ES2662494B1

ES2662494B1 - Sistema de aceleración y frenado de una nave espacial, con fuerza electromagnética

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Publication number: ES2662494B1
Application number: ES201600727A
Authority: ES
Inventors: Vila Francisco Javier Porras
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Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2036-08-22
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Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA DE ACELERACIÓN Y FRENADO DE UNA NAVE ESPACIAL CON FUERZA ELECTROMAGNÉTICA OBJETIVO DE LA INVENCIÓN

El principal objetivo de la presente invención es el de conseguir acelerar y frenar todo lo posible, a una nave espacial, -o, a un satélite artificial-, con un sistema de fuerza electromagnética muy sencillo de instalar, muy económico, y, que ocupa poco espacio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El principal antecedente de la invención que he realizado entre los días ((13-17) 08,16), se halla en el principio físico que sostiene, también, al motor eléctrico de Faraday y Henry. Este principio físico nos dice que, cuando ponemos un conductor eléctrico en el interior de un campo magnético, y, hacemos que lo atraviese una comente, el conductor experimentará una fuerza que lo empujará hacia un lado. En la presente invención se trata de una aplicación de éste mismo principio, que nos permitirá tanto acelerar, como frenar a una nave espacial, o, a un satélite artificial, para frenarlos, sólo tenemos que instalar el mismo sistema, en la popa de la nave o del satélite, en sentido inverso de la fuerza que el que tiene el sistema que hemos instalado en la proa. El segundo antecedente de la invención se halla en la definición misma de “Amperio” que es la siguiente: Un Amperio es la corriente constante que, mantenida en dos conductores rectos paralelos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y, colocados a un metro de distancia en el vacío, produciría entre

estos conductores, una fuerza igual a 2 jc107 newtons por metro de longitud. Se trata de aplicar esta gran fuerza a los demás elementos del sistema, lo que haremos instalando otro sistema igual que el anterior, -figura n° 3-, en el que los dos conductores (13, 18) se situarán a un metro de distancia, y, los atravesarán dos corrientes de distinto valor y de sentido contrario para que la fuerza sea de repulsión, en lugar de ser de atracción entre los dos conductores (13. 18).

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El Sistema de aceleración y frenado de una nave espacial, con fuerza electromagnética, es un sistema de empuje para naves espaciales y satélites artificiales, que comienza en un enchufe (1) de corriente alterna, que se conecta a la primera bobina inductora (2) del tren de transformadores (2-10) que ^semuestra en la figura n° 2. Este tren de transformadores está formado por tres núcleos ^{(3, 6, 9),}que tienen, cada uno, una bobina inductora (2, 5, 8) de dos espiras, y, una bobina inducida (4, 7, 10) de veinte espiras. Las bobinas inductoras (2, 5, 8) conectan los extremos de sus cables con los extremos del cable de las bobinas inducidas (4,7, 10). El número de núcleos y bobinas inductoras y bobinas inducidas variará en función de las exigencias de voltaje de la máquina en el que se instalará el tren de transformadores (2-10). Los extremos del cable de la última bobina inducida (10), se conectan a un puente de diodos (11) que convertirá la comente alterna del enchufe (1), en una corriente continua. Por el otro lado, -figura n° 1-, el puente de diodos (11) se conecta a una bobina (12) de cable de dos y medio centímetros de diámetro, y, veinte espiras, que, a su vez, se conecta a un núcleo de cobre (13) que se halla en el interior del campo magnético de dos imanes (14, 15) siendo norte el polo superior, y, sur, el polo inferior. Unos ejes verticales (16, 17) fijarán el núcleo (13) al suelo y al techo del fuselaje, respectivamente. Para potencial' aún más la invención, sólo tenemos que aplicar la gran fuerza que se ejerce entre dos conductores eléctricos (13, 18) cuando los atraviesa una corriente, tal como se dice en la definición de “Amperio” que he citado antes. Para realizar ésta aplicación, -figura n° 3-, al lado del sistema descrito, instalamos otro sistema igual, en el que los conductores de cada sistema, (13, 18), se situarán a un metro de distancia. En lugar de hacer que las dos comentes que los atraviesan, tengan el mismo sentido en los dos conductores (13, 18), haremos que tengan sentido contrario, de manera que, en lugar de atraerse, se van a repeler... Con la misma

fuerza de ( 2 X107 newtons por metro de longitud). Como la fuerza de repulsión afecta por igual a los dos conductores, tenemos que conseguir que ésta fuerza se mueva, tan sólo, en un sentido. Para eso, sólo tenemos que reducir a la cuarta parte la corriente del conductor añadido (18), lo que obligará a que la fuerza de repulsión adquiera la dirección y sentido que va, desde el conductor (13), hacia el conductor (18), porque se creará así una diferencia de potencial, en la que la fuerza del conductor (13) será mayor que la del conductor (18). Eso hará que la fuerza de repulsión no sea tan grande como cuando la corriente es la misma, -y, de un amperio-, en los dos conductores (13, 18), pero, éste hecho no importa ahora, porque, de ésta manera la fuerza aún será muy grande: (

— ( 2 x l 0 ?) N / m = 5 x l 06 N / m ) . Además, los dos imanes (14, 15) que los dos conductores 4

(13, 18) tienen por arriba y por abajo, hará que la fuerza de repulsión aún se potencie más en lo que se refiere a dirigirse sólo en una dirección y sentido, además de que añadirá mucho valor a la fuerza total que se ejercerá contra el techo y el suelo del fuselaje de la nave, que será la que se transmitirá hacia el fuselaje a través de tos ejes (16. 17) que los une a los dos conductores (13, 18), de manera que, ésta fuerza será la que empuje hacia delante a la nave espacial, -o, al satélite artificial-, cuando se quiera avanzar, o, hacia atrás, frenándolos, cuando se activen los sistemas descritos que se hayan instalado en la popa, que dirigen la fuerza en senLido contrario, al mismo tiempo que se habrán desactivado los sistemas instalados en la proa.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIG URAS

Figura n° I: Visla en plañía del sistema acelerador, que eslá formado por el tren de transformadores (2-10) que se muestra en la figura n° 2, que se conecta a un puente de diodos (11) que, por el otro lado, se conecta a una bobina (12) de cable grueso y pocas espiras, que, a su vez, se conecta a un núcleo de cobre (13) que se halla en el interior del campo magnético de dos imanes (14, 15) siendo norte el polo superior y sur el polo inferior. Unos ejes (16, 17) fijarán el núcleo (13) al suelo y el techo del fuselaje.

Figura n° 2: Vista en planta de un tren de transformadores formado, en ésta ocasión, por tres núcleos (3, 6, 9) que tienen, cada uno, una bobina inductora (2, 5, 8) y una bobina inducida (4, 7, 10). las bobinas inductoras (2, 5, 8) conectan los extremos de sus cables con los extremos del cable de las bobinas inducidas (4, 7, 10).

Figura n° 3: Vista lateral del sistema acelerador al que le añadimos otro sistema igual que el descrito, situando los dos conductores (13, 18) a un metro de distancia.

Figuras n° 1-3:

1) Enchufe de corriente alterna

2) Bobina inductora

3) Núcleo

4) Bobina inducida

5) Bobina inductora

6) Núcleo

7) Bobina inducida

8) Bobina inductora

9) Núcleo

10) Bobina inducida

11) Puente de diodos

12) Bobina de cable de dos y medio centímetros de diámetro, y, veinte espiras

13) Núcleo de cobre

14) Imán Norte

15) Imán Sur

16) Ejes de fijación al suelo del fuselaje

17) Ejes de fijación al techo del fuselaje

18) Segundo conductor situado a un metro de distancia del conductor (13)

19)

DESCRIPCIÓN DE UN MODO DE REALIZACIÓN PREFERIDO

El Sistema Je aceleración y frenado de una nave espacial, con fuerza electromagnética, es un sistema de empuje que se puede multiplicar tantas veces como quepa en una nave espacial, lo que permite elegir la fuerza con la que deberá ser empujada. Este sistema ocupa poco espacio en la longitud de la nave, ya que sólo exige de unos quince o veinte centímetros de largo, aunque, de ancho puede ocupar todo el ancho de la estancia en donde se halle instalado, y, de alto, ocupará todo la altura de la estancia. En un metro de largo, se podrán instalar, por lo menos, cmco sistemas como el descrito, lo que se puede duplicar en una estancia de dos metros de largo. Para añadir potencia, instalamos un tren de transformadores (2, 10) que aumentará todo lo posible el voltaje de la corriente, así como podemos utilizar, también, un electroimán, en el lugar de los dos imanes (14, 15). Otro tren de transformadores (2, 10) elevará el voltaje de la corriente, para que aumente la potencia del electroimán. En el tren de transformadores (2, 10), la corriente aumenta su voltaje en función del número de espiras de las bobinas inductoras (2, 5, 8) y las inducidas (4, 7,10). Si suponemos que las inductoras (2, 5, 8) tienen dos o tres espiras, las inducidas (4, 7, 10) tendrán veinte o treinta espiras. Si la corriente que entra en la primera bobina inductora (2), tiene 220 voltios, su bobina inducida (4) enviará 2.200 voltios a la bobina inductora (5) del siguiente núcleo (6), lo que, en la bobina inducida (7) del siguiente núcleo (9) se habrá convertido ya en 22.000 voltios, y, así sucesivamente, hasta llegar a la última bobina inducida (10) que conducirá una corriente de 220.000 voltios. Si añadimos más Núcleos y más Bobinas, el Voltaje aún podrá aumentar mucho más. De ésta manera, podemos crear un campo eléctrico y un campo magnético muy poderosos, que empujarán hacia delante, y, con mucha fuerza, al núcleo de cobre (13), fuerza ésta que se transmitirá hacia el fuselaje a través de los ejes verticales (16, 17). Para éste dispositivo, la regla de Fleming de la mano izquierda es la que determina, con el dedo índice, la dirección del campo magnético; con el dedo medio nos indica la dirección de la comente, y, con el dedo pulgar nos indica la dirección de la fuerza que experimenta el conductor (David fíryant: Electricidad, Ed. Pirámide, Madrid, (2.000), p.l 14). Si observamos ahora la figura n° 1, veremos que, cuando la comente continua, entre por el lado izquierdo del núcleo de cobre (13), -y, ya que la dirección del campo magnético de los imanes (14, 15) se dirige desde el polo norte hacia el polo sur, o, de arriba hacia abajo-, la fuerza que experimentará el núcleo de cobre (13), -en el dispositivo de la figura n° I-, se va a dirigir hacia arriba, hacia la parte superior de la hoja que es en donde suponemos que se halla la proa de la nave. El mismo sistema será instalado, también, en la zona posterior de la nave, para que ésta pueda serfrenada, en tanto que la fuerza se dirigirá, ahora, en sentido contrano, o sea, hacia la popa. Al añadir otro sistema exactamente igual que el descrito, en el que los dos Conductores (13, 18) se hallen a una distancia de un metro, a los que atravesará una corriente eléctrica de un Amperio, y, en sentidos contrarios, conseguiremos una fuer/a de repulsión igual que la fuerza de atracción que se define en la definición del concepto de “Amperio”, tal como la he citado en los Antecedentes de la invención. A partir de ésta fuerza, podemos calcular la aceleración que podría alcanzar la nave espacial, en una hora de recorrido, sólo con la Fuerza de éste segundo sistema añadido. Suponemos, entonces, que las dos corrientes son de un Amperio y que la fuerza de repulsión corresponde a la definida:

F — 2 '101N / t u . La aceleración se obtiene de la ecuación de Newton:

F _ 2 107 N

^a = — 104 m i s 2. Si aplicamos ahora éste valor en la ecuación del espacio m 2 1 0 ’ kg

acelerado, obtenemos un recorrido para ésta nave espacial que tendrá una Masa de (2 • 103 kg) , que

será el producto entre la Aceleración y el cuadrado del Tiempo, según la ecuación de Galileo: x = a t2 ^{= 104 3.6002 = 104 1.296 104 = 1796 1011} m

que, como se puede comprobar, sería más que suficiente para hacer llegar a la nave a Marte, en poco menos de media hora, porque Marte se halla de la Tierra a una distancia de:

Cierra-Marte = 5 10‘° /W. Como he dicho en el apartado de la descripción que hay que reducir la corriente del segundo conductor (18) a la cuarta parte, también reduciremos a la cuarta parte el valor de todo lo calculado, y, aún así, la nave espacial sólo tardaría dos horas en llegar a Marte... lo que no está nada mal... si es que es cierto el valor de la fuerza que encontramos en la definición de “A m p e r i o En cualquier caso, ésta fuerza que acabo de calcular, sería la que se añadiría a la que produciría la presencia de los imanes (14, 15) en los dos conductores (13, 18), lo que aún sería mucho más grande el empuje conseguido y la aceleración total.

Claims

REIVINDICACIONES

1) Sistema de aceleración y frenado de una nave espacial, con fuerza electromagnética, caracterizado por ser un sistema para naves espaciales y satélites artificiales, que comienza en un enchufe (1) de corriente alterna, que se conecta a la primera bobina inductora (2) del tren de transformadores (2-i 0).éste tren de transformadores (2, 10) está formado, por lo menos, por tres núcleos (3, 6, 9), que tienen, cada uno, una bobina inductora (2, 5, 8) de dos espiras, y, una bobina inducida (4, 7, 10) de veinte espiras; las bobinas inductoras (2, 5, 8) conectan los extremos de sus cables con los extremos del cable de las bobinas inducidas (4, 7, 10); los extremos del cable de la última bobina inducida (10), se conectan a un puente de diodos (11) que, por el otro lado, se conecta a una bobina (12) de cable de dos y medio centímetros de diámetro, y, veinte espiras, que, a su vez, se conecta a un núcleo de cobre (13) que se halla en el interior del campo magnético de dos imanes (14, 15) siendo norte el polo superior, y, sur, el polo inferior; unos ejes verticales (16, 17) fijarán el núcleo (13) al suelo y al techo del fuselaje, respectivamente.

2) Sistema de aceleración y frenado de una nave espacial, con fuerza electromagnética, -según reivindicación primera-, caracterizado por ser una variante que potencia aún más la invención, en la que, al lado det sistema descrito, instalamos otro sistema igual, en el que los conductores de cada sistema, (13, 18), se situarán a un metro de distancia, y, los atravesarán corrientes de sentido contrario y valor diferente.