat zwei Bewegungskomponenten. Es gibt eine primäre Rotationsbewegung PRR und eine Bahnkurve, die ihrerseits eine makroskopische Meta-Rotation darstellt. Beide Bewegungskomponenten erzeugen eine komplexe vektorielle Strömungswirklichkeit an den Tragflügeln des Rotationssegelapparates dessen Tragflügel somit ständig von einer anderen Richtung beströmt werden. Die Impulsbilanz des freifliegenden

Rotationssegelapparats kann mit dem ansteuerbaren Drehimpulswandlers manipuliert werden. Durch eine regelbare Beschleunigung der Drehmasse wird Einfluss genommen auf die Rotationsbewegung. Dies verändert die Flugbahn des Rotationssegel-apparates. Der Betrieb und die Funktion des Drehimpulswandlers wird vom Anwender durch einen Sender vom Boden aus gesteuert. Hierfür sind unterschiedlich Lösungen vom Stand der Technik möglich. Der Einfluss der Rotation auf die Empfangs- und Regeleigenschaften des Drehimpulswandler wird gering geschätzt. Der Rotationssegelapparat kann als Sport-gerät eingesetzt werden oder in Sicherheitsbereichen (Polizei, Militär). Das rotierende bzw. extrem beschleunigte Bildaufzeichnungsgerät und seine auf Datenträger abgelegten Bilddaten sind Grundlage räumlicher Darstellungen der observierten Szenerie. Die Komplexität der Auswertung des Bildmaterials wird über Software geleistet.

Bezeichnungen von Funktionseinheiten und Bauteilen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]

^[1] https://www.dpma.de/patent/anmeldune/index.html

^[2] Am 7. Februar 2002 trat die Novellierung des Arbeitnehmererfindungsgesetzes ArbErfG in Kraft.