Sistema de propulsión electromagnética de descarga capacitiva
US10135323B2
Estados Unidos
- Inventor
james wayne purvis
Aplicaciones en todo el mundo
2016 NOSOTROS
Solicitud US15/064,401 eventos
2016-03-08
2017-09-14
2018-11-20
Solicitud concedida
2018-11-20
Estado
Activo
2036-10-02
Caducidad ajustada
Descripción
La presente invención describe un aparato y un método para la propulsión electromagnética de naves espaciales. En particular, el empuje se genera sin la expulsión de masa de reacción. Este sistema y método únicos se componen de conjuntos de condensadores con elementos de descarga y bobinas electromagnéticas. Los campos magnéticos de las bobinas que actúan sobre la corriente segmentada en el elemento de descarga generan una fuerza de Lorentz unidireccional durante la descarga del condensador.
Una de las métricas más importantes para los sistemas de propulsión espacial es el impulso específico, que es la relación entre el empuje producido y la tasa de propulsor consumido. El impulso específico tiene unidades de segundos y es esencialmente el número de segundos que una libra de propulsor producirá una libra de empuje. Cuanto mayor sea el impulso específico, menor será la masa propulsora y el tanque asociado requerido para una misión espacial determinada. El Stafford Synthesis Group (Stafford, America at the Threshold ) concluyó que la futura exploración espacial requerirá tecnologías de propulsión avanzadas. Posteriormente, la NASA llevó a cabo el Programa Breakthrough Propulsion Physics.(NASA/TM-1998-208400), uno de cuyos tres objetivos principales era “descubrir nuevos métodos de propulsión que eliminen o reduzcan drásticamente la necesidad de propelente. Esto implica descubrir formas fundamentalmente nuevas de crear movimiento, presumiblemente mediante la manipulación de la inercia, la gravedad o cualquier otra interacción entre la materia, los campos y el espacio-tiempo”. Por lo tanto, un sistema electromagnético de propulsión de naves espaciales como el de la presente invención, que no requiere propulsor desechable y por lo tanto tiene un impulso específico efectivamente infinito, abordaría estas necesidades y reduciría en gran medida el costo de hacer negocios en el espacio.
Sir Isaac Newton's well-known Third Law of Motion, which states “To every action there is always an opposed equal reaction; or, the mutual actions of two bodies upon each other are always equal and directed to contrary parts”, has been interpreted as all-encompassing for over three hundred years. The Newtonian interpretation excluded the possibility of “reactionless propulsion” of a solid body. However, the discovery of electricity and magnetism, the new branch of electrodynamics resulting from Maxwell's Equations, and the subsequent rise of relativistic electrodynamics and quantum electrodynamics, led to a new interpretation of the famous “Third Law of Motion”.
La conocida Tercera Ley del Movimiento de Sir Isaac Newton, que establece: “Para cada acción siempre hay una reacción igual opuesta; o bien, las acciones mutuas de dos cuerpos entre sí son siempre iguales y dirigidas a partes contrarias”, se ha interpretado como global durante más de trescientos años. La interpretación newtoniana excluía la posibilidad de “propulsión sin reacción” de un cuerpo sólido. Sin embargo, el descubrimiento de la electricidad y el magnetismo, la nueva rama de la electrodinámica resultante de las Ecuaciones de Maxwell, y el posterior surgimiento de la electrodinámica relativista y la electrodinámica cuántica, llevaron a una nueva interpretación de la famosa “Tercera Ley del Movimiento”.
Una de las características importantes de una onda electromagnética (EM) es que puede transportar energía de un punto a otro. La tasa de flujo de energía por unidad de área en una onda electromagnética plana se describe mediante el vector S de Poynting, definido como el producto cruzado del campo E instantáneo y el campo B que comprende la onda EM. La dirección de S da la dirección en la que se mueve la energía. (Resnik y Halliday, Physics Parts I y II ). Menos conocido es el hecho de que las ondas EM también transportan impulso lineal. Tal como señaló Poincaré en 1900, Stebens explica que el campo electromagnético se parece mucho a un fluido relativista, compuesto de partículas cuánticas (fotones), que transmite propiedades y responde a las fuerzas de forma muy similar a un fluido euleriano (Stebens, Forces on Fields). En el electromagnetismo, como en la mecánica de cuerpos sólidos de Newton, la fuerza del campo electromagnético sobre la materia se equilibra con una fuerza igual y opuesta de la materia sobre el campo. Stebens presenta una prueba excelente que se puede derivar de las ecuaciones de Maxwell y la ley de fuerza de Lorentz. La prueba relaciona el cambio de momento de reacción del campo electromagnético con la tasa de cambio de tiempo del vector de Poynting, la divergencia del tensor de tensión de Maxwell y la relación relativista masa-energía de Einstein ( Fuerzas y campos, op.cit.). La aplicación directa de la Ley de Biot-Savart de la física clásica muestra que el campo magnético de una bobina conductora rectangular que actúa sobre un segmento de corriente aislado genera una fuerza unidireccional en el sistema de segmento de bobina. Al reconocer que los campos electromagnéticos pueden transportar tanto energía como cantidad de movimiento, las aparentes "violaciones" de la Tercera Ley se resuelven matemáticamente al incluir la física moderna de transporte de campos en el análisis del proceso de reacción.
La propulsión de campo, que emplea efectos de campo electromagnético para generar fuerzas de propulsión, no expulsa masa de reacción y, por lo tanto, tiene un impulso específico infinito. Como bien saben los expertos en la materia, una partícula cargada en movimiento genera un campo magnético. También es bien sabido que un campo magnético genera una fuerza sobre una partícula cargada en movimiento, a saber, el componente magnético de la Fuerza de Lorentz completa, componente que es proporcional al producto vectorial del vector de velocidad de la partícula y el vector del campo magnético en el localización de partículas. Un ejemplo común son las bien conocidas fuerzas mutuas iguales y opuestas en conductores paralelos, que cualquier experto en la materia puede calcular mediante el uso de la Ley de Biot-Savart. Antes de la electrodinámica moderna, el cumplimiento requerido de la Tercera Ley de Newton (NTL), se ha aceptado previamente que las interacciones magnéticas antes mencionadas no podrían usarse para producir un sistema de propulsión sin propulsor. Como se discutió anteriormente, la electrodinámica moderna ha demostrado que esta ya no es una suposición válida.
Los físicos han sabido desde al menos 1952 que las aparentes violaciones de NTL, en los casos en que las interacciones de fuerza involucran partículas cargadas y campos electromagnéticos, simplemente no tienen en cuenta el impulso transportado en los campos mismos. Como señaló Cullwick hace más de sesenta años: “Las siguientes relaciones simples entre el momento electromagnético, el vector de Poynting para el transporte de energía y la equivalencia masa-energía no parecen haber recibido un reconocimiento general en relación con la validez de la Tercera Ley de Newton cuando se aplica a fuerzas electromagnéticas (Cullwick, Nature ).” Desde entonces, se han emitido más de treinta patentes estadounidenses y al menos dos docenas de patentes extranjeras para dispositivos de propulsión sin propulsor. Lo que es más importante, investigaciones experimentales recientes realizadas por la NASA con un dispositivo de accionamiento EM (White,AIAA Journal of Propulsion and Power ) han confirmado definitivamente que la propulsión de campo EM es una realidad.
El premio Nobel Richard Feynman ( The Feynman Lectures on Physics ), entre otros, señaló que la interacción magnética entre dos partículas cargadas que se mueven ortogonalmente entre sí aparentemente no satisface la NTL en la dinámica newtoniana clásica. Pero, como explica Feynman ( Lectures , op.cit.), si se incluye el momento cambiante de los campos electromagnéticos de las dos partículas, entonces se conserva el momento general. La explotación técnica de esta situación, hasta la fecha, no se ha llevado a cabo debido al problema de “completado del circuito”. Si bien las cargas en movimiento aisladas aparentemente pueden violar NTL, cuando están confinadas como parte de un circuito cerrado completo, luego, mediante la aplicación de la Ley de Gauss, se encuentra que las fuerzas netas en cada circuito son iguales y opuestas de acuerdo con NTL.
La Tabla 1 presenta una comparación de los resultados experimentales de varios dispositivos de propulsión sin propulsor. A través de un fenómeno electrocinético denominado efecto Biefeld-Brown, la entrada de energía eléctrica en los condensadores asimétricos se puede convertir en energía mecánica que luego proporciona una fuerza para impulsar un objeto. TT Brown, co-descubridor del efecto Biefeld-Brown, ha recibido la patente de EE.UU. Nº 2.949.550, Nº 3.018.394 y Nº 3.187.206 para dispositivos basados en la utilización del efecto. El colega de Townsend, AH Bahnson, también recibió la patente de EE.UU. N° 2.958.790, N° 3.223.038 y N° 3.227.901 utilizando el efecto. La NASA todavía está investigando el uso del descubrimiento de Brown, como se revela en la patente de EE.UU. Nº 6.317.310, Nº 6.411.493 y Nº 6.775.123 de Campbell (asignada a la NASA). Otro dispositivo de este tipo se describe en la patente de EE.UU. No. 6.492.784 de Serrano, que genera el efecto Biefeld-Brown utilizando condensadores asimétricos de discos apilados. El debate está en curso en la literatura sobre si el efecto Biefeld-Brown funcionará en el vacío del espacio. Otra limitación para usar el efecto puede ser el potencial de escalabilidad, ya que hasta la fecha los dispositivos de capacitores asimétricos solo han generado decenas de milinewtons de empuje a partir de decenas de vatios de potencia de entrada.
| TABLA 2 | ||||
| Empuje | proveedor de servicios de Internet | |||
| Dispositivo | (Minnesota) | Potencia (kW) | (segundo) | propulsor |
| Efecto Biefeld-Brown | 0.05 | 0.035 | Infinito | ninguno |
| Unidad de Fetta-Cannae | 0.01 | 0.0105 | Infinito | ninguno |
| Prueba NASA-EM | 0.09 | 0.017 | Infinito | ninguno |
| China-EM | 720 | 2.5 | Infinito | Ninguno |
| Woodward (2016) | 0.007 | 0.100 | Infinito | Ninguno |
Las estructuras electrodinámicas, como se describe en la patente de EE.UU. número 7.913.954 de Levin, incluyen un sistema de energía, una pluralidad de colectores, una pluralidad de emisores y rutas conductoras para mover cargas útiles a través del campo magnético terrestre. Un dispositivo de propulsión inercial, como se describe en la patente de EE.UU. Nº 8.066.226 de Fiala, utiliza varios elementos giroscópicos interconectados y el campo de gravedad de la Tierra para moverse sin propulsor. Patente de EE.UU. Nº 5.377.936 de Mitchell, describe un método para utilizar las partículas del espectro electromagnético que irradian continuamente la tierra desde el espacio para la guía gravitatoria y la propulsión de satélites geosíncronos y otros satélites y vehículos espaciales dentro de la influencia gravitacional de la tierra. La turbina electromagnética superconductora, como se describe en la patente de EE.UU. Nº 8.575.790 de Ogilvie, utiliza un par de rotores superconductores electrodinámicos que giran en sentido contrario para desplazar el campo geomagnético circundante. Estos dispositivos no tienen una utilidad espacial general ya que están restringidos a operaciones dentro del campo de gravedad o el campo magnético de la Tierra.
Otros enfoques para la propulsión sin propulsor incluyen dispositivos mecánicos como la patente de EE.UU. número 2.886.976 de Dean, que describe un dispositivo para convertir el movimiento giratorio en movimiento unidireccional. De manera similar, la patente de EE.UU. Nº 5.182.958 de Black describe un dispositivo mecánico con ruedas en el interior que comprende tanto una propulsión no lineal como un sistema de conversión de energía. Un dispositivo para propulsión sin propulsor usando campos electromagnéticos radiados se describe en la patente de EE. Nº 5.142.861 de Schlicher et al., que comprende un sistema de propulsión electromagnética basado en una estructura de antena radiante de frecuencia extremadamente baja impulsada por una fuente de alimentación pulsada de alta corriente adaptada. Patente de EE.UU. Nº 5.197,
El ejemplo más actual de un sistema de propulsión de campo sin propulsor es un sistema de accionamiento electromagnético como se describe en las patentes británicas GB2229865, GB2334761, GB2399601 y la solicitud de patente del Reino Unido GB2537119 de Shawyer, así como en la patente de EE.UU. aplicación Nº 20140013724 a Fetta. Este sistema incluye una cavidad resonante axialmente asimétrica con una superficie interior conductora adaptada para soportar una onda electromagnética (EM) estacionaria. La cavidad resonante carece de simetría axial del segundo eje, lo que hace que la onda EM estacionaria induzca una fuerza unidireccional neta en la cavidad resonante, generando así empuje sin masa de reacción. Según los informes, las versiones experimentales de estos dispositivos EM han producido niveles de empuje de micro-newtons hasta mili-newtons a partir de varios kilovatios de potencia de entrada ( AIAA Journal of Propulsion and Power, op.cit.), como se indica en la Tabla 1.
Los enfoques de modificación de campo para la propulsión sin propulsor incluyen reducciones aparentes en la masa gravitatoria o la masa inercial. Patente de EE.UU. n.º 3.626.605 de Wallace describe un método y un aparato para generar un campo de fuerza no electromagnético variable en el tiempo debido al movimiento relativo de cuerpos en movimiento constituidos por elementos cuyos núcleos tienen valores de "espín" semiintegrales, mostrándose dicho campo de fuerza en el forma de una fuerza gravitatoria secundaria inducida. Patente de EE.UU. Nº 5.280.864 de Woodward en 1994 describe un método para producir fluctuaciones transitorias en las masas de inercia de objetos materiales empleando un efecto que es una consecuencia de las teorías relativistas de la gravitación. Esta patente es una continuación en parte de la solicitud Ser. Nº 07/521.992 presentada en 1990 como CIP de solicitud Ser. N° 07/031.157 presentada en 1987 como CI P de la solicitud 6/919.647 presentada en 1986, ahora todo abandonado. La patente utiliza básicamente transductores de fuerza piezoeléctricos vibratorios de alta frecuencia para acelerar una matriz de capacitores mientras aplica CA de alta frecuencia para hacer oscilar eléctricamente los iones en los dieléctricos. Se predijo que el Efecto Mach relativista produciría fuerzas unidireccionales.
En la posterior patente de EE.UU. Nº 6.098.924, Nº 6.347.766 y Nº 9.287.840, Woodward describió varias mejoras al dispositivo de la Patente de EE.UU. Nº 5.280.864 para producir empuje sin propulsor mediante el uso de transductores de fuerza piezoeléctricos unidos a estructuras mecánicas resonantes, de acuerdo con el principio de Mach y las predicciones locales de invariancia de Lorentz de fluctuaciones transitorias de masa en reposo en objetos acelerados. El dispositivo fue designado como "Propulsor de efecto Mach". La última patente de EE.UU. n.º 9.287.840 de 2016 incorpora sensores de retroalimentación de temperatura y aceleración en el sistema de control electrónico, utiliza un voltaje de polarización de CC superpuesto a los voltajes de CA de alta frecuencia para activar los transductores y aplica formas de onda de CA pulsadas. Con estas mejoras, el dispositivo produce 6-7 micronewtons de empuje con una potencia de entrada de 100 W, que es de aproximadamente 14 megavatios/Nt. La divulgación admite que el dispositivo no es escalable y que serán necesarias matrices de múltiples dispositivos pequeños para generar empujes más grandes.
En la solicitud de EE. UU. 2006/0065789, Woodward presentó su "condensador de flujo" que proponía modificaciones a los dispositivos de la patente de EE. UU. Nº 5.280.864, Nº 6.098.924, Nº 6.347.766 para superar un grave problema de velocidad de propagación interna. Se eliminaron los transductores de fuerza y las matrices de capacitores se encerraron dentro de bobinas de inducción o se alinearon bobinas de inducción externas con ejes perpendiculares a los campos de desplazamiento en el capacitor. El objetivo era reemplazar las aceleraciones del transductor mediante el uso de bobinas de inducción para generar oscilaciones de campo magnético perpendicular de los iones dieléctricos. La patente nunca se emitió.
La descripción actual presenta un aparato novedoso y mejorado para la propulsión electromagnética de naves espaciales que no requiere propulsor desechable y requiere solo energía eléctrica. El principio básico de dicho aparato es producir un segmento de corriente que no sea parte de un circuito cerrado continuo Los campos magnéticos de fuerza constante de los pares de bobinas de Helmholtz de solenoides electromagnéticos actúan sobre el segmento de corriente, estando dicho segmento de corriente en un elemento de descarga, que es un trayectoria de descarga entre dos placas de capacitor con carga opuesta. Las interacciones campo-corriente ocurren en la conocida forma geométrica de la fuerza de Lorentz qV×B para producir una fuerza de Lorentz unidireccional, con el impulso de reacción llevado por los campos del vector de Poynting de acuerdo con los principios de la electrodinámica.
Los dibujos adjuntos, que se incorporan y forman parte de la especificación, ilustran varios principios de funcionamiento y ejemplos de la presente invención, incluida una realización preferida de la invención, así como realizaciones alternativas y, junto con la descripción detallada, sirven para explicar los principios de la invención.
La presente invención se describirá ahora con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones preferidas de la invención. Sin embargo, esta invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en este documento. Más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta descripción sea exhaustiva y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la técnica. Números similares se refieren a elementos similares en todas partes.
A modo de mayor antecedente, la situación presentada enHIGO. 1 también es bien conocido por los expertos en la materia y familiarizados con las obras de Feynman. La figura ilustra dos partículas coplanares cargadas positivamente 8 y 9 moviéndose con respectivas velocidades ortogonales 10 y 11 , siendo el vector de velocidad 10 paralelo al eje y del sistema de coordenadas mostrado, y el vector de velocidad 11 siendo paralelo al eje x. En el instante que se muestra, la partícula 8 induce un campo magnético 2 sobre la partícula 9 , mientras que la partícula 9 no induce ningún efecto de campo magnético sobre la partícula 8 . Como resultado, un componente 4 de la Fuerza de Lorentzactúa sobre la partícula 9 , mientras que ninguna fuerza similar actúa sobre la partícula 8 . Esta situación única se ha señalado en la literatura como una aparente violación de la Tercera Ley de Newton.
Con referencia aHIGO. 2 , se coloca una bobina electromagnética 15 de modo que el eje de simetría de la bobina esté en la dirección del eje y del sistema de coordenadas mostrado. Cuando se energiza, la bobina 15 produce un campo magnético 2 con un componente vectorial más fuerte a lo largo del eje y, que es el eje de simetría de la bobina 15 . Un segmento de corriente 5 que transporta corriente 7 está situado paralelo a la dirección x de manera que es perpendicular al eje de simetría de la bobina 15 como se muestra. Cuando la bobina 15 se energiza para producir el campo 2 , una fuerza de Lorentz neta desequilibrada 4se induce en el sistema compuesto por el segmento de corriente 5 y la bobina 15 . Esta fuerza desequilibrada surge del hecho de que la mayoría de los electrones individuales que componen la corriente que se mueve en las bobinas conductoras del electroimán tienen componentes de velocidad en el eje z que son ortogonales a las velocidades en el eje x de cada carga en la corriente 7 . Para cada par de electrones de 7 corrientes de bobina 15 en el que existe un componente de velocidad en el eje z, la situación deHIGO. 1 se realiza Debido a que las cargas en el segmento de corriente 5 son un paquete discreto y no forman parte de un bucle de corriente continua, existe así la fuerza de Lorentz 4 unidireccional neta realizada en el sistema que comprende el segmento y la bobina. Cálculos de ingeniería integrales han verificado que se produce una fuerza neta en el sistema de segmento de corriente de la bobina, mientras que el impulso de reacción es arrastrado por los campos electromagnéticos del vector de Poynting de acuerdo con los principios actualmente entendidos de la física moderna.
Los elementos esenciales del mejor modo de la presente invención se ilustran enHIGO. 3 . Un solenoide compuesto por conductores 15 enrollados en un material de núcleo hueco 36 de alta permeabilidad magnética que encierra completamente un conjunto de condensadores. El conjunto de condensadores consta de dos placas conductoras 32 y 33 con carga opuesta , material dieléctrico 37 y elemento de descarga 31 con interruptores de descarga 16 asociados . La fuente de alimentación 18 , que alternativamente carga el conjunto de condensadores 32 , 33 , 37 y energiza el solenoide 15 , 36 , se muestra conectada a través de interruptores eléctricos cerrados.14 al conjunto de solenoide 15 , 36 . El solenoide energizado 15 , 36 genera los componentes 2 de campo magnético internos uniformes perpendiculares al elemento de descarga 31 . Los interruptores de descarga 16 se muestran cerrados con la corriente de descarga 7 fluyendo a través del elemento de descarga 31 .
Con referencia aFIGURAS. 4A y 4B , y los elementos de la invención como se muestra enHIGO. 3 , el método de uso de la presente invención se ilustra en dos pasos. EnHIGO. 4A , abrir los interruptores de descarga 16 y cerrar los interruptores eléctricos 14 como se muestra conecta la fuente de voltaje 18 para cargar opuestamente las placas conductoras 32 y 33 de un conjunto de condensadores por medio del flujo de corrientes 7 como se muestra. EnHIGO. 4B , los interruptores eléctricos 14 se desconectan de las placas conductoras 32 , 33 y luego conectan la fuente de voltaje 8 a las bobinas de solenoide 15 , generando así un campo magnético interno uniforme 2 . Con el campo magnético interno 2 establecido, el cierre de ambos interruptores de descarga 16 conecta las placas conductoras 32 y 33 con carga opuesta a los elementos de descarga 31 . Las corrientes 7 fluyen a lo largo de las placas 32 , 33 paralelas al campo magnético 2 , sin producir fuerzas de reacción. Corrientes7 fluye más a través de los elementos de descarga 31 en los que el campo magnético interno uniforme 2 , perpendicular a los elementos de descarga 31 , actúa sobre las corrientes 7 en dichos elementos de descarga 31 para dar como resultado una fuerza de Lorentz desequilibrada en el sistema. Cuando los elementos 32 , 33 están suficientemente descargados, la fuente de voltaje 8 se desconecta del solenoide 15 , 36 de manera que el campo magnético 2 decae a cero, los elementos de descarga 31 se desconectan de las placas conductoras 32 , 33, y todo el proceso se repite según sea necesario. Es importante señalar que invertir la polaridad de las conexiones de la fuente de voltaje 8 al solenoide 15 , 36 invierte la dirección del campo magnético 2 en el solenoide 15 , 36 , invirtiendo así el empuje.
Con referencia aHIGO. 5 , se muestra en sección transversal parcial una realización interesante de la presente invención. Los conductores 15 están enrollados en un núcleo hueco 36 de material de alta permeabilidad magnética para formar un conjunto de solenoide toroidal 15 , 36 . Dicho conjunto de solenoide toroidal encierra completamente una multiplicidad de conjuntos de condensadores compuestos por dos placas conductoras 32 y 33 con carga opuesta , material dieléctrico 37 y elemento de descarga 31 con interruptores de descarga 16 asociados . Activación de la configuración del solenoide toroidal 15 , 36genera un campo magnético circunferencial uniforme dentro del toroide. Cuando los interruptores 16 conectan los elementos 32 y 33 con carga opuesta al elemento 31 de descarga , se crean corrientes de descarga circunferenciales en los elementos 32 , 33 y una corriente de descarga radial en el elemento 31 . Dicho campo magnético toroidal interno circunferencial es perpendicular a las corrientes de descarga en los elementos de descarga 31 y actúa sobre ellas para producir componentes de fuerza de Lorentz paralelas al eje de simetría y perpendiculares al plano de la bobina toroidal 15 , 36 .
Debe entenderse que, aunque en la descripción anterior se han establecido numerosas características y ventajas de la presente invención, junto con los detalles de la estructura y función de la invención, la descripción es solo ilustrativa y se pueden realizar cambios en los detalles. , especialmente en materia de forma, tamaño y disposición de las partes dentro de los principios de la invención en toda la extensión indicada por el sentido general amplio de los términos en los que se expresan las reivindicaciones adjuntas.
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Reclamaciones (7)
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1. Un aparato para naves espaciales electromagnéticas que comprende:
al menos un conjunto de condensadores que comprende dos o más placas conductoras de carga opuesta separadas por dieléctricos que tienen una permitividad eléctrica relativa de al menos 100;
al menos un par de solenoides electromagnéticos configurados en una geometría de bobina de Helmholtz, comprendiendo cada solenoide conductores eléctricos enrollados en núcleos metálicos que tienen una permeabilidad magnética relativa de al menos 100;
al menos un elemento de descarga por cada dicho conjunto de condensadores, conectando dicho elemento de descarga a al menos dos placas conductoras con carga opuesta;
una multiplicidad de interruptores eléctricos para conectar y desconectar circuitos eléctricos;
en el que al menos un elemento de descarga y al menos un par de solenoides electromagnéticos están dispuestos en ciertas configuraciones geométricas por lo que se crea una fuerza de Lorentz unidireccional neta mediante la acción de los campos magnéticos generados por al menos un par de solenoides electromagnéticos que actúan sobre las corrientes de descarga en el al menos un elemento de descarga durante la descarga periódica del al menos un conjunto de condensadores.
2. Un método para usar el aparato dereclamo 1 que comprende los pasos de:
a) cerrar interruptores eléctricos para conectar una fuente de tensión a las placas conductoras de los conjuntos de condensadores para cargar dichos conjuntos de condensadores a un diferencial de tensión deseado;
b) abrir interruptores eléctricos para desconectar dicha fuente de voltaje de dichas placas conductoras;
c) cerrar interruptores eléctricos para conectar una fuente de corriente a solenoides electromagnéticos para generar campos magnéticos desde dichos solenoides;
d) cerrar interruptores eléctricos para descargar las placas conductoras de los conjuntos de condensadores a través de elementos de descarga;
e) abrir interruptores eléctricos para desconectar los elementos de descarga de las placas conductoras para detener la descarga de los conjuntos de condensadores;
f) abrir interruptores eléctricos desconectando así dicha fuente de corriente a los solenoides electromagnéticos para detener la generación de campos magnéticos de dichos solenoides, cuando no se requieren campos magnéticos continuos;
g) repetir los pasos a) a f) según se desee para crear la Fuerza de Lorentz unidireccional neta dereclamo 1 .
3. Un aparato para la propulsión electromagnética de naves espaciales segúnreclamo 1 , en el que al menos un elemento de descarga por cada conjunto de condensadores comprende un conductor eléctrico aislado que tiene al menos un interruptor eléctrico en cada extremo de dicho conductor, y que tiene dichos interruptores eléctricos en cada extremo conectados por separado a dos placas conductoras con carga opuesta, por lo que dicho los conjuntos de condensadores se descargan periódicamente creando así corrientes de descarga en dicho al menos un elemento de descarga.
4. Un aparato para la propulsión electromagnética de naves espaciales segúnreclamo 1 , en el que un elemento de descarga para cada conjunto de condensadores está ubicado en el centro de dicho conjunto de condensadores, estando orientado dicho elemento de descarga de tal manera geométrica que el elemento de descarga es perpendicular al campo magnético generado por la configuración de la bobina de Helmholtz de al menos un par de solenoides electromagnéticos, lo que maximiza el campo magnético en el elemento de descarga y proporciona además simetría en las rutas de corriente de descarga dentro de las placas conductoras cargadas de los conjuntos de condensadores, minimizando así la interacción de cualquier componente del campo magnético normal a las placas conductoras con la descarga corrientes en dichas placas conductoras cargadas.
5. Un aparato para la propulsión electromagnética de naves espaciales segúnreclamo 1 , en el que dos elementos de descarga por conjunto de condensadores están ubicados uno cada uno en extremos opuestos de dicho conjunto de condensadores, dichos elementos de descarga están orientados perpendicularmente al campo magnético generado por la configuración de la bobina de Helmholtz del al menos un par de solenoides electromagnéticos, maximizando así el campo magnético. campo que actúa sobre las corrientes de descarga en los elementos de descarga, proporcionando simetría en las trayectorias de la corriente de descarga dentro de las placas conductoras cargadas de los conjuntos de capacitores, y minimizando la interacción de cualquier componente del campo magnético normal a las placas conductoras con corrientes de descarga en dichas placas conductoras cargadas .
6. Un aparato para la propulsión electromagnética de naves espaciales segúnreclamo 1 , en el que cada solenoide del al menos un par de solenoides electromagnéticos está compuesto por conductores eléctricos enrollados en un núcleo de metal sólido separado, para facilitar la configuración en geometrías de bobina de Helmholtz para ensamblajes de condensadores entre paréntesis.
7. Un aparato para la propulsión electromagnética de naves espaciales segúnreclamo 1 , en el que al menos un par de solenoides electromagnéticos se componen de conductores eléctricos enrollados como dos bobinas separadas en un solo núcleo de metal hueco contiguo, cada par de bobinas de solenoide tiene un espacio entre bobinas adyacentes creando pares sucesivos de geometrías de bobina de Helmholtz, por lo que dicho núcleo hueco encierra completamente al menos un conjunto de condensadores por cada par de solenoides electromagnéticos de bobina de Helmholtz sucesivos.
