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sábado, 24 de diciembre de 2022

Sistema de propulsión electromagnética de descarga capacitiva

 

Sistema de propulsión electromagnética de descarga capacitiva

Abstracto

La presente invención describe un aparato y un método para la propulsión electromagnética de naves espaciales. El aparato incluye conjuntos de condensadores entre paréntesis por solenoides electromagnéticos configurados en geometrías de bobina de Helmholtz. La acción de los campos magnéticos generados en los solenoides sobre las corrientes segmentadas en los elementos conductores de descarga durante la descarga del condensador produce fuerzas unidireccionales, mientras que el impulso de reacción es arrastrado por los campos electromagnéticos del vector de Poynting de conformidad con los principios de electrodinámica actualmente entendidos.

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Clasificaciones

 H02K41/02 motores lineales; motores seccionales







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Descripción

CAMPO DE LA INVENCIÓN
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.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
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.
TÉCNICA RELACIONADA CON LA PROPULSIÓN ELECTROMAGNÉTICA
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
Empujeproveedor de servicios de Internet
Dispositivo(Minnesota)Potencia (kW)(segundo)propulsor
Efecto Biefeld-Brown0.050.035Infinitoninguno
Unidad de Fetta-Cannae0.010.0105Infinitoninguno
Prueba NASA-EM0.090.017Infinitoninguno
China-EM7202.5InfinitoNinguno
Woodward (2016)0.0070.100InfinitoNinguno
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.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
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.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
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.
HIGO. 1es un diagrama esquemático que ilustra la fuerza de Lorentz desequilibrada que actúa sobre partículas cargadas que se mueven ortogonalmente en el mismo plano;
HIGO. 2es un diagrama esquemático que ilustra la Fuerza de Lorentz desequilibrada en un segmento conductor debido a un campo magnético perpendicular;
HIGO. 3presenta un diagrama esquemático de los elementos esenciales del mejor modo de la presente invención;
FIGURAS. 4A y 4Bson diagramas esquemáticos que ilustran el método de funcionamiento de la presente invención;
HIGO. 5es un diagrama esquemático que ilustra una realización de solenoide toroidal de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS
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. 1también 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. 1se 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.

Reclamaciones (7)
Ocultar dependiente

Lo reclamado es:
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 1que 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.

Dispositivo de producción de empuje eléctrico

 

Dispositivo de producción de empuje eléctrico

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Clasificaciones

Uso de plasma para producir un empuje propulsor reactivo





Descripción

NOV. 1, 1960 BAHNSQN, JR 2.958.790
DISPOSITIVO DE PRODUCCIÓN DE EMPUJE ELÉCTRICO Presentado el 12 de mayo de 1958 3 Hojas-Hoja 1 FUENTE POTENCIA ALTA.
IIIII l mg} I ae T :uiRk iil IN VENTOR 1 de noviembre de 1960 AH BAHNSON, JR
DISPOSITIVO DE PRODUCCIÓN DE EMPUJE ELÉCTRICO: 5 hojas - Hoja 2 Presentado el 12 de mayo de 1958 INVENTOR qwmwgp 1 de noviembre de 1960 Presentado el 12 de mayo de 1958 AH BAHNSON, JR 2,958,790
DISPOSITIVO PRODUCTOR DE EMPUJE ELÉCTRICO 3 Hojas-Hoja 3 FIG.
ZNVENTQR.
Patente de Estados Unidos DISPOSITIVO DE PRODUCCIÓN DE EMPUJE ELÉCTRICO Agnew H. Bahnson, Jr., Box 367, Salem Station, Winston-Salem, NC
Presentado el 12 de mayo de 1958, Ser. Nº 734.494
14 Reclamaciones. (Cl. 310-) Esta invención se refiere a un aparato eléctrico y más particularmente a un aparato para utilizar corriente eléctrica y voltajes para la producción de fuerzas para provocar el movimiento del aparato.
He descubierto ciertos aparatos nuevos y mejorados para producir empuje en respuesta a la aplicación directa de corrientes y potenciales eléctricos.
Es un objeto de esta invención proporcionar un aparato mejorado para producir empuje por medio de potenciales eléctricos aplicados.
Es otro objeto de esta invención proporcionar un aparato mejorado para producir empuje en respuesta a la aplicación de potenciales eléctricos y corrientes eléctricas.
Brevemente de acuerdo con aspectos de esta invención, un electrodo está montado sobre o cerca del extremo de un elemento de soporte; otro electrodo, que tiene un área más grande, está montado sobre el miembro de soporte en una relación separada del primer electrodo y un miembro de formación de campo está ubicado entre los dos electrodos. Anuncio-
ventajosamente, el miembro de conformación de campo tiene una superficie ed en una relación espaciada con respecto al miembro de soporte. Estos miembros de conformación de campo pueden ser superficies arqueadas o planas o pueden ser superficies anulares. Esta interacción del campo eléctrico con la superficie intermedia aumenta el empuje producido por el dispositivo. En una realización ilustrativa específica de esta invención, el miembro de formación de campo está conectado a una fuente de potencial para complementar el empuje producido por el electrodo expandido. En otra realización, el miembro de formación de campo no está conectado directamente a una fuente de potencial sino que asume una carga del primer electrodo ya que está montado más cerca de ese electrodo que del electrodo expandido.
De acuerdo con otros aspectos de esta invención, el electrodo de conformación de campo expandido se monta en una relación espaciada sobre el elemento de soporte del primer electrodo y un elemento de conformación de campo se monta en el elemento de soporte intermedio entre los dos electrodos. El miembro intermedio introduce una no linealidad en el gradiente de campo entre los dos electrodos y por lo tanto hace que el dispositivo desarrolle un empuje adicional.
Todavía otra característica de esta invención es montar un electrodo en un extremo del miembro de soporte, montar rotativamente un electrodo arqueado intermedio al miembro de soporte y montar rotativamente un miembro de formación de campo en relación espaciada desde el primer electrodo en el miembro de soporte.
Otra característica de esta invención es montar un electrodo adyacente a un extremo del miembro de soporte, montar rotativamente un campo de fuerza eléctrico que produce un electrodo entre los extremos del miembro de soporte y montar rotativamente un miembro de interacción en el miembro de soporte entre los dos electrodos. .
Todavía otra característica de esta invención es montar un electrodo en un miembro de soporte, montar un electrodo que produce un campo de fuerza en el miembro de soporte, una serie de electrodos en el miembro de soporte separados del primer electrodo y entre sí, montar un electrodo eléctrico. superficie productora de campo de fuerza en el miembro de soporte alejado de los electrodos, para montar un miembro formador de campo intermedio entre los extremos de dicho miembro de soporte y selectivamente para aplicar potenciales a la superficie productora de campo de fuerza eléctrica y los electrodos.
Todavía es una característica adicional de esta invención montar giratoriamente una pluralidad de miembros de superficie en un miembro de soporte y aplicar potenciales a algunos de estos miembros de superficie y emplear algunos otros de los miembros para controlar el campo del miembro cargado.
Es una característica adicional de esta invención montar un elemento formador de campo entre dos electrodos y variar el campo entre los electrodos moviendo el elemento formador de campo con relación a los electrodos.
Todavía es una característica adicional de esta invención montar un electrodo adyacente a un extremo del miembro de soporte,
un elemento formador de campo arqueado en relación espaciada con respecto al primer electrodo y para montar giratoriamente un par de elementos arqueados intermedios entre el primer electrodo y el elemento formador de campo arqueado.
Estos y varios otros objetos y características de la invención se entenderán más completamente a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lea con el dibujo adjunto en el que:
la Figura 1 es una vista en alzado, parcialmente en sección, de una realización ilustrativa de esta invención;
la Figura 2 es una vista en alzado, parcialmente en sección, de otra realización ilustrativa de esta invención;
la figura 3 es una vista en alzado, parcialmente en sección, de otra realización ilustrativa más de esta invención;
La Figura 4 es una vista en sección tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 3.
Con referencia ahora a la figura 1, se representa un dispositivo de producción de empuje que comprende un elemento de soporte 10 en forma de varilla, un electrodo de punta 12 montado en un extremo de la varilla 10 y un elemento arqueado conductor 14 para formar un campo de fuerza eléctrica montado en una relación espaciada con con respecto al electrodo puntual 12. Un electrodo arqueado 18 está montado de manera giratoria en la varilla 10 por medio de cojinetes adecuados 24) y colocado en la región del dosel o miembro arqueado 14. El electrodo 18 está construido preferiblemente de un material no conductor, como fibra de vidrio. y resina, y tiene material conductor, como alambres separados entre sí e incrustados en el material no conductor para extenderse virtualmente sobre toda la superficie. Un elemento de interacción arqueado 24 está montado de forma giratoria en la varilla 10 por medio de cojinetes adecuados 26. El elemento arqueado 24 está montado entre el electrodo de punta 12 y el electrodo arqueado 18. Los electrodos 12 y 18 están conectados a terminales de una fuente S de alto potencial mediante conductores adecuados. Tres superficies curvas 28 están montadas adyacentes al extremo de la varilla 10 por medio de varillas de soporte aislantes adecuadas 30 en espacios iguales i 3 que se describirán posteriormente. Estos condensadores pueden emplearse para producir empuje en cualquier dirección predeterminada cuando se aplica un potencial a sus electrodos. Estos potenciales pueden aplicarse a solo uno de los condensadores de modo que se produzca una fuerza desequilibrada en todo el conjunto. Tres superficies curvas 28 están montadas adyacentes al extremo de la varilla 10 por medio de varillas de soporte aislantes adecuadas 30 en espacios iguales i 3 que se describirán posteriormente. Estos condensadores pueden emplearse para producir empuje en cualquier dirección predeterminada cuando se aplica un potencial a sus electrodos. Estos potenciales pueden aplicarse a solo uno de los condensadores de modo que se produzca una fuerza desequilibrada en todo el conjunto. Tres superficies curvas 28 están montadas adyacentes al extremo de la varilla 10 por medio de varillas de soporte aislantes adecuadas 30 en espacios iguales i 3 que se describirán posteriormente. Estos condensadores pueden emplearse para producir empuje en cualquier dirección predeterminada cuando se aplica un potencial a sus electrodos. Estos potenciales pueden aplicarse a solo uno de los condensadores de modo que se produzca una fuerza desequilibrada en todo el conjunto.
Aunque el elemento de soporte se describe aquí como una barra, debe entenderse que puede emplearse cualquier configuración adecuada de soporte dieléctrico. Por ejemplo, un soporte puede tener la forma de un cilindro hueco en el que los elementos activos se apoyan en la periferia interior del cilindro. Pueden emplearse muchas otras formas y curvaturas de los miembros para dar forma al campo que emana de los electrodos. Por ejemplo, el miembro 24 puede tener la forma de un anillo anular sostenido por el miembro dieléctrico para crear una irregularidad en el gradiente de campo entre los electrodos.
Cuando un terminal de la fuente de potencial (preferiblemente positivo) está conectado al electrodo arqueado 18 y el otro terminal de la fuente de potencial (preferiblemente negativo) está conectado al electrodo 12, el dispositivo que produce empuje tiende a moverse hacia arriba con respecto a a la varilla 10 como se ve en la Figura 1.
Descubrí que si se coloca un dosel conductor en forma de electrodo arqueado 14 en el lado opuesto del electrodo 18, el dispositivo resultante produce un mayor empuje a voltajes más bajos con corrientes más altas cuando un potencial de la misma polaridad que el aplicado al punto El electrodo 12 se aplica al electrodo de cubierta conductora 14. Al colocar una resistencia variable o una serie de resistencias entre el electrodo de cubierta conductora 14 y la fuente de potencial (normalmente negativa) aplicada al electrodo 12, es posible alterar la relación de voltaje y corriente para el ascensor producido que en efecto es similar a cambiar de marcha. Aparentemente, este cambio en los resultados se debe a la reflexión o confinamiento del campo electrostático producido por la superficie convexa del electrodo arqueado 18 y el electrodo puntual 12 que se extiende por encima de 18 en la dirección del dosel 14. El espacio entre el electrodo 18 y el electrodo 14 debe ser suficiente para evitar la formación de arcos del potencial de alto voltaje aplicado al electrodo 18 cuando el electrodo 14 se carga progresivamente a un potencial opuesto. El elemento arqueado 24, que normalmente, pero no necesariamente, es de material dieléctrico, provoca la no linealidad en el gradiente de campo entre los electrodos 12 y 18 y, por lo tanto, hace que el empuje desarrollado por el dispositivo aumente aún más en proporción al aumento de la superficie del elemento 24. en relación con el electrodo de punto 12.
La aplicación de potenciales a los electrodos 12 y 18 induce una carga en las superficies de la cubierta 24 que hace que la cubierta 24 tienda a girar en una dirección y la reacción de estas fuerzas es un par aplicado al electrodo 18, lo que hace que el electrodo 13 gire en una dirección. dirección opuesta a la de la capota 24. La contrarrotación de estos miembros arqueados tiende a estabilizar el dispositivo y también a provocar que se desarrolle un mayor empuje.
La dirección de empuje puede variar ligeramente por la orientación del condensador móvil en uno o más de los miembros 28. Por ejemplo, si además de aplicar potenciales negativos al electrodo 12, el condensador está orientado con la superficie de la capa hacia abajo en el miembro 28A, entonces la dirección de empuje no será coaxial con el eje de la varilla 10, sino que de hecho estará en una dirección que pasa por el centro de un punto entre el electrodo 12 y el miembro esférico 28A y el vértice del electrodo 18. Así, la orientación selectiva de los condensadores en los miembros 28 o la aplicación selectiva de potenciales a los miembros 28, si se usan como electrodos conductores, se pueden utilizar como medios de dirección o inclinación para el dispositivo que produce empuje. Esta función de dirección o inclinación constituye el objeto de una solicitud divisional en tramitación junto con la presente Nº de serie 34.672,
Con referencia ahora a la Figura 2, se representa otra realización ilustrativa de esta invención. La figura 2 es una vista de extremo de un elemento dieléctrico cilíndrico 32 en el que un electrodo 34 está montado en las paredes extremas del elemento 32 en la región del eje del elemento cilíndrico 32. Ventajosamente, el electrodo 34 puede ser una varilla alargada que se extiende a lo largo del eje. del miembro cilíndrico 32. También aseguradas a las paredes extremas del miembro cilíndrico 32 hay una pluralidad de superficies curvas 35, 36 y 37. Los miembros 35, 36 y 37 se extienden longitudinalmente del miembro dieléctrico cilíndrico 32. El miembro 35 tiene una superficie interior conductora y su funcionamiento corresponde al del miembro 14 de la figura 1. El miembro 35 es una superficie que contiene elementos conductores tales como alambres incorporados en una superficie dieléctrica adecuada o el miembro 36 puede ser simplemente una superficie conductora y su función corresponde a la del miembro 18 en la Figura l. El miembro 37 es un miembro dieléotrico y su funcionamiento corresponde al del miembro 24 en la figura 1. Cada uno de los electrodos está conectado a una fuente de potencial adecuada (no mostrada). Los electrodos 34 y 35 pueden haber aplicado el mismo potencial mientras que el electrodo 36 habrá aplicado el potencial opuesto. Los potenciales de corriente alterna pueden superponerse a estos potenciales de corriente continua o pueden aplicarse en lugar de los potenciales de corriente continua. Cada uno de los electrodos está conectado a una fuente de potencial adecuada (no mostrada). Los electrodos 34 y 35 pueden haber aplicado el mismo potencial mientras que el electrodo 36 habrá aplicado el potencial opuesto. Los potenciales de corriente alterna pueden superponerse a estos potenciales de corriente continua o pueden aplicarse en lugar de los potenciales de corriente continua. Cada uno de los electrodos está conectado a una fuente de potencial adecuada (no mostrada). Los electrodos 34 y 35 pueden haber aplicado el mismo potencial mientras que el electrodo 36 habrá aplicado el potencial opuesto. Los potenciales de corriente alterna pueden superponerse a estos potenciales de corriente continua o pueden aplicarse en lugar de los potenciales de corriente continua.
Con referencia ahora a la figura 3, se representa todavía otra realización ilustrativa de esta invención. Como se representa allí, el dispositivo de producción de empuje está ensamblado alrededor de una barra de soporte central o pilón 45. En un extremo del pilón 45 está montado un electrodo 47, mientras que en el otro extremo del pilón 45 está montado un miembro conductor 49. Una cámara dieléctrica cerrada o contenedor de transporte de carga 51 está asegurado en la región de un extremo de la varilla 45. Este compartimiento o cabina tiene una parte superior abovedada 52 construida de material aislante de manera similar al miembro 24 en la Figura l. La bobina toroidal 53 está situada en la unión de la parte superior abovedada y la parte superior de la cabina con el fin de conformar el campo de los electrodos. Cuando el miembro conductor 49, que puede ser una bobina, como se muestra, y la bobina 53 se cargan al potencial del miembro curvo 57, el campo resultante ayuda al campo que irradian los electrodos al actuar como dispositivos de conformación de campo. Al cargar los elementos 49 y 53, la sustentación o empuje desarrollado por el dispositivo se incrementa en el orden del 20% al 30%. Un primer miembro arqueado 55 está asegurado a la cámara 51 y comprende material conductor o semiconductor. Un segundo miembro arqueado 57 está montado de manera giratoria en la varilla 45 por medio de cojinetes adecuados 59. El miembro arqueado 57 define un electrodo que produce un campo de fuerza eléctrica que puede ser de alambres individuales incrustados en un material dieléctrico que corre radialmente desde el centro del electrodo hacia los bordes o circularmente en espiral alrededor de la superficie del electrodo.
Un elemento de carcasa 71 está soportado en un extremo de la torre central 45 por una placa anular 72. Los cojinetes 73 están colocados entre el borde superior de la carcasa 71 y el elemento cilíndrico 67. La parte inferior 75 de la carcasa 71 puede girar libremente sobre los cojinetes 74 ya que no entra en contacto con la vivienda 71.
El motor eléctrico 76 está montado dentro de la carcasa 7 1 e incluye un miembro de estator 77 asegurado a la varilla 45 por medios adecuados (no mostrados) y un primer rotor 79 montado de manera giratoria concéntrica con el estator 79. Este rotor 79 está unido y gira con la parte inferior carcasa 71 por medio de soportes 90. Un segundo elemento de rotor 81 está montado de forma giratoria alrededor de la periferia exterior del rotor 79 y está soportado sobre cojinetes 82. La rotación del rotor 79 y el rotor 81 se inicia mediante el motor de arranque 83, que puede ser de cualquier forma conveniente. tipo, como un motor eléctrico. El motor de arranque 83 está conectado al rotor 79 por medio de un engranaje adecuado 85 que engrana con una cremallera 87 en la periferia interior del rotor 79. El rotor 79 también está acoplado al miembro cilíndrico 61 por medio de engranajes adecuados 93 y 95 montados en el eje 97. El eje 97 está montado de forma giratoria en el estator 77 y la placa anular 72 por medio de cojinetes adecuados (no mostrados). El engranaje 93 engrana con la cremallera 87 mientras que el engranaje 95 engrana con un engranaje anular 100 unido a la periferia exterior del miembro cilíndrico 61. Un engranaje estacionario 101 transmite potencia desde el engranaje 100 al engranaje 102 que está conectado a una extensión del miembro cilíndrico 87 y esta disposición de engranaje provoca la contrarrotación de los miembros cilíndricos 61 y 67 y, por lo tanto, los miembros arqueados 57 y 65. Un engranaje loco 104 se coloca entre los rotores 79 y 81 y se acopla con una cremallera en la periferia exterior del rotor 79 y otra cremallera en la periferia interior del rotor 81, lo que provoca estos dos miembros para girar en sentido contrario.
Una pluralidad de esferas (o superficies curvilíneas) 108, por ejemplo tres, están montadas a distancias igualmente espaciadasa alrededor de la periferia exterior de la carcasa 71 y cada una encierra un par de superficies de electrodos arqueadas 110 y 111 montadas giratoriamente alrededor de un punto de pivote o electrodo de punto. 112 por medio de una varilla 113. Estos electrodos 110 y 112 producen empuje de manera similar a los electrodos 18 y 12 en la Figura 1. La dirección en la que se produce este empuje es desde el electrodo de punto 112 a lo largo del eje del electrodo 110. por lo tanto, sea evidente que la dirección del empuje producido por estos condensadores giratorios en el pilón 45 puede controlarse controlando la dirección de orientación de la varilla 113. La orientación de la varilla 113 puede controlarse por cualquier medio conveniente,por ejemplo mediante motores y engranajes adecuados (no mostrados) o su orientación puede controlarse manualmente.
El miembro arqueado 55 realiza la misma función de reflejar o confinar el campo que emana del electrodo 57, como lo hizo el miembro conductor 14 con respecto al electrodo 18. Los elementos contribuyen a aumentar el empuje sobre el producido por el elemento 57, que normalmente está cargado positivamente. , y el electrodo puntual 47, que normalmente está cargado negativamente, son los siguientes: El miembro intermedio 65 que interactúa en el campo establecido entre los electrodos 47 y 57, la introducción del dosel de reflexión o confinamiento 55, la contrarrotación de las superficies cargadas 65 y 57, los tres condensadores giratorios, la bobina toroidal 53, el miembro circular 49 en la parte superior de la torre y el domo dieléctrico 52 que es un componente de formación de campo entre el electrodo de bobina 49 y la bobina 53 cuando ambos tienen carga positiva o la misma carga que elemento 57.
Con referencia ahora a la Figura 4, se representa una vista en sección del motor electrostático 76 tomada a lo largo de la línea 44 de la Figura 3. Como se muestra allí, el estator 77 y los rotores 79 y 81 comprenden cada uno segmentos conductores alternos 120, 124 y 130 y segmentos aislantes 122 , 126 y 128. Los segmentos conductores 120 del estator 77 y los segmentos conductores 130 están cargados al mismo potencial por la fuente 116, que se muestra en la Figura 3, mientras que los elementos conductores 124 del rotor 79 están cargados a un potencial diferente por la fuente 116. Las conexiones entre la fuente 116, los rotores 79 y 81 y el estator 77 se realizan mediante escobillas 117 adecuadas, como se ve en la Figura 3. Estas escobillas están posicionadas para enganchar y desenganchar los segmentos conductores en el momento adecuado durante su rotación de modo que estén energizados. para inducir la rotación con respecto al estator 77.
El motor de arranque 83 se proporciona para iniciar la rotación de los rotores 79 y 81 a través de un sistema de engranajes 85, 87 y 104, como se mencionó anteriormente. Una vez iniciada la rotación,
El motor de arranque 83 se puede desconectar a través de un adecuado,
interruptor o mecanismo de trinquete (no mostrado).
El generador se conecta a través de conductos adecuados (no mostrados) a cada uno de los electrodos que se energizarán, incluidos los electrodos de bobina 49 y 53. Aunque se pueden aplicar numerosas combinaciones de potenciales a los electrodos, los mejores resultados se logran aplicando los mismos potenciales a los electrodos 49. , 53 y 57 y potenciales opuestos al electrodo 47. Todos estos potenciales pueden ser suministrados desde el generador 115 a través de cables y cepillos adecuados en el caso de los electrodos giratorios.
Los electrodos de cada uno de los dispositivos antes mencionados son activados por fuentes adecuadas de potencial eléctrico del generador 115. Se pueden emplear potenciales de corriente continua o, alternativamente, se pueden emplear potenciales de corriente alterna.
Si bien he mostrado y descrito varias realizaciones de mi invención, se entiende que los principios de la misma pueden extenderse a muchos y variados tipos de máquinas y aparatos. Por lo tanto, la invención no debe limitarse a los detalles ilustrados y descritos en este documento.
Yo reclamo:
1. Un dispositivo para producir empuje en respuesta a la aplicación de potenciales eléctricos a sus electrodos que comprende un primer electrodo, un segundo electrodo que tiene una superficie expandida con respecto a dicho primer electrodo, un
miembro de soporte que conecta dichos electrodos, y medios montados en dicho miembro de soporte en relación espaciada con respecto a dichos electrodos para conformar el gradiente de campo de dichos electrodos.
2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un medio de formación de gradiente de campo está montado adyacente a dicho segundo electrodo y alejado de dicho primer electrodo.
3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho segundo electrodo está montado entre dichos medios de formación de gradiente de campo y dicho primer electrodo.
4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho medio de formación de gradiente de campo está montado en dicho miembro de soporte intermedio entre dicho primer y segundo electrodo.
5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho segundo electrodo y dicho medio de formación de gradiente de campo están montados de forma giratoria sobre dicho elemento de soporte y que además incluye medios para girar dicho segundo electrodo y dicho medio de formación de campo en direcciones opuestas para estabilizar dicho dispositivo en el dirección del empuje producido.
6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dichos medios de formación de gradiente de campo y dicho segundo electrodo están montados de forma giratoria sobre dicho elemento de soporte y que además incluye medios para girar dicho segundo electrodo y dichos medios de formación de campo en direcciones opuestas para estabilizar dicho dispositivo en el dirección del empuje producido.
7. Un dispositivo eléctrico para producir empuje que comprende un miembro de soporte que tiene un primer electrodo montado en un extremo del mismo, un segundo electrodo que tiene una forma arqueada y montado en dicho miembro de soporte alejado de dicho primer electrodo, un miembro arqueado montado en dicho miembro de soporte intermedio los dos electrodos, una fuente de alto potencial que tiene terminales positivo y negativo, medios de circuito que conectan el terminal negativo de dicha fuente de potencial a uno de dichos electrodos y medios de circuito que conectan el terminal positivo de dicha fuente de potencial al otro de dichos electrodos.
8. Un dispositivo para producir empuje en respuesta a la aplicación de voltaje eléctrico que comprende un miembro de soporte, un primer electrodo montado en dicho miembro, un par de electrodos arqueados montados en dicho miembro en relación espaciada entre sí y con respecto a dicho primer electrodo, una fuente de alto potencial que tiene terminales positivo y negativo, medios de circuito que conectan un terminal de dicha fuente de alto potencial a dicho primer electrodo y a uno de dichos electrodos arqueados, y medios de circuito que conectan el otro terminal de dicha fuente de alto potencial al otro de dichos electrodos arqueados.
' 9. Un dispositivo para producir empuje en respuesta a la aplicación de voltajes eléctricos que comprende un miembro de soporte no conductor, un primer electrodo montado en dicho miembro de soporte, un segundo electrodo que tiene un área superficial extensa y montado en dicho miembro de soporte en relación espaciada con dicho primer electrodo, una superficie de formación de campo intermedia montada en dicho elemento de soporte entre dichos electrodos, un elemento de formación de campo montado en dicho elemento de soporte adyacente a dicho segundo electrodo y en el lado del mismo alejado de dicho primer electrodo, una fuente de alto potencial que tiene positivo y terminales negativos, medios de circuito que conectan un terminal de dicha fuente de alto potencial a dicho primer electrodo y a dicho miembro de formación de campo,y medios de circuito que conectan el otro terminal de dicha fuente de alto potencial a dicho segundo electrodo.
10. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho segundo electrodo y dicha superficie de formación de campo intermedio están montados de forma giratoria sobre dicho elemento de soporte, y que además incluye medios para hacer girar dicho segundo electrodo y dicha superficie de formación de campo intermedio en direcciones opuestas para estabilizar dicho dispositivo. en la dirección del empuje producido.
11. Un dispositivo para producir empuje en respuesta a la aplicación de voltajes eléctricos que comprende un miembro de soporte, un primer y un segundo electrodo montados en extremos opuestos de dicho miembro de soporte, un par de electrodos arqueados montados en dicho miembro de soporte intermedio entre dicho primero y dicho segundos electrodos y en relación espaciada entre sí, una fuente de alto potencial que tiene terminales positivos y negativos, medios de circuito que conectan un terminal de dicha fuente de alto potencial a dicho primer electrodo y a uno de dichos electrodos arqueados, y medios de circuito que conectan el otro terminal de dicha fuente de alto potencial a dicho segundo electrodo y al otro de dichos electrodos arqueados.
12. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación ll que comprende además una superficie arqueada montada sobre dicho miembro de soporte intermedio entre dicho electrodo arqueado y dicho primer electrodo.
13. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicha superficie arqueada y uno de dichos electrodos arqueados están montados de forma giratoria sobre dicho elemento de soporte, y que además incluye medios para girar dicha superficie arqueada y uno de dichos electrodos arqueados en direcciones opuestas para estabilizar dicho dispositivo. en la dirección del empuje producido.
14. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 11 y que comprende además una bobina toroidal montada en dicho miembro de soporte adyacente a dicho segundo electrodo y medios de circuito que conectan dicha bobina a dicho otro terminal de dicha fuente de alto potencial.
No se citan referencias.