CN101300423A - 通过向不对称电容器引入受控等离子体环境来产生定向力的系统、设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供通过向不对称电容器引入等离子体环境来产生并使用动力和其它力的方法、设备和系统，导致力的明显增加。在一个实施例中，通过电磁辐射，增加等离子体温度、或它们的一些组合，将能量场中的等离子体环境电离，增加等离子体密度，应用系统向能量场提供能量。本发明还产生能流或等离子体从设备导向外部。本发明还能够以实质上减小的电压电平、以各种角度提供动力。

Description

通过向不对称电容器引入受控等离子体环境来产生定向力的系统、设备和方法

技术领域

本发明涉及不对称电容器。本发明尤其涉及通过引入受控等离子体环境，利用不对称电容器来产生力。

背景技术

已知当提供足够的功率时，不对称电容器表现出合力。不对称电容器一般是一种具有几何上不同的电极表面面积的电容器。被加上电压的不对称电容器周围的电场产生不平衡力，因此产生小幅度的动力。过去几十年的挑战在于产生动力所要求的能量的量，也就是推力功率比。虽然重量轻，但是不对称电容器模型已显示出产生足够的力来克服它们本身质量的重力效应的能力，所要求的能量的量不允许对这个特点的实际的、商业化的应用。另一个挑战在于“空间电荷限制电流”饱和点(又称为“电荷空间限制”)或给定体积的空间所能容纳的带电粒子的限制。给定体积中的粒子数量限制了该体积中所能产生的力的大小。

由于各种原因，很多研究人员利用离子及其运动来产生动力。一些美国专利描述了涉及不同环境中的动力的静电电荷。通过参考将这些专利合并于此。例如，1934年9月授予Brown的美国专利No.1,974,483涉及通过在可充电体积和关联电极的系统中提供并维持高电势的静电电荷来产生力或动力的方法。1949年1月授予Hergenrother的美国专利No.2,460,175涉及通过分子与用负电势提供能量的导电部件之间的吸引力将气体分子电离并移开分子的离子真空泵。1952年2月授予Mallinckrodt的美国专利No.2,585,810涉及用于推进飞行器的射流推动设备以及电弧设备。1953年4月授予Hertzler的美国专利No.2,636,664涉及使气体分子受到电离力，导致它们在预定方向上运动的泵送方法。1956年10月授予Lindenblad的美国专利No.2,765,975涉及通过气体的电晕放电效应，不需要移动部分的气体的运动。1960年8月授予Brown的美国专利No.2,949,550涉及利用用于产生力的电势来获得结构与周围介质之间的相对运动的动电设备。1964年2月授予Gehagen的美国专利No.3,120,363涉及利用离子放电的比空气重的飞行设备以及推动和控制方法。2001年9月授予Campbell的美国专利No.6,317,310涉及的方法和设备公开了将两个空间上不对称的电容器充电至高电势以产生推力。

在1959年9月授予Streib的美国专利No.2,876,965中可见跨过机翼的气体分子的非电离应用以产生升力。该专利涉及能够利用机翼的径向横截面作为有效机翼来垂直和水平飞行的环形机翼。

Brown观察到真空环境中的不对称电容器系统的非零合力。考虑由于在介质(空气)中没有带电离子产生的情况下从电极蒸发的带电离子在电极表面产生的压力，可以说明这种现象。Brown还观察到力在设备与周围的液体电介质之间产生相对运动，即，如果将设备保持在固定位置，则电介质移动通过设备。此外，如果设备可以自由移动，则介质与设备之间的相对运动导致设备向前运动。这些现象可以通过这样的理论来解释：带电离子向电极表面的动量转移是产生推力的机制，因为如果将系统保持在固定位置，则高能离子被改变方向，通过并环绕电容器，不损失任何动量。如果系统可以自由移动，则作为碰撞的结果，仍然有离子流动通过并环绕电容器，但是与将系统固定的情况相比，这个流动要弱很多，因为离子通过与电极表面的碰撞，损失了它们的动能和动量。此外，Klaus Szielasko(GENEFO www.genefo.org“High Voltage Lifter Experiment：Biefield-Brown Effect or Simple Physics”最终报告，2002年4月)注意到当系统的极性反转时，装置的运动没有差别，因此推断带电离子受到的静电力不是推动的机制。支持其潜在原理的进一步指导可由下文获得：Canning，Francis X.，Melcher，Cory，Winet，Edwin，Asymmetrical Capacitors for Propulsion，Glenn Research Center of NASA(NASA/CR-2004-213312)，Institute for Scientific Research，2004年10月，在本申请要求优先权的临时申请之后公开。

本发明之前，产生的动电场大量出现这样的问题：较高的能量输入得到低的输出或合力。虽然已知不对称电容器的一般概念和电离力的利用，但是不能产生足够的动力消除了许多潜在的应用。因此，迄今为止的困难在于，当要求的高电压的大小必须大到足以在第一位置产生传导电流时，增加离子处理推动系统中的传导电流而不增加功耗。

迄今为止的另一挑战在于，基于上述努力和其它类似的努力，需要的可接受的高电压输入。但是，高电压输入具有不希望的二次效应。这些效应包括实质上的电磁场和干扰、在周围物体上的静电累积、x辐射、产生臭氧、以及其它负效应。

因此，仍然需要改进的不对称能量场来产生改进的动力。

发明内容

本发明提供通过向不对称电容器引入受控等离子体环境来产生动力和其它力的方法、设备和系统。能流或等离子体从设备导向外部。本发明利用相关能量场的不对称方面，但是将能量场的能量大小提高了几个数量级。通过增加等离子体密度、等离子体能量(和等效的等离子体温度)以及相关的粒子速度、或者以上参数的组合，在部分获得动力的显著增加。这个增加允许将电离动力应用于迄今为止还未实现的实际应用。

在一个实施例中，通过电磁辐射，例如通过激光器或发光二极管(LED)的环形阵列，应用系统向能量场中引入受控等离子体环境，向能量场提供能量。通过增加等离子体密度、等离子体能量、以及粒子速度、或者以上参数的组合，能够向能量场提供能量。此外，在得到明显不对称的能量场之前，可向等离子体环境提供能量。在另一个实施例中，相比于以前没有电磁辐射时要求的电压电平，本发明利用电磁辐射以实质上更小的电压电平显著增加了力。有利的是，低电压能够减少或消除以前要求向不对称电容器引擎提供能量的高电压电平所带来的负面的二次效应。

本发明提供一种通过不对称电容器引擎提供力的方法，包括步骤：向不对称电容器引擎附近的介质中的粒子施加电磁辐射，所述不对称电容器引擎具有至少三个电极，所述至少三个电极具有不同的表面面积，并分开一定的距离；向至少一个所述电极施加电压，通过所述不对称电容器引擎产生合力；以及通过向所述电极的不同组合施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，改变所述力。

本发明还提供一种系统，用于产生力，包括：不对称电容器引擎，包括至少一个第一电极和至少两个第二电极，所述第一电极具有第一表面面积，每个所述第二电极具有不同于所述第一表面面积的第二表面面积，所述至少两个第二电极设置为相对于所述第一电极互呈角度；电压源，连接所述不对称电容器引擎，向所述引擎施加电压，通过所述引擎产生合力，所述合力的方向取决于施加在所述第一电极和所述第二电极的不同组合上的电压；以及电磁辐射源，适于向所述电极之间的粒子施加辐射。

本发明还提供一种系统，用于产生力，包括：不对称电容器引擎，包括至少一个第一电极和至少一个第二电极，所述第一电极具有第一表面面积，所述第二电极具有不同于所述第一表面面积的第二表面面积；电压源，连接所述不对称电容器引擎，向所述引擎施加电压，通过所述引擎产生合力；以及至少一个电磁辐射源，适于至少向一个以上所述电极之间的选择部分施加辐射。

附图说明

以上概述了本发明，下面参照本发明的实施例进行更详细的描述，实施例在附图中示出并在下文中描述。但是要注意，附图仅示出本发明的一些实施例，因此不应视作对本发明范围的限制，因为本发明也容许有其它等效的实施例。

图1为本发明的不对称电容器和相关系统产生的电磁场环境的示意图。

图2A为以相比图1更简化的形式的基线不对称电容器的带电粒子示意图。

图2B为施加了电磁辐射(EMR)的不对称电容器的带电粒子示意图，示出更大的粒子密度。

图2C为本发明加强电磁辐射的带电粒子示意图，示出得到的更大的粒子密度和速度。

图2d为示出朗缪尔静电探针的伏安特性的示意图。

图3为经历与带电粒子的碰撞的中性粒子动量的动力的示意图。

图4为不对称电容器引擎的一个实施例的示意图。

图5a为使用不对称电容器的系统的一个实施例的横截面示意图。

图5B为图5A所示实施例的示意性俯视图。

图6为一个示例性实施例的功率预算的示意图。

图7A为无人驾驶机(UAV)的一个实施例的示意性立体图。

图7B为图7A的实施例的示意性俯视图。

图7C为图7A的实施例的示意性侧视图。

图8A为有人驾驶机(MAV)的一个实施例的示意性立体图。

图8B为图8A的实施例的示意性前视图。

图9A为使用不对称电容器引擎的本发明的另一实施例的示意性俯视图。

图9B为图9A的实施例的示意性侧视图。

图10为图9A所示实施例的部分示意性剖视图。

图10a为图10中的飞行器(vehicle)的示意图，飞行器的体法线轴与地球法线轴大致对准。

图10b为图10中的飞行器的示意图，飞行器的体法线轴与地球法线轴成一个角度。

图11A为从朝向飞行器外围的体法线轴观察时，图10所示实施例的部分示意性剖视图，示出一个或多个的阳极、阴极、和/或EMR源。

图11B为示出图11A的推动矢量的力分量的示意图。

图12A为图11A所示的不对称引擎的部分示意性剖视图，示出推动矢量的方向变化。

图12B为示出图12A的推动矢量的力分量的示意图。

图13为具有多方向推动能力的不对称引擎的另一实施例的示意图。

图14为包括图13所示的具有多方向推动能力的不对称引擎100的飞行器的部分示意性剖视图。

图15A为飞行器的一个实施例的示意性俯视图，示出用于移动飞行器的不同推动位置。

图15B为示出图15A所示飞行器上用于加速的不同推动矢量的示意图。

图15C为示出图15A所示飞行器上用于恒速的不同推动矢量的示意图。

图15D为示出图15A所示飞行器上用于减速的不同推动矢量的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种系统、方法和设备，通过在不对称电容器中向电极之间的粒子施加电磁辐射(在此或“EMR”)将粒子电离，从不对称电容器产生力。电磁辐射在电容器中产生高激励态，例如等离子体态，用于产生相比于现有成就更大的力，例如从电容器发出的动力或其它力。这种力的增加是通过控制等离子体密度、等离子体能量或粒子速度、等离子体温度、负电极(阴极)与阳极相关的表面面积、以及这些因素的组合来实现的。

不对称电容器的不同电极具有不同的表面面积，这种电容器在轴向，也就是从大电极或负电极到小电极或正电极的连线方向上获得合力(netforce)。这个力的方向与电源电压的极性无关，因为当极性改变时这些合力的方向不变。由于表面面积差别大，所以大电极或负电极上的合力远远大于小电极或正电极上的合力。

一般地，本发明准备以优选的频率提供外部能量，将粒子激发为离子，或者将离子激发为高能离子，以产生等离子体条件。本发明通过产生等离子体，提供较小的能量输入来获得较大的力输出，当在电极上施加电压时，可在不对称电容器电极之间操纵等离子体。公知的术语“等离子体”意欲包括高能的自由移动电子和离子的集合，离子也就是失去电子的原子。需要能量将电子从原子剥离，以产生等离子体。为了产生等离子体而输入粒子的能量可以是不同的来源：热、电、或光(紫外光或激光器发出的强光)。如果没有足够的维持功率，则等离子体重新结合为中性气体。

本发明和不对称电容器的综述

图1为本发明的不对称电容器和相关系统产生的电磁场环境的示意图。附图提供对不对称电容器的操作的一些理解，以更好地理解本发明的创造性改进。表示从带电粒子转移的动量的矢量(即某一方向上的力)的大小既不成比例也不准确。电磁场线是近似的。

不对称电容器2一般包括第一电极4、第二电极6、介质11，第一电极4与第二电极6通过介质11分开一段距离，介质11包括气体(例如空气)、真空(例如空间)、或者液体。空间的真空中的操作一般可有利地使用通过粒子的介质注入。对于液体中的操作，一般引擎会被加上电压，与电极之间的等离子体作用，被供以蒸发的液体，例如具有气体性质的水蒸气，通过下面讨论的关联碰撞足以电离。第一电极具有适当地环绕暴露在介质中的部分的第一表面面积，同样地，第二电极具有第二表面面积，对于不对称电容器来说，这些表面面积不同。此外，每个电极的绝对大小和一个电极与另一个电极的相对大小可导致电极产生的合力的差别。一般，第一电极为阳极，第二电极为阴极，阳极比阴极具有更多的正电荷(电压)。一般，阴极的表面面积更大。电极可具有任何几何形状或者与其它形状的组合，并且在一个或多个电极中具有几何图案，例如开孔等等。阳极例如可以是发射器线、叶片、或盘，阴极可以是薄片、叶片、或盘，但是不限于此。电极可以是任何适当的材料，包括铜、铝、钢、或者能够在电极之间建立电磁场的其它材料。一般，电极包括导电材料以建立电磁场。对于一些应用来说，重量、成本、电导率、结构的整体性、以及其它因素可确定特定电极的确切材料或材料的组合。例如，可在密度更小和/或电导率更低的材料上使用密度更大和/或电导率更高的第一材料，形成复合电极，但是不限于此。此外，电极可以是电连接在一起的多个表面，以改变特定电极的表面面积。按照惯例，通过电源8向阳极施加正电压，而阴极关于阳极为负，虽然也可以将极性反转。在一些实施例中，可以向两个电极都施加电压，阳极通常正电势更高。可使用交变电流(AC)和直流电(DC)。

当在至少一个电极例如阳极上施加电压时，因为与电极相比，电极之间的介质相对地不导电，所以在电极之间产生电磁场。为了本发明的目的，按照这样的电场来讨论场：电场12具有变化强度的电场线，在电极之间的中心点处，电场线一般与电极之间拉伸的线9平行，而在电极附近，电场线弯曲甚至反转。磁场14的磁场线在电场线上的任何特定点，一般都与电场线垂直。因此，在电极之间的中心点，磁场线一般与线9垂直。电场用于向介质中的粒子16提供能量，产生带有若干电荷值的离子，磁场用于在离子的特定位置处的磁场的方向上吸引离子。因为电场和磁场延伸为远离从电极到电极的直线，所以远离直线并包围电极的粒子也受影响。因此，包围电极的这种粒子也可以包括在这里宽泛地限定为“在电极之间”的体积中，如电磁场区域28所示。术语“粒子”在这里被宽泛地使用，包括中性粒子和带电粒子(即“电离”)，除非具体上下文另有指定。粒子可以是分子或原子或亚原子粒子，例如电子、中子、质子，以及其它亚原子粒子。

具体而言，向不对称电容器2施加电压时，传导电流从较小的或正的电极4向较大的或负的电极6流动。根据安培定律，该传导电流产生环绕电容器的方位角磁场。为了清楚起见，在该系统中采用圆柱坐标，轴向取为沿着从负电极到正电极的线9的方向。“子系”带电粒子在介质(一般是空气、或水蒸气或如上所述引入的其它介质)中产生，由于与“父系”电子和离子的碰撞而蒸发或者从电极表面发射出去，除了前述电场(eE)产生的力之外，“子系”带电粒子还受到洛仑兹力(j×B或enV×B)，其中矢量用黑体字母表示。这里，“父系”意欲表示承载传导电流的初级带电粒子，而“子系”意欲表示通过与父系带电粒子的碰撞而产生的次级带电粒子。在电极6的顶部和底部，离子由于该洛仑兹力而被向内推动(在圆柱坐标中：-z×-φ＝-r，其中(z)表示电场的轴向分量，(φ)表示磁场方向，(r)表示离子的运动方向)。

在电极6的上部平坦表面，由于力(-r×-φ＝-z)，离子被向上推动，其中，向上的方向是朝向较小的正电极4的方向。在靠近顶表面的区域，离子被向内和向上推动。在较大的或负的电极6的下表面，由于电场在电极底部的轴向分量(z)的反转的方向(φ)，这样依次将磁场的方向(φ)反转，所以离子的向上运动被反转。由于远离第一电极4，所以这个区域的力被认为比上部区域中的力要弱，导致在轴向分量(z)的方向上的合力。靠近正的、较小的电极4的离子经历类似的运动，但是是在轴向分量(z)的相反方向上。

动(即推动)力是特定电极的整个体表面上压力(通过与高能离子的碰撞而产生)的合力，导致电极4上的合力5和电极6上的合力7，电极6上的合力7与电极4上的合力5方向相反。每个电极的合力对准线9的方向，但是方向相反(即沿着坐标轴系统的z轴)。因为电极表面面积的差别，所以电极6上的合力大于电极4上的合力。使用不对称电容器的整个系统通过线9的轴向方向(即从负的或较大的电极到正的或较小的电极的线的方向)上合力5、7的矢量和获得合成的合力26，与电源的极性无关。

虽然关联电子的运动与离子的运动完全相反，但是电子的动量转移与离子的动量转移相比，被认为是可以忽略不计的。因此，离子向中性粒子的动量转移被认为是对合动力做出贡献的主要机制。在从较小的电极4远离较大的电极6末端的方向上产生粒子的离子射流18，能够进一步从电容器发出力。

一般，由于传导电流产生的磁场而导致的洛仑兹力的大小的量级与静电力相比可以忽略不计。但是人们认为，当等离子体的局部电流密度由于欧姆加热和电导率增加而显著增加时，在可能出现强磁场的局部点洛仑兹力也可以足够大。在这些点，大小的量级可以为每平方厘米兆安培，因此洛仑兹力与静电力相当或更大。

有了对不对称电容器的操作的基本理解，下面进一步讨论本发明的创造性方案。在至少一个实施例中，在不对称电容器电极之间的介质的体积中产生粒子的增强电离环境，可增加带电粒子的密度、粒子的温度、或者这两者都增加。增强的带电粒子可升级到等离子体级别的环境，可根据等离子体密度和平均等离子体温度(因此影响粒子速度)而受控制。术语“等离子体”意欲一般地表示由离子、电子和中性粒子构成的高度电离气体。等离子体是与固体、液体以及普通气体不同的物质态。

通过向粒子提供电磁辐射，例如紫外线辐射、红外线辐射、射频辐射、其它频率的辐射、或者这些辐射的组合，可产生粒子的增强电离环境。该环境一般包括至少部分的等离子体。可使用一个或多个电磁辐射源20、20A来提供这种辐射。优选地，根据要电离的粒子使用一定波长的辐射将粒子升级到等离子体状态。通过一个或多个电源22、22A给源20、20A供电，电源22、22A可与电源8相同。

根据本发明的教导，可以提高从不对称电容器得到的合力的值而不需要增加电源8给电容器的输入功率。当然，电磁辐射源需要输入功率来进行电离，从而可能产生受控等离子体环境。但是，系统的净增益能够以显著的裕度为电场提供能量，甚至达到大小的一个量级以上。

通过向电极之间的体积施加电磁辐射，能够进一步为通过向电极提供功率而产生的电磁场中的粒子提供能量。电磁辐射能够增加电极之间(包括电场中粒子的体积)的等离子体密度。通过使用替代的电磁辐射源，电磁辐射还能够增加等离子体温度，等离子体温度增加粒子速度。在一些实施例中，对于等离子体密度和温度都能够增加电场。此外，在发展显著的不对称能量场之前，电场能够被提供能量。

增加等离子体密度和/或等离子体温度允许通过不对称电容器系统的合力增加功率输出，迄今为止成为限制因素，而不管多年的努力。已知的术语“空间电荷限制电流”(在下文中详述)是出现饱和之前给定空间中离子的电荷的最大量，并限制更多的电荷。增加饱和值可允许合力的增加和功率输出的增加。

现有技术致力于有伴随物限制和复杂化的高电压。发明人通过允许对于不对称电容器使用较低的电压，以及通过一个以上波长的电磁辐射放大给粒子的能量，发展了一种在饱和级别以伴随物的增加来增加等离子体密度和/或温度的替代性的、改进的方法。结果是不希望的非线性响应，相比于使用同样电压的任何已知不对称电容器配置，大大增加了从不对称电容器输出的合力。在一些实施例中，增加为大小的一个量级以上。有利的是，低电压能够降低或消除迄今为止由于给不对称电容器引擎提供能量所要求的高电压导致的负效应。

此外，发明人确定，由于通过更大的饱和值使用额外粒子的更大的能力，向电场中注入粒子增加了本发明的系统能够提供的产生的力。注入的粒子可包括气体粒子，例如氢气、氦气、或其它气体和物质。注入可作为不对称电容器操作所处的介质的补充，或者代替该介质。此外，注入粒子可提高不对称电容器在低于压力的标准条件(1大气压)下操作的能力，例如空间的相对真空或者其它低气压条件或基本上没有气压的条件。

图2A、图2B、图2C是根据本发明的教导，具有带电粒子的不对称电容器的示意图，对比了力的矢量和的显著增加。图2A为以相比图1更简化的形式的基线不对称电容器的带电粒子示意图。第一电极4和第二电极6具有暴露在待提供能量的粒子中的不同表面面积，并且第一电极4和第二电极6形成基本的不对称电容器2配置。电极之间的粒子16(即电磁场28中的粒子)具有一定的密度和速度24。速度指示特定粒子的能量级别以及温度。如图1所示，粒子相互作用总体上在不对称电容器上形成合力，示出为力26。

图2B为施加了电磁辐射的不对称电容器的带电粒子示意图，示出更大的粒子密度。向粒子施加电磁辐射以合成的合力的方式明显向不对称电容器提供更大的功率输出。人们认为，施加电磁辐射增加了等离子体密度。电极4和6能够以给定的功率级别操作。电磁辐射源20能够向粒子16施加电磁辐射，以向粒子提供能量。具体而言，在至少一个实施例中，能够以激光器、一个以上的发光二极管(LED)、或者其它光子发射源施加电磁辐射。辐射用于产生电极之间的介质的一部分电离，一般包括不对称电容器所处的介质。优选地，激光器使用的波长是较短的波长，例如红外线(IR)和紫外线(UV)或更短的波长。例如，对光电离的研究表明，对于O₂为大约1024nm或小于1024nm、对于N₂为大约798nm或小于798nm的特定频率，这两种气体分子都将光电离，变为准备好以与通过高电压电离的类似分子相同的方式由电场操纵。虽然频率可随着电离的不同效率而改变，但是人们认为频率的商用可行范围对于O₂为大约750nm至大约1024nm，对于N₂为大约248nm至大约798nm。这种与气体具体相关的频率有时候称为夫琅和费频率。这些谐波频率导致特定气体以较少的能量输入电离。较少的能量用于将粒子电离以产生等离子体有助于更多的每能量输入单位力输出。

此外，可以向介质提供频率的组合。在上述实例中，如果介质是包括大量氧气和氮气的空气，则可以向介质施加特定频率的能量用于每种成分，以实现更有效的电离。此外，可以以不同的频率施加其它的电磁辐射，即部分短波，而其它的是长波，这样能够向粒子增加更多的能量。可以同时地或者以逐步的方式、以不同的次序独立地、或者结合施加给电容器的电压的次序向粒子施加频率。这种同时的或者有序的施加有利地导致引擎的更高效率。

另一辐射源是使用248nm的激光器以高能飞秒脉冲将空气电离(量级可能为10¹¹个粒子/cm³)。此外，系统通过减少等离子体中和，可使用更长的波长(例如750nm IR)来稳定等离子体，不希望的等离子体中和的发生是由于与其它粒子的再结合而产生中性粒子，不会以任何实质方式对力做出贡献。要施加的频率或多个频率是示例性的，很大程度上取决于不对称电容器操作所处的介质和要被提供能量的特定粒子，可由被提供了在此包含的指导和公开内容的本领域技术人员确定，不需要不适当的实验。这样的人员一般包括物理领域例如等离子体物理领域的专家。公开内容一般地提供通过除了先前单纯依靠在不对称电容器电极两端的电压之外的方法，有效地增加粒子能量，产生等离子体，得到较大的力。

通过以电磁辐射(例如UV和/或IR光)将不对称电容器中和不对称电容器周围的体积内的粒子电离，介质的密度和能量增加到产生至少一部分等离子体的点。等离子体可由电场和磁场加速和控制，电场和磁场允许等离子体受控和被利用。

增加等离子体密度和温度具有双重好处：在相同的体积内提供更多的粒子产生分子碰撞，进而电离；粒子的能量也被增加，在碰撞过程中给予更多的能量。相比于图2A，更大的电离能力导致更多的碰撞和更大的合力26。

更大的等离子体密度允许对于给定的合力可降低电极上的电压，并减少负的高电压效应。因为粒子被施加UV或IR频率或其它电磁能量，所以更低的电压是可能的。

人们认为本发明还提出了涉及空间电荷限制电流的饱和的两个不同的限制性物理定律。一种类型是电子从负电极的发射，并且被认为还包括离子从正电极的发射。例如，在真空二极管中可观察到这种现象。一般，电子从阴极的发射速度支配了空间电荷限制电流的饱和，由于该发射速度受加热的阴极的热电子发射的限制。这意味着发射速度似乎要在一定的施加电压时达到其最大值。

第二种类型的饱和是在电极周围的等离子体鞘区中的电子密度(以及离子密度)的饱和。人们认为与上述第一种饱和相比，对于不对称电容器的情况，第二种饱和更重要，因为介质(例如空气)通过与父系带电粒子的碰撞而电离形成等离子体。

下面是在结构的表面(在此是电极的表面)附近等离子体表现出的一般现象的简单说明。等离子体趋于将施加在它上面的电势屏蔽，该屏蔽的边缘基于等离子体的密度和温度而变化。屏蔽的厚度称作“德拜长度”，等离子体屏蔽内的区域称作“德拜球”(不必靠近壁)，或者对于靠近壁的区域称作“等离子体鞘层”。

德拜长度与电子温度的平方根成比例，与等离子体密度的平方根成反比例。例如，考虑对这个长度的粗略估计，利用离子密度为每立方米1.0E+15个粒子(“#/m³”)，电子温度为10KeV，得到的结果为德拜长度(或者离子云的厚度)大约为2.3cm。如果增加等离子体温度，特别是电子温度，而不改变其密度，则会观察到德拜长度或鞘层厚度增加。另一方面，如果增加等离子体密度而不改变其温度，则会观察到德拜长度或鞘层厚度缩小。

在等离子体鞘层中，由于电子速度和离子速度的差异，存在电势梯度。在负电极产生的鞘层趋于抵制过量的输入电子，而在正电极产生的鞘层趋于抵制过量的输入离子。这种屏蔽导致鞘层内电子密度和离子密度的稳定状态。

描述图2C前先参照图2D，图2D示出朗缪尔静电探针的伏安特性，作为向不对称电容器提供电磁辐射时似乎要发生的饱和中的变化的可能说明。电流不是准确地按比例，实际的电子电流远远大于离子电流(例如大小的3个数量级)。

为了产生曲线，改变施加在探针(未示出)上的电压并测量探针收集的电流。Vf是等离子体悬浮电势(即对于完全为零的电流的探针电势)，Vp是等离子体电势。对于不对称电容器的情况，可以对该特性进行模拟。考虑Vf作为刚好向系统施加电压之前的条件的点，即零。如果向系统施加可变电压，则很可能出现以下情况。在初始阶段，由于电子电流和离子电流都增加，所以电流增加。这通过对于负电极的从Vf到B和对于正电极的从Vf到C的V-I特性看出。当施加的电压达到负电极电势变为-Vf的点时，离子电流达到稳定状态，即离子电流饱和。该电流称为“玻姆电流”。虽然由于在正电极电势为+Vf(假定Vp-2Vf＞0)的点电子电流仍在增加所以总电流增加，但是会达到这种稳定状态。当施加的电压达到正电极电势变为Vp的点时，由于电子电流达到稳定状态，所以总电流饱和。但是，如果施加的电压进一步增加到落入等离子体鞘层的电势大于将原子电离的势能的值，则电流在点D突然增加。在没有进行在此公开的改进的一些电容器中，点D对应于从23kV到30kV的范围。将电压增加到远远超过该点不会获得实质的相应的好处。

考虑两个不同的实例，不对称电容器以不同的施加电压运行，情况1是对于30kV为1克/瓦特，情况2是对于110kV为324克/瓦特，位于V-I特性曲线上。对于正电极，情况2位于曲线上某处Vf与C之间的点，对于负电极，情况2位于曲线上某处Vf与B之间的点。在一些情况下，该点可离开点B，但是一般应该与对于正电极的点对称，以获得更大的力。

情况1位于饱和电子电流状态某处的点，即对于正电极在C与D之间，对于负电极在与左边对称的点。人们认为对O₂和N₂分子使用UV、IR或者RF或者其它电磁辐射的光电离、加热、或者其组合充分提高了能量级别，导致一个或多个电子脱离各个原子(即“电离”)，使得粒子能够以与通过高电压电离的类似分子相同的方式受电场操纵。充分的能量产生等离子体。人们认为，因为显示出电离会改变等离子体密度并改变鞘层内的等离子体状态，所以电离改变了空间电荷限制电流的饱和。现在参看V-I特性曲线，电离会增加等离子体电势Vp以及Vf。因此，曲线会移向右方。这种移动会增加饱和电流的值。玻姆电流表示为：

$I_{\left(\mathrm{ion}\right)}=\frac{1}{2}{n}_0\mathrm{eA}{\left(\frac{{\mathrm{KT}}_e}{M}\right)}^{\frac{1}{2}}$

其中n₀是背景等离子体密度，e是电子电荷，A是探针表面面积，K是玻尔兹曼常数，T_e是电子温度，M是离子质量。该方程式还表明，可通过增加等离子体密度和电子温度来增加离子电流的饱和值。人们认为对于电子电流这也是成立的。

图2C为本发明加强电磁辐射的带电粒子示意图，示出得到更大的粒子密度和速度。通过增加能量来增加速度。利用UV和/或IR光的电离能够产生弱电离(即部分)等离子体。此外，UV和/或IR光作为电磁辐射的形式，能够显著提高等离子体密度。除了从电磁辐射源20提供电磁辐射外，如果还采用一些其它方法加热等离子体，饱和电流的值将进一步增加。通过另一个电磁辐射源20A以不同的频率施加电磁辐射，能够与增加等离子体密度独立地进行等离子体加热。优选地，利用源20、20A的多个频率，同时进行增加等离子体密度和等离子体加热。在一个实施例中，源20、20A可以是能够辐射多种波长的单一装置、或者多个装置。通过从带电粒子的转移给予中性粒子的总动量(p)是质量与速度的乘积(p＝mv)。因此，从图2c中的带电粒子16到中性粒子(如图3中16A、16B、16C所示)的总动量转移不仅因为区域28中更大的质量而具有更大的数目，而且因为更大的速度增加了温度而具有更高的能量。

有若干方法来增加等离子体的能量。其中一种是使用射频(RF)电磁辐射。在这种方法中，一般可采用三种不同的频率范围：电子回旋频率、低混杂频率、以及离子回旋频率。另一种途径是使用将中性粒子束注入等离子体的方法。在这种方法中，高速中性粒子被注入等离子体，这些高能中性粒子通过与能量较低(低速)的离子的碰撞而失去电子，变为高能(高速)离子，能量较低的离子由于接收这些电子，进而变为低速中性粒子。但是这种方法需要产生这种高速中性粒子束的装置，进而需要大电源。另一方面，利用磁控管和例如类似于微波炉的功率源，能够实现等离子体的RF加热。

上述加热方法使用外源。如果没有这些外源，那么希望通过欧姆加热和通过系统内磁压力的压缩来加热，从而在内部进行等离子体的一些加热是合理的。但是，由于等离子体的电阻率与其(电子)温度的3/2次方成反比，所以当等离子体温度上升时欧姆加热变得不太有效。因此，此时使用外源将非常有效。通过这种方法增加系统中的电流之后，再通过磁压缩进一步加热等离子体，因为此时有望在系统中产生强磁场。依次进行这些不同的加热方法或者将这些方法结合是系统加热的非常有效的方法。

在至少一个实施例中，本发明使用UV和/或IR光电离并结合RF加热。增加等离子体密度、特别是结合增加等离子体能量从而增加速度和等效温度、使用上述方法可增加系统的动力。相比于图2B、图2A，合力26的增加(不按比例)示出为与图2C中一样大。人们认为这些方法能够将动力的大小提高几个数量级。

除了不对称电容器2操作所处的具有粒子的介质之外，可向不对称电容器提供其它气体以作为介质的补充或代替该介质。需要补充的情况例如发生在当介质为空间或其它的没有粒子或粒子很少的介质时。例如，可使用氢气或氦气，优点是独立于大气、对于UV或IR光电离而言单一波长的UV或IR波长的复杂性低、对于氢离子温度增加的效应允许RF频率的最优化。此外，可用多种气体的组合代替单一气体。此外，例如汽化汞这样的粒子或者用于产生并保持推力或其它力的其它粒子可被注入不对称电容器操作所处的体积中。

图3为经历与带电粒子的碰撞的中性粒子动量的动力的示意图。该示意图示出中性粒子怎样对电容器的合力做出贡献。该示意图示出当动量从图2B、图2C中的带电粒子16向中性粒子16A、16B、16C转移时基本力的产生。具有向上矢量的粒子16A对向上的推动起正作用，具有向下矢量的粒子16B对向上的推动起负作用，具有水平矢量的粒子16C对向上的推动不起作用。第一电极4上的合力5A一般向下，第二电极6上的合力7A一般向上，在不对称电容器2上合成的新的力是力5A和力7A的矢量和，以产生合力26。该力与作用在实体推动装置上的推力有关。一些附加力可从离子射流以及由改变方向的带电粒子带动的关联空气得到。

此外，通过产生脉动功率而不是稳定功率可获得更大的效率。系统可脉动地产生电磁辐射施加给粒子、脉动地产生电压施加给至少一个电极、或者这两种方式的结合。产生脉动功率有几种选择。脉动功率更有效，因为它降低了平均功耗。例如，当提供的功率为脉动(以～10ms的脉冲持续时间计时，～100Hz)时，以～1mA的电流在～25kV的DC稳态下对标准的不对称电容器的实验和模拟表明力没有可测量的减少，但是不限于此。

另一变化是通过表面纹理、多孔性、或者设置为穿过电极的开孔来控制一个或多个电极的表面面积。例如，通过设置穿过电极的开孔可增加电极的表面面积。优选地，开孔可位于电极中，以帮助影响粒子流入电极之间的场或者从电极之间的场流出。

此外，可用氧化物或其它材料涂覆电极，以通过提供附加的粒子源来增加力。可用高能离子和中性粒子轰击涂层，因此涂层粒子会加入等离子体中的其它粒子。

不对称电容器可充当连接至电容器、或者引导从电容器发出的能量的结构的“引擎”。该引擎实际上可用于任何领域，包括大气中、陆地上、太空中(通过向引擎系统注入粒子来增强)以及海上的交通工具(vehicle)，不管是有人驾驶还是无人驾驶，并且实际上可用于需要动力来移动、或者从电容器发出的能够被引导的大量能量的任何装置或系统，但是不限于此。此外，本发明可应用于小物品，包括纳米尺度的物品，也可应用于较大的物品。本发明的另一应用是产生能流或者从设备导向外部的等离子体。

在至少一个实施例中，不对称电容器的移动部分很少(如果有的话)，并且引擎可任意关闭和打开，而不管是否空载，如同在产生动力的典型旋转引擎中的情况。本发明使用空气、和/或离散介质(例如氢气、氦气)、或者代替空气的其它介质，本发明的特征在于“数字”推动系统，因为它可以是很少或者没有模拟部件(例如泵、点火系统、液体燃料控制、压缩机、涡轮以及喷嘴控制)的固态。燃料电池的电能可转换到阴极和阳极、UV和/或IR固态发光二极管和激光器、以及固态RF发射器。可根据与整个交通工具控制系统的要求相当的时间表上从零到最大值启动的任何值来控制推动。模拟等效物通常具有维持启动周期，并且可具有最小空载条件和比整个控制系统要求可要求的长得多的加速时间表。因此，具有本发明的改进的不对称电容器作为动力引擎，可称为“数字”引擎。

此外，系统可包括用于不对称电容器2和/或电磁源20、20A的便携电源。提供便携性的一种方法是使用化学能-电能功率转换。这种技术包括：由氢气、石蜡、石油和其它燃料供能的燃料电池；光子捕获或太阳电池板；人工增强光合作用；以及改变基因的生物体。其它技术包括太阳能、储存的能量例如储存在电池中的能量、受控核聚变或受控核裂变、以及能够从连接以本发明公开的方式使用不对称电容器的移动物体的固定位置提供电源的其它源。术语“固定位置”被宽泛地使用，例如包括地面、固定结构、或者相对于不对称电容器以不同的方向或速度运动的结构或者连接电容器的任何结构。

可根据经验进行性能预测、最优化以及调节。另一种途径是通过等离子体模拟。与分析这种系统相关的问题是高度非线性的，并且显示出等离子体的磁流体力学(MHD)处理是适当的，因为电极周围等离子体的时间演化以前后一致的方式将电场和磁场的结构复杂化。由于这种系统中的等离子体是弱电离的部分等离子体，所以双流体或三流体MHD处理可用于预测性能。对于此问题可能不需要等离子体的动理学处理，因为电子和离子的速度分布被认为是表现为麦克斯韦分布。但是，动理学处理可用于根据效率、升级、以及控制来设计更实用的装置，因为能够考虑到由于辐射(包括黑体辐射、轫致辐射以及杂质辐射)和等离子体中的微观不稳定性而损失能量，这是MHD处理所不能预测的。

实例1

在至少一个实施例中，电磁辐射，例如光子(包括UV和/或IR)以及RF能量能够被提供到不对称电容器系统的体积中。电极可以是至少部分的铜、铝、或者其它导电材料。可使用一个或多个多孔电极来增加表面总面积和玻姆电流。一个或多个(例如LED的环形阵列)电磁辐射源连接在阳极上、阳极与阴极之间、阴极下的位置，或者在这些位置都有电磁辐射源，以向电极之间(即包围电极的场的至少某处)的粒子提供能量。其它电磁辐射源可以是使用具有可变频率的脉冲磁控管的RF发射器装置。在一些实施例中，优选具有可变频率的10kW脉冲磁控管。可使用商用现成技术激光器或者LED阵列和RF装置。有利的是，将电磁辐射源连接不对称电容器的方法允许这些源均匀地处理等离子体。商用激光器使用248nm的激光，以高能飞秒脉冲将空气电离(量级可能是10¹¹#/cm³)，也使用波长较长的激光(例如750nm的红外激光)来稳定等离子体。通过稳定，该措辞意欲表示波长较长的激光减少了或者避免了等离子体由于离子的重新结合而中和的现象。但是，为了均匀地加热周围的等离子体，该装置产生的频率需要改变，因为电子回旋频率和离子回旋频率取决于磁场强度，并且希望这个强度在系统中改变。对DC电流的波形调制增强了电离。通过可变的输出电流电压增强了性能调节。

图4为不对称电容器引擎100的一个实施例的示意图。列出的部件仅仅是示例性的，并不限于此。其它部件可被置换、增加、或从中减少。一般，引擎100包括不对称电容器110，不对称电容器110包括阳极112和阴极114，如上所述。可使用一个或多个电磁辐射源120、122向电极附近体积中的粒子提供一种或多种波长的辐射，亦如上所述。例如，电磁辐射源120可包括由一个或多个激光器提供UV或IR光的光子源，但是不限于此。类似地，电磁辐射源122可包括例如由一个或多个磁控管提供的RF源，但是不限于此。为了均匀地加热周围的等离子体，该装置产生的频率可变化，因为电子回旋频率和离子回旋频率取决于磁场强度，而这个强度在系统中变化。电源118可连接不对称电容器110，向至少其中一个电极提供功率。电源118可以是能够向阳极和阴极提供能量的任何适当的电源。电源118还可以向一个或多个电磁辐射源120、122提供能量。或者，电源可以是能够向单个元件提供能量的多个装置。粒子源126可连接不对称电容器，以提供除了引擎操作所处的介质中的粒子之外的粒子，或者提供代替这些粒子的粒子。例如，粒子源可以是压缩汽缸或者用于提供粒子的其它储存装置。

图5a为使用不对称电容器的系统的一个实施例的横截面示意图。引擎100包括不对称电容器110，不对称电容器110包括阳极112和阴极114。在一个实施例中，相比于一般具有较大表面面积的阴极，阳极可由一个或多个很多孔的较薄圆盘、叶片、或线制成。阴极114可由很多孔的较厚铝盘制成，但是不限于此。多孔性的程度基于包括电极的系统的结构完整性以及其它考虑(例如稳定性)的限制来确定。电解表面可用例如氧化物膜或者其它涂层涂覆，以进一步提高性能。

电磁辐射源120(例如激光器或LED装置)可以是向待电离的粒子提供要求波长的任何适当的激光器或其它装置。对于这些粒子，示例性波长可以是在UV和IR范围内，例如对于O₂小于或等于1024nm，对于N₂小于或等于768nm，但是不限于此。还可以使用电磁辐射源122，例如RF加热装置，如上所述。

此外，一个或多个反射器124可设置在待电离的区域中或周围。该反射器通过更均匀地将分子光电离并加热等离子体、以及通过将从电容器的场另外消散的能量改变方向，能够提高激光装置和/或RF加热装置的效率。一般，一个或多个支撑件116a、116b、116c、116d或者直接地、或者间接地通过连接其它包围结构(例如引擎外壳128)的支撑件，将支撑阳极、阴极、反射器、或者这些部件的任意组合。引擎100还可以连接更大的结构，如下所述。为了帮助连接，可使用一个或多个引擎支撑件106。

电源118可向阳极112、阴极114、电磁辐射源120(例如激光器或LED)、电磁辐射源122(例如RF源)、或者这些部件的任意组合提供电源。粒子源126可直接地或间接地连接不对称电容器110，向电容器提供补充粒子或初级粒子(例如在空间中)。一个或多个注入喷嘴126A和/或126B可将粒子从粒子源126导入入口或者电极之间的体积，以提供均匀的、受控的粒子注入。功率管道102可设置在固定位置104。或者，电源118可以是便携电源，在进行刷新或再充电之前，便携电源至少在一段时间内是自持独立于(self-containedindependent)固定位置的。

图5B为图5A所示实施例的示意性俯视图。在至少一个实施例中，引擎100的阳极112和/或阴极114可包括一个或多个开孔136，以增加具有开孔的特定电极或多个电极的脱离表面面积。开孔可配置为形成涡环的图案或者其它图案，以提高电容器的效率和产生的力。开孔136允许阴极或阳极操作所处的空气或其它介质通过电极进入阳极、阴极、或阳极与阴极之间的区域。更大的表面面积可为引擎100提供更高的效率。

图6为一个示例性实施例的功率预算的示意图。电源118(参见上述)可用于通过第一电源部分130向不对称电容器供电，特别是向阳极和阴极(参见上述)提供功率。一个示例性的瓦特数范围为大约200瓦特(W)以上，但是对于具体应用可将这个值适当地缩放，以优化性能，但是不限于此。第二电源部分132可用于向激光装置或LED阵列提供功率，参见上述。类似地，一个示例性的功率范围为大约300W以上。第三电源部分134可用于向RF加热装置提供功率，参见上述。对于此实施例，一个示例性的功率范围为大约1500W以上。电源部分可形成为整体的电源或者多个电源。当然，其它实施例可具有不同的功率预算，本实施例仅仅是示例性的。

本发明提供的结构连接不对称电容器，使得不对称电容器的动力能够向该结构提供推力。该结构能够支撑设备、一个或多个人或者其它生命体、或者其它感兴趣的物品，这里宽泛地称为“有效载荷”。

图7A为无人驾驶机(UAV)的一个实施例的示意性立体图。图7B为图7A的实施例的示意性俯视图。图7C为图7A的实施例的示意性侧视图。将这些附图相互结合进行描述。UAV 150包括框架152和一个以上的不对称电容器100，框架152连接不对称电容器100。各个引擎采用上述引擎的形式，包括阳极、阴极、一个或多个电磁辐射源，例如一个或多个光子发射器装置(例如激光器)和加热装置或者它们的组合。UAV还包括适于控制UAV的各种电子仪器154。在至少一个实施例中，可通过功率管道102向UAV提供功率，功率管道102可连接例如在地面上或者其它固定位置104的远程电源。在一些实施例中，电源118可设置在UAV上。UAV还包括传感器156、103，以提供图像、电磁性、以及数据捕获用于处理和显示。

优选地，UAV 150可包括三个引擎，虽然也可以使用更多或更少的引擎。三个引擎有助于提供平面控制，例如UAV的倾斜、滚动和摇摆(yaw)。

通过引擎100供能的UAV和其它物品的一个优点是声音小、电磁性、和/或雷达横截面信号。这个特点对于某些交通工具和飞行器特别有用。

当然，其它实施例可包括有人驾驶机或地面滑翔机、导弹、以及地面上、海上或水下、空中或太空中其它物品的主机。本发明形成通用的动力系统，一般用于推动。本发明还产生能流或者从设备导向外部的等离子体。在一个实施例中，引擎没有移动部分，能够降低所有者的总成本，包括购买和维护成本。

在至少一个实施例中，一些示例性设计特征是可变的，范围广泛；速度可变、具有高速能力；声音小、电磁性、RCS信号；脉冲功率源可变，范围大约为120～160+VDC或VAC，1.6～160+A、～2+kW；由于移动部分很少(如果有的话)，所以维修率低，对腐蚀节点有少量维修。

图8A为有人驾驶机(MAV)170的一个实施例的示意性立体图。图8B为图8A的实施例的示意性前视图。将这些附图相互结合进行描述。MAV还可用作地面滑翔机。MAV 170一般包括框架172、副框架174、通过适当的控制与框架连接的一个或多个引擎100。框架172一般具有用于一个以上人员的形状和大小。电子仪器可改变，在至少一个实施例中可类似于飞机的飞行座椅。副框架174由结构元件形成，连接框架172。副框架174为连接MAV170的一个或多个引擎100提供支撑。引擎可安装在不同的高度，例如低于框架172或高于框架172，或者在框架172之间。在一些实施例中，通过使有效载荷的重心更低，更高的高度可提供更大的稳定性。

虽然引擎数量可以变化，但是优选地，多个引擎100可对于MAV 170提供姿态控制。在至少一个实施例中，引擎100可相对于副框架174的一个或多个轴倾斜，以产生具有一定大小和方向的多种推动矢量。这种倾斜可以是自动的或人工控制的。

可以自动地、人工地、或者将自动方式和人工方式结合起来进行姿态控制。例如，控制器176(例如“操纵杆”)可提供平面控制，例如倾斜和滚动控制。控制器178可提供摇摆控制，通过驾驶员脚踏在MAV 170上驱动。控制器可包括必要的电子仪器、线缆、控制线、以及本领域技术人员所知道的其它部件。此外，MAV 170可包括功率控制器180，以控制给一个或多个引擎100的功率。此外，使用陀螺仪或其它稳定性控制系统可加强对MAV170的控制。

在一些实施例中，MAV 170还可包括救生滑道182，救生滑道用于在紧急情况下保障MAV上的人员安全。

图9A为使用不对称电容器引擎的本发明的另一实施例的示意性俯视图。图9B为图9A的实施例的示意性侧视图。将这些附图相互结合进行描述。该系统还可包括飞行器148，飞行器148可具有多种形状，包括例如圆形、椭圆形、方形、矩形以及各种不规则形状的几何形状。飞行器148可包括通信系统158和有效载荷160。有效载荷160可根据飞行器的用途而变化。例如，侦察机可包括各种传感器作为有效载荷160部分。对于飞行或使用时不同的操作，有效载荷160还可以是可回收的。

为了参考和进一步描述以下附图，将纵轴162限定为通过飞行器148的外端。对于例如图9A、图9B所示的圆形对称飞行器，纵轴跨过飞行器的直径。体法线轴164限定为以与纵轴162相对垂直的路径通过飞行器148。一般，体法线轴会延伸通过飞行器的中心部分，特别是对称的飞行器。因为通过限定的圆形体具有单一直径，可在从体法线轴环绕体的任何方位上画出该直径，所以圆形飞行器在理论上有无数个纵轴。对于图9A、图9B所示的、能够在用于飞行的空气介质中使用的示例性实施例，体法线轴一般与地球法线轴对准，虽然知道飞行器的方位，例如倾斜、滚动和摇摆会改变对准的情况。此外，径向轴166限定为关于某一轴(例如体法线轴)环绕飞行器体的线，用于指示飞行器的角度方位或者与轴相关的飞行器位置。此外，径向轴可用于指示飞行器上相对于固定目标(例如地面)的一些参照点的角度方位。当给定关于飞行线路的角度方位时，按照空气动力学的术语，角度方位称为“摇摆”。角度方位可用角度或弧度表示。

类似的术语在此用于拉长的飞行器。对于这种飞行器，一般纵轴164为主轴，例如在首端和末端之间。横轴为副轴，例如跨过宽度。体法线轴一般在纵轴与横轴的交点上。径向轴一般是相对于参考轴(例如纵轴、横轴、或体法线轴)环绕飞行器外周长的圆周。在相对于特定参考轴的任何给定角度方位，径向平面限定为与参考轴垂直，或者与相对于参考轴垂直的、或者由到参考轴的正确角度构成的多个轴的组合垂直，使得具有作用在径向平面上的力分量的力可相对于参考轴作用在径向上。

不对称电容器引擎100可连接飞行器148。在一些实施例中，引擎100可设置在飞行器外周附近。引擎可绕着外周基本上连续地延伸，或者可环绕外周分成几部分，或者可设置在更靠近飞行器中央的其它位置。引擎和引擎部件的位置可根据具体的设计，适当地设置在不同部分。一个或多个控制器可用于驾驶飞行器，可以是自动的、人工的、或者遥控的。人们认为，设置在外周的引擎对快速运动提供更大的控制，虽然根据飞行器的形状、功能、以及引擎的不同推动部件，该位置会变化。引擎100可包括一个或多个阳极、一个或多个阴极、以及一个或多个EMR源。在至少一个实施例中，如下所述，引擎100可包括一系列阳极、阴极、EMR源、或者它们的组合，能够被选择性地提供能量，以提供对应于径向轴和法线轴的引导下的推动部件。

引擎产生的力对于各个引擎和对于整个飞行器的合力来说，在不同的垂直方向上(一般指“x-y-z轴”)具有力分量。作为示例性和非限制性的目的，图9a所示的引擎环绕飞行器分布，参照体法线轴164描述力和力的分量。但是，显然可知，这些力可起作用，可参照其它轴描述，如同被提供了本发明的教导的本领域技术人员所能理解的，因此不限于法线轴。

当飞行器的形状可按照上述变化时，在至少一个实施例中，由于飞行器可具有锥形外围的圆形形状，所以可使用透镜状的形状。不对称引擎100可设置在中心部分的横截面更大的圆形外围的周围，用于承载有效载荷。通过驱动引擎的阳极/阴极/EMR源的各种组合，透镜状的飞行器可提供内在的方向稳定性。飞行器148可从地面或其它表面发射。特别地，飞行器可从旋转式飞机例如直升机或者其它飞机发射，用于各种功能，包括监视、有效载荷输送、救生援助、以及其它用途。在至少一个方面，航空发射概念可基于类似于“丢飞盘”的概念，当飞行器从飞行中的飞机(可具有补偿性的动荡)脱离时可提供飞行器的稳定性和速度。当引擎响应并稳定飞行器用于飞行时，在排除动荡所需要的时间内，自旋的飞行器可提供回旋惯性稳定性。透镜状的飞行器还具有这样的优点：飞行器不需要转弯来改变航向，或者改变倾斜度来改变高度。它通过向不对称电容器引擎的各个部分提供能量，简单地变向、爬升、或下降。飞行器还可以对雷达、热追踪和视觉追踪具有较弱的可观察信号。飞行器还可以在响应中向不对称电容器引擎的各个部分提供能量，通过监测飞行器的倾斜和摇摆，在强风条件和补偿性的动荡下进一步稳定。此外，飞行器可包括多个多方向阴极配置(如图13和图14所示)、专有的或者结合单一阴极配置(如图10所示)。多方向阴极配置可提供附加的正向和负向倾斜控制。此外，通过以关于体法线轴的径向平面的角度向不对称电容器引擎的一个或多个部分提供能量，在角度δ产生具有径向力分量的推动矢量，飞行器本身可以产生绕着体法线轴的旋转，用于回旋惯性，如图12A、图12B所示。例如，回旋惯性有利于在通过飞机产生动荡的恢复努力期间稳定飞行器。作为对飞行器148的操作的进一步加强，可包括用于运动的多个传感器。传感器可提供受限空间的导航。例如，可为自动驾驶仪设置回声定位法和三维光学空间追踪，使得飞行器能够进入不规则区域并进行机动。这种区域可包括走廊、楼梯、井、通风道、洞穴以及其它边界。

图10为图9A所示实施例的部分示意性剖视图。飞行器148可连接不对称电容器引擎100，不对称电容器引擎100包括一个或多个不对称电容器、指向一个或多个不对称电容器的一个或多个EMR源。不对称电容器110包括具有不同表面面积的多个电极，例如一个或多个阳极112、一个或多个阴极114。不对称电容器110可相对于法线轴164以角度γ安装。环绕不对称电容器110的高斯线的排列(如上所述)以角度γ产生引导下的合成力，如图11A和图11B更详细所述，合成力一般沿着表面面积中心之间的轴142排列。

图10a为图10中的飞行器的示意图，飞行器的体法线轴与地球法线轴一般对准。图10b为图10中的飞行器的示意图，飞行器的体法线轴与地球法线轴成一个角度。将这些附图相互结合进行描述。图10所示推动矢量相对于法线轴164的角度γ有助于当飞行器移动和倾斜、滚动、和/或摇摆时提供内在稳定性。在图10a中，飞行器的体法线轴与地球法线轴144对准，也就是说，图10b所示的角度σ在此近似为零。示例性推动矢量140a、140c示出为相对于体法线轴164成角度γ，由于体法线轴与地球法线轴对准，所以相对于地球法线轴144也成角度γ。推动矢量140a、140c关于体法线轴和地球法线轴有相等的力分量。

如果由于移动或者强风响应，体法线轴164偏离地球法线轴144一个角度σ，如图10b所示，则推动矢量140a现在相对于变换后的地球法线轴144’倾斜的角度值为(γ-σ)，同时保持相对于体法线轴164的角度γ。相比于原来的角度γ，对准地球法线轴的力分量在较小的倾斜角度(γ-σ)时更大，因此在地球法线轴的方向上产生更大的力。与之不同，推动矢量140c现在相对于变换后的地球法线轴144”倾斜的角度值为(γ+σ)，同时保持相对于体法线轴164的角度γ。相比于原来的角度γ，对准地球法线轴的力分量在较大的倾斜角度(γ+σ)时更小，因此在地球法线轴的方向上产生更小的力。推动矢量140a、140c的相关力分量产生向右的力矩，使体法线轴164变为与地球法线轴144一致。

不对称引擎可以是包括阳极和阴极的不对称电极对，也可以是多个阳极和/或阴极。引擎还可包括一个或多个EMR源，提供EMR能量，有助于在电极周围产生等离子体环境。有利的是，可向引擎的不同部分提供能量，以在垂直的方向上在不同位置产生不同的力。例如，可以向一个或多个电极施加电压，通过向电极的一些部分提供EMR能量，从这些部分产生的力可以被放大。当一个或多个电极相对地大于EMR源(允许向不对称电容器的部分集中提供EMR)时，这种操作模式特别有用。在至少一个实施例中，飞行器148可包括阳极、阴极和EMR源，阳极和阴极环绕其外周或者一部分，EMR源可分为用于阳极/阴极的组合的离散EMR源，在飞行器的不同位置供力。类似地，引擎可在飞行器的不同部分包括多个阳极/阴极的组合，使得能够向特定的组合提供能量，并且用于这些组合的EMR源在不同位置供力。

为了和这里的描述一致，通过电源118向不对称电容器提供能量。在至少一个实施例中，电源可包括电池电源(，例如镍镉电池、镍卤化物电池、燃料电池)、以及其它便携电源。此外，如同所述，一个或多个EMR源120、122可用于结合不对称电容器110产生等离子体环境。此外，引擎100可包括绕外周设置的一列或一系列EMR源120、122，作为能够结合一个或多个不对称电容器独立驱动的离散源。在本实施例中一个或多个EMR源120、122可沿着径向轴166在不对称电容器110的内侧和外侧径向地设置，如图9a所示。在至少一个实施例中，EMR源可通过改变EMR的脉冲宽度(即脉冲宽度调制)来改变给不对称电容器的EMR，以控制通过不对称电容器110和整个引擎100产生的力的大小。在另一模式中，可改变给电极的电压，还可以结合改变EMR的脉冲宽度和电压。相比于简单地改变给电极的电压，调制后的EMR脉冲宽度在从不对称电极产生力的速度和力的放大方面可提供明显更大的响应。

图11A为从朝向飞行器外围的体法线轴164观察时，图10所示实施例的部分示意性剖视图，例如图9a所示的飞行器的一些部分。图11A示出一个以上的阳极、阴极、和/或EMR源。为了清楚起见，关于图11A-图11B，以及随后的图12A-图12B，将保持在两维。但是，如同被提供本发明教导的本领域技术人员所能理解的，明显可知，力可作用并参照三个垂直轴进行描述，因此不限于两个轴。

在不对称引擎100的一个实施例中，在飞行器148的外周可配置一个或多个阳极、阴极、EMR源的阵列，如图9A、图9B、图10所示。部件的数量、空间排列、位置可变，所示出的实施例是为了表达这样的概念：使用一个或多个阳极、阴极、EMR源、或者其组合，以控制推进飞行器148的推动矢量的大小和方向。不对称引擎100一般包括至少一个阳极、至少两个阴极，阴极相对于阳极相互有角度。阳极和阴极可以是在不对称引擎的不同的不对称电容器中，或者可以是在具有多个阳极和/或阴极的一个不对称电容器中。

在至少一个实施例中，一个或多个阳极112A、112B、112C可以被选择性地提供能量。类似地，一个或多个EMR源122A、122B以及一个或多个阴极114A、114B可以被选择性地提供能量。向一个或多个阳极、阴极、和/或EMR源提供能量能够改变不对称引擎100产生的推动矢量的大小、方向、或者这两者。

此外，一个或多个阳极、阴极、以及EMR源可以在不同的位置交错，因此选择性的驱动能够在推动矢量中产生变化。如图11A所示，通过选择性地向不对称电容器和连接不对称电容器或者其一部分的EMR源提供能量，产生的推动矢量140实质上与体法线轴164对准。图11A所示方向向上的推动矢量140对应于连接引擎的飞行器148的升力。为了得到最大化的推力，可向所有的阳极、阴极、EMR源提供能量。为了得到受扼制的推力，和方向受控的不同推力，向一个或多个阳极、阴极、和/或EMR源的一个或多个组合提供能量。例如，可结合阴极114A、114B向阳极112A、112B、112C提供能量。同时，阳极112M、阴极114M、EMR源122B不提供能量(即中性)。根据被提供能量的阳极、阴极、和/或EMR源的位置，可影响飞行器148在倾斜、摇摆、滚动、加速、减速、以及恒速方面的性能。在至少一个实施例中，一个或多个阳极、阴极、和/或EMR源的组合的部分或“扇区”可划分为环绕飞行器148的外周成为大约三度的弧度。当然，也可以得到其它的组合和扇区尺寸。

类似地，如果不对称电容器构成为使得不同的EMR源可在不对称电容器的不同部分产生等离子体，则不对称电容器一般可通过电压和选择性地提供能量的不同EMR源来提供能量，以控制不对称电容器部分产生的推动矢量以及从整个不对称电容器产生的力。一个这样的实施例可包括实质上环绕飞行器148整个外周的不对称电容器。或者，一个或多个不对称电容器可占据整个不对称电容器引擎的显著部分，例如外周的15％以上，包括分成三个或四个。较小的EMR源可集中于不对称电容器的部分。不对称电容器产可以被提供能量，包括环绕外周，当不对称电容器保持被提供能量时，EMR源可控制不对称电容器的特定部分或者部分产生的力。

图11B为示出图11A的推动矢量的力分量的示意图。推动分量一般在通过不对称电容器的电极表面面积的中心的线的方向或方位上。例如，在图10中，阳极和阴极配置为与法线轴164成γ角。因此，如图11B所示，推动矢量140一般与法线轴成γ角，但是一般排列在平面168中，由于不对称引擎与被提供能量的阳极和/或阴极对准，平面168与体法线轴对准。推动分量可概念地分离为力矢量(如同本领域技术人员所知)，以提供第一力分量165和第二力分量167，第一力分量165一般与体法线轴164对准，第二力分量167在平面168中一般与第一力分量165垂直。力分量的大小根据推动矢量140的大小和角度γ而变化。

如图11B所示，通过改变阳极/阴极的物理方位，可改变角度为γ的推动矢量。根据具体的不对称电容器或其部分的位置和希望的推动矢量方向，在飞行器的不同部分可采用不同的角度。例如，更靠近中央设置的不对称电容器可以较小的角度γ排列，而其它设置为朝向飞行器外周的不对称电容器或部分可以较大的角度γ排列，但是不限于此。其它变型也可以，包括将不对称电容器或其部分对准其它轴，例如纵轴或横轴，或者其组合。

图12A为图11A所示的不对称引擎的部分示意性剖视图，示出推动矢量的方向变化。图12B为示出图12A的推动矢量的力分量的示意图。将这些附图相互结合进行描述。这些附图示意性地示出怎样通过向多个阳极、阴极、和/或EMR源提供能量来改变推动矢量，例如参照图11A所示。在图12A中，向阳极112A、112B、112C提供能量，如图11A所示。但是，附加的阴极可以被提供能量，包括114A、114B、114C、114D。因为被提供能量的部件的几何转移，导致高斯线中电子和粒子的流动的方向变化，如图1所示，相比图11B中所示的推动矢量140，图12B中的推动矢量140可相对于平面168成不同的角度δ。换而言之，推动矢量140在图11B中具有零度的角δ，因为推动矢量140在平面168中，而在图12B中具有非零度的角δ，因为它具有与平面168垂直的径向分量。

参照图12B可示出推动矢量的不同力分量，作为示例性的、非限制性的推动矢量。作为参考，关于体法线轴描述力分量，虽然知道适当的话也可以参照其它轴。推动矢量140的力分量165与体法线轴164对准，力分量169与体法线轴164垂直，即在径向上。简单参照图11B，另一力分量167与平面168对准。因此，如果被延长的话，图12B中的力分量169将在与平面168垂直的径向上。可对不同的力和它们的分量定向，以在飞行器的移动和/或旋转运动中控制飞行器。

可以进行其它的被提供能量的组合，包括更少的或更多的阳极和/或电极。类似地，可以影响等离子体环境，因此，通过向与被提供能量的阳极/阴极组合相关的多个EMR源提供能量，可以影响推力的大小和方向。

图13为具有多方向推动能力的不对称引擎的另一实施例的示意图。在至少一个实施例中，通过用远离第一阴极的附加阴极来补充阳极/阴极，能够获得多方向的能力，例如反转推动的能力。例如，阳极112可设置在阴极114、114’之间，或者与阴极成一定的角度。换而言之，利用阳极与其中一个阴极之间的线，另一个阴极可设置在相对于此线成一定角度的位置，使得阴极相对于阳极相互有角度。在至少两维中，角度θ可大于0度，小于360度。电源118可向阳极/阴极的所有或部分组合提供功率，并且本身能够包括子部件，用于改变输入各个阳极/阴极的功率。如上所述，不对称引擎100产生的力可通过在阳极12与阴极114之间设置EMR源120A、122A来增强。类似地，利用一个或多个EMR源120B、122B，在阳极112与阴极114’之间可产生和/或增强等离子体环境。在一些实施例中，EMR源120A、120B可以结合单一装置(可以是EMR源122A、122B)，用于向图13所示的阳极/阴极组合周围的等离子体环境提供能量。作为进一步的说明，输入阳极112/阴极114’组合的能量相对于输入阳极112/阴极114组合的能量可改变。例如，在示例性操作机制中，优选向阳极112/阴极114组合提供比阳极112/阴极114’组合更多的能量。为了放大产生的力，一个或多个EMR源120A、122A可进一步指向阳极112/阴极114组合。

其它阴极可连接阳极以进一步改变通过不同的阳极/阴极组合产生的推动矢量，两个阴极与一个阳极的示例性实施例仅仅是下述概念的说明：不必实体上移动各个部件，允许从不对称电容器产生不同的推动矢量。人们认为，不同的阳极/阴极组合产生的推动矢量一般比实体上移动各个部件反应更快地完成相似的推动方向的改变。

图14为包括图13所示的具有多方向推动能力的不对称引擎100的飞行器的部分示意性剖视图。不对称电容器110可包括阳极112以及阴极114、114’。类似于图10的说明，可设置一个或多个EMR源120、122以增强不对称引擎100产生的推力。电源118可向引擎提供功率。可通过向阳极112、阴极114的组合或者阳极112、阴极114’的组合以及多个EMR源120、122提供能量来改变推力140的大小和方向。如果阳极112/阴极114的组合被提供能量，则推动矢量一般向上。如果阳极112/阴极114’的组合被提供能量，则推动矢量改变为不同的方向，也就是说，在图示中一般向下。任一个推动矢量的大小都可以通过输入任一种组合的能量来改变。此外，在至少一个实施例中，不对称电容器110可根据角度γ(例如图10、图14所示)、或者角度δ(如图12A、图12B所示)、或者其组合改变径向推动分量。

图15A为飞行器的一个实施例的示意性俯视图，示出用于移动飞行器的不同推动位置。图15B为示出图15A所示飞行器上用于加速的不同推动矢量的示意图。图15C为示出图15A所示飞行器上用于恒速的不同推动矢量的示意图。图15D为示出图15A所示飞行器上用于减速的不同推动矢量的示意图。将这些附图相互结合进行描述。这些附图示出飞行器148的不同操作模式。图15A中所示的不对称电容器(或其部分)110A-D是代表性的，仅仅是用于产生推动矢量的不对称电容器的、或者被提供能量和/或接收EMR源的辐射以产生推动矢量的一个或多个不对称电容器的部分的不同示例性位置。

作为操作的一种模式，飞行器可如图所示，通过施加大于恒速条件所要求的向右的推力，被向右加速。为了说明的目的，可通过向与以角度γ设置的不对称电容器(或其部分)110A关联的一个或多个阳极、阴极、和/或EMR源提供能量来形成推动矢量140A，如上所述。因此，当从飞行器的左边朝飞行器的体法线轴观察时，推动矢量140A可与体法线轴164对准，例如在图11B的平面168中。

可向与运动方向(例如在不对称电容器(或其部分)110B、110D上)成一定角度的其它阳极/阴极/EMR源的组合提供能量。为了在不对称电容器110B产生推动矢量140B，一个或多个阳极、阴极、和/或EMR源可被提供能量，以角度δ产生有角度的推动矢量，例如参照图12A、图12B所示和所述。此外，如上所述，如果需要的话，通过以角度δ初始对准的飞行器的部分中的不对称电容器，推动矢量以角度δ作用。对于不同的操作模式，在待提供能量的飞行器的部分中其它的不对称电容器可以其它角度对准。

推动矢量140A、140B一般产生升力，当从图15B的透视图观察时，升力在飞行器148的左侧产生向上的倾斜。为了补偿飞行器向上的倾斜，如果需要的话，向不对称电容器110C提供能量，以产生补偿推动矢量140C改变倾斜。当从飞行器右方观察时，相对于体法线轴164，推动矢量140C可对准各自的平面，例如图11A所示的平面168。当从右方观察时，推动矢量140C可与图11A所示的推动矢量140相似。

显然，通过改变推动矢量的大小和/或方向，推动矢量还可以产生飞行器的自旋动作。当要提供回旋内在稳定性时利用这种自旋动作。

对于当飞行器上的力为恒定时的恒定速度，推动矢量可以如图15C所示改变大小和方向。例如，相对于体法线轴164，推动矢量140B可对准各自的平面，而具有相反的力分量的推动矢量140A和140C在各自的平面上与体法线轴164对准，使得当从它们相关的周长位置朝体法线轴164观察时，这些推动矢量显示出如同图11A、图11B所示的推动矢量140。各个推动矢量可变化大小，例如进行盘旋、垂直地上升和下降、或者在特定方向上保持恒定的横向速度。

在减速模式中，推动矢量可在与运动方向相反的方向上施加相比恒定条件下更大的力，以充当飞行器的“闸”。例如，推动矢量140C在其平面上仍然与体法线轴164对准，但是对于某些应用，可具有例如比图15B、图15C中的推动矢量更大的大小。此外，推动矢量140B可相对于其平面以角度δ产生，例如参照图12B所述。为了控制倾斜，可使用推动矢量140A，推动矢量140A具有与推动矢量140B、140C相反的力分量。

在此说明了本发明的各种基础。所公开的各种技术和装置代表本领域技术人员根据本发明的教导容易理解的部分。实现本发明的细节可由本领域技术人员添加。附图可包含没有在说明书中详细讨论的附加信息，这些信息可在后面的申请中描述而不增加新的主题。此外，对于所有元件或应用可产生和提出各种组合和置换。在具体应用中可采用将性能最优化的所有措施。

措辞“被连接”、“连接”以及类似的措辞在此被宽泛地使用，可包括用于例如机械地、磁地、电地、化学地、直接地或通过中间元件间接地、一个或多个部件共同地保护、约束、紧固、安装、接合、插入其中、形成于其上或其中、通信、或关联的任何方法或装置，还可包括将一个功能部件与另一个整体地形成。

在此描述的多个步骤可与其它步骤结合，除非另外有特别限制，否则可以在多个次序中出现，所述步骤可以插入多个步骤中，所述步骤也可以分为多个步骤。除非具体上下文另有要求，否则词语“包括”或者其不同时态例如一般时、进行时都应当理解为暗示包括至少所述元件或步骤或元件的群组或步骤的群组或其等同物，不排除任何其它元件或步骤或元件的群组或步骤的群组或其等同物。

此外，在本专利申请中参考的任何文献以及列入本申请的任何参考文献列表中的所有参考文献都通过参考合并于此。但是，程度限于其陈述被认为与本发明的专利性不一致，这些陈述是表达性的，不认为是本申请人所提出。

此外，在此描述的任何方向例如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“向上”、“向下”以及其它方向和方位，是用于参照附图时清楚地表达，并非用于限制实际的装置或系统或者对装置或系统的使用。这些装置或系统可在多种方向和方位下使用。

参考文献

1.Szielasko，Klaus，High Voltage“Lifter”Experiment：Biefeld-BrownEffect or Simple Physics？，Genefo，2002年4月。

2.Stein，William B.，Electrokinetic Propulsion：The Ionic Wind Argument，Purdue University，Energy Conversion Lab，2000年9月5日。

3.Bahder，Thomas B.and Bazi，Chris，Force on an Asymmetric Capacitor，Army Research Laboratory，2002年9月27日。

4.Bahder，Thomas B.and Bazi，Chris，Force on an Asymmetric Capacitor，Army Research Laboratory，2003年3月。

5.Bilen，Sven，G.，Domonkos，Mathew T.，and Gallimore，Alec D.，TheFar-Field Plasma Environment of a Hollow Cathode Assembly， Universityof Michigan，AIAA会议，1999年6月。

6.Canning，Francis X.，Melcher，Cory，and Winet，Edwin，AsymmetricalCapacitors for Propulsion，Glenn Research Center of NASA(NASA/CR-2004-213312)，Institute for Scientific Research，2004年10月。

Claims (27)

1、一种通过不对称电容器引擎提供力的方法，包括步骤：

a.向不对称电容器引擎附近的介质中的粒子施加电磁辐射，所述不对称电容器引擎具有至少三个电极，所述至少三个电极具有不同的表面面积，并分开一距离；

b.向至少其中一个所述电极施加电压，通过所述不对称电容器引擎产生合力；以及

c.通过向所述电极的不同组合施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，来改变所述力。

2、如权利要求1所述的方法，其中，所述不对称电容器引擎包括至少一个阳极、至少一个第一阴极、以及第二阴极，其中，至少所述第一阴极与所述第二阴极设置为相对于所述阳极呈不同的角度，以产生阳极与第一阴极的组合以及阳极与第二阴极的组合。

3、如权利要求2所述的方法，其中，改变所述力包括向所述阳极与第一阴极的组合施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，以及通过向所述阳极与第二阴极的组合施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合来改变所述力。

4、如权利要求2所述的方法，其中，所述第一阴极设置为相对于所述阳极远离所述第二阴极，其中改变所述力包括通过选择性地向所述阳极与第一阴极的组合以及向所述阳极与第二阴极的组合施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，来反转所述力的方向。

5、如权利要求1所述的方法，其中，所述不对称电容器包括多个电极，所述多个电极包括阳极和阴极，改变所述力包括向所述多个电极施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，来反转所述力的方向。

6、如权利要求1所述的方法，其中，所述不对称电容器引擎包括多个电极，所述多个电极包括阳极和阴极，改变所述力包括向所述多个电极中至少被选择部分施加电压、辐射、或者电压与辐射的组合，以在连接至所述不对称电容器引擎的交通工具上产生合力，来移动所述交通工具。

7、如权利要求1所述的方法，其中，向所述粒子施加所述电磁辐射在所述电极之间产生等离子体。

8、如权利要求1所述的方法，还包括用选择的补充粒子补充所述介质。

10、如权利要求1所述的方法，还包括调制给所述粒子的电磁辐射的脉冲宽度，改变给至少一个所述电极的电压、或者这两种方式的组合。

11、一种系统，用于产生力，包括：

a.不对称电容器引擎，包括至少一个第一电极和至少两个第二电极，所述第一电极具有第一表面面积，每个所述第二电极具有不同于所述第一表面面积的第二表面面积，所述至少两个第二电极设置为相对于所述第一电极互呈角度；

b.电压源，连接至所述不对称电容器引擎，以向所述引擎施加电压，并通过所述引擎产生合力，所述合力的方向取决于施加在所述第一电极和所述第二电极的不同组合上的电压；以及

c.电磁辐射源，适于向所述电极之间的粒子施加辐射。

12、如权利要求11所述的系统，其中，一个所述第二电极设置在所述第一电极距离另一个第二电极的远端部分。

13、如权利要求11所述的系统，其中，至少一个所述第二电极相对于所述阳极设置在另一个第二电极侧。

14、如权利要求11所述的系统，还包括连接至所述不对称电容器引擎的交通工具，所述系统适于为所述第一电极与所述第二电极的多种组合选择性地提供能量，以改变通过所述不对称电容器引擎产生的合力。

15、如权利要求14所述的系统，其中，所述交通工具包括不对称电容器引擎，所述不对称电容器引擎环绕所述交通工具的外周部分分布。

16、如权利要求15所述的系统，其中，所述交通工具包括透镜状的交通工具。

17、如权利要求14所述的系统，其中，所述第一电极与所述第二电极的至少一些组合是相反的组合，其中，至少一个所述第二电极设置在所述第一电极距离另一个第二电极的远端部分。

18、如权利要求14所述的系统，其中，所述不对称电容器引擎安装为与法线轴呈倾斜角，所述法线轴通过所述交通工具的中心部分。

19、一种系统，用于产生力，包括：

a.不对称电容器引擎，包括至少一个第一电极和至少一个第二电极，所述第一电极具有第一表面面积，所述第二电极具有不同于所述第一表面面积的第二表面面积；

b.电压源，连接至所述不对称电容器，以向所述引擎施加电压，并通过所述引擎产生合力；以及

c.至少一个电磁辐射源，适于至少向一个或多个所述电极的选择部分施加辐射。

20、如权利要求19所述的系统，其中，所述系统适于向一个或多个电极提供电压，所述电磁辐射源适于向所述一个或多个电极的选择部分提供可变的电磁辐射。

21、如权利要求19所述的系统，其中，所述引擎包括单一阳极，所述电磁辐射源适于向所述引擎的一个或多个部分施加辐射，以从所述部分产生力。

22、如权利要求21所述的系统，其中，所述引擎包括多个电极和多个电磁辐射源，所述电极具有多个阳极与阴极的组合，其中所述电磁辐射源适于向所述阳极与阴极的组合的至少其中一个提供辐射。

23、如权利要求1所述的方法，其中，施加电磁辐射还包括通过磁控管加热所述粒子。

24、如权利要求1所述的方法，其中，向至少一个所述电极施加电压还包括向至少一个多孔电极施加电压。

25、如权利要求11所述的系统，其中，所述电磁辐射源包括磁控管。

26、如权利要求11所述的系统，其中，至少其中一个所述电极为多孔的。

27、如权利要求19所述的系统，其中，所述电磁辐射源包括磁控管。

28、如权利要求19所述的系统，其中，至少其中一个所述电极为多孔的。

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