BRPI0615444A2 - sistema, aparelho, e método para gerar forças direcionais pela introdução de um ambiente de plasma controlado em um capacitor assimétrico - Google Patents

Abstract

SISTEMA, APARELHO, E MéTODO PARA GERAR FORçAS DIRECIONAIS PELA INTRODUçAO DE UM AMBIENTE DE PLASMA CONTROLADO EM UM CAPACITOR ASSIMéTRICO. A presente invenção provê método, aparelho, e sistema que gera e usa uma força motiva e outra pela introdução de um ambiente de plasma em um capacitor assimétrico, resultando em um ganho suficiente em força. Em uma modalidade, o campo de energia é energizado pela aplicação de um sistema para aumentar uma densidade de plasma pela ionização do ambiente de plasma no campo de energia através de radiação eletromagnética, pelo aumento da temperatura de plasma, ou alguma combinação das mesmas. A invenção também gera um fluxo de energia ou plasma direcionado para fora a partir do aparelho. A presente invenção também pode prover as forças motivas em uma variedade de ângulos em níveis de tensão substancialmente reduzidos.

Description

"SISTEMA, APARELHO, E MÉTODO PARA GERAR FORÇASDIRECIONAIS PELA INTRODUÇÃO DE UM AMBIENTE DE PLASMACONTROLADO EM UM CAPACITOR ASSIMÉTRICO"CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção relaciona-se com capacitores

assimétricos. Mais particularmente, a invenção relaciona-secom gerar uma força utilizando capacitores assimétricos pelaintrodução de um ambiente de plasma controlado.ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os capacitores assimétricos são conhecidos comoexibindo uma força de rede quando energia suficiente é apli-cada. Um capacitor assimétrico geralmente é um capacitor quepossui áreas de superfície de eletrodo geometricamente dis-similares. O campo elétrico envolvendo um capacitor assimé-tricô energizado cria uma força não equilibrada e portanto,uma força motiva com pequena magnitude. 0 desafio atravésdas décadas passadas tem sido a quantidade de energia reque-rida para produzir a força motiva, também conhecida comoproporção de consumo de empuxo para energia. Apesar dos mo-delos de capacitor assimétrico com pouco peso terem demons-trado a habilidade de produzir força suficiente para superaro efeito da gravidade sobre sua própria massa, a quantidadede energia requerida tem sido proibitiva para se fazer usoprático e comercial deste aspecto. Outro desafio é o pontode saturação de "corrente limitada por carga de espaço"(também referida como "limites de espaço carregado") ou olimite de partículas carregadas que um dado volume de espaçopode acomodar. A quantidade de partículas em um dado volumelimita a quantidade de força que pode ser gerada a partir detal volume.

Vários pesquisadores têm utilizado ions e seus mo-vimentos para produzir forças motivas por várias razões. Al-gumas patentes US descrevem cargas eletrostáticas relativasàs forças motivas nos vários ambientes. Estas patentes sãoincorporadas neste documento por referência. Por exemplo, apatente US 1.974.483, expedida em Setembro de 1934 paraBrown, relaciona-se com um método para produzir força ou mo-vimento pela aplicação e pela manutenção de cargas eletros-táticas de alto potencial em um sistema de massas que podemser carregadas e de eletrodos associados. A patente US2.460.175, expedida em Janeiro de 1949, para Hergenrother,relaciona-se com bombas iônicas a vácuo que ionizam as molé-cuias de gás e então extraem as moléculas por uma força deatração entre as moléculas e um membro condutivo energizadocom um potencial negativo. A patente US 2.585.810, expedidaem Fevereiro de 1952 para Mallinckrodt, relaciona-se com umaparelho de propulsão a jato e com um aparelho de arco elé-tricô para impulsionar aeronaves. A patente US 2.636.664,expedida em Abril de 1953 para Hertzler, relaciona—se commétodos de bombeamento que sujeitam as moléculas de um gásàs forças de ionização que fazem com que as mesmas se movamem uma direção predeterminada. A patente US 2.765.975, expe-dida em Outubro de 1956 para LIndenblad, relaciona-se com omovimento de um gás sem mover as partes através dos efeitosde descarga de coroa no gás. A patente US 2.949.550, expedi-da em Agosto de 1960 para Brown, relaciona-se com um apare-lho eletro-cinético que utiliza potenciais elétricos para aprodução de forças para causar movimento relativo entre umaestrutura e o meio circundante. A patente US 3.120.363, ex-pedida em Fevereiro de 1964 para Gehagen, relaciona-se comaparelho de vôo mais pesado do que o ar e com métodos depropulsão e de controle utilizando descargas iônicas. A pa-tente US 6.317.310, expedida em Novembro de 2001, para Camp-bell, relaciona-se com métodos e aparelhos, revela dois ca-pacitores assimétricos bidimensionais carregados com altospotenciais para gerar empuxo.

Um uso não iônico das moléculas de ar através deum aerofólio para produzir um levantamento é visto na paten-te US 2.876.965, expedida em Março de 1959 para Streib. Estapatente relaciona-se com uma aeronave com asa circular capazde vôo vertical e horizontal utilizando a seção transversalradial da asa com um aerofólio eficiente.

Brown observou a força de rede não zero de um sis-tema capacitor assimétrico em um ambiente de vácuo. Pareceque este fenômeno pode ser explicado por se considerar apressão nas superfícies da eletrodo devido aos íons carrega-dos e evaporados a partir dos eletrodos na ausência dos íonscarregados criados em um meio (ar) . Brown também o observouque a força produz movimento relativo entre o aparelho e omeio dielétrico do fluído circundante, isto é, o meio dielé-tricô é levado a se mover passando pelo aparelho se o apare-lho for mantido em uma posição fixa. Adicionalmente, se oaparelho estiver livre para se mover, o movimento relativoentre o meio o aparelho resulta em um movimento para frentedo aparelho. É possível que estes fenômenos possam ser ex-plicados pela teoria de que a transferência momentânea deions carregados para as superfícies do eletrodo é o mecanis-mo para produzir a força de propulsão de rede, por que osíons energéticos são redirecionados e se movem através e aoredor do capacitor sem perder qualquer momento se o sistemafor mantido em uma posição fixa. Se o sistema estiver livrepara se mover, ainda existirão íons fluindo através e ao re-dor do capacitor como resultado de colisões, mas este fluxodeve ser muito mais fraco do que este no caso de fixar osistema, desde que os íons perdem sua energia cinética e omomento através das colisões com as superfícies do eletrodo.Adicionalmente, Klaus Szielasko (GENEGO www.genefo.org "HighVoltage Lifter Experiment: Biefield-Brown Effect or SimplePhysics?" Final Report-, April 2002) observou que não existiadiferença no movimento do dispositivo quando a polaridade dosistema era revertida, assim estabelecendo que a força ele-trostática experimentada pelos íons carregados não é o meca-nismo de propulsão;. Orientações adicionais suportando osprincípios subjacentes podem ser obtidas a partir de Can-ning, Francis X, Melcher, Cory, and Winet, Edwin, Asymmetri-cal Capacitors for Propulsion, Glenn Research Center of NASA(NASA / CR-2004-213312), Institute for Scientific Research,Outubro, 2004, publicado após o pedido provisório sobre oqual este pedido reivindica o benefício.

Os campos eletros-cinéticos gerados antes da pre-sente invenção sofreram largamente da entrada de energia re-lativamente alta produzindo saída ou força de rede baixa.Enquanto o conceito em geral de capacitores assimétricos edo uso de forças iônicas é conhecido, a falta de habilidadeem produzir força motiva suficiente tem eliminado vários u-sos potenciais. Assim, o dilema até agora tem sido aumentara quantidade de corrente de condução em um sistema de pro-pulsão por processamento de ion sem aumentar o consumo deenergia, quando o nivel de alta tensão requerido deve seralto o suficiente para criar a corrente de condução em pri-meiro lugar.

Um desafio adicional tem sido a entrada de tensãoalta aceita até agora necessária baseada nos esforços lista-dos acima e em outros esforços similares. Entretanto, a en-trada de alta tensão possui efeitos secundários indesejá-veis. Estes efeitos incluem um campo eletromagnético e in-terferência substancial, formação de eletricidade estáticanos objetos circundantes, radiação x, produção de ozônio, eoutros efeitos negativos.

Portanto, permanece uma necessidade por um campode energia assimétrico aperfeiçoado para produzir uma forçamotiva aperfeiçoada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção proporciona um método, apare-lho e sistema para gerar uma força motiva e outras forçaspela introdução de um ambiente de plasma controlado em umcapacitor. assimétrico. Um fluxo de energia ou de plasma édirecionado para fora a partir do aparelho. A presente in-venção utiliza os aspectos assimétricos do campo de energiarelacionado, mas energiza o campo de energia em várias or-dens de magnitude. Este aumento extraordinário na força mo-tiva é realizado em parte pelo aumento da densidade do plas-ma, da energia do plasma (e de uma temperatura equivalentedo plasma) e da velocidade da partícula relacionada, ou poruma combinação dos mesmos. 0 aumento permite o uso de forçasmotivas iônicas para aplicações práticas que até agora ti-nham estado indisponíveis.

Em uma modalidade, o campo de energia é energizadopela aplicação de um sistema para introduzir um ambiente deplasma controlado no campo de energia através da radiaçãoeletromagnética, tal como com um laser ou com uma série anu-lar de diodos de emissão de luz (LEDs) . O campo de energiapode ser energizado pelo aumento da densidade do plasma, daenergia do plasma e da velocidade da partícula, ou por umacombinação dos mesmos. Adicionalmente, o ambiente de plasmapode ser energizado antes do desenvolvimento do campo de e-nergia assimétrico significativo. Ainda em outra modalidade,a presente invenção de forma significativa acentua as forçasem níveis de tensão substancialmente reduzidos utilizando aradiação eletromagnética comparada com os níveis de tensãoanteriormente requeridos sem a radiação eletromagnética. Deforma vantajosa, a baixa tensão pode reduzir ou eliminar osefeitos secundários negativos causados pelos níveis de altatensão anteriores requeridos para energizar o motor de capa-citor assimétrico.

A presente revelação proporciona um método paraproporcionar uma força com um motor de capacitor assimétri-co, compreendendo: aplicar radiação eletromagnética às par-ticulas em um meio próximo de um motor de capacitor assimé-trico possuindo pelo menos três eletrodos com diferentes á-reas de superfície e separados por uma distância; aplicartensão à pelo menos um dos eletrodos para gerar uma força derede com o motor de capacitor assimétrico; e variar a forçapela aplicação da tensão, radiação, ou de uma combinação dasmesmas junto às diferentes combinações dos eletrodos.

A presente revelação adicionalmente proporciona umsistema para produzir uma força, compreendendo: um motor decapacitor assimétrico compreendendo pelo menos um primeiroeletrodo possuindo uma primeira área de superfície e pelomenos dois segundos eletrodos cada um possuindo uma segundaárea de superfície diferente da primeira área de superfície,os segundos eletrodos sendo dispostos em ângulos um com ooutro em relação ao primeiro eletrodo; uma fonte de tensãoacoplada com o motor de capacitor assimétrico para aplicartensão ao motor e gerar uma força de rede com o motor, a di-reção da força de rede sendo dependente da tensão aplicadaàs várias combinações do primeiro eletrodo e dos segundoseletrodos; e uma fonte de radiação eletromagnética adaptadapara aplicar radiação junto às partículas entre os eletro-dos .

A revelação também proporciona um sistema paraproduzir uma força compreendendo: um motor de capacitor as-simétrico compreendendo pelo menos um primeiro eletrodo pos-suindo uma primeira área de superfície e pelo menos um se-gundo eletrodo possuindo uma segunda área de superfície di-ferente da primeira área de superfície; uma fonte de tensãoacoplada com o capacitor assimétrico para aplicar tensão aomotor e gerar uma força de rede com o motor; e pelo menosuma fonte de radiação eletromagnética adaptada para aplicarradiação junto à pelo menos uma parte selecionada do um oumais eletrodos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma descrição mais particular da invenção, breve-mente sumarizada acima, pode ser obtida por referência àsmodalidades da mesma, as quais são ilustradas nos desenhosanexos e descritas neste documento. Entretanto, é para serobservado que os desenhos anexos ilustram somente algumasmodalidades da invenção e portanto não são para serem consi-derados limitativos em seu escopo, porque a invenção podeadmitir outras modalidades igualmente efetivas.

A Figura 1 é uma vista esquemática de um ambientede campo eletromagnético criado a partir de um capacitor as-simétrico e do sistema relacionado da presente revelação.

A Figura 2A é um diagrama esquemático de partículacarregada do capacitor assimétrico de base em uma forma maissimplificada para a Figura 1.

A Figura 2B é um diagrama esquemático de partículacarregada do capacitor assimétrico com a radiação eletromag-nética aplicada (EMR), ilustrando a densidade de partículaaumentada.

A Figura 2C é um diagrama esquemático de partículacarregada do aperfeiçoamento da presente invenção com radia-ção eletromagnética ilustrando a densidade e a velocidade departículas aumentadas resultantes.A Figura 2d é um diagrama esquemático apresentandoa característica de volt - ampère de uma sonda eletrostáticade Langmuir.

A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma forçamotiva de momentos de partículas neutras que experimentaramcolisões com partículas carregadas.

A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma moda-lidade de um motor de capacitor assimétrico

A Figura 5a é um diagrama esquemático de uma vistaem seção transversal de uma modalidade de um sistema utili-zando o capacitor assimétrico.

A Figura 5B é uma vista de cima esquemática da mo-dalidade apresentada na Figura 5A.

A Figura 6 é um diagrama esquemático da previsãode energia para uma modalidade ilustrativa.

A Figura 7A é uma vista em perspectiva esquemáticade uma modalidade de um veículo aéreo não tripulado (UAV).

A Figura 7B é uma vista esquemática de cima da mo-dalidade da Figura 7A.

A Figura IC é uma vista lateral esquemática da mo-dalidade da Figura 7A.

A Figura 8A é uma vista em perspectiva esquemáticade uma modalidade de um veículo aéreo tripulado (MAV).

A Figura 8B é uma vista frontal esquemática da mo-dali.dade da Figura 8A.

A Figura 9A é uma vista de cima esquemática de ou-tra modalidade da presente invenção utilizando um motor decapacitor assimétrico.A Figura 9B é uma vista lateral esquemática da mo-dalidade apresentada na Figura 9A.

A Figura 10 é uma vista em seção transversal par-cial esquemática da modalidade apresentada na Figura 9A.

A Figura IOa é um diagrama esquemático do veiculona Figura 10 possuindo um eixo normal à fuselagem geralmentealinhado com um eixo normal a terra.

A Figura IOb é um diagrama esquemático do veiculona Figura 10 possuindo um eixo normal à fuselagem em um ân-guio com o eixo normal a terra.

A Figura IlA é uma vista em seção transversal par-cial esquemática da modalidade apresentada na Figura 10 comovista a partir do eixo normal à fuselagem olhando em direçãoà periferia do veiculo, ilustrando um ou mais anodos, cato-dos, e / ou fontes EMR.

A Figura IlB é um diagrama esquemático ilustrandoos componentes de força do vetor de empuxo da Figura 11A.

A Figura 12A é uma vista em seção transversal par-cial esquemática do motor assimétrico apresentado na Figura11A, ilustrando uma alteração direcional do vetor de empuxo.

A Figura 12B é um diagrama esquemático ilustrandoos componentes de força do vetor de empuxo da Figura 12A.

A Figura 13 é um diagrama esquemático de outra mo-dalidade do motor assimétrico possuindo capacidades de empu-xo multidireçional.

A Figura 14 é uma vista em seção transversal par-cial esquemática de um veiculo possuindo um motor assimétri-co 100 com uma capacidade de empuxo multidirecional ilustra-da na Figura 13.

A Figura 15A é um diagrama esquemático de vista decima de uma modalidade de um veiculo ilustrando várias Ioca-lizações de empuxo para mover o veiculo.

A Figura 15B é um diagrama esquemático ilustrandovários vetores de empuxo no veiculo apresentado na Figura15A para aceleração.

A Figura 15C é um diagrama esquemático ilustrandoos vários vetores de empuxo no veiculo apresentado na Figura15A para velocidade constante.

A Figura 15D é um diagrama esquemático ilustrandoos vários vetores de empuxo no veiculo apresentado na Figura15A para desaceleração.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente invenção relaciona-se com um sistema,método e aparelho que geram uma força a partir de um capaci-tor assimétrico pela aplicação de radiação eletromagnética(ou "EMR" neste documento) para partículas entre eletrodosno capacitor assimétrico para ionizar as partículas. A radi-ação eletromagnética gera um estado altamente energizado,tal como um plasma, no capacitor, para produzir uma forçaaumentada, tal como uma força motiva ou outra força emanandoa partir do capacitor, comparado com os esforços anteriores.Este aumento de força é alcançado pelo controle da densidadedo plasma, da energia do plasma ou da velocidade da partícu-la, da temperatura do plasma, da área de superfície do ele-trodo (catodo) negativo em relação ao anodo, ou por uma com-binação dos mesmos.

0 capacitor assimétrico, possuindo diferentes ele-trodos com diferentes áreas de superfície, ganha uma forçade rede na direção axial, ou seja, na direção da linha apartir do eletrodo maior ou negativo até o eletrodo menor oupositivo. Esta direção da força se aplica independente dapolaridade da tensão de alimentação, porque as direções des-tas forças de rede não se alteram quando a polaridade é al-terada. A força de rede no eletrodo maior ou negativo é mui-to maior do que esta do eletrodo menor ou positivo devido agrandes diferenças na área de superfície.

Em geral, a revelação proporciona a aplicação deenergia externa em freqüências favoráveis para excitar par-tículas dentro dos íons ou os íons dentro de íons mais ener-géticos, para criar uma condição de plasma. A revelação pro-porciona uma entrada de energia relativamente baixa para umasaída de força comparativamente grande por criar um plasmaque pode ser manipulado entre os eletrodos do capacitor as-simétrico quando a tensão é aplicada aos eletrodos. O termo"plasma" é bem conhecido e é pretendido como incluindo umacoleção de alta energia de elétrons e íons com movimento li-vre, isto é, átomos que possuem elétrons perdidos. A energiaé necessária para separar os elétrons dos átomos para fazero plasma. A_entrada de energia para as partículas para o

plasma pode ser de várias origens: térmica, elétrica, ou luz(luz ultravioleta ou luz intensa a partir de um laser) . Semenergia de sustentação suficiente, os plasmas se combinamnovamente em gás neutro.

Vista Geral da Invenção e do Capacitor Assimétrico

A Figura 1 é uma vista esquemática de um ambientede campo eletromagnético criado a partir de um capacitor as-simétrico e do sistema relacionado da presente revelação. AFigura proporciona algum entendimento da operação de um ca-pacitor assimétrico para melhor entender o aperfeiçoamentoda invenção. O tamanho dos vetores (isto é, forças em umacerta direção) representando a transferência de momento apartir de partículas carregadas não está em escala e nem épreciso. As linhas de campo eletromagnético são aproximadas.

Um capacitor assimétrico 2 geralmente inclui umprimeiro eletrodo 4 e um segundo eletrodo 6 separados poruma distância através do meio 11, incluindo um gás, tal comoar, um vácuo, tal como espaço, ou um líquido. A operação novácuo do espaço geralmente de forma vantajosa utilizaria ainjeção de um meio com partículas. Para operação em líqui-dos, geralmente o motor será energizado e funcionar com umplasma entre os eletrodos e ser suprido com líquido vapori-zado, tal como vapor de água possuindo propriedades de gasessuficientes para ionizar com as colisões associadas discuti-das neste documento. 0 primeiro eletrodo possui uma primeiraárea de superfície calculada ao redor da parte exposta paraomeio jel o^eg_undo_ele_trodo da mesma forma possui uma segun-da área de superfície. Para um capacitor assimétrico, as á-reas de superfície são diferentes. Adicionalmente, o tamanhoabsoluto de cada eletrodo e o tamanho relativo de um eletro-do para o outro eletrodo podem causar uma diferença na forçade rede gerada com os eletrodos. Geralmente, o primeiro ele-trodo é um anodo e o segundo eletrodo é um catodo com o ano-do possuindo uma carga (tensão) mais positiva do que o cato-do. Geralmente, o catodo irá possuir a área de superfíciemaior. Os eletrodos podem ser de qualquer formato geométricoou de combinações com outros formatos e possuem os padrõesgeométricos formados dentro de um ou mais dos eletrodos, talcomo aberturas e assim por diante. O anodo pode ser, por e-xemplo e sem limitação, um fio(s), uma lâmina (s), ou dis-co (s) emissor, e o catodo pode ser uma chapa (s), lâmina (s)ou disco (s) . Os eletrodos podem ser qualquer material ade-quado, incluindo cobre, alumínio, aço, ou outros materiaiscapazes de estabelecer o campo eletromagnético entre os ele-trodos. Geralmente, os eletrodos incluem materiais conduti-vos para estabelecer o campo eletromagnético. Para algumasaplicações, o peso, os custos, a condutividade, a integrida-de estrutural, e outros fatores podem determinar os materi-*ais exatos ou combinações de materiais para um eletrodo par-ticular. Por exemplo, e sem limitação, um primeiro materialpossuindo uma densidade mais elevada e / ou mais condutivi-dade, pode ser aplicado sobre um material com densidade in-ferior e / ou menos condutivo para criar um eletrodo compos-to. Adicionalmente, os eletrodos podem ser várias superfí-cies_el^ri^am^te_acopladas_para alterar a área de superfí-cie do eletrodo particular. Por convenção, uma tensão posi-tiva é aplicada ao anodo através de uma fonte de energia 8 eo catodo fica negativo em relação ao anodo, apesar de serpossível reverter a polaridade. Em algumas modalidades, atensão pode ser aplicada a ambos eletrodos com o anodo ge-ralmente possuindo um potencial mais positivo. Corrente al-ternada (CA) e corrente direta (CD) podem ser utilizadas.

Quando a tensão é aplicada junto a pelo menos umdos eletrodos, tal como o anodo, um campo eletromagnético écriado entre os eletrodos devido ao meio entre os mesmos serrelativamente não condutivo comparado com os eletrodos. Paraos propósitos atuais, o campo é discutido em termos de umcampo elétrico 12 possuindo linhas de campo elétrico com po-tência variável que em um ponto central entre os eletrodossão geralmente paralelas a uma linha 9 desenhada entre oseletrodos e curvada, e até mesmo revertida próxima dos ele-trodos. 0 campo magnético 14 possui linhas de campo magnéti-co que são geralmente perpendiculares às linhas de campo e-létrico em qualquer ponto particular nas linhas de campo e-létrico. Assim, no ponto central entre os eletrodos, as li-nhas de campo magnético geralmente serão perpendiculares àlinha 9. 0 campo elétrico serve para energizar as partículas16 no meio, criando íons com algum valor de carga e .o campomagnético serve para atrair os íons na direção do campo mag-nético na localização particular do íon. Devido aos camposelétrico e magnético se estenderem além de uma linha reta deeletrodo para eletrodo, as partículas além da linha reta ecàr_cjmdando Q_s eletrodos também podem_ ser afetadas . Assim,tais partículas circundando os eletrodos podem ser incluídasno volume definido amplamente neste documento como ;"entre"os eletrodos, como apresentado na região de campo eletromag-nético 28. 0 termo "partícula" é utilizado amplamente nestedocumento e inclui tanto partículas neutras como partículascarregadas (ou seja, "ionizadas"), a não ser que o contextodiga de outro modo. As partículas podem ser moléculas ou á-tomos, ou partículas subatômicas tal como elétrons, nêutronse prótons, e outras partículas subatômicas.

Mais especificamente, quando uma voltagem é apli-cada junto ao capacitor assimétrico 2, a corrente condutivacorre do eletrodo menor ou positivo 4 para o eletrodo maiorou negativo 6. De acordo com a Lei de Ampère, esta correntecondutiva cria um campo azimutalmente magnético circundandoo capacitor. Por clareza, coordenadas cilíndricas são apli-cadas neste sistema por considerar a direção axial na dire-ção da linha 9 a partir do eletrodo negativo até o eletrodo positivo. As partículas carregadas "filha" são criadas nomeio, geralmente ar, vapor d'água ou outro meio introduzidocomo descrito neste documento, e evaporadas ou de outro modoemitidas a partir das superfícies do eletrodo devido às co-lisões com os elétrons e íons (pai), experimentam uma forçade Lorentz (j χ B ou enV χ Β) em adição à força devido aocampo elétrico prescrito (eE), onde as quantidades de vetorsão expressas em letras em negrito. Aqui, "pai" é pretendidopara significar a partícula carregada original transportandoa corrente condutiva, e "filha" é pretendida para significara partículacarregada secundária criada pelas colisões comas partículas carregadas pai. Na parte de cima e na parte debaixo do eletrodo 6, os íons são empurrados para o interiordevido a esta força de Lorentz (em coordenadas cilíndricas:-ζ χ -φ = -r, onde (ζ) representa ο componente axial do cam-po elétrico, (φ) representa a direção do campo magnético, e(r) representa a direção de movimento dos ions).

Na superfície plana superior do eletrodo 6, os í-ons são empurrados para cima devido a esta força (-ζ χ -φ =-r) , onde a direção para cima é a direção para o eletrodomenor relativamente positivo 4. Na região próxima da super-fície de cima, os íons são empurrados para o interior e paraa direção para cima. Os movimentos para cima dos íons são revertidos na superfície inferior o eletrodo maior ou nega-tivo 6 devido às direções revertidas (φ) do componente axial(z) do campo elétrico na parte de baixo do eletrodo e istopor sua vez reverte a direção (φ) do campo magnético. Asforças nesta região são consideradas mais fracas do que es-tas na região superior à medida que estando adicionalmentelonge do primeiro eletrodo 4, resultando em uma força de re-de na direção do componente axial (z) . Os íons próximos doeletrodo menor mais positivo 4 experimentam movimentos simi-lares, mas na direção oposta ao componente axial (z).

Uma força motiva (ou seja, empuxo) é a força derede a partir da pressão (criada pelas colisões com os íonsenergéticos) sobre toda a superfície do corpo do eletrodoparticular, resultando na força de rede 5 no eletrodo 4 e naforça de rede 7 no eletrodo 6 na direção oposta à força derede 5no ρrdjneij:o_eletrodo_4^As forças de rede para cadaeletrodo são alinhadas na direção da linha 9, mas em uma di-reção oposta (ou seja, ao longo de um eixo geométrico (z) emum sistema de eixos geométricos de coordenada). A força derede no eletrodo 6 é maior do que esta do eletrodo 4 devidoàs diferenças na área de superfície do eletrodo. 0 sistemacomo um todo utilizando um capacitor assimétrico ganha umaforça de rede resultante 26 pela soma de vetores das forças5,7 na direção axial da linha 9, isto é, na direção da linhaa partir do eletrodo negativo ou maior até o eletrodo posi-tivo ou menor, independente da polaridade da tensão de ali-mentação .

Apesar dos movimentos dos elétrons associados se-rem completamente opostos aos dos íons, a transferência demomento dos elétrons é considerada trivial e desprezívelcomparada com a transferência de momento dos íons. Assim, atransferência de momento dos íons para partículas neutras éconsiderada o mecanismo principal para contribuir para umaforça motiva de rede. Um jato de íon 18 de partículas é cri-ado em uma direção para longe do eletrodo maior 6 distai doeletrodo menor 4 que pode adicionalmente emanar uma força apartir do capacitor.

A ordem de magnitude da força de Lorentz devido ao campo magnético criado pela corrente condutiva é geralmentedesprezível comparada com a da força eletrostática. Entre-tanto, é acreditado que as forças de Lorentz podem ser sig-nificativas em pontos locais onde um campo magnético forte épossível quando a densidade da corrente local do plasma édramaticamente aumentad_a_a_part_ir do aquecimento ôhmico é dacondutividade acentuada. Em tais pontos, a ordem de magnitu-de pode ser mega-ampère por centímetro quadrado, de modo quea força de Lorentz é comparável ou é maior do que a forçaeletrostática.

Com o entendimento básico da operação de um capa-citor assimétrico, a tensão é atraída para a discussão adi-cional dos aspectos da invenção. Em pelo menos uma modalida-de, criar um ambiente ionizado acentuado de partículas den-tro de um volume de meio entre os eletrodos do capacitor as-simétrico acentua a densidade da partícula carregada, a tem-peratura das partículas, ou ambas. As partículas carregadasacentuadas podem ser elevadas para um ambiente em nível deplasma que pode ser controlado em termos de densidade deplasma e de temperatura média do plasma (e portanto, afetan-do a velocidade da partícula). 0 termo "plasma" é pretendidopara significar geralmente um gás altamente ionizado, ele-tricamente neutro, com posto de íons, elétrons, e de partí-culas neutras. Ele é uma fase da meteria distinta de sóli-dos, de líquidos, e de gases normais.

0 ambiente de partículas ionizado acentuado podeser criado por se proporcionar radiação eletromagnética, talcomo radiação ultravioleta, .radiação infravermelha, radiaçãode rádio-freqüência, ou outras freqüências, ou uma combina-ção das mesmas, para dentro das partículas. 0 ambiente ge-ralmente inclui pelo menos um plasma parcial. Uma ou maisfontes de radiação eletromagnética 20, 20A podem ser utili-zadas_para proporcionar tal radiação. De forma vantajosa,certos comprimentos de onda -de radiação podem ser utilizadosdependentes das partículas a serem ionizadas para elevar aspartículas para um estado de plasma. As fontes 20, 20A podemser energizadas por uma ou mais fontes de energia 22, 22A,as quais podem ser as mesmas que a fonte de energia 8.

O valor das forças de rede derivadas a partir docapacitor assimétrico de acordo com as instruções neste do-cumento pode ser elevado sem aumentar a energia de entradapara o capacitor a partir da fonte de energia 8. Naturalmen-te, a energia de entrada é requerida para as fontes de radi-ação eletromagnética ionizarem e talvez criarem o ambientede plasma controlado. Entretanto, o ganho de rede para osistema pode energizar o campo elétrico por uma margem sig-nificativa, e mesmo por uma ordem de magnitude ou mais.

As partículas no campo eletromagnético criado pelaenergia para os eletrodos podem ser adicionalmente energiza-das pela aplicação de radiação eletromagnética junto ao vo-lume entre os eletrodos. A radiação eletromagnética pode au-mentar uma densidade do plasma entre os eletrodos, incluindoo volume de partículas dentro do campo elétrico. A radiaçãoeletromagnética também pode aumentar a temperatura do plas-ma, o que aumenta as velocidades de partícula pela utiliza-ção de fontes alternativas de radiação eletromagnética. Emalgumas modalidades, o campo elétrico pode ser aumentadotanto em densidade de plasma como em temperatura. Adicional-mente, o campo elétrico pode ser energizado antes do desen-volvimento de um campo de energia assimétrica significativo.

Aumentar a densidade do plasma_e / ou a temperatu-ra do plasma permite um aumento no que até agora tem sido umfator de limitação em :relação à saída de energia através daforça de rede a partir de um sistema de capacitor assimétri-co, independente de várias décadas de esforço. 0 termo co-nhecido como "corrente limitada por carga do espaço", des-crito mais completamente abaixo, é a quantidade máxima decarga a partir dos ions dentro de um dado espaço antes queocorra a saturação e limite cargas adicionais. Aumentar ovalor de saturação pode permitir um aumento na força de redee na saida de energia.

Os esforços anteriores focaram a alta tensão comas limitações e complicações acompanhantes. Os inventoresdesenvolveram um método alternativo e aperfeiçoado para au-mentar a densidade do plasma e / ou a temperatura com o au-mento acompanhante no nivel de saturação por permitir queuma tensão relativamente baixa seja utilizada para o capaci-tor assimétrico e pela amplificação da energia para as par-ticulas através da radiação eletromagnética de um ou maiscomprimentos de onda. 0 resultado foi uma resposta não line-ar inesperada que aumentou muito a força de rede como a sai-da a partir do capacitor assimétrico através de qualquerdisposição conhecida de capacitor assimétrico utilizando amesma tensão. Em algumas modalidades, o aumento foi uma or-dem de magnitude ou mais. De forma vantajosa, a baixa tensãopode reduzir ou eliminar os efeitos negativos que até agoraresultaram a partir dos altos níveis de tensão requeridospara energizar o motor de capacitor assimétrico.

Adicionalmente, os inventores determinaram que aspartículas de injeção para dentro do campo elétrico aumentama força gerada que o sistema da presente revelação pode aco-modar devido à capacidade aumentada em utilizar partículasadicionais por um valor de saturação aumentado. As partícu-las injetadas podem incluir partículas gasosas, tal como hi-drogênio, hélio, ou outros gases e materiais. A injeção podeser suplementar ao meio no qual o capacitor assimétrico ope-ra ou ao invés de tal meio. Adicionalmente, as partículas deinjeção podem acentuar a habilidade do capacitor assimétricoem operar sob menos do que condições padrão de pressão (1atmosfera), tal como o vácuo relativo do espaço ou em outracondição de baixa pressão ou essencialmente sem pressão.

As Figuras 2A, 2B, 2C, são diagramas esquemáticosde um capacitor assimétrico com partículas carregadas quecontrastam com os aperfeiçoamentos significativos para a so-ma de vetor de forças de acordo com as presentes instruções.A Figura 2A é um diagrama esquemático de partícula carregadado capacitor assimétrico básico em uma forma mais simplifi-cada que a Figura 1. Um primeiro eletrodo 4 e um segundo e-letrodo 6 possuem áreas de superfície diferentes expostaspara as partículas a serem energizadas e formam a configura-ção básica do capacitor assimétrico 2. As partículas 16 en-tre os eletrodos (isto é, as partículas no campo eletromag-nético 28) possuem uma certa densidade e velocidade 24. Avelocidade é indicativa do nível de energia da partícula emparticular e, por conseqüência, da temperatura. Como descri-to na Figura 1, as interações das partículas criam uma forçade rede no capacitor assimetrico como um todo, ilustrada co-mo a força 26.

A Figura 2B é um diagrama esquemático de partículacarregada do capacitor assimétrico com a radiação eletromag-nética aplicada, ilustrando a densidade aumentada da partí-cula. Aplicar radiação eletromagnética junto às partículasde forma significativa proporciona saída aumentada de ener-gia no caminho de uma força de rede resultante com o capaci-tor assimétrico. É acreditado que a aplicação da radiaçãoeletromagnética aumenta a densidade do plasma. Os eletrodos4, 6, podem ser operados em um dado nível de energia. Umafonte de radiação eletromagnética 20 pode aplicar radiaçãoeletromagnética junto às partículas 16 para proporcionar e-nergia para as partículas. Mais particularmente, em pelo me-nos uma modalidade, a radiação eletromagnética pode ser a-plicada com um laser, com um ou mais diodos de emissão deluz (LEDs), ou com outra fonte de emissão de fóton. A radia-ção é utilizada para criar pelo menos uma ionização parcialdo meio entre os eletrodos, incluindo geralmente o meio noqual o capacitor assimétrico opera. De forma vantajosa, ocomprimento de onda utilizado pelo laser pode ser um compri-mento de onda relativamente curto, tal como infravermelho(IR) e ultravioleta (UV) ou mais curto. Por exemplo, a pes-quisa em relação à foto-ionização indica que em freqüênciasespecíficas, abaixo ou de cerca de 1024 nm, para O2 e de a-baixo ou cerca de 798 nm para N2, ambas estas moléculas at-mosféricas irão foto-ionizar e se tornarão prontas para ma-nipulação por campos elétricos do mesmo modo que moléculassimilares ionizadax por alta tensao. Apesar das frequenciaspoderem variar com eficiências diferentes de ionização, umafaixa de freqüências comercialmente viável é acreditada comosendo cerca de 750 nm até cerca de 1024 nm para O2, e decerca de 248 nm até cerca de 798 nm para N2. Tais freqüên-cias especificas de gás são algumas vezes referidas comofreqüências de Fraunhofer. Estas freqüências harmônicas cau-sam que o gás especifico ionize com relativamente pouca en-trada de energia. Menos energia para ionizar as partículaspara preparar a criação do plasma contribuir com mais saídade força por unidade de entrada de energia.

Adicionalmente, uma combinação de freqüências podeser proporcionada para o meio. No exemplo acima, se o meiofor ar compreendendo amplamente oxigênio e nitrogênio, entãoa energia na freqüência específica para cada componente podeser aplicada junto ao meio para alcançar ionização mais efi-ciente. Além disso, outra radiação eletromagnética pode seraplicada em várias freqüências, algumas de onda curta e ou-tras de onda longa, as quais podem adicionalmente energizaras partículas. As freqüências podem ser aplicadas simultane-amente para as partículas ou de modo escalonado e em dife-rentes seqüências separadas ou em combinação com uma seqüên-cia da tensão aplicada para o capacitor. Tal aplicação si-multânea ou seqüenciada de forma vantajosa leva a uma efici-ência mais elevada para o motor.

Outra fonte de radiação pode utilizar um laser de248 nm com pulsos de femtossegundo de alta de energia paraionizar o ar (possivelmente, uma ordem de IO11 partículas /cm3) . Adicionalmente, o sistema pode utilizar um comprimentode onda mais longo tal como IR de 750 nm para estabilizar oplasma pela redução de uma neutralização do plasma ocorrendode forma indesejável pela recombinação com outras partículaspara produzir partículas neutras que podem não contribuirpara a força de qualquer modo substancial. A freqüência oufreqüências a serem aplicadas é ilustrativa e amplamente de-pendem do meio no qual o capacitor assimétrico é operado edas partículas em particular a serem energizadas, como pode-ria ser determinado pelos versados na técnica proporcionadaà orientação e à revelação contida neste documento sem expe-rimentação indevida. Tais pessoas geralmente incluiriam pes-soas com conhecimentos em física, tal como física de plasma.A revelação geralmente proporciona o aumento de forma efici-ente da energia dentro das partículas, através de um mododiferente do que a confiança única anterior na tensão atra-vés dos eletrodos do capacitor assimétrico, para criar oplasma e produzir uma força relativamente grande.

Pela ionização das partículas no volume dentro eao redor do capacitor assimétrico com radiação eletromagné-tica, tal como UV e / ou luz IR, a densidade e a energia domeio são aumentadas até o ponto em que pelo menos um plasmaparcial é produzido. O plasma pode ser acelerado e guiadopelos campos elétricos ou magnéticos, o que permite que eleseja controlado e aplicado.

Uma densidade e temperatura de plasma aumentadopossuem um benefício duplo: isto proporciona um maior númerode partículas para causar as colisões moleculares e adicio-ηalmente a ionização dentro d o mesmo volume; além dis s o, aenergia das partículas também é aumentada concedendo maiorenergia durante as colisões. A capacidade de ionização au-mentada resulta em mais impactos e em uma força de rede mai-or 2 6 comparada com a Figura 2A.

A densidade de plasma aumentada pode permitir umaredução na tensão para os eletrodos para uma dada força derede e a redução dos efeitos negativos da alta tensão. Atensão inferior é possível porque a freqüência UV ou IR ououtra energia eletromagnética é aplicada junto às partícu-las.

É acreditado que a presente invenção também ende-reça duas leis físicas de limitação diferentes, envolvidasna saturação da corrente limitada por carga do espaço. Umtipo é a saturação de emissão de elétrons a partir do ele-trodo negativo, e é acreditado como incluindo a emissão deíons a partir igualmente do eletrodo positivo. Por exemplo,este fenômeno pode ser observado em um diodo de vácuo. Ge-ralmente, a taxa de emissão de elétrons a partir do catodogoverna uma saturação da corrente limitada por carga do es-paço desde que esta taxa de emissão é limitada pela emissãotermiônica a partir de um catodo aquecido. Isto significaque a taxa de emissão parece alcançar seu valor máximo emuma certa tensão aplicada.

Um segundo tipo de saturação é a saturação da den-sidade do elétron (e igualmente da densidade do íon) na re-gião de revestimento do plasma envolvendo o eletrodo. É a-creditado que esta segunda saturação é mais dominante para o

que a primeira saturação menciona-como ar) ser ionizado para formaras partículas pai carregadas.

capacitor assimétrico doda, devido ao meio (talplasma pelas colisões comAbaixo, é dada uma breve explicação de um fenômenogeral no qual um plasma exibe próximo da superfície de umaestrutura (neste caso, a superfície do eletrodo). 0 plasmatende a proteger seus potenciais elétricos que são aplicadospara o mesmo e a borda desta proteção se altera baseado nadensidade e na temperatura do plasma. As espessura destaproteção é chamada de "comprimento Debye" e a região dentrodesta proteção do plasma é chamada de "esfera Debye" (nãonecessariamente próximo da parede) ou a "revestimento doplasma" para a região próxima da parede.

O comprimento Debye é proporcional à raiz quadradada temperatura do elétron e é inversamente proporcional àraiz quadrada da densidade do plasma. Por exemplo: considereuma estimativa aproximada deste comprimento utilizando adensidade de íon de 1.0E+15 partículas por metro cúbico("#/m3") e a temperatura do elétron de 10 KeV com o resulta-do obtido sendo cerca de 2,3 cm para o comprimento Debye (oua espessura de nuvens de íon) . Se a temperatura do plasma,especialmente dos elétrons, for aumentada sem alteração desua densidade, a expansão do comprimento Debye ou a espessu-ra do revestimento deve ser observado. Por outro lado, se adensidade do plasma for aumentada sem alterar a temperatura,então a diminuição do comprimento de Debye ou da espessurado revestimento deve ser observado.

No revestimento do plasma, existe um gradiente p_On.tencial devido à diferença nas velocidades do elétron e doíon. 0 revestimento criado no eletrodo negativo tende a re-pelir os elétrons que chegam em excesso e o revestimentocriado no eletrodo positivo tende a repelir os ions em ex-cesso que chegam. Esta proteção resulta no estado uniformedas densidades do ion e do elétron dentro dos revestimentos.

Referindo-se à Figura 2D antes de descrever a Fi-gura 2C, a Figura 2D apresenta as características de volt-ampère de uma sonda eletrostática de Langmuir como uma ex-plicação possível da alteração na saturação que parece ocor-rer a partir do fornecimento da radiação eletromagnética pa-ra o capacitor assimétrico. A corrente não está corretamenteem escala, à medida que a corrente de elétron real é muitomaior (tal como três ordens de magnitude) do que a dos íons.

Para gerar o gráfico, uma tensão aplicada junto auma sonda (não apresentada) é variada e a corrente coletadapela sonda é medida. Vf é o potencial de flutuação do plasma(isto é, o potencial da sonda para corrente de rede zero) eVp é o potencial do plasma. Uma analogia desta característi-ca pode ser feita para o caso do capacitor assimétrico. Con-sidere o ponto de Vf como a condição logo antes da tensãoser aplicada ao sistema, isto é, zero. Se uma tensão variá-vel for aplicada ao sistema, o dito a seguir é provável deocorrer. No estagio inicial, a corrente aumenta desde queambas correntes do íon e do elétron aumentam. Isto é vistopela linha de características V-I de Vf para B, para o ele-trodo negativo, e de Vf para C para o eletrodo positivo.

Quando a tensão aplicada alcança o ponto no qual o potencialdo eletrodo negativo se torna - Vf, a corrente do íon alcan-ça um estado uniforme, isto é, a saturação da corrente doíon. Esta corrente é chamada de "corrente de Bohm". Este es-tado uniforme é alcançado, apesar da corrente total aindaaumentar desde que a corrente do elétron ainda está aumen-tando no ponto no qual o potencial do eletrodo positivo é +Vf, assumindo que Vp - 2Vf > 0. Quando a tensão aplicada al-cança o ponto no qual o potencial do eletrodo positivo setorna Vp, então a corrente total satura desde que a correntedo elétron alcança seu estado uniforme. Entretanto, se atensão aplicada for adicionalmente aumentada para o valor noqual a queda de potencial dentro do revestimento do plasma émaior do que a energia potencial para ionizar os átomos, en-tão a corrente aumenta abruptamente no ponto D. Em algunscapacitores sem ou aperfeiçoamentos revelados neste documen-to, o ponto D corresponde a uma faixa de 23 KV até 30 KV.Aumentar a tensão além deste ponto não produz um beneficiosubstancial e correspondente.

Considere duas diferentes performances de capaci-tor assimétrico ilustrativo com diferentes tensões aplica-das, 1 grama / watt para 30 KV como o caso 1, e 324 grama /watt para 110 V como o caso 2, podem estar localizados nacurva de característica V-I. O caso 2 está localizado em umponto em algum lugar na curva entre Vf e C, para o eletrodopositivo e em um ponto em algum lugar na curva entre Vf e Bpara o eletrodo negativo. Em alguns casos, o ponto poderiaser à esquerda do ponto B mas geralmente deve ser simétricoao ponto para o eletrodo positivo para alcançar forças maio-res .

O caso 1 está localizado em um ponto em algum lu-gar no estado de corrente saturada de elétron, isto é, entreCeD para o eletrodo positivo e no ponto simétrico à es-querda para o eletrodo negativo. É acreditado que a foto-ionização, o aquecimento, ou uma combinação dos mesmos, uti-lizando UV, IR ou RF, ou outra radiação eletromagnética demoléculas de O2 e N2 eleva o nivel de energia de forma sufi-ciente para causar que um ou mais elétrons deixe o respecti-vo átomo (aqui, "ionização"), o que deixará as partículasprontas para manipulação pelos campos elétricos do mesmo mo-do que similar às moléculas ionizadas por alta tensão. Ener-gia suficiente cria um plasma. É acreditado que a ionizaçãoaltera a saturação da corrente limitada por carga no espaço,desde que parece que a ionização deve alterar a densidade doplasma e alterar o estado do plasma dentro do revestimento.Agora, observando esta curva característica V-I, a ionizaçãoirá aumentar o potencial do plasma Vp bem como Vf. Portanto,a curva será deslocada para a direita. Este deslocamento iráaumentar os valores da corrente saturada. A corrente de Bohmé expressa como:

<formula>formula see original document page 31</formula>

onde, n0 é a densidade de segundo plano do plasma,e é a carga do elétron, A é a área de superfície da sonda, Ké a constante de Boltsmann, Te é a temperatura do elétron, eM é a massa do íon. Esta equação também indica que o valorsaturado da corrente do íon pode ser aumentado pelo aumentoda densidade do plasma e da temperatura do elétron. É acre-ditado que isto também é verdadeiro para a corrente do elé-tron .A Figura 2C é um diagrama esquemático de partículacarregada do aperfeiçoamento da presente invenção com radia-ção eletromagnética ilustrando a densidade e a velocidade departícula aumentadas resultante. A velocidade é aumentadapor um aumento na energia. A ionização pelo uso de luz UV eou IR pode criar um plasma ionizado de forma fraca (istoé, parcial) . Além disso, a luz UV e / ou IR como uma formade radiação eletromagnética pode aumentar a densidade doplasma de forma significativa. Em adição à aplicação de ra-diação eletromagnética a partir de uma fonte de radiação e-letromagnética 20, se algum outro método para aquecer plasmafor aplicado, o valor da corrente saturada adicionalmenteirá aumentar. 0 aquecimento do plasma pode ser executado in-dependentemente do aumento da densidade do plasma por umaaplicação de radiação eletromagnética com uma freqüência di-ferente por outra fonte de radiação eletromagnética 20A. Deforma vantajosa, tanto o aumento da densidade do plasma comoo aquecimento do plasma podem ser utilizados pela utilizaçãode várias freqüências a partir das fontes 20, 20A. Em ;umamodalidade, as fontes 20, 20A podem ser uma única unidadecapaz de irradiar vários comprimentos de ondas ou podem servárias unidades. O momento total (p) concedido para as par-tículas neutras pela transferência a partir das partículascarregadas é o produto da massa χ a velocidade (p = mv) .Portanto, a transferência total de^ momento para as partícu-las neutras (apresentadas na Figura 3 como as partículas16A, 16B, 16C) a partir das partículas carregadas 16 na 'Fi-gura 2C possui tanto um número maior para massa maior dentroda região 28 como energia mais elevada devido ao aumento detemperatura para maior velocidade.

Existem vários métodos para adicionar energia paraum plasma. Um dos métodos é utilizar radiação eletromagnéti-ca de freqüência de rádio (RF). Neste método, geralmente po-dem existir três faixas de freqüência diferentes para apli-cação: uma freqüência de elétron ciclotron, uma freqüênciahíbrida inferior, e uma freqüência de íon ciclotron. Outraabordagem é utilizar o método de injeção de feixe neutrodentro do plasma. Neste método, partículas neutras de altavelocidade são injetadas dentro do plasma e estas partículasneutras energéticas se tornam íons energéticos (alta veloci-dade) pela perda de elétrons através das colisões com os í-ons menos energéticos (baixa velocidade) , os quais por suavez se tornam partículas neutras de baixa velocidade pelarecepção destes elétrons. Entretanto, este método exige umdispositivo para criar tal feixe neutro de alta velocidade eisto por sua vez exige uma fonte de energia maior: Por outrolado, o aquecimento RF do plasma pode ser alcançado pela u-tilização de um magnéton e uma fonte de energia similar, porexemplo, a um forno de microondas.

Estes métodos de aquecimento mencionados utilizamfontes externas. Sem estas fontes externas, é razoável espe-rar que algum aquecimento do plasma possa ser feito interna-mente pelo aquecimento ôhmico e pelo aquecimento pela com-pressão devido à pressão magnética no sistema. Entretanto, oaquecimento ôhmico se torna menos eficaz à medida:que a tem-peratura do plasma aumenta, desde que a resistividade doplasma inversamente depende de 3 / 2 da potência de sua tem-peratura (elétron). Portanto, será muito eficaz utilizar umafonte externa de aquecimento neste ponto. Após a corrente nosistema aumentar por este método, então o plasma pode seradicionalmente aquecido pela compressão magnética, porque éesperado que um campo magnético um tanto quanto forte sejacriado no sistema neste ponto. Sequenciar ou unir estes di-ferentes métodos de aquecimento pode ser um método muito e-ficiente de aquecimento sistemático.

Em pelo menos uma modalidade, a presente revelaçãoutiliza foto-ionização UV e / ou IR combinada com aquecimen-to RF. Aumentar a densidade do plasma, especialmente em com-binação com aumentar a energia do plasma e portanto, a velo-cidade e a temperatura equivalente, utilizando os métodoscitados acima, irá acentuar a força motiva do sistema. 0 au-mento na força de rede 26 (não em escala) é ilustrado comomaior na Figura 2C comparado com as Figuras 2B, 2A. É acre-ditado que tais métodos podem acentuar a força motiva porvárias ordens de magnitude. ;

Em adição a um meio possuindo partículas no qual ocapacitor assimétrico 2 opera, outros gases podem ser pro-porcionados para o capacitor assimétrico para suplementar ummeio ou em vez do meio. A necessidade de suplementação podeocorrer, por exemplo, quando o meio é espaço ou outro meiosem partículas ou com poucas partículas. Por exemplo, hidro-gênio ou hélio poderia ser utilizado com as- vantagens de se-rem independentes da atmosfera, possuindo· complexidade decomprimento de onda UV ou IR reduzida para uma única fre-qüência para a foto-ionização UV ou IR, e a otimização dafreqüência RF permitida para o efeito aumentado de tempera-tura do ion de hidrogênio. Adicionalmente, uma combinação degases poderia ser substituta para um único gás. Além disso,partículas tais como mercúrio vaporizado ou outras partícu-las úteis para criar e manter forças propulsoras e outrasforças, poderiam ser injetadas dentro de um volume no qual ocapacitor assimétrico opera.

A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma forçamotiva de momentos de partículas neutras experimentando co-lisões com partículas carregadas. Este diagrama ilustra oquanto as partículas neutras contribuem para a força de redecom o capacitor. Ele ilustra a derivação de força primáriacomo a transferência de momento a partir das partículas car-regadas 16 na Figura 2B, 2C para as partículas neutras 16A,16B, 16C. As partículas 16A com um vetor para cima possuemuma contribuição positiva para o empuxo para cima. As partí-culas 16B com um vetor para baixo possuem uma contribuiçãonegativa para o empuxo para cima. As;partículas 16C com so-mente um vetor horizontal não têm contribuição para o empu-xo. A força de rede 5A no primeiro eletrodo 4 geralmente épara baixo, a força de rede 7A no segundo eletrodo 6 geral-mente é para cima e a nova força resultante no capacitor as-simétrico 2 é a soma de vetores das forças 5A e 7A para re-sultar na força de rede 26. Esta força pode ser relacionadacom o empuxo atuando sobre a unidade física de propulsão.Alguma força adicional pode ser derivada a partir dos jatosde íons e do ar associado bombeando pelas partículas carre-gadas redirecionadas.

Em adição, eficiência adicional pode ser realizadapela produção de uma energia pulsada, ao invés da energiauniforme. 0 sistema pode pulsar a radiação eletromagnéticaaplicada junto às partículas, a tensão aplicada junto a pelomenos um dos eletrodos, ou uma combinação das mesmas. Exis-tem várias opções para produzir a energia pulsada. A energiapulsada pode ser mais eficiente, à medida que ela diminui oconsumo médio de energia. Por exemplo, e sem limitação, ex-perimentos e modelagem de um capacitor assimétrico padrãoenergizado por um estado uniforme CC de ~ 25 KV em ~ 1 mAnão demonstra redução que possa ser medida na força quando aenergia aplicada é pulsada 100 Hz sincronizado com a du-ração de pulso de ~ 10 ms).

Outra variação é controlar a área de superfície emum ou mais dos eletrodos pela textura da superfície, porosi-dade ou pelas aberturas proporcionadas através dos mesmos.Por exemplo, a área de superfície em um eletrodo pode seraumentada por se proporcionar aberturas através do eletrodo.De forma vantajosa, as aberturas podem estar localizadas noeletrodo para ajudar a afetar o fluxo de partículas paradentro e para fora do campo entre os eletrodos.

Adicionalmente, um óxido ou outro material podeser utilizado para revestir os eletrodos para aumentar aforça por fornecer uma fonte de partículas adicionais. 0 re-vestimento pode ser bombardeado com íons energéticos e compartículas neutras e as partículas do revestimento serão a-dicionadas para as outras partículas no plasma.

0 capacitor assimétrico pode funcionar como um"motor" para uma estrutura acoplada com o capacitor ou com aenergia direta emanando a partir do capacitor. 0 motor podeser utilizado virtualmente em qualquer campo, incluindo, semlimitação, veículos de ar, de terra, de espaço (acentuadopelas partículas de injeção para dentro do sistema do motor)e de mar, ambos tripulados ou não tripulados e em virtual-mente qualquer dispositivo ou sistema que precise de umaforça motiva para se mover ou um volume de energia que possaser emanado e direcionado a partir do capacitor. Adicional-mente, a presente invenção pode ser aplicada junto a peque-nos itens, incluindo itens nano-dimensionados e itens rela-tivamente grandes. Outro uso para a invenção é gerar um flu-xo de energia ou plasma direcionado para o exterior a partirdo aparelho.

Em pelo menos uma modalidade, o capacitor possuipoucas, se houverem, partes móveis e o motor pode ser desli-gado e ligado à vontade com pouco problema quanto à inativi-dade, como visto nos motores rotacionais típicos produzindoenergia motiva. A presente invenção utilizando o ar atmosfé-rico, e / ou um meio separado, tal como hidrogênio, hélio ououtro meio em vez do ar atmosférico^ possui a característicade um sistema de empuxo "digital", no qual ele pode ser es-tado sólido, com poucos ou nenhum componente analógico, taiscomo bombas, sistemas de:ignição, controle de fluído combus-tível, compressores, turbinas e controles de jatos. A ener-gia elétrica a partir das células de combustível pode sertrocada com o catodo e o anodo, com os diodos e lasers deemissão de luz de estado sólido UV e / ou IR, e com emisso-res RF de estado sólido. 0 empuxo pode ser controlado a par-tir de qualquer valor iniciando em zero até o máximo em umalinha de tempo que pode ser medida com as demandas como umtodo do sistema de controle do veículo. 0 equivalente analó-gico normalmente possui um ciclo inicial sustentado, e tam-bém pode ter uma condição inativa mínima e uma linha de tem-po de aceleração de forma significativa mais longa do que osrequerimentos como um todo que o sistema de controle podeexigir. Assim, o capacitor assimétrico com os aperfeiçoamen-tos neste documento como um motor de força motiva, pode serdenominado de um motor "digital".

Adicionalmente, o sistema pode incluir energiaportátil para o capacitor assimétrico 2 e / ou para as fon-tes eletromagnéticas 20, 20A. 0 método para proporcionarportabilidade é utilizar a conversão de energia química paraa elétrica, tais técnicas incluem, entre outras: células decombustível energizadas por hidrogênio, parafina, petróleo eoutros combustíveis; foto-captura ou painéis solares; fotos-síntese artificialmente acentuada; e organismos geneticamen-te modificados. Outras técnicas incluem energia solar, ener-gia armazenada tal como em baterias, fusão ou fissão contro-lada, e outras fontes que podem proporcionar uma fonte deenergia a partir de uma localização fixa ligada com um obje-to móvel utilizando o capacitor assimétrico da maneira reve-lada neste documento. O termo "localização fixa" é utilizadoamplamente e inclui por exemplo, o solo, uma estrutura fixa,ou uma estrutura em movimento em uma direção diferente ouvelocidade relativa ao capacitor assimétrico e a qualquerestrutura acoplada com o capacitor.

O prognóstico, otimização e ajuste da performancepodem ser realizados de forma empírica. Outra abordagem éutilizar uma simulação de plasma. Questões relacionadas coma análise deste sistema são altamente não lineares e pareceque um tratamento magneto-hidrodinâmico (MHD) do plasma éapropriado, porque a evolução de tempo do plasma ao redordos eletrodos complica a estrutura do campo elétrico e mag-nético de um modo autoconsistente. Desde que o plasma nestesistema é um plasma parcial fracamente ionizado, um trata-mento MHD com dois fluidos ou com três fluidos pode ser útilpara prognosticar a performance. 0 tratamento cinético deplasma provavelmente não é necessário para esta questão,porque as distribuições de velocidade dos elétrons e dos í-ons são acreditadas como se comportando como uma distribui-ção de MaxweiIlian. Entretanto, este tratamento pode ser útilao se projetar um dispositivo mais prático em termos de efi-ciência, melhoria e de controle, desde que as perdas de e-nergia devido à radiação incluindo a radiação de corpos ne-gros, de Bremsstrahlung e de impureza, e as micro-instabilidades no plasma que o tratamento MHD não pode prog-nosticar, podem ser consideradas.

Exemplo 1

Em- pelo menos uma modalidade, radiação eletromag-nética, tal como fotônica (incluindo UV e / ou IR) e energiaRF, podem ser liberadas para dentro de um volume do sistemade capacitor assimétrico. Os eletrodos podem ser pelo menosparcialmente, cobre, alumínio, ou outro material condutivo.Um ou mais eletrodos porosos podem ser utilizados para au-mentar a superfície total e a corrente de Bohm. Uma ou maisfontes de radiação eletromagnética (tal como um arranjo anu-lar de LEDs) são ligadas com as localizações acima do anodo,entre o anodo e o catodo, sob o catodo ou em qualquer combi-nação das mesmas, para energizar as partículas entre os ele-trodos (ou seja, pelo menos algum lugar nos campos circun-dantes dos eletrodos). Uma fonte de radiação eletromagnéticaadicional pode ser um dispositivo emissor RF utilizando mag-nétons pulsados com freqüência variável. Em algumas modali-dades, magnétons pulsados de 10 kW com freqüência variávelsão preferidos. Um arranjo de laser ou de LED pronto parauso ou um dispositivo RF pode ser utilizado. De forma vanta-josa, o método de ligação das fontes de radiação eletromag-nética com o capacitor assimétrico permite que as fontestratem o plasma de forma uniforme. Um laser comercialmentedisponível utiliza a linha de laser de 248 nm com pulsos defemtossegundo de alta energia para ionizar o ar (possivel-mente, na ordem de IO11 # / cm3) e também utiliza um lasercom comprimento de onda mais longa (tal como um laser infra-vermelho de 750 nm) para estabilizar o plasma. Por estabili-zar, o termo é pretendido para significar que este laser comcomprimento de onda relativamente mais longo reduz ou impedeo plasma de neutralizar a si próprio através da recombinaçãodos íons. Entretanto, a freqüência gerada a partir destedispositivo precisa ser variada de modo a aquecer o plasmacircundante de forma uniforme, porque a freqüência de elé-tron ciclotron e a freqüência de ion ciclotron dependem daintensidade do campo magnético e é esperado que esta inten-sidade varie no sistema. A modulação da forma de onda dacorrente CC acentua a ionização. O ajuste da performance éacentuado pela tensão de corrente de saida variável.

A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma moda-lidade de um motor de capacitor assimétrico 100. Os compo-nentes listados são meramente ilustrativos e sem limitação.Outros componentes podem ser substituídos, adicionados, ousubtraídos dos mesmos. Em geral, o motor 100 inclui um capa-citor assimétrico 110, incluindo um anodo 112 e um catodo114, como descrito acima. Uma ou mais fontes de radiação e-letromagnética 120, 122 podem ser utilizadas para proporcio-nar radiação de um ou mais comprimentos de onda para as par-tículas em um volume na proximidade dos eletrodos, tambémcomo descrito acima. Por exemplo, e sem limitação, a fontede radiação eletromagnética 120 pode incluir uma fonte fotô-nica de luz UV ou IR proporcionada por um ou mais lasers. Deforma similar e sem limitação, a fonte de radiação eletro-magnética 122 pode incluir uma fonte RF, tal como pode serproporcionada por um ou mais magnétons. A freqüência geradaa partir deste dispositivo pode ser variada de modo a aque-cer o plasma circundante de forma uniforme, porque a fre-qüência de elétron ciclotron e a freqüência de ion ciclotrondependem da intensidade do campo magnético e esta intensida-de varia no sistema. Uma fonte de energia 118 pode ser aco-piada com o capacitor assimétrico 110 para proporcionar e-nergia para pelo menos um dos eletrodos. A fonte de energia118 pode ser qualquer fonte de energia adequada capaz dedistribuir a energia para o anodo e para o catodo. A fontede energia 118 também pode proporcionar energia para uma oumais das fontes de radiação eletromagnética 120, 122. Alter-nativamente, a fonte de energia pode ser varias unidades ca-pazes de distribuir a energia para os elementos individuais.Uma fonte 126 de partículas pode ser acoplada com o capaci-tor assimétrico para proporcionar partículas em adição àspartículas no meio no qual o motor opera ou em vez de taispartículas. Por exemplo, a fonte pode ser um cilindro de gáscomprimido ou outro dispositivo de armazenamento para um a-bastecimento de partículas.

A Figura 5a é um diagrama esquemático de uma vistaem seção transversal de uma modalidade de um sistema utili-zando o capacitor assimétrico. O motor 100 inclui um capaci-tor assimétrico 110 possuindo um anodo 112 e um catodo 114.Em uma modalidade, o anodo pode ser feito de um ou mais dis-cos, lâminas, ou fios relativamente finos e altamente poro-sos, comparado com o catodo, o qual geralmente possui umaárea de superfície maior. Sem limitação, o catodo 114 podeser feito de um disco de alumínio relativamente espesso al-tamente poroso. O nível de porosidade é determinado baseadono limite de integridade estrutural do sistema incluindo woeletrodos, e outras considerações, tal como estabilidade. Assuperfícies do eletrodo podem ser revestidas com um materialtal como película de óxido ou outro revestimento para aumen-to adicional da performance.

Uma fonte de radiação eletromagnética 120, tal co-mo um dispositivo de laser ou LED, pode ser qualquer laseradequado ou outro dispositivo distribuindo o comprimento deonda requerido para as partículas que são para serem ioniza-das. Para tais partículas, comprimentos de ondas ilustrati-vos poderiam ser, sem limitação, na faixa de UV e de IR, talcomo menos ou igual a 1024 nm para O2 e menos do que ou i-gual a 798 nm para N2. Uma fonte de radiação eletromagnética122, tal como um dispositivo de aquecimento RF, também podeser utilizada, como descrito acima.

Adicionalmente, um ou mais refletores 124 podemser posicionados ao redor ou na área a ser ionizada. Os re-fletores podem aumentar a eficiência do dispositivo de lasere / ou do dispositivo de aquecimento RF por, de forma maisuniforme, foto-ionizar as moléculas e aquecer o plasma e porredirecionar a energia de outro modo dissipada para longedos campos do capacitor. Geralmente, um ou mais suportes116a, 116b, 116c, 116d irão suportar o anodo, o catodo, osrefletores, ou qualquer combinação dos mesmos, diretamenteou indiretamente através de outros suportes sendo acopladoscom outras estruturas circundantes, tal como uma caixa domotor 128. 0 motor 100 adicionalmente pode ser acoplado comuma estrutura maior, descrita abaixo. Para facilitar o aco-plamento, um ou mais suportes de motor 106 podem ser utili-zados .Uma fonte de energia 118 pode fornecer energia pa-ra o anodo 112, o catodo 114, para a fonte de radiação ele-tromagnética 120 (tal como um laser ou LED), para a fonte deradiação eletromagnética 122 (tal como uma fonte RF), ou pa-ra qualquer combinação dos mesmos. Uma fonte de partículas126 pode ser acoplada diretamente ou indiretamente com o ca-pacitor assimétrico 110 para proporcionar partículas suple-mentares ou primárias (tal como no espaço) para o capacitor.Um ou mais bicos de injeção 126A e / ou 126B podem direcio-nar as partículas a partir da fonte de partículas 126 para aentrada ou para o volume entre os eletrodos para proporcio-nar injeção de partículas uniforme e controlada. Um condutode energia 102 pode ser proporcionado a partir de uma loca-lização fixa 104. Alternativamente, a fonte de energia 118pode ser uma fonte de energia portátil que é independenteauto-suficiente de uma localização fixa para pelo menos al-gum período de tempo antes da renovação ou recarga ser exe-cutada .

A Figura 5B é um esquema de vista de cima da moda-lidade apresentada na Figura 5A. Em pelo menos uma modalida-de, o anodo 112 e / ou o catodo 114 do motor 100 pode inclu-ir uma ou mais aberturas 136 de modo a aumentar a área desuperfície de saída do eletrodo ou eletrodos particularespossuindo a abertura. A abertura pode ser disposta em um pa-drão para criar um anel de vórtice ou outros padrões paraacentuar a eficiência e a força resultante do capacitor. Asaberturas 136 podem permitir que o ar ou outro meio no qualo catodo ou o anodo opera, passe através dos eletrodos paradentro a região entre o anodo, o catodo, ou ambos. A área desuperfície aumentada por proporcionar maior eficiência parao motor 100.

A Figura 6 é um diagrama esquemático da previsãode energia para uma modalidade ilustrativa. A fonte de ener-gia 118, referenciada acima, pode ser utilizada para forne-cer energia para o capacitor assimétrico através de uma pri-meira parte da fonte de energia 130, especificamente, para oanodo e para o catodo, referenciados acima. Sem limitação, afaixa de consumo em watts ilustrativa é cerca de 200 watts(W) ou maior, mas tais valores podem ser dimensionados deforma apropriada para otimizar a performance para a aplica-ção específica. Uma segunda parte da fonte de energia 132pode ser utilizada para proporcionar energia para o disposi-tivo de laser ou para o arranjo de LED, referenciados acima.De forma similar, uma faixa de energia ilustrativa é cercade 300 W ou maior. Uma terceira parte da fonte de energia134 pode ser utilizada para fornecer energia para o disposi-tivo de aquecimento RF, referenciado acima. Uma faixa de e-nergia ilustrativa pode ser cerca de 1500 W ou maior, paraesta modalidade. As partes da fonte de energia podem serformadas como uma fonte de energia unitária ou como váriasfontes de energia. Naturalmente, outras modalidades podemter diferentes previsões de energia e esta modalidade é so-mente ilustrativa.

A revelação proporciona uma estrutura para ser a-coplada como o capacitor assimétrico, de modo que uma forçamotiva a partir do capacitor assimétrico pode proporcionarum empuxo para a estrutura. A estrutura pode suportar equi-pamento, uma ou mais pessoas ou outros organismos vivos, ououtros itens de interesse, neste documento amplamente deno-minados "carga útil".

A Figura 7A é uma vista em perspectiva esquemáticade uma modalidade de um veiculo aéreo não tripulado (UAV). AFigura 7B é uma vista de cima esquemática da modalidade daFigura 7A. A Figura 7C é uma vista lateral esquemática damodalidade da Figura 7A. As Figuras serão descritas em con-junto umas com as outras. O UAV 150 inclui uma fuselagem 152acoplada com um ou mais motores de capacitor assimétrico100. Cada motor pode ser na forma de um motor descrito acimacom um anodo, catodo, e uma ou mais fontes de radiação ele-tromagnética, tal como um ou mais dispositivos emissores defóton (tal como lasers) e dispositivos de aquecimento ou al-guma combinação dos mesmos. O UAV também inclui vários com-ponentes eletrônicos 154 adequados para o controle do UAV.Em pelo menos uma modalidade, a energia pode ser fornecidapara o UAV através de um conduto de energia 102, o qual podeser acoplado com uma fonte de energia remota tal como no ní-vel do solo ou em outra localização fixa 104. Em algumas mo-dalidades, a fonte de energia 118 pode ser proporcionada nopróprio UAV. O UAV também inclui os sensores 156, 103 paraacomodar a captura de imagem, eletromagnética, e de dadospara processamento e exibição.

De forma vantajosa, o UAV 150 pode incluir trêsmotores, apesar de mais ou menos motores poderem ser utili-zados. Os três motores ajudam a proporcionar o controle pla-nar, tal como arfagem, rolamento, e talvez guinada, do UAV.

Uma vantagem do UAV e de outros itens energizadospelo motor 100 é a assinatura em seção transversal de baixafreqüência acústica, eletromagnética, e / ou de radar. Esteaspecto pode ser particularmente útil para certos veículos eaviões.

Naturalmente, outras modalidades poderiam incluirveículos aéreos tripulados ou de pairar no solo, e veículosguiados, bem como um hospedeiro de outros itens no solo,dentro ou no mar, ou no ar, ou no espaço. A presente inven-ção cria um sistema universal de força motiva, geralmenteutilizado para propulsão. A invenção também pode gerar umfluxo de energia ou plasma direcionado para o exterior apartir do aparelho. Em uma modalidade, o motor não possuipartes móveis e pode reduzir o custo total de posse, inclu-indo os custos de aquisição e de manutenção.

Em pelo menos uma modalidade, algumas caracterís-ticas de projeto ilustrativas são faixa variável e faixa ex-tensiva; velocidade variável e capacidade de alta velocida-de; assinatura eletromagnética e RCS de baixa freqüência a-cústica; fonte de energia pulsada variável, na faixa de cer-ca de 1210 -160 + VCC ou VCA, 1,6 -16 +A, ~ 2 + kW; e baixamanutenção devido a poucas, se houverem, partes móveis comalguma leve manutençao para os nos aeviao a erosão.

A Figura 8A é uma vista em perspectiva esquemáticade uma modalidade de um veículo aéreo tripulado (MAV) 170. AFigura 8B é uma vista frontal esquemática da modalidade daFigura 8A. As Figuras serão descritas em conjunto umas comas outras. 0 MAV também pode ser utilizado como um veiculode pairar no solo. 0 MAV 170 geralmente inclui uma fuselagem172, uma sub fuselagem 174, e um ou mais motores 100 acopla-dos com as mesmas com os controles apropriados. A fuselagem172 é geralmente formatada e dimensionada para uma ou maispessoas. A ergonomia pode variar e em pelo menos uma modali-dade, pode se parecer com um assento de vôo de aeronave. Asub fuselagem 174 é formada de elementos estruturais e é a-copiada com a fuselagem 172. A sub fuselagem 174 pode pro-porcionar suporte para um ou mais motores 100 acoplados como MAV 170. Os motores podem ser montados em várias eleva-ções, tal como abaixo ou acima da fuselagem 172 ou em umaelevação entre os mesmos. Em algumas modalidades, uma eleva-ção maior pode proporcionar maior estabilidade por possuirum centro de gravidade inferior da carga útil.

Apesar do número de motores poder variar, de formavantajosa, vários motores 100 podem proporcionar controle deposição para o MAV 170, em pelo menos uma modalidade, os mo-tores 100 podem inclinar em um ou mais eixos geométricos emrelação à sub fuselagem 174 para criar uma variedade de ve-tores de empuxo possuindo uma magnitude e direção. Tal in-clinação pode ser automática ou manual.

O controle de posição pode ser feito automatica-mente, manualmente, ou em uma combinação dos mesmos. Por e-xemplo, um controlador 176, tal como um "manche", pode pro-porcionar controle planar, tal como arfagem e controle derolamento. O um controlador 178 pode proporcionar controlede guinada e ser atuado pelos pés de um operador no MAV 170.Os controladores podem incluir os componentes eletrônicos, ocabeamento, os fios de controle, e outros componentes neces-sários como seria conhecido pelos versados na técnica. Adi-5 cionalmente, o MAV 170 pode incluir um controlador de ener-gia 180 para controlar a energia para um ou mais motores100. Adicionalmente, o controle do MAV 170 pode ser aumenta-do utilizando giroscópios ou outros sistemas de controle deestabilidade.

Em algumas modalidades, o MAV 170 também pode in-cluir um para-queda de recuperação 182. O para-queda de re-cuperação pode ser aplicado em uma emergência para a segu-rança da pessoa ou pessoas no MAV.

A Figura 9A é uma vista de cima esquemática de ou-tra modalidade da presente invenção utilizando um motor decapacitor assimétrico. A Figura 9B é uma vista lateral es-quemática da modalidade apresentada na Figura 9A. As Figurasserão descritas em conjunto uma com a outra. O sistema adi-cionalmente pode incluir um veiculo 148 que pode ter váriosformatos, incluindo formatos geométricos, tal como círculos,elipses, quadrados, retângulos, bem como vários formatos ir-regulares. O veiculo 148 pode incluir um sistema de comuni-cação 158 e uma carga útil 160. A carga útil 160 pode vari-ar, dependendo dos propósitos do veiculo. Por exemplo, umveiculo de reconhecimento poderia incluir vários sensorescomo parte da carga útil. A carga útil 160 adicionalmentepode ser retrátil para diferentes operações quando viajandoou em uso.Para referência e descrição adicional nos desenhosseguintes, um eixo geométrico longitudinal 162 é definidoatravés das extremidades externas do veiculo 148. Para umveiculo simétrico, redondo, tal como apresentado nas Figs.

9A, 9B, o eixo geométrico longitudinal seria através de seudiâmetro. Um eixo normal à fuselagem 164 é definido atravésdo veiculo 148 em um caminho relativamente perpendicular aum eixo geométrico longitudinal 162. Geralmente, o eixo geo-métrico normal à fuselagem irá se estender através de umaparte central do veiculo, particularmente de veículos simé-tricos. Devido a fuselagem redonda por definição possuir umúnico diâmetro que pode ser desenhado em qualquer orientaçãoao redor da fuselagem a partir do eixo geométrico normal àfuselagem, um veículo redondo possui um número teoricamenteinfinito de eixos geométricos longitudinais. Para a modali-dade ilustrativa apresentada nas Figuras 9A, 9B, que podeser utilizada em um meio aéreo para vôo, o eixo geométriconormal à fuselagem geralmente pode ser alinhado com um eixonormal à terra, apesar de ser entendido que a orientação doveículo, tal como arfagem, rolamento e guinada, pode alterareste alinhamento. Adicionalmente, um eixo geométrico radial166 é definido como uma linha circunferencial à fuselagem doveículo ao redor de um eixo geométrico, tal como o eixo geo-métrico normal à fuselagem, e é utilizado para indicar ori-entações angulares do veículo ou de partes do mesmo~ertT~rel"ã=~ção ao eixo geométrico. Adicionalmente, o eixo geométricoradial pode ser utilizado para indicar as orientações angu-lares de algum ponto de referência no veículo em relação adados fixos, tal como o solo. Quando a orientação angular édada em relação a uma linha de vôo, a orientação angular éconhecida como "guinada" em termos aerodinâmicos. A orienta-ção angular pode ser expressa em graus ou em radianos.

Terminologia similar é utilizada neste documentopara veículos alongados. Para tais veículos, o eixo geomé-trico longitudinal 164 geralmente seria um eixo principal,tal como entre um nariz e uma cauda. Um eixo geométrico la-teral seria um eixo secundário, tal como através da largura.O eixo geométrico normal à fuselagem geralmente é na inter-seção entre os eixos geométricos longitudinal e lateral. 0eixo geométrico radial geralmente é um círculo circunscritoao redor do perímetro externo do veículo em relação a um ei-xo geométrico de referência, tal como o eixo geométrico Ion-gitudinal, lateral, ou normal à fuselagem. Em qualquer dadaorientação angular em relação a um eixo geométrico de refe-rência particular, um plano radial é definido como sendo or-togonal a um eixo geométrico de referência ou a uma combina-ção de eixos geométricos, onde ortogonad significa se rela-cionando ou composto de ângulos retos .com o eixo ou eixosgeométricos de referência, de modo que uma força possuindoum componente de força atuando no plano radial atuaria emuma direção radial em relação ao eixo ou eixos geométricosde referência.

Um motor de capacitor assimétrico T(H) põdê ser—a~copiado com o veículo 148. Em algumas modalidades, o motor100 pode ser disposto próximo de uma periferia do veículo. 0motor pode se estender substancialmente contínuo ao redor daperiferia, ou pode ser dividido em partes ao redor da peri-feria, ou pode estar localizado em outras localizações maiscentrais ao veiculo. A localização do motor e dos componen-tes do motor pode estar localizada em várias partes como po-de ser apropriado para o projeto particular. Um ou mais con-troladores podem utilizados para navegar o veiculo, e podemser automáticos, manuais, ou por controle remoto. É acredi-tado que um motor disposto em direção a uma periferia pro-porciona maior controle para movimento rápido, apesar detais localizações poderem variar, dependendo do formato doveiculo, da função do veiculo, e dos vários componentes deempuxo a partir do motor. 0 motor 100 pode incluir um oumais anodos e um ou mais catodos com uma ou mais fontes EMR.Em pelo menos uma modalidade, e como descrito abaixo, o mo-tor 100 pode incluir uma série de anodos, catodos, fontesEMR, ou uma combinação dos mesmos, que podem ser seletiva-mente energizados para proporcionar componentes de empuxovetorizados correspondendo aos eixos geométricos radial enormal. ;

As forças geradas a partir dos motores podem tercomponentes de força em várias direções ortogonais (geral-mente referenciadas como "eixos geométricos χ - y - z") paracada motor e uma força resultante para o veiculo em geral.Para propósitos ilustrativos e não de limitação, o motor a-presentado na Figura 9a é distribuído ao redor do verculo eas forças e os componentes de força serão descritos com re-ferência ao eixo geométrico normal à fuselagem 164. Entre-tanto, é para ser claramente entendido que as forças podematuar e serem descritas com referência a outros eixos geomé-tricos, como seria entendido pelos versados na técnica, da-dos os ensinamentos proporcionados nesta revelação e assim,não estão limitados aos eixos geométricos normais.

Enquanto o formato do veiculo pode variar como foidescrito acima, em pelo menos uma modalidade, um formatolenticular pode ser utilizado pelo fato que o veiculo podepossuir um formato circular com periferia afunilada. 0 motorassimétrico 100 pode ser disposto ao redor da periferia cir-cular com uma maior seção transversal em uma parte centralpara transportar uma carga útil. O veiculo lenticular podeproporcionar estabilidade direcional inerente pela atuaçãode várias combinações de uma fonte de anodo / catodo / EMRdo motor. O veiculo 148 pode ser lançado a partir do solo oude outra superfície. Ele pode particularmente ser lançado apartir de uma aeronave rotativa tal como um helicóptero ououtra aeronave para várias funções, incluindo de vigilância,de distribuição de carga útil, de assistência a recuperaçãoe de outros usos. Em pelo; menos um aspecto, um conceito delançamento aéreo poderia ser baseado em um conceito similarao "arremesso de disco" para proporcionar estabilidade e ve-locidade do veículo a medida que ele sai a partir da aerona-ve em vôo que pode ter turbulência de compensação. Um veícu-lo giratório pode proporcionar estabilidade inercial giros-cópica durante o tempo requerido para aliviar a turbulência,à medida que o motor responde e estabiliza o veículo parapropósitos de vôo. O veículo lenticular possui uma vantagemadicional de que ele não requer inclinação lateral para al-terar a proa, ou requer arfagem de mudança para alterar aaltitude. Ele simplesmente curva, sobe, ou desce pela ener-gização de várias partes do motor de capacitor assimétrico100. O veiculo também pode ter uma baixa assinatura observá-vel para rastreamento por radar, térmico e visual. O veiculopode adicionalmente se estabilizado sob condições de tempo-ral ou de turbulência de compensação por alterações de moni-toramento na arfagem e na guinada do veiculo na energizaçãode diferentes parte do motor de capacitor assimétrico emresposta. Adicionalmente, o veiculo pode incluir várias con-figurações de catodo com várias direções descritas com refe-rência às Figuras 13e 14, exclusivamente ou em combinaçãocom as disposições de catodo único, descritas na Figura 10.As configurações de catodo com várias direções podem propor-ciqnar controle adicional de arfagem positiva e negativa.Além disso, o próprio veiculo cria uma rotação ao redor doeixo geométrico normal à fuselagem para inércia giroscópicapela energização de uma ou mais partes do motor de capacitorassimétrico em um ângulo com um plano radial relativo a umeixo geométrico normal à fuselagem para criar um vetor deempuxo em um ângulo δ possuindo um componente de força radi-al, como apresentado nas Figuras 12A, 12B. Por exemplo, ainércia giroscópica pode ser vantajosa para estabilizar oveiculo durante os esforços de recuperação por uma aeronavecriando turbulência. Como um aperfeiçoamento adicional paraa operação do veiculo 148, vários sensores para movimentopode ser incluídos. Os sensores podem proporcionar orienta-ção para espaços confinados. Por exemplo, ecolocalização erastreamento espacial óptico em três dimensões podem serproporcionados para um piloto automático de modo que o vei-culo pode entrar e manobrar em áreas irregulares. Tais áreaspodem incluir corredores, escadas, salas, paredes, hastes,túneis, cavernas e outras limitações.

A Figura 10 é uma vista em seção transversal par-cial esquemática da modalidade apresentada na Figura 9A. 0veiculo 148 pode ser acoplado com o motor de capacitor assi-métrico 100 que inclui um ou mais capacitores assimétricos euma ou mais fontes EMR direcionadas para o um ou mais capa-citores assimétricos. O capacitor assimétrico 110 inclui vá-rios eletrodos possuindo diferentes áreas de superfície, talcomo um ou mais anodos 112 e um ou mais catodos 114 . O capa-citor assimétrico 110 pode ser montado em um ângulo γ em re-lação ao eixo geométrico normal 164. 0 alinhamento das li-nhas de Gauss circundando o capacitor assimétrico 110, comodescrito acima, produz uma força resultante vetorizada noângulo γ, como·descrito mais completamente com referência àsFiguras IlA e ;11B, geralmente alinhado ao longo de um eixogeométrico 142.entre os centros das áreas de superfície.

A Figura 10a é um diagrama esquemático do veículona Figura 10 possuindo um eixo geométrico normal à fuselagemgeralmente alinhado com um eixo geométrico normal à terra. AFigura 10b é um diagrama esquemático do veículo na Figura 10possuindo um eixo geométrico normal à fuselagem em um ângulocom o eixo geométrico normal à terra. As figuras serão des-critas em conjunto umas com as outras. 0 ângulo γ do vetorde empuxo em relação ao eixo geométrico normal à fuselagem164 apresentado na Figura 10 pode ajudar a proporcionar es-tabilidade inerente para o veiculo à medida que ele se movee arfa, rola, e / ou guina. Na Figura 10a, o eixo geométriconormal à fuselagem do veiculo 164 está alinhado com o eixogeométrico normal à terra 144, ou seja, o ângulo σ apresen-tado na Figura IOb é aproximadamente zero. Vetores de empuxoilustrativos 140a, 140c são apresentados no ângulo γ em re-lação ao eixo geométrico normal à fuselagem 164, e em rela-ção ao eixo geométrico normal à terra 144 devido ao alinha-mento entre o eixo geométrico normal à fuselagem e o eixogeométrico normal à terra. Os vetores de empuxo 140a, 140cpossuem componentes de força iguais com respeito ao eixo ge-ométrico normal à fuselagem e ao eixo geométrico normal áterra.

Se por resposta de deslocamento ou de rajada devento, o eixo geométrico normal à fuselagem 164 se desviardo eixo geométrico normal à terra 144 por um ângulo σ comoapresentado na Figura 10b, o vetor de empuxo 140a fica agorainclinado em um valor angular de ( γ - σ) em relação ao eixogeométrico normal à terra transportado 144', enquanto man-tendo seu ângulo γ em relação ao eixo geométrico normal àfuselagem 164. 0 componente de força alinhado com o eixo ge-ométrico normal à terra é maior no menor ângulo inclinado (γ- σ) comparado com o ângulo γ original e cria uma força mai-or na direção do eixo geométrico normal à terra. Em contras-te, o vetor de empuxo 140c agora possui um valor angular (γ+ σ) em :relação ao eixo geométrico normal à terra transposto144' ', enquanto mantendo seu ângulo γ em relação ao eixo ge-ométrico normal à fuselagem 164. 0 componente de força ali-nhado com o eixo geométrico normal à terra é menor no ânguloinclinado maior (γ + σ) comparado com o ângulo γ original ecria uma força reduzida na direção do eixo geométrico normalà terra. Os componentes de força relativos dos vetores deempuxo 140a, 140c criam um momento de correção para o eixogeométrico normal à fuselagem 164 para se tornar coincidentecom o eixo geométrico normal à terra 144.

0 motor assimétrico pode ser um par de eletrodosassimétricos possuindo um anodo e um catodo ou pode ser vá-rios anodos e / ou anodos. 0 motor pode adicionalmente in-cluir uma ou mais fontes EMR para fornecer energia EMR parafacilitar a criação de um ambiente de plasma ao redor doseletrodos. De forma vantajosa, várias partes do motor podemser energizadas para criar diferentes forças em diferenteslocalizações nas direções ortogonais. Por exemplo, pode seraplicada tensão para um ou mais dos eletrodos e a força ge-rada a partir das partes dos eletrodos pode ser aumentadapela aplicação de energia EMR para estas partes. Este modode operação pode ser particularmente útil guando um ou maisdos eletrodos é relativamente maior do gue a fonte EMR, oque permite uma aplicação focada da EMR para as partes docapacitor assimétrico. Em pelo menos um exemplo, o veiculo148 pode incluir um anodo e um catodo circundando a perife-ria ou alguma parte do mesmo e a fonte EMR pode ser divididaem fontes EMR separadas para a combinação de anodo / catodopara proporcionar forças em várias localizações do veiculo.Da mesma forma, o motor pode incluir várias combinações deanodo / catodo em diferentes partes do veículo, de modo quecombinações especificas podem ser energizadas e a fonte EMRaplicada para as mesmas para proporcionar as forças nas vá-rias localizações.

De acordo com a descrição neste documento, o capa-citor assimétrico pode ser energizado por uma fonte de ener-gia 118. Em pelo menos uma modalidade, a fonte de energiapode incluir uma fonte de bateria, tal como baterias de ní-quel e cádmio, baterias de níquel e haleto, células de com-bustível, e outras fontes portáteis de energia. Além disso,como descrito neste documento, uma ou mais fontes EMR 120,122 podem ser utilizadas para criar o ambiente de plasma emconjunto com o capacitor assimétrico 110. Adicionalmente, omotor 100 pode incluir uma fileira ou série de fontes EMR120, 122 dispostas ao redor da periferia como fontes separa-das capazes de atuação independente em conjunto com o um oumais capacitores assimétricos. A uma ou mais fontes EMR 120,122 podem ser radialmente dispostas na modalidade interiorou exterior ao capacitor assimétrico 110 ao longo do eixogeométrico radial 166, apresentado na Figura 9a. Em pelo me-nos um modo de operação, a fonte EMR pode variar a EMR parao capacitor assimétrico pela variação da largura de pulsoEMR, a qual é uma modulação de largura de pulso, para con-trolar a quantidade de força gerada através do capacitor as-simétrico 110 e o motor 100 como um todo. Em outro modo, atensão pode ser variada pára os eletrodos e além disso alargura do pulso da EMR e a tensão podem ser variadas emcombinação. A largura de pulso EMR modulada pode proporcio-nar uma resposta de forma significativa maior na taxa de ge-ração e o aumento da força a partir dos eletrodos assimétri-cos comparado com simplesmente variar a tensão para os ele-trodos .

A Figura IlA é um vista em seção transversal par-cial esquemática da modalidade apresentada na Figura 10 comovista a partir do eixo geométrico normal à fuselagem 164 o-lhando em direção à periferia do veiculo, tal como algumaparte do veiculo marcada na Figura 9a. A Figura IlA ilustraum ou mais anodos, catodos, e / ou fontes EMR. Por clareza,a discussão a cerca das Figuras IlA e IlB e subseqüentementea cerca das Figuras 12A e 12B irá manter as duas dimensões.Entretanto, é para ser claramente entendido que as forçasatuam, e podem ser descritas com referência a três eixos ge-ométricos ortogonais, como seria entendido pelos versados natécnica, dadas as instruções proporcionadas nesta revelação,e assim não estão limitados a dois eixos geométricos.

Em uma modalidade do motor assimétrico 100, um ar-ranjo de um ou mais anodos, catodos, e fonte EMR pode serdisposto ao redor de uma periferia do veiculo 148, apresen-tado nas Figuras 9A, 9B, 10. 0 número de componentes, asdisposições de espaçamento e a localização podem variar e amodalidade ilustrada é para transmitir o conceito de utili-zar um ou mais anodos, catodos, fontes EMR, ou uma combina-ção dos mesmos, para controlar veiculo 148. 0 motor assimé-trico 100 geralmente irá possuir pelo menos um anodo e pelomenos dois catodos, onde os catodos estão em ângulos um como outro em relação ao anodo. Os anodos e os catodos podemestar em capacitores assimétricos diferentes do motor assi-métrico ou podem estar em um capacitor assimétrico possuindovários anodos e / ou catodos.

Em pelo menos uma modalidade, um ou mais anodos112A, B, C podem ser seletivamente energizados. De forma si-milar, um ou mais catodos 114A, B podem ser seletivamenteenergizados, bem como uma ou mais fontes EMR 122A, 122B. E-nergizar um ou mais dos vários anodos, catodos, e / ou fon-tes EMR pode variar os vetores de empuxo gerados pelo motorassimétrico 100 em magnitude, direção, ou ambas.

Adicionalmente, o um ou mais anodos, catodos, efontes EMR podem ser escalonados em diferentes localizações,de modo que a atuação seletiva pode produzir variações nosvetores de empuxo. Na ilustração apresentada na Figura 11A,o vetor de empuxo 140 é produzido substancialmente em ali-nhamento com o eixo geométrico normal à fuselagem 164 porseletivamente energizar um capacitor assimétrico e uma fonteEMR acoplada com o capacitor assimétrico, ou partes do mes-mo. 0 vetor de empuxo 140 na direção para cima ilustrado naFigura IlA poderia corresponder a uma força de levantamentopara o veiculo 148 acoplado com o motor. Para empuxo máximo,todos os anodos e catodos e fontes EMR poderiam ser energi-zados. Para empuxo regulado, e pára vários empuxos de dire-ção controlados, uma ou mais combinações do um ou mais ano-dos, catodos e / ou fontes EMR podem ser energizadas. Porexemplo, os anodos 112A, B podem ser energizados em conjuntocom os catodos 114A, 114B. Ao mesmo tempo, o anodo 112M, ocatodo 114M, e a fonte EMR 122B, podem não ser energizados(ou seja, neutros). Dependendo da localização do anodo, ca-todo, e / ou fonte EMR energizada, a performance do veiculo148 pode ser afetada em arfagem, guinada, rolamento, acele-ração, desaceleração, e velocidade constante. Em pelo menosuma modalidade, as partes ou "setores" de combinações de umou mais anodos, catodos, e / ou fontes EMR podem ser dividi-das em aproximadamente três graus de arco ao redor da peri-feria do veiculo 148. Naturalmente, outras combinações e ta-manhos de setores podem ser feitos.

De forma similar, se o capacitor assimétrico fosseconstruído de modo que várias fontes EMR pudessem criar umplasma em diferentes partes do capacitor assimétrico, entãoo capacitor assimétrico poderia ser geralmente energizadocom tensão e as várias fontes EMR seletivamente energizadaspara controlar os vetores de empuxo gerados pelas partes docapacitor assimétrico e a força a partir do capacitor assi-métrico como um todo. Uma tal modalidade poderia incluir umcapacitor assimétrico substancialmente ao redor de toda aperiferia do veículo 148. Alternativamente, um ou mais capa-citores assimétricos poderiam ocupar partes significativasdo motor de capacitor assimétrico como um todo, tal como 15%ou mais da periferia, incluindo dividir em terços ou quar-tos. Fontes EMR menores poderiam focar as partes do capaci-tor (es) assimétrico. 0 capacitor(es) assimétrico poderia serZb energizado, incluindo ao redor da periferia, e as fontes EMRpoderiam controlar a força gerada pelas partes específicasdo capacitor assimétrico ou as partes do mesmo enquanto ocapacitor (es) assimétrico permanece energizado.A Figura IlB é um diagrama esquemático ilustrandoos componentes de força do vetor de empuxo apresentado naFigura 11A. O componente de empuxo geralmente será na dire-ção ou na orientação de uma linha através dos centros dasáreas de superfície dos eletrodos do capacitor assimétrico.Por exemplo, na Figura 10, o anodo e o catodo são dispostosem um ângulo γ com o eixo geométrico normal 164. Assim, comoapresentado na Figura 11B, o vetor de empuxo 140 geralmenteestaria no ângulo γ com o eixo geométrico normal, mas geral-mente alinhado no plano 168, o qual está ele próprio alinha-do com o eixo geométrico normal à fuselagem, devido ao ali-nhamento do motor assimétrico e dos anodos e / ou catodosenergizados. 0 vetor de empuxo poderia conceitualmente serseparado em componentes de força, como é conhecido pelosversados na técnica, para proporcionar um primeiro componen-te de força 165 geralmente alinhado com o eixo geométriconormal à fuselagem 164 e um segundo componente de força 167no plano 168 geralmente perpendicular ao primeiro componentede força. A magnitude dos componentes de força varia de a-cordo com o magnitude do vetor de empuxo 140 e do ângulo γ.

0 vetor de empuxo no ângulo γ, apresentado na Fi-gura 11B, pode ser alterado pela alteração da orientação fí-sica do anodo / catodo. Dependendo da localização do capaci-tor assimétrico particular ou das partes do mesmo e da dire-ção do vetor de empuxo desejada, diferentes ângulos podemser utilizados em diferentes partes do veículo. Por exemploe sem limitação, capacitores assimétricos mais centralmentedispostos podem ser alinhados em um ângulo γ menor e outroscapacitores assimétricos, ou partes, dispostos em direção auma periferia do veiculo, podem ser alinhados em um ângulo γmaior. Outras variações certamente são possíveis, incluindoalinhar os capacitores assimétricos, ou partes do mesmo, comoutros eixos geométricos, tal como um eixo geométrico longi-tudinal ou lateral, ou com uma combinação dos mesmos.

A Figura 12A é uma vista em seção transversal par-cial esquemática do motor assimétrico apresentado na Figura11A, ilustrando uma alteração direcional de vetor de empuxo.A Figura 12B é diagrama esquemático ilustrando componentesde força do vetor de empuxo da Figura 12A. As figuras serãodescritas em conjunto umas com as outras. Este esquema ilus-tra como os vetores de empuxo podem ser variados pela ener-gização de uma variedade de anodos, catodos, e / ou fontesEMR, tal como apresentado e descrito com referência à Figura11A. Na Figura 12A, os anodos 112A, B, C são energizados co-mo foi descrito acima para a Figura 11A. Entretanto, catodosadicionais podem ser energizados e incluem o 114A, B, C, D.Devido ao deslocamento geométrico nos componentes energiza-dos causar uma variação no fluxo direcional dos elétrons epartículas nas linhas de Gauss, tal como estas apresentadasna Figura 1, o vetor de empuxo 140 na Figura 12B pode serdirecionado em um ângulo δ diferente com respeito ao plano168 do vetor de empuxo 140 apresentado na_Ficrura 11B. Ditode outra forma, o vetor de empuxo 140 possui um ângulo δ ze-ro na Figura IlB porque ele existe no plano 168 e um ânguloδ diferente de zero na Figura 12B, porque ele possui um com-ponente radial ortogonal ao plano 168.Os vários componentes de força a partir do vetorde empuxo podem ser ilustrados com referência à Figura 12Bcomo um vetor de empuxo ilustrativo e não limitativo. Porreferência, os componentes de força são descritos em relaçãoao eixo geométrico normal à fuselagem, apesar de ser enten-dido que outros eixos geométricos podem ser referenciados àmedida que apropriado. 0 vetor de empuxo 140 possui um com-ponente de força 165 alinhado com o eixo geométrico normal àfuselagem 164 e um componente de força 169 perpendicular aoeixo geométrico normal à fuselagem, ou seja, em uma direçãoradial. Referindo-se brevemente à Figura 11B, outro compo-nente de força 167 está alinhado com o plano 168. Assim, porextensão, o componente de força 169 na Figura 12B estaria emuma direção radial ortogonal ao plano 168. As várias forçase seus componentes podem ser direcionados para controlar oveiculo em seus movimentos de translação e / ou de rotação.

Outras combinações energizadas podem ser feitas,incluindo um número menor ou maior de anodos e / ou eletro- dos. De forma similar, o ambiente de plasma pode ser afetado e, portanto, a magnitude e a direção do empuxo pela energi- zação de uma variedade de fontes EMR em relação às combina-ções energizadas de anodo / catodo.

A Figura 13 é um diagrama esquemático de outra mo-dalidade do motor de capacitor assimétrico possuindo uma ca-pacidade de empuxo multidirecional. Em pelo menos uma moda-lidade, a capacidade multidirecional, tal como a capacidade de empuxo de reversão, pode ser realizada pela suplementação ;de um anodo / catodo com um catodo adicional distai do pri-meiro catodo. Por exemplo, um anodo 112 pode ser dispostoentre os catodos 114, 114' ou em algum ângulo com os cato-dos. Dito de forma diferente, utilizando uma linha entre oanodo e um dos catodos, o outro catodo pode ser disposto emalgum ângulo em relação a esta linha, de modo que os catodossejam dispostos em um ângulo um com o outro em relação aoanodo. 0 ângulo θ será maior do que O0 e menor do que 360° empelo menos duas dimensões. Uma fonte de energia 118 podeproporcionar energia para todos ou para alguma combinação dedispositivo de anodo / catodo e pode, ela própria, incluirsub-componentes para variar a entrada de energia para cadaum dentre o anodo / catodos. Como descrito acima, a forçagerada a partir do motor assimétrico 100 pode ser acentuadapela provisão das fontes EMR 120A, 122A entre o anodo 112 eo catodo 114. De forma similar, um ambiente de plasma podeser criado e / ou acentuado entre o ando 112 e op catodo114' pela utilização de uma ou mais fontes EMR 120B, 122B.Em algumas modalidades, as fontes EMR 120A, 120B podem sercombinadas em uma única unidade como podem ser as fontes EMR122A, 122B para energizar o ambiente de plasma ao redor dacombinação de anodo / catodo apresentada na Figura 13. Comouma ilustração adicional, a entrada de energia para a combi-nação de anodo 112 / catodo 114' pode ser variada em relaçãoà entrada de energia para dentro da combinação de anodo 112/ catodo 114. Por exemplo, em um regime de operação ilustra-tivo, pode ser vantajoso proporcionar mais energia para acombinação de anodo 112 / catodo 114 do que para a combina-ção de anodo 112 / catodo 114'. Para amplificar a força pro-duzida, uma ou mais das fontes EMR 120A, 122A podem ser maisdirecionadas para a combinação de anodo 112 / catodo 114.

Outros catodos podem ser acoplados com o anodo pa-ra adicionalmente variar os vetores de empuxo gerados pelasvárias combinações de anodo / catodo, e a modalidade ilus-trativa de dois catodos com um anodo é meramente ilustrativado conceito que permite diferentes vetores de empuxo a par-tir do motor de capacitor assimétrico sem necessariamentefisicamente mover os vários componentes. É acreditado que osvários vetores de empuxo a partir de diferentes combinaçõesde anodo / catodo podem geralmente reagir mais rapidamentedo que fisicamente mover vários componentes para realizar umalteração similar na direção de empuxo.

A Figura 14 é uma vista em seção transversal par-ciai esquemática de um veiculo possuindo um motor assimétri-co 100 com uma capacidade de empuxo multidirecional ilustra-do na Figura 13. O capacitor assimétrico 110 pode incluir oanodo 112 com os catodos 114, 114'. Similar à ilustração naFigura 10, um ou mais fontes EMR 120, 122 podem ;ser propor-cionadas para acentuar o empuxo gerado pelo motor assimétri-co 100. Uma fonte de energia 118 pode proporcionar energiapara o motor. A magnitude e a direção do empuxo 140 podemser variadas pela energização de qualquer combinação do ano-do 112 com o catodo 114 ou do anodo 112 com o catodo 114' edas várias fontes EMR 120, 122. Se a combinação de anodo 112/ catodo 114 for energizada, o vetor de empuxo geralmente épara cima. Se a combinação de anodo 112 / catodo 114 for e-nergizada, o vetor de empuxo é alterado para uma direção di-ferente, ou seja, geralmente para baixo na ilustração. Amagnitude de qualquer vetor de empuxo pode ser variada pelaquantidade de entrada para qualquer uma das combinações. A-dicionalmente, em pelo menos uma modalidade, o ângulo demontagem do capacitor assimétrico 110 pode alterar o compo-nente de empuxo radial dependendo do ângulo γ, descrito naFigura 10, 14, por exemplo, ou do ângulo δ, descrito nas Fi-guras 12A, 12B, ou de uma combinação dos mesmos.

A Figura 15A é um diagrama esquemático de vista decima de uma modalidade de um veiculo ilustrando várias loca-lizações de empuxo para mover o veiculo. A Figura 15B é umdiagrama esquemático ilustrando vários vetores de empuxo noveiculo apresentado na Figura 15A para aceleração. A Figura15C é um diagrama esquemático ilustrando vários vetores deempuxo no veiculo apresentado na Figura 15A para velocidadeconstante. A Figura 15D é um diagrama esquemático ilustrandovários vetores de empuxo no veiculo apresentado na Figura15A para desaceleração. As figuras serão· descritas em con-junto umas com as outras. Estas figuras ilustram vários mo-dos de operação para o veiculo 148. Os capacitores assimé-tricos (ou parte do mesmo) IlOA até IlOD apresentados na Fi-gura 15A são somente representativos de várias localizaçõesilustrativas de capacitores assimétricos utilizados para ge-rar os vetores de empuxo ou partes de um ou mais capacitoresassimétricos que são energizados e / ou irradiados a partirdas fontes EMR para produzir os vetores de empuxo.

Como um modo de operação, o veiculo pode ser ace-lerado para a direita como apresentado nas figuras pela a-plicação de uma quantidade de empuxo maior para a direita doque é requerido sob condições constantes. Para propósitosilustrativos e sem limitação, o vetor de empuxo 140A poderiasr formado pela energização de um ou mais anodos, catodos, e/ou fontes EMR associados com um capacitor assimétrico (ouparte do mesmo) IlOA disposto em um ângulo γ, referenciadoacima. Assim, o vetor de empuxo 140A poderia ser alinhadocom o eixo geométrico normal à fuselagem 164, tal como noplano 168 na Figura 11B, como visto a partir da esquerda doveiculo em direção ao eixo geométrico normal à fuselagem doveiculo.

Outras combinações de anodo / catodo / fontes EMRpoderiam ser energizadas, as quais estariam em ângulos com adireção de movimento, tal como em capacitores assimétricos(ou parte do mesmo) 110B, 110D. Para gerar um vetor de empu-xo 140B no capacitor assimétrico 110B, um ou mais anodos,catodos, e / ou fontes EMR poderiam ser energizados paracriar um vetor de empuxo angular em um ângulo δ, tal comoilustrado e descrito com referência; às Figuras 12A, 12B. A-dicionalmente, os vetores de empuxo.podem atuar em um ânguloδ, descrito acima, pelo capacitor assimétrico nesta parte doveiculo sendo alinhado inicialmente neste ângulo, se deseja-do. Outros capacitores assimétricos poderiam ser alinhadosem outros ângulos nesta parte do veiculo a ser energizadapara diferentes modos de operação.

Os vetores de empuxo 140A·, 140B geralmente tambémproduziriam uma força de levantamento que criaria uma arfa-gem para cima no lado direito do veiculo 148, como visto naperspectiva da Figura 15B. Para deslocar a arfagem para cimano veiculo, um capacitor assimétrico IlOC poderia ser ener-gizado para criar um vetor de empuxo de deslocamento 140Cpara alterar a arfagem, se desejado. 0 vetor de empuxo 140Cpoderia ser alinhado com seu respectivo plano, tal como oplano 168 apresentado na Figura 11A, em relação ao eixo geo-métrico normal à fuselagem 164 como visto a partir da direi-ta do veiculo. Quando visto a partir da direita, o vetor deempuxo 140C poderia ser similar ao vetor de empuxo 140 ilus-trado na Figura 11A.

É aparente que por alterar a magnitude e / ou adireção dos vetores de empuxo, os vetores de empuxo podemtambém criar um movimento rotativo para o veiculo. Tal movi-mento rotativo pode ser utilizado em momentos para propor-cionar estabilidade inercial giroscópica.

Para velocidade constante, onde as forças sobre oveiculo são mais constantes, os vetores de empuxo poderiamser variados em magnitude e em direção como apresentado naFigura 15C. Por exemplo, o vetor de empuxo 140B poderia seralinhado em seu respectivo plano em relação ao eixo geomé-trico normal à fuselagem 164 e aos vetores de empuxo 140A e140C, enquanto possuindo um componente de força oposto um aooutro, poderia ser alinhado com o eixo geométrico normal 164em cada um de seus respectivos planos, de modo que os váriosvetores de empuxo a partir de suas posições de perímetro re-lativas vistos em direção ao eixo geométrico normal 164 po-deriam parecer com o vetor de «mpuxo 140 apresentado nas Fi-guras 11A, 11B. Cada vetor de empuxo poderia variar em mag-nitude, por exemplo, para pairar, ascender ou descender ver-ticalmente, ou manter uma velocidade lateral constante emuma direção perpendicular.

Em um modo de desaceleração, os vetores de empuxopoderiam aplicar maior empuxo contra a direção de movimentodo que sob condições constantes para atuar como um "freio"para o veiculo. Por exemplo, o vetor de empuxo 140C poderiaainda ser alinhado com o eixo geométrico normal à fuselagem164 em seu plano mas poderia, em certas aplicações, ter umamagnitude maior do que, por exemplo, o vetor de empuxo terianas Figuras 15B, 15C. Adicionalmente, o vetor de empuxo 140Bpoderia ser criado em um ângulo δ em relação ao seu respec-tivo plano, tal como descrito com referência à Figura 12B.Para controlar a arfagem, o vetor de empuxo 140A poderia serutilizado possuindo um componente de força oposto a estesdos vetores de empuxo 140B, 140C.

Vários fundamentos da invenção forma explicadosneste documento. As várias técnicas e dispositivos reveladosrepresentam uma parte do que os versados na técnica de fisi-ca de plasma prontamente entenderiam a partir das instruçõesdeste pedido. Os detalhes para a implementação da mesma po-dem ser adicionados pelos versados na técnica. As figurasacompanhantes podem conter informações adicionais não espe-cificamente discutidas no texto e tais informações podem serdescritas em um pedido posterior sem adicionar novos temas.Adicionalmente, várias combinações e permutações de todos oselementos ou aplicações podem ser criadas e apresentadas.Tudo pode ser feito para otimizar a performance em uma apli-cação especifica.

0 termo "acoplado", "acoplamento" e assim por di-ante são utilizados amplamente neste documento e podem in-cluir qualquer método ou dispositivo para segurar, vincular,conectar, fixar, ligar, unir, inserir no mesmo, formando nomesmo ou naquele lugar, comunicando ou de outro modo associ-ando, por exemplo, mecanicamente, magneticamente, eletrica-mente, quimicamente, diretamente ou indiretamente com ele-mentos intermediários, uma ou mais peças de membros juntos epode adicionalmente incluir inteiriçamente formar um membrofuncional com o outro.

As várias etapas descritas neste documento podemser combinadas com outras etapas, podem ocorrer em uma vari-edade de seqüências, a não ser que de outro modo especifica-mente limitado, várias etapas podem ser inseridas nas etapascitadas, e as etapas citadas podem ser divididas em váriasetapas. A não ser que o contexto exija de outro modo, a pa-lavra "incluindo" ou variações tais como "compreende" ou"compreendendo",.deve ser entendido como implicando na in-clusão de pelo menos o elemento ou etapa citada ou grupo deelementos ou etapas ou equivalentes dos mesmos, e não a ex-clusão de qualquer outro elemento ou etapa ou grupo de ele-mentos ou de etapas ou equivalentes dos mesmos.

Adicionalmente, quaisquer documentos para os quaisé feita referência no pedido para esta patente, bem como to-das as referência listadas em qualquer lista de referênciasdepositada com o pedido, são por meio deste documento incor-porados por referência. Entretanto, até a extensão que asdeclarações podem ser consideradas inconsistentes com a pa-tente desta invenção, tais declarações são expressamente pa-ra não serem consideradas como feitas pelos requerentes.

Além disso, quaisquer direções tal como "cima","baixo", "esquerda", "direita", "ascendente", "descendente"e outras direções e orientações são descritas neste documen-to para clareza com referência ás figuras e não são para se-rem limitantes do dispositivo ou sistema ou uso real do dis-positivo ou sistema. 0 dispositivo ou sistema pode ser uti-lizado em uma série de direções e orientações.

REFERÊNCIAS

1.Szielasko, Klaus, High Voltage "Lifter" Experi-ment: Biefeld-Brown Effect ou Simple Physics?, Genefo, April2002.

2Stein, William B., Electrokinettic Propulsion:The Ionic Wind Argument, Purdue University, Energy Conver-sion Lab, September 5, 2000.

3;Bahder, Thomas B. And Bazi, Chris, Force on anAsymmetrie Capaeitor, Army Research Laboratory, September27, 2002.

4Bahder, Thomas B. And Bazi, Chris, Force on anAsymmetric Capacitor, Army Research Laboratory, March 2003

5Bilen, Sven, G. Domonkos, Mathew T., and Galli-more, Alec D., The Far-Field Plasma Environment of a HollowCathode Assembly, University of Michigan, AIAA Conference,June 1999. :6Canning, Francis X., Melcher, Cory, and Winet,Edwin, Asymmetrical Capacitor for Propulsion, Glenn ResearchCenter of NASA (NASA/CR-2004-213312) , Institute for Scien-tific Research, October, 2004 .

Claims (28)

1. Método para fornecer uma força com um motor decapacitor assimétrico, CARACTERIZADO pelo fato decompreender:aplicar radiação eletromagnética em partículas emuma média em proximidade para um motor de capacitorassimétrico tendo pelo menos três eletrodos de diferentesáreas de superfície e separados por uma distância;aplicar tensão para pelo menos um dentre oseletrodos para gerar uma força de rede com o motor decapacitor assimétrico; evariar a força pela aplicação da voltagem,radiação ou uma combinação destes para combinaçõesdiferentes de eletrodos.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de o motor de capacitor assimétricocompreende pelo menos um anodo e pelo menos um primeirocatodo e um segundo catodo e onde pelo menos o primeirocatodo é disposto em um ângulo diferente com relação aoanodo e o segundo catodo para criar um anodo e uma primeiracombinação de catodo e um anodo e segunda combinação decatodo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pelo fato de variar a força inclui aplicar atensão, radiação ou uma combinação destes ao anodo eprimeira combinação de catodo e mudar a força pela aplicaçãoda tensão, radiação ou uma combinação destes ao anodo esegunda combinação de catodo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro catodo é dispostodistalmente a partir do segundo catodo com relação ao anodo,e onde variar a força compreende reverter a direção da forçapela aplicação seletiva da tensão, radiação ou umacombinação destas ao anodo e primeira combinação de catodo eao anodo e segunda combinação de catodo.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o capacitor assimétricocompreende uma pluralidade de eletrodos compreendendo anodose catodos e variar a força compreende aplicar a tensão,radiação ou uma combinação destas aos eletrodos parareverter a direção da força.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o motor de capacitorassimétrico compreende uma pluralidade de eletrodoscompreendendo anodos e catodos e variar a força compreendeaplicar a tensão, radiação ou uma combinação destas parapelo menos partes selecionadas dos eletrodos para criar umaforça de rede em um veiculo acoplado ao motor de capacitorassimétrico para mover o veiculo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que aplicar a radiaçãoelet-romagné-t-i-ca_à_partículas, cria um plasma entre oseletrodos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreendesuplementar a média com partículas suplementaresselecionadas.

9. [Claim missing on original document]

10. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de compreendermodular uma largura de pulso da radiação eletromagnéticapara as partículas, variar a tensão para pelo menos umdentre os eletrodos ou uma combinação destes.

11. Sistema para produzir uma força, CARACTERIZADOpelo fato de compreender:um motor de capacitor assimétrico compreendendopelo menos um primeiro eletrodo possuindo uma primeira áreade superfície e pelo menos dois segundos eletrodos possuindouma segunda área de superfície diferente a partir daprimeira área de superfície, o segundo eletrodo estandodisposto em ângulos para cada um em relação ao primeiroeletrodo;uma fonte de tensão acoplada ao motor de capacitorassimétrico para aplicar tensão ao motor e gerar uma forçade rede com o motor, a direção da força de rede sendodependente da tensão aplicada às várias combinações doprimeiro eletrodo e dos segundos eletrodos; euma fonte de radiação eletromagnética adaptadapara aplicar radiação a partículas entre os eletrodos.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que um dos segundos eletrodos édisposto em uma parte distai do primeiro eletrodo a partirde outros segundos eletrodos.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dentre ossegundos eletrodos é disposto no lado do outro segundoeletrodo em relação ao anodo.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de adicionalmente compreender umveiculo acoplado ao motor de capacitor assimétrico, osistema sendo adaptado para energizar seletivamente umavariedade de combinações do primeiro e dos segundoseletrodos para variar uma força de rede gerada pelo motor decapacitor assimétrico.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que o veiculo compreende um motorde capacitor assimétrico distribuído em volta de uma parteda periferia do veículo.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15,CARACTERIZADO pelo fato de que o veículo compreende umveículo lenticular.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos algumascombinações dos primeiros eletrodos e dos segundos eletrodossão combinações de reversão onde pelo menos um dentre ossegundos eletrodos é disposto em uma parte distai doprimeiro eletro do a partir de outro segundo eletrodo.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de o motor de capacitor assimétricoé montado em um ângulo inclinado a um eixo normal através deuma parte central do veículo.

19. Sistema para produzir uma força, CARACTERIZADOpelo fato de compreender:um motor de capacitor assimétrico compreendendopelo menos um primeiro eletrodo possuindo uma primeira áreade superfície e pelo menos um segundo eletrodo possuindo umasegunda área de superfície diferente a partir da primeiraárea de superfície;uma fonte de tensão acoplada ao capacitorassimétrico para aplicar tensão ao motor e gerar uma forçade rede com o motor; epelo menos uma fonte de radiação eletromagnéticaadaptada para aplicar radiação a pelo menos uma parteselecionada de um ou mais dentre os eletrodos.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema é adaptado parafornecer tensão a um ou mais eletrodos e a fonte de radiaçãoé adaptada para fornecer radiação eletromagnética variável àparte selecionada dentre um ou mais eletrodos.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que o motor compreende um únicoanodo e a fonte de radiação eletromagnética é adaptada paraaplicar a radiação a uma ou mais partes do motor paraproduzir uma força a partir daquela parte.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21,CARACTERIZADO pelo fato de que o motor compreende umapluralidade de eletrodos possuindo uma pluralidade decombinações de anodo e catodo e uma pluralidade de fontes deradiação eletromagnética, onde as fontes de radiaçãoeletromagnética são adaptadas para fornecer radiação parapelo menos uma dentre as combinações do anodo e do catodo.

23. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que aplicar radiaçãoeletromagnética adicionalmente compreende aquecer aspartículas com um magnéton.

24. Método, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que aplicar tensão a pelo menosum dos eletrodos adicionalmente compreende aplicar tensão apelo menos um eletrodo poroso.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de radiaçãoeletromagnética compreende um magnéton.

26. Sistema, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dos eletrodos époroso.

27. Sistema, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que a fonte de radiaçãoeletromagnética compreende um magnéton.

28. Sistema, de acordo com a reivindicação 19,CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um dos eletrodos époroso.