MXPA06013594A - Sistema, aparato y metodo para la generacion de una fuerza introduciendo un entorno controlado de plasma en un capacitor asimetrico - Google Patents

Sistema, aparato y metodo para la generacion de una fuerza introduciendo un entorno controlado de plasma en un capacitor asimetrico

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MXPA06013594A
MXPA06013594A MXPA/A/2006/013594A MXPA06013594A MXPA06013594A MX PA06013594 A MXPA06013594 A MX PA06013594A MX PA06013594 A MXPA06013594 A MX PA06013594A MX PA06013594 A MXPA06013594 A MX PA06013594A
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asymmetric capacitor
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capacitor
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MXPA/A/2006/013594A
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Chrysler Brennan Robert
Stuart Penny L
Iso Higman Kumiko
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Chrysler Brennan Robert
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Abstract

La presente invención proporciona un método, aparato y sistema que genera y utiliza una fuerza motriz y otra fuerza mediante la introducción de un entorno de plasma en un capacitor asimétrico, originando una ganancia significante de fuerza. Este incremento extraordinario en la fuerza permite el uso de fuerzas motrices iónicas y otras fuerzas para entrar en el dominio de la aplicación realista y práctica. En una modalidad, el campo de energía es alimentado con energía mediante la aplicación de un sistema para incrementar la densidad de plasma mediante la ionización del entorno de plasma en el campo de energía a través de la radicación electromagnética, mediante el incremento de la temperatura de plasma o alguna combinación de los mimos. En una modalidad, la invención también genera un flujo de energía plasma dirigido hacia afuera a partir del aparato. La presente invención también puede proporcionar las fuerzas motrices en niveles de tensión sustancialmente reducidos. La baja tensión puede disminuir o eliminar los efectos negativos de los niveles anteriores de alta tensión requeridos para energizar el capacitor asimétrico.

Description

SISTEMA, APARATO Y MÉTODO PARA LA GENERACIÓN DE UNA FUERZA INTRODUCIENDO UN ENTORNO CONTROLADO DE PLASMA EN UN CAPACITOR ASIMÉTRICO Campo de la Invención La presente invención se refiere a capacitores asimétricos. De manera más particular, la invención se refiere a la generación de una fuerza mediante la utilización de capacitores asimétricos introduciendo un entorno controlado de plasma.
Antecedentes de la Invención Se sabe que los capacitores asimétricos presentan una fuerza neta cuando es aplicada una energía suficiente. De manera general, un capacitor asimétrico es un capacitor que tiene áreas superficiales de electrodo que son geométricamente diferentes. El campo eléctrico que rodea un capacitor asimétrico energizado crea una fuerza de desequilibrio y por lo tanto, una fuerza motriz de una magnitud pequeña. El reto con respecto a las décadas anteriores ha sido la cantidad de energía que se requiere para producir la fuerza motriz, también conocida como relación de consumo de empuje-de-energía. Aunque los modelos de peso ligero de capacitor asimétrico han demostrado capacidad para producir una fuerza suficiente para superar el REF. 177914 efecto de la gravedad sobre su propia masa, la cantidad de energía que se requiere ha sido prohibitiva para hacer usos prácticos y comerciales de esta característica. Otro reto es el punto de saturación de la "corriente limitada de carga de espacio" (que también se denomina como "límites cargados de espacio" ) o el límite de las partículas cargadas que puede acomodar un volumen dado de espacio. La cantidad de partículas en un volumen dado limita la cantidad de la fuerza que puede ser generada a partir de este volumen. Distintos investigadores han utilizado iones y sus movimientos con el objeto de producir fuerzas motrices debido a una diversidad de razones. Algunas patentes de los Estados Unidos describen cargas electrostáticas con relación a las fuerzas motrices en varios entornos . Estas patentes son incorporadas en la presente como referencia. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 1, 974,483, publicada en Septiembre de 1934 por Brown, se refiere a un método de producción de una fuerza o movimiento mediante la aplicación y mantenimiento de cargas electrostáticas de alto potencial en un sistema de masas cargadas y electrodos asociados. La Patente de los Estados Unidos No. 2, 460,175, publicada en Enero de 1949 por Hergenrother, se refiere a bombas iónicas de vacío que ionizan las moléculas de gas y posteriormente, separan las moléculas a través de una fuerza de atracción entre las moléculas y un miembro conductivo energizado con un potencial negativo. La Patente de los Estados Unidos No. 2, 585,810, publicada en Febrero de 1952 por Mallinckrodt , se refiere a, un aparato de propulsión de chorro y un aparato de arco eléctrico para la impulsión de aeroplanos. La Patente de los Estados Unidos No. 2, 636,664, publicada en Abril de 1953 por Hertzler, se refiere a métodos de bombeo que someten las moléculas de gas a fuerzas de ionización provocando que se desplacen en una dirección predeterminada. La Patente de los Estados Unidos No. 2, 765,975, publicada en Octubre de 1956 por Lindenblad, se refiere al movimiento de un gas sin el desplazamiento de partes a través de efectos de descarga en corona sobre el gas. La Patente de los Estados Unidos No. 2, 949,550, publicada en Agosto de 1960 por Brown, se refiere a un aparato electro-cinético que utiliza potenciales eléctricos para la producción de fuerzas provocando el movimiento relativo entre una estructura y un medio circundante. La Patente de los Estados Unidos No. 3, 120,363, publicada en Febrero de 1964 por Gehagen, se refiere a un aparato más pesado que un aparato de vuelo en el aire y a métodos de propulsión y control utilizando una descarga iónica. La Patente de los Estados Unidos No. 6, 317,310, publicada en Noviembre de 2001 por Campbell, se refiere a métodos y aparatos que describen capacitores asimétricos de dos dimensiones cargados con altos potenciales para la generación de un empuje.
El uso no iónico de las moléculas de aire a través de un ala para producir una elevación se observa en la Patente de los Estados Unidos No. 2, 876,965, publicada en Marzo de 1959 por Streib. Esta patente se refiere a una aeronave de ala circular que tiene la capacidad de realizar el vuelo vertical y horizontal utilizando la sección transversal radial del ala como un ala eficiente. Brown observó la fuerza neta diferente de cero de un sistema capacitor asimétrico en un entorno de vacío. Parece que este fenómeno puede ser explicado considerando la presión sobre las superficies del electrodo debido a los iones cargados que son evaporados de los electrodos en la ausencia de los iones cargados que son creados en el medio (aire) . Brown también observó que la fuerza produce un movimiento relativo entre el aparato y el medio dieléctrico de fluido circundante, es decir, se provoca que el medio dieléctrico se mueva a través del aparato si el aparato fuera mantenido en una posición fija. Además, si el aparato estuviera libre de movimiento, el movimiento relativo entre el medio y el aparato originaría un movimiento hacia adelante del aparato. Es posible que estos fenómenos puedan ser explicados por la teoría en la que la transferencia del momento de los iones cargados a las superficies de electrodo sea el mecanismo para producir la fuerza propulsiva neta, debido a que los iones energéticos son redirigidos y se mueven a través y alrededor del capacitor sin perder ningún momento, si el sistema fuera mantenido en una posición fija. Si el sistema estuviera libre de movimiento, todavía existirían iones que se desplazan a través y alrededor del capacitor como resultado de las colisiones, aunque este flujo debería ser mucho más débil que en el caso de la fijación del sistema debido a que los iones pierden su energía cinética y el momento a través de las colisiones con las superficies de electrodo. Además, Klaus Szielasko (GENEFO www.genefo.org "High Voltaje Lifter Experiment: Biefield Effector Simple Physics?" Reporte Final, Abril de 2002) observó que no existía diferencia en el movimiento del dispositivo cuando la polaridad del sistema fuera invertida, estableciendo de esta manera que la fuerza electrostática experimentada por los iones cargados no es el mecanismo de propulsión. Además, la guía que soporta los principios fundamentales puede ser obtenida a partir de Canning, Francis X., Melcher, Cory, and Winet, Edwin, Asymmetrical Capaci tors for Propulsión, Glenn Research Center de NASA (NASA/CR-2004-213312) , Institute for Scientific Research, Octubre del 2004, publicada después de la solicitud provisional en base a lo cual esta solicitud reivindica el beneficio. Los campos electro-cinéticos que son generados antes de la presente invención han experimentado en gran medida de una entrada de energía relativamente alta que produce un bajo rendimiento o fuerza neta. Mientras que se conoce el concepto general de los capacitores asimétricos y el uso de las fuerzas iónicas, la incapacidad para producir una fuerza motriz suficiente ha eliminado muchos usos posibles. Por lo tanto, el dilema hasta ahora ha sido incrementar la cantidad de corriente de conducción en un sistema de propulsión de procesamiento de iones sin aumentar el consumo de energía, cuando el nivel de alta tensión que se requiere tenga que ser lo suficientemente alto para crear la corriente de conducción en el primer lugar. Un reto adicional hasta ahora ha sido la entrada aceptada de alta tensión que es necesaria en base a los esfuerzos enlistados con anterioridad y otros esfuerzos similares. Sin embargo, la entrada de la alta tensión tiene efectos secundarios indeseables. Estos efectos incluyen un campo electromagnético sustancial y el aumento de interferencia de la electricidad estática en los objetos circundantes, la radiación-x, la producción de ozono y otros efectos negativos. Por lo tanto, permanece la necesidad de un campo mejorado de energía asimétrica para producir una fuerza motriz mejorada.
Sumario de la Invención La presente invención proporciona un método, aparato y sistema para la generación de una fuerza motriz y otras fuerzas introduciendo un entorno controlado de plasma en un capacitor asimétrico. El flujo de energía o plasma es dirigido hacia afuera del aparato. La presente invención emplea los aspectos asimétricos del campo relacionado de energía, aunque proporciona energía al campo de energía a través de varios órdenes de magnitud. Esto aumenta en forma extraordinaria la fuerza motriz que es conseguida en parte incrementando la densidad del plasma, la energía de plasma (y una temperatura equivalente de plasma) y la velocidad relacionada de la partícula o una combinación de los mismos. El incremento permite el uso de fuerzas motrices iónicas para aplicaciones prácticas que hasta ahora no se encuentran disponibles . En una modalidad, el campo de energía es alimentado con energía aplicando un sistema que introduce un entorno controlado de plasma en el campo de energía a través de la radiación. electromagnética, tal como con un láser o una serie anular de diodos de emisión de luz (LEDs) . El campo de energía puede ser alimentado con energía incrementando la densidad del plasma, la energía de plasma y la velocidad de partícula, o una combinación de los mismos. Además, el entorno de plasma puede ser energizado antes de desarrollar un campo significante de energía asimétrica. Todavía en otra modalidad, la presente invención mejora, de manera significante, las fuerzas en niveles sustancialmente reducidos de tensión utilizando la radiación electromagnética si se compara con los niveles previamente requeridos de tensión sin la radiación electromagnética. En forma ventajosa, la baja tensión puede reducir o eliminar los efectos negativos secundarios que son provocados por los niveles anteriores de alta tensión que son requeridos para energizar el motor de capacitor asimétrico. La descripción proporciona un método de suministro de una fuerza con un capacitor asimétrico que comprende: la aplicación de radiación electromagnética en partículas en la proximidad de un capacitor asimétrico que tiene por lo menos dos electrodos de diferentes áreas superficiales y que se encuentran separados por una distancia; y la aplicación de tensión al menos en uno de los electrodos con el objeto de generar una fuerza neta con el capacitor asimétrico. La descripción también proporciona un método de incremento de la salida de energía de un capacitor asimétrico, que comprende: la ionización de partículas con radiación electromagnética en un medio entre un primer electrodo que tiene una primera área superficial y un segundo electrodo que tiene una segunda área superficial diferente de la primera área superficial; y la aplicación de una tensión por lo menos en uno de los electrodos y la generación de una fuerza neta con los electrodos .
La descripción además proporciona un sistema para la producción de una fuerza motriz, que comprende: un capacitor asimétrico que posee un primer electrodo que tiene una primera área superficial y un segundo electrodo que tiene una segunda área superficial diferente de la primera área superficial; una fuente de tensión conectada con el capacitor asimétrico para la aplicación de tensión en el capacitor y la generación de una fuerza neta con el capacitor; y una fuente de radiación electromagnética que es adaptada para la aplicación de radiación en partículas entre los electrodos.
Breve Descripción de las Figuras Una descripción más particular de la invención, resumida en pocas palabras con anterioridad, puede ser realizada con referencia las modalidades de la misma, las cuales son ilustradas en las figuras adjuntas y se describen en la presente. No obstante, se observa que las figuras adjuntas solamente ilustran algunas modalidades de la invención y por lo tanto, no serán consideradas que limitan su alcance, debido a que la invención puede admitir otras modalidades igualmente efectivas. La Figura 1 es una vista esquemática de un entorno de campo electromagnético que es creado a partir de un capacitor asimétrico y el sistema relacionado de la presente descripción.
La Figura 2A es un diagrama esquemático de una partícula cargada de un capacitor asimétrico de línea base en una forma más simplificada de la Figura 1. La Figura 2B es un diagrama esquemático de una partícula cargada del capacitor asimétrico con una radiación electromagnética aplicada, que ilustra el aumento de la densidad de partícula. La Figura 2C es un diagrama esquemático de una partícula cargada de la mejora de la presente invención con la radiación electromagnética que ilustra el incremento de la densidad y velocidad de partícula que se origina. La Figura 2D es un diagrama esquemático que muestra la característica voltio-ampere de una sonda electrostática de Langmuir . La Figura 3 es un diagrama esquemático de una fuerza motriz de colisiones experimentadas de momentos de partículas neutrales con partículas cargadas. La Figura 4 es un diagrama esquemático de una modalidad de un motor de capacitor asimétrico. La Figura 5A es un diagrama esquemático de una vista en corte transversal de una modalidad de un sistema que utiliza el capacitor asimétrico. La Figura 5B es una vista superior esquemática de la modalidad que se muestra en la Figura 5A. La Figura 6 es un diagrama esquemático de una provisión de energía para una modalidad de ejemplo. La Figura 7A es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad de un vehículo aéreo sin piloto (UAV) . La Figura 7B es una vista superior esquemática de la modalidad de la Figura 7A. La Figura 7C es una vista lateral esquemática de la modalidad de la Figura 7A. La Figura 8A es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad de un vehículo aéreo con piloto (MAV) . La Figura 8B es una vista frontal esquemática de la modalidad. de la Figura 8A.
Descripción Detallada de la Invención La presente invención se refiere a un sistema, método y aparato para la generación de una fuerza a partir de un capacitor asimétrico aplicando una radiación electromagnética en partículas entre electrodos en el capacitor asimétrico a fin de ionizar las partículas. La radiación electromagnética genera un estado altamente energizado, tal como un plasma, en el capacitor para la producción de un aumento de fuerza, tal como una fuerza motriz u otra fuerza que emana del capacitor, si se compara con los esfuerzos anteriores. Este incremento de fuerza es conseguido controlando la densidad de plasma, la energía de plasma o la velocidad de partícula, la temperatura de plasma, el área superficial de electrodo negativo (cátodo) con relación al ánodo o una combinación de las mismas. El capacitor asimétrico, que tiene diferentes electrodos con distintas áreas superficiales, obtiene una fuerza neta en la dirección axial, es decir, en la dirección de la línea a partir del electrodo largo o negativo hacia el electrodo pequeño o positivo. Esta dirección de fuerza se aplica sin considerar la polaridad de la tensión de suministro, debido a que las direcciones de estas fuerzas netas no cambian cuando es cambiada la polaridad. La fuerza neta sobre el electrodo largo o negativo es mucho más grande que la fuerza neta del electrodo pequeño o positivo debido a las grandes diferencias en el área superficial. En general, la descripción proporciona el suministro de una energía externa en frecuencias favorables para excitar las partículas en iones, o los iones en más iones energéticos a fin de crear una condición de plasma. La descripción proporciona una entrada de energía relativamente baja para una salida de fuerza comparativamente grande mediante la creación de un plasma que puede ser manipulado entre los electrodos del capacitor asimétrico cuando sea aplicada la tensión en los electrodos. El término "plasma" es bien conocido y se pretende que incluya una colección de alta energía de electrones e iones de movimiento libre, es decir, átomos que han perdido electrones. La energía que se requiere para separar los electrones de los átomos se convierte en plasma. La entrada de energía a las partículas para el plasma puede ser de distintos orígenes: térmica, eléctrica, o luminosa (luz ultravioleta o luz intensa de un láser) . Sin una energía suficiente de sustentación, los plasmas se recombinan en un gas neutral . Panorama general de la invención y capacitor asimétrico La Figura 1 es una vista esquemática de un entorno de campo electromagnético que es creado a partir de un capacitor asimétrico y el sistema relacionado de la presente descripción. La figura proporciona el entendimiento de la operación de un capacitor asimétrico para comprender de mejor manera lá mejora inventiva. El tamaño de los vectores (es decir, las fuerzas en una cierta dirección) , que representan la transferencia de momento de las partículas cargadas, no se encuentra a escala ni es exacto. Las líneas del campo electromagnético son aproximadas . De manera general, un capacitor asimétrico 2 incluye un primer electrodo 4 y un segundo electrodo 6 que se encuentran separados a través de una distancia por un medio 11, que incluye un gas, tal como el aire, un vacío tal como el espacio, o un líquido. La operación en el vacío del espacio sería generalmente la utilización, de manera ventajosa, de la inyección de un medio con partículas. Para la operación en líquidos, el motor será generalmente energizado y funcionará con un plasma entre los electrodos y será suministrado con líquido vaporizado, tal como vapor de agua que tiene propiedades de los gases que son suficientes para ionizar con las colisiones asociadas que se discuten en la presente. El primer electrodo tiene una primera área superficial que es calculada alrededor de la porción expuesta al medio y el segundo electrodo del mismo modo tiene una segunda área superficial. Para un capacitor asimétrico estas áreas superficiales son diferentes. Además, el tamaño absoluto de cada electrodo y el tamaño relativo de un electrodo con respecto al otro electrodo pueden provocar una diferencia en la fuerza neta que es generada con los electrodos. De manera general, el primer electrodo es un ánodo y el segundo electrodo es un cátodo con el ánodo que tiene una carga más positiva (tensión) que el cátodo. De manera general, el cátodo tendrá el área superficial más grande. Los electrodos pueden poseer cualquier forma geométrica o combinación con otras formas y pueden tener patrones geométricos que son formados dentro de uno o más de los electrodos, tal como orificios y así sucesivamente. El ánodo puede ser, por ejemplo y sin limitación, un alambre (s) emisor, una cuchilla (s) o un disco (s) y el cátodo puede ser una hoja(s), cuchilla(s) o disco(s). Los electrodos pueden ser de cualquier material conveniente, que incluye el cobre, aluminio, acero u otros materiales con la capacidad de establecer el campo electromagnético entre los electrodos. De manera general, los electrodos incluyen materiales conductivos que establecen el campo electromagnético. Para algunas aplicaciones, el peso, los costos, la conductividad, la integridad estructural y otros factores pueden determinar los materiales exactos o la combinación de materiales para un electrodo particular. Por ejemplo, y sin limitación, puede aplicarse un primer material que tenga una densidad más alta y/o una mayor conductividad sobre un material de menor densidad y/o menos conductivo a fin de crear un electrodo compuesto. Además, los electrodos pueden ser una pluralidad de superficies eléctricamente acopladas para alterar el área superficial del electrodo particular. Por convención, una tensión positiva es aplicada en el ánodo a través de una alimentación de energía 8 y el cátodo es negativo con relación al ánodo, aunque es posible invertir la polaridad. En algunas modalidades, la tensión puede ser aplicada en ambos electrodos con el ánodo que posee, de manera general, un potencial más positivo. La corriente alterna (AC, por sus siglas en inglés) y la corriente directa (DC) pueden ser utilizadas . Cuando sea aplicada una tensión por lo menos en uno de los electrodos, tal como el ánodo, se crea un campo electromagnético entre los electrodos debido a que el medio que se encuentra entre los mismos es un material relativamente no conductivo si se compara con los electrodos. Para el presente propósito, el campo es discutido en términos de un campo eléctrico 12 que tiene líneas de campo eléctrico de una intensidad variable en la que en un punto central entre los electrodos se encuentra generalmente paralelo a la línea 9 dibujada entre los electrodos y curveada e incluso invertida junto a los electrodos. El campo magnético 14 tiene líneas de campo magnético que son generalmente perpendiculares a las líneas de campo eléctrico en cualquier punto particular sobre las líneas de campo eléctrico. De esta manera, en el punto central entre los electrodos, las líneas de campo magnético serán generalmente perpendiculares a la línea 9. El campo eléctrico sirve para energizar las partículas 16 en el medio, creando iones de algún valor de carga y el campo magnético sirve para atraer los iones en la dirección del campo magnético en la ubicación particular del ion. Debido a que los campos eléctrico y magnético se extienden más allá de la línea recta de electrodo a electrodo, también pueden ser afectadas las partículas más allá de la línea recta y que circundan los electrodos. Por lo tanto, las partículas que rodean los electrodos pueden ser incluidas en el volumen definido en términos amplios en la presente como "entre" los electrodos, como se muestra en la región de campo electromagnético 28. El término "partícula" se utiliza en forma amplia en la presente e incluye tanto las partículas neutrales como las partículas cargadas (es decir, las partículas "ionizadas"), a menos que el contexto particular se dirija de otro modo. Las partículas pueden ser moléculas o átomos o partículas subatómicas tal como electrones, neutrones y protones y otras partículas subatómicas . De manera más específica, cuando se aplica una tensión en el capacitor asimétrico 2, la corriente conductiva corre del electrodo más pequeño o positivo 4 al electrodo más grande o negativo 6. De acuerdo con la ley de Ampere, esta corriente conductiva crea un campo magnético en forma azimutal que rodea el capacitor. Para una mejor aclaración, las coordenadas cilindricas son aplicadas en este sistema tomando la dirección axial en la dirección de la línea 9 del electrodo negativo al electrodo positivo. Las partículas cargadas "descendientes" son creadas en el medio, generalmente aire, o vapor de agua u otro medio introducido como se describió en la presente, y son evaporados o emitidos de otra forma de las superficies de electrodo debido a que las colisiones con los electrones y iones "de origen" , experimentan una fuerza de Lorentz (jxB o enVxB) además de la fuerza debida al campo eléctrico prescrito (eE) , en donde las cantidades del vector son expresadas en las letras negritas . Aquí, se pretende que el término "de origen" signifique la partícula original cargada que lleva la corriente conductiva y se pretende que el término "descendiente" signifique la partícula cargada secundaria que es creada por las colisiones con las partículas cargadas de origen. En la parte superior e inferior del electrodo 6, los iones son empujados en dirección radial hacia adentro debido a esta fuerza de Lorentz (en las coordenadas cilindricas: -zx-f= -r, en donde (z) representa el componente axial del campo eléctrico, (f) representa la dirección del campo magnético, y (r) representa la dirección de movimiento de los iones) . En la superficie plana superior del electrodo 6, los iones son empujados hacia arriba debido a esta fuerza (-rx-f= -z) , en donde la dirección ascendente es la dirección hacia el electrodo más pequeños relativamente positivo 4. Sobre la región más cercana a la superficie superior, los iones son empujados en la dirección radial hacia adentro y en la dirección ascendente. Los movimientos ascendentes de los iones son invertidos sobre la superficie inferior del electrodo más largo o negativo 6 debido a las direcciones invertidas (f) del componente axial (z) del campo eléctrico en la parte inferior del electrodo y esto a su vez invierte la dirección (f) del campo magnético. Las fuerzas en esta región son consideradas más débiles que aquellas en la región superior puesto que se encuentran más lejos del primer electrodo 4, originando una fuerza neta en la dirección del componente axial (z) . Los iones cercanos al electrodo más pequeño y más positivo 4 experimentan movimientos similares aunque en la dirección opuesta del componente axial (z) . Una fuerza motriz (es decir, un empuje) es la fuerza neta de la presión (creada por las colisiones con los iones energéticos) todo sobre la superficie de cuerpo del electrodo particular originando la fuerza neta 5 sobre el electrodo 4 y la fuerza neta 7 sobre el electrodo 6 en la dirección opuesta a la fuerza neta 5 en el primer electrodo 4. Las fuerzas netas para cada electrodo son alineadas en la dirección de la línea 9, aunque en una dirección opuesta (es decir, a lo largo del eje z en un sistema de ejes de coordenadas) . La fuerza neta sobre el electrodo 6 es más grande que la fuerza neta del electrodo 4 debido a las diferencias en el área superficial del electrodo. El sistema en su conjunto que utiliza un capacitor asimétrico gana una fuerza resultante neta 26 mediante la suma de vector de las fuerzas 5, 7 en la dirección axial de la línea 9, es decir, en la dirección de la línea del electrodo negativo o más grande al electrodo positivo o más pequeño, sin considerar la polaridad de la tensión de alimentación. Aunque los movimientos de los electrones asociados son opuestos por completo a los de los iones, la transferencia del momento de los electrones se considera trivial e imperceptible si se compara con la transferencia de momento de los iones. Por lo tanto, la transferencia de momento de los iones a las partículas neutrales se considera como el mecanismo principal para contribuir a una fuerza motriz neta. Un chorro de iones 18 de partículas es creado en una dirección fuera del electrodo más largo 6 distante del electrodo más pequeño 4 que además puede emanar una fuerza del capacitor. El orden de magnitud de la fuerza de Lorentz debido al campo magnético creado a través de la corriente conductiva es generalmente imperceptible si se compara con el orden de magnitud de la fuerza electrostática. Sin embargo, se cree que las fuerzas de Lorentz pueden ser significantes en sitios locales en donde sea posible un campo magnético intenso cuando la densidad de corriente local del plasma sea incrementada en forma dramática a partir del calentamiento Ohmíco y la conductividad mejorada. En estos sitios, el orden de magnitud puede ser de mega-amperios por centímetro cuadrado, ' de modo que la fuerza de Lorentz es comparable o más grande que la fuerza electrostática. Con el entendimiento básico de la operación de un capacitor asimétrico, la atención es atraída a la discusión adicional de los aspectos inventivos. Al menos en una modalidad, la creación de un entorno mejorado e ionizado de partículas dentro de un volumen de medios entre los electrodos del capacitor asimétrico mejora la densidad de partícula cargada, la temperatura de las partículas o ambas. Las partículas mejoradas cargadas pueden ser elevadas hasta un entorno de nivel de plasma que puede controlarse en términos de densidad de plasma y temperatura promedio de plasma (y por lo tanto, afecta la velocidad de la partícula) . Se pretende que el término "plasma" signifique generalmente un gas eléctricamente neutral y altamente ionizado compuesto de iones, electrones y partículas neutrales. Esta es una fase de la materia diferente de los sólidos, líquidos y gases normales. El entorno ionizado y mejorado de las partículas puede ser creado proporcionando radiación electromagnética, tal como radiación ultravioleta, radiación infrarroja, radiación de radiofrecuencia, otras frecuencias o combinaciones de las mismas, en las partículas. De manera general, el medio ambiente o entorno incluye al menos un plasma parcial. Una o más fuentes de radiación electromagnética 20, 20A puede ser utilizada para proporcionar esta radiación. En forma ventajosa, ciertas longitudes de onda de radiación pueden ser utilizadas en función de las partículas que serán ionizadas para elevar las partículas al estado de plasma. Las fuentes 20, 20A pueden ser energizadas a través de una o más alimentaciones de energía 22, 22A, que pueden ser las mismas que la alimentación de energía 8.
El valor de las fuerzas netas que es derivado del capacitor asimétrico de acuerdo con las enseñanzas en la presente puede ser elevado sin incrementar la energía de entrada al capacitor que proviene de la alimentación de energía 8. Naturalmente, la energía de entrada es requerida para que las fuentes de radiación electromagnética ionicen y quizás puedan crear el entorno controlado de plasma. Sin embargo, la ganancia neta en el sistema puede energizar el campo eléctrico a través de un margen significante e incluso a través de un orden de magnitud o de un orden mayor de magnitud. Las partículas en el campo electromagnético creado por la energía en los electrodos además pueden ser energizadas aplicando una radiación electromagnética al volumen entre los electrodos. La radiación electromagnética puede incrementar la densidad de plasma entre los electrodos, incluyendo el volumen de las partículas dentro del campo eléctrico. La radiación electromagnética también puede incrementar la temperatura de plasma que aumenta las velocidades de la partícula utilizando fuentes alternativas de radiación electromagnética. En algunas modalidades, el campo eléctrico puede ser incrementado tanto en la densidad de plasma como la temperatura. Además, el campo eléctrico puede ser energizado antes de desarrollar un campo de energía asimétrica significante.
El aumento de la densidad de plasma y/o temperatura de plasma permite el incremento en lo que hasta ahora ha sido un factor limitante en la salida de energía a través de la fuerza neta a partir de un sistema de capacitores asimétricos, a pesar de muchas décadas de esfuerzo. Un término conocido como "corriente de espacio-carga-limitada" que se describe de manera más completa más adelante, es la cantidad máxima de carga de los iones dentro de un espacio dado antes de que se presente la saturación y que limite cargas adicionales. El incremento del valor de saturación puede permitir un aumento en la fuerza neta y la salida de energía. Los esfuerzos anteriores son enfocados en la alta tensión con limitaciones y complicaciones concurrentes. Los inventores desarrollaron un método alternativo y mejorado para incrementar la densidad y/o la temperatura de plasma con un incremento concurrente en el nivel de saturación permitiendo que sea utilizada una tensión relativamente baja para el capacitor asimétrico y amplificando la energía en las partículas a través de la radiación electromagnética de una o más longitudes de onda. El resultado fue una respuesta no lineal inesperada que incrementó en gran medida la fuerza neta como la salida a partir del capacitor asimétrico con respecto a cualquier arreglo conocido de capacitor asimétrico utilizando la misma tensión. En algunas modalidades, el incremento fue de un orden de magnitud o de un orden de magnitud mayor. En forma ventajosa, la baja tensión puede disminuir o eliminar los efectos negativos que hasta ahora se originaron a partir de los altos niveles de tensión requeridos para energizar el motor de capacitor asimétrico. Además, los inventores determinaron que la inyección de partículas dentro del campo eléctrico incrementa la fuerza generada que puede acomodar el sistema de la presente descripción debido al aumento de capacidad para utilizar partículas adicionales a través de un valor incrementado de saturación. Las partículas inyectadas pueden incluir partículas gaseosas, tales como hidrógeno, helio, u otros gases y materiales . La inyección puede ser complementaria a los medios en los cuales el capacitor asimétrico funciona o en lugar de este medio. Además, la inyección de partículas puede mejorar la habilidad del capacitor asimétrico para operar bajo menores condiciones estándares de presión (1 atmósfera) , tal como el vacío relativo del espacio u otras condiciones de baja o esencialmente sin presión. Las Figuras 2A, 2B, 2C son diagramas esquemáticos de un capacitor asimétrico con partículas cargadas que contrastan las mejoras significantes en la suma de vectores de las fuerzas de acuerdo con las presentes enseñanzas . La Figura 2A es un diagrama esquemático de una partícula cargada del capacitor asimétrico de línea base en una forma más simplificada que la Figura 1. Un primer electrodo 4 y un segundo electrodo 6 tienen diferentes áreas superficiales expuestas a las partículas que serán energizadas y forman la configuración básica del capacitor asimétrico 2. Las partículas 16 entre los electrodos (es decir, las partículas en el campo electromagnético 28) tienen una cierta densidad y velocidad 24. La velocidad es indicativa del nivel de energía de la partícula específica y por lo tanto, de su temperatura. Como se describió en la Figura 1, las interacciones de la partícula crean una fuerza neta sobre el capacitor asimétrico como un conjunto, que se ilustra como la fuerza 26. La Figura 2B es un diagrama esquemático de una partícula cargada del capacitor asimétrico con una radiación electromagnética aplicada, que ilustra el aumento de la densidad de partícula. La aplicación de la radiación electromagnética en las partículas proporciona el aumento significante de la salida de energía en el modo de una fuerza neta resultante con el capacitor asimétrico. Se cree que la aplicación de radiación electromagnética incrementa la densidad de plasma. Los electrodos 4, 6 pueden ser operados en un nivel dado de energía. Una fuente de radiación electromagnética 20 puede aplicar radiación electromagnética a las partículas 16 a fin de proporcionar energía a las mismas. De manera más particular, al menos en una modalidad, la radiación electromagnética puede ser aplicada con un láser, uno o más diodos de emisión de luz (LEDs) o con otras fuentes de emisión de fotones. La radiación es utilizada para crear al menos una ionización parcial de los medios entre los electrodos que incluyen generalmente los medios en los cuales opera el capacitor asimétrico. De manera ventajosa, la longitud de onda utilizada por el láser puede ser una longitud de onda relativamente corta, tal como infrarroja (IR) y ultravioleta (UV) o más corta. Por ejemplo, la investigación en la foto-ionización indica que en frecuencias específicas aproximadamente o por debajo de 1024 nm para 02 y aproximadamente o por debajo de 798 nm para N2, ambas de estas moléculas atmosféricas serán foto-ionizadas y serán fáciles de manipular mediante campos eléctricos en el mismo modo que es similar a las moléculas ionizadas por alta tensión. Aunque las frecuencias pueden variar con eficiencias de ionización diferentes, se cree que un intervalo de frecuencias comercialmente viable se encuentra aproximadamente en 750 a 1024 nm para el 02 y aproximadamente de 248 a 798 nm para el N2. Estas frecuencias específicas de gas son denominadas en algunas ocasiones como frecuencias de Fraunhofer. Estas frecuencias armónicas provocan que el gas específico se ionice con una entrada relativamente pequeña de energía. Una menor cantidad de energía para ionizar las partículas a fin de preparar la creación de plasma contribuye a una mayor salida de fuerza por unidad de entrada de energía. Además, la combinación de frecuencias puede ser proporcionada a los medios. En el ejemplo anterior, si los medios fueran aire que comprende una gran cantidad de oxígeno y nitrógeno, entonces la energía en la frecuencia específica para cada componente puede ser aplicada a los medios a fin de conseguir una ionización más eficiente. Todavía además, otra radiación electromagnética puede ser aplicada en varias frecuencias, algunas de onda corta y otras de onda larga, que pueden agregar una energía adicional a las partículas. Las frecuencias pueden ser aplicadas en forma simultánea a las partículas o en un modo escalonado y en distintas secuencias separadas o en combinación con una secuencia de la tensión aplicada al capacitor. Esta aplicación simultánea o en secuencia conduce, de manera ventajosa, a una eficiencia más alta en el motor. Otra fuente de radiación es el uso de un láser de 248 nm con impulsos de fem por segundo de alta energía para ionizar el aire (posiblemente en el orden de 1011 partículas/cm3) . Además, el sistema puede utilizar una longitud de onda más larga tal como una radiación infrarroja de 750 hm para estabilizar el plasma disminuyendo la neutralización de plasma que se presenta en forma indeseable por la recombinación con otras partículas para producir partículas neutrales que no podrían contribuir a la fuerza en ningún modo sustancial. La frecuencia o frecuencias que serán aplicadas son de ejemplo y dependen en gran medida de los medios en los cuales el capacitor asimétrico es operado y las partículas específicas serán energizadas, que podría ser determinado por una persona de experiencia ordinaria en la técnica que proporcione la guía y descripción contenidos en la presente sin una experimentación indebida. De manera general, ésta persona incluiría un experto en la física, tal como la física de plasma. De manera general, la descripción proporciona el incremento en la eficiencia de la energía en las partículas, a través de diferencias de la confianza única anterior en la tensión a través de los electrodos del capacitor asimétrico para crear el plasma y producir una fuerza relativamente grande. Mediante la ionización de las partículas en el volumen dentro y alrededor del capacitor asimétrico con radiación electromagnética, tal como luz UV y/o IR, la densidad y energía de los medios se incrementan hasta el punto al menos en el que es producido plasma parcial . El plasma puede ser acelerado y dirigido a través de los campos eléctrico y magnético, lo cual permite que sea controlado y aplicado. El incremento de la densidad y temperatura de plasma tiene un beneficio doble: proporciona un número más grande de partículas para provocar las colisiones moleculares y además la ionización dentro del mismo volumen; y la energía de las partículas también es incrementada trasmitiendo una energía más grande durante las colisiones. El incremento en la capacidad de ionización origina mayores impactos y una fuerza neta más grande 26 si se compara con la Figura 2A. El incremento de la densidad de plasma puede permitir la reducción en la tensión en los electrodos para una fuerza neta dada y la disminución de los efectos negativos de la alta tensión. La tensión inferior es posible debido a que la frecuencia UV o IR u otra energía electromagnética son aplicadas en las partículas . Se cree que la presente invención también se dirige a dos distintas leyes físicas limitantes que son involucradas en la saturación de la corriente de espacio-carga-limitada. Un tipo es la saturación de la emisión de electrones que provienen del electrodo negativo, y se cree que también incluyen la emisión de iones que provienen del electrodo positivo. Por ejemplo, este fenómeno puede ser observado en un diodo de vacío. De manera general, la velocidad de emisión de los electrones del cátodo gobierna la saturación de la corriente de espacio-carga-limitada debido a que esta velocidad de emisión es limitada por la emisión termiónica que proviene del cátodo caliente. Esto significa que la velocidad de emisión parece alcanza su valor máximo en una cierta tensión aplicada.
Un segundo tipo de saturación es la saturación de la densidad de electrones (y también la densidad de iones) en la región de recubrimiento de plasma que rodea el electrodo. Se cree que esta segunda saturación es más dominante para el caso del capacitor asimétrico que la primera saturación mencionada, debido a que el medio (aire) es ionizado para formar plasma mediante las colisiones con las partículas cargadas de origen. Más adelante se proporciona una breve explicación del fenómeno general que un plasma presenta junto a la superficie de una estructura (en este caso, la superficie del electrodo) . El plasma tiende a proteger sus potenciales eléctricos que son aplicados en este y en el borde de esta protección cambia en base a la densidad y temperatura del plasma. El espesor de esta protección se denomina "longitud Debye" y la región en el interior de esta protección de plasma se denomina la "esfera Debye" (no se encuentra necesariamente junto a la pared) o el "revestimiento de plasma" para la región próxima a la pared. La longitud Debye es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura del electrón e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la densidad de plasma. Por ejemplo: se considera un estimado aproximado de esta longitud utilizando la densidad de iones de 1.0E+15 partículas por metro cúbico ("#/m3") y la temperatura del electrón de 10 KeV con el resultado obtenido que es aproximadamente de 2.3 cm para la longitud Debye (o espesor de las nubes de iones) . Si fuera incrementada la temperatura de plasma, sobre todo de los electrones, sin cambiar su densidad, la expansión de la longitud Debye o el espesor de recubrimiento deben ser observados. Por otro lado, si fuera incrementada la densidad de plasma sin cambiar la temperatura, entonces la contracción de la longitud Debye o el espesor de recubrimiento deberían ser observados . En el recubrimiento de plasma existe un gradiente de potencial • debido a la diferencia en las velocidades del electrón y del ion. El recubrimiento creado en el electrodo negativo tiende a repeler los electrodos excesivos de entrada y el recubrimiento creado en el electrodo positivo tiende a repeler los iones excesivos de entrada. Esta protección origina un estado uniforme de las densidades del ion y el electrón en el interior de los recubrimientos . Con referencia a la Figura 2D antes de describir la Figura 2C, la Figura 2D muestra las características voltio-amperio de una sonda electrostática Langmuir como una explicación posible del cambio en la saturación que parece presentarse a partir del suministro de la radiación electromagnética al capacitor asimétrico. La corriente no se encuentra correctamente a escala, puesto que la corriente actual de electrones es mucho más grande (tal como de tres órdenes de magnitud) que la de los iones. Para generar la gráfica, se varía la tensión aplicada en una sonda (no se muestra) y la corriente que es colectada por la sonda es medida. El potencial Vf es el potencial flotante de plasma (es decir, el potencial de sonda para la corriente neta de valor cero) y Vp es el potencial de plasma. Una analogía de esta característica puede ser realizada en el caso del capacitor asimétrico. Si se considerara el punto de Vf como la condición justo antes que sea aplicada la tensión en el sistema, es decir, cero. Si la tensión variable fuera aplicada en el sistema, es probable que suceda lo siguiente. En la etapa inicial, la corriente se incrementa debido a que también aumenta la corriente del ion y la corriente del electrón. Esto es observado por la línea de la característica V-I de Vf hacia B para el electrodo negativo y de Vf hacia C para el electrodo positivo. Cuando se alcanza la tensión aplicada en el punto en el que el potencial del electrodo negativo se convierte en -Vf, la corriente del ion alcanza su estado uniforme, es decir, la saturación de la corriente de ion. Esta corriente es llamada la "corriente Bohm" . Este estado uniforme es alcanzado, aunque la corriente total todavía se incrementa debido a que la corriente del electrón todavía está aumentando en el punto en el que el potencial del electrodo positivo es +Vf, suponiendo que Vp-2Vf>0. Cuando la tensión aplicada alcance el punto en el que el potencial del electrodo positivo se convierte en Vp, entonces, la corriente total se satura debido a que la corriente del electrón alcanza su estado uniforme. Sin embargo, si la tensión aplicada fuera adicionalmente incrementada hasta el valor en el que la caída de potencial en el interior del recubrimiento de plasma sea más grande que la energía potencial para ionizar los átomos, entonces, la corriente se incrementaría en forma abrupta en el punto D. En algunos capacitores sin las mejoras descritas en la presente, el punto D corresponde con un intervalo de 23 a 30 kV. El incremento de la tensión más allá de este punto no produce un beneficio sustancial y correspondiente. Si se consideran dos diferentes funcionamientos de capacitor asimétrico de ejemplo con distintas tensiones aplicadas, 1 gramo/vatio para 30 KV como el caso 1 y 324 gramos/vatios para 110V como el caso 2, puede ubicarse en la curva característica V-I. El caso 2 es situado en el punto en algún lugar sobre la curva entre Vf y C para el electrodo positivo y en un punto en un lugar de la curva entre Vf y B para el electrodo negativo. En algunos casos, el punto podría estar a la izquierda del punto B aunque generalmente debe ser simétrico al punto para el electrodo positivo para conseguir fuerzas más grandes . El caso 1 es ubicado en un punto en algún lugar sobre el estado saturado de la corriente del electrón, es decir, entre C y D para el electrodo positivo y en el punto simétrico a la izquierda para el electrodo negativo. Se cree que la foto- ionización, calentamiento o una combinación de los mismos utilizando UV, IR o RF o la otra radiación electromagnética de las moléculas 02 y N2 eleva los niveles de energía lo suficiente como para provocar que uno o más electrones abandonen el átomo respectivo (aquí "ionización") que preparará las partículas para su manipulación mediante campos eléctricos en la misma forma que las moléculas similares ionizadas a través de alta tensión. Una cantidad suficiente de energía crea un plasma. Se cree que la ionización cambia la saturación de la corriente de espacio-carga-limitada, debido a que parece que la ionización debe cambiar la densidad de plasma y cambia el estado del plasma en el interior del recubrimiento. Ahora, observando en esta curva característica V-I, la ionización incrementará el potencial de plasma Vp, así como también, Vf . Por lo tanto, la curva será desplazada hacia la derecha. Ese desplazamiento incrementara los valores de la corriente saturada. La corriente Bohm es expresada como: en donde n0 es la densidad de plasma de fondo, e es la carga de electrones, A es el área superficial de la sonda, K es la constante de Boltsmann, Te es la temperatura del electrón y M es la masa del ion. Esta ecuación también indica que el valor saturado de la corriente de ion puede ser incrementado mediante el aumento de la densidad de plasma y la temperatura del electrón. Se cree que eso también es verdad para la corriente de electrón. La Figura 2C es un diagrama esquemático de una partícula cargada de la mejora de la presente invención con la radiación electromagnética que ilustra el incremento de la densidad y velocidad resultantes de la densidad de partículas. La velocidad es incrementada mediante un aumento de energía. La ionización por el uso de la luz UV y/o IR puede crear un plasma débilmente ionizado (es decir, parcial) . Además, la luz UV y/o IR como una forma de radiación electromagnética puede incrementar la densidad del plasma en forma significante. Además de aplicar la radiación electromagnética a partir de una fuente de radiación electromagnética 20, si fueran aplicados algunos otros métodos para calentar el plasma, el valor de la corriente saturada aumentará adicionalmente. El calentamiento del plasma puede ser realizado en forma independiente del aumento de la densidad de plasma mediante la aplicación de una radiación electromagnética de frecuencia diferente mediante otra fuente de radiación electromagnética 20A. De manera ventajosa, tanto el incremento de la densidad de plasma como el calentamiento del plasma pueden ser utilizados empleando múltiples frecuencias de las fuentes 20, 20A. En una modalidad, las fuentes 20, 20A pueden ser una unidad única capaz de irradiar múltiples longitudes de onda o múltiples unidades . El momento total (p) transmitido a las partículas neutrales mediante la transferencia de las partículas cargadas es el producto de la masa x la velocidad (p=mv) . Por lo tanto, la transferencia del momento total a las partículas neutrales (se muestra en la Figura 3 como las partículas 16A, 16B, 16C) a partir de las partículas cargadas 16 en la Figura 2C tiene un número más grande para una masa más grande dentro de la región 28 y una energía más grande debido al incremento de temperatura para obtener una velocidad más grande. Existen varios métodos para agregar energía a un plasma. Uno de ellos es la utilización de la radiación electromagnética de radiofrecuencia (RF) . En este método, pueden existir generalmente tres diferentes intervalos de frecuencia para su aplicación: una frecuencia de ciclotrón de electrón, una frecuencia híbrida más baja y una frecuencia de ciclotrón de ion. Otro procedimiento es la utilización del método de inyección de haz neutral dentro del plasma. En este método, las partículas neutrales de alta velocidad son inyectadas en el plasma y estas partículas neutrales energéticas se convierten en iones energéticos (alta velocidad) mediante la pérdida de electrones a través de las colisiones con los iones menos energéticos (de baja velocidad) , los cuales a su vez se convierten en partículas neutrales de baja velocidad mediante la recepción de estos electrones. No obstante, este método requiere un dispositivo para crear este haz neutral de alta velocidad y esto a su vez requiere una gran alimentación de energía eléctrica. Por otro lado, el calentamiento RF de plasma puede ser conseguido utilizando un magnetrón y una fuente de energía similar, por ejemplo, a un horno de microondas. Estos métodos mencionados de calentamiento utilizan fuentes externas. Sin estas fuentes externas, sería razonable esperar que algún calentamiento de plasma pueda ser realizado en forma interna mediante el calentamiento Ohmico y el calentamiento mediante la compresión debido a la presión magnética en el sistema. Sin embargo, el calentamiento Ohmico se vuelve menos efectivo a medida que se incrementa la temperatura del plasma puesto que la resistividad del plasma depende en forma inversa sobre 3/2 de energía de su temperatura (electrón) . Por lo tanto, será muy efectiva la utilización de una fuente externa de calentamiento en este punto. Una vez que la corriente en el sistema se incrementa a través de este método, entonces, el plasma puede ser adicionalmente calentado mediante compresión magnética, debido a que se espera que sea creado por completo un campo magnético , intenso en el sistema en este punto. La secuencia o la unión de estos métodos distintos de calentamiento puede ser un método muy eficiente de calentamiento sistemático. Al menos en una modalidad, la presente descripción utiliza la foto-ionización UV y/o IR combinada con el calentamiento RF. El incremento de la densidad de plasma, sobre todo en combinación con el aumento de la energía de plasma y por lo tanto de la velocidad y la temperatura equivalente, mediante la utilización de los métodos delineados con anterioridad, aumentará la fuerza motriz del sistema. El incremento en la fuerza neta 26 (no se encuentra a escala) se ilustra como un incremento más grande en la Figura 2C si se compara con las Figuras 2B, 2A. Se cree que estos métodos pueden aumentar la fuerza motriz en varios órdenes de magnitud. Además de un medio que tiene partículas en las cuales funciona el capacitor asimétrico 2, pueden proporcionarse otros gases al capacitor asimétrico para complementar el medio o en lugar del medio. La necesidad de complemento puede presentarse, por ejemplo, cuando el medio esté separado o cuando no exista otro medio o cuando existan medios de bajas partículas. Por ejemplo, el hidrógeno o el helio podrían ser utilizados con las ventajas de ser independientes de la atmósfera, habiendo reducido la complejidad de la longitud de onda UV o IR a una frecuencia única para la foto-ionización UV o IR, y habiendo permitido la optimización de la frecuencia RF para un efecto aumentado de la temperatura del ion hidrógeno. Además, una combinación de gases podría ser sustituida en lugar de un gas único. Todavía más, las partículas tales como el mercurio vaporizado u otras partículas útiles para crear y mantener fuerzas propulsivas y otras más podrían ser inyectadas en un volumen en el cual opera el capacitor asimétrico. La Figura 3 es un diagrama esquemático de una fuerza motriz de los momentos de partículas neutrales que experimentan colisiones con partículas cargadas. Este diagrama ilustra la manera como las partículas neutrales contribuyen a la fuerza neta con el capacitor. Este ilustra la derivación de fuerza primaria como la transferencia de momento a partir de las partículas cargadas 16 en la Figura 2B, 2C a las partículas neutrales 16A, 16B, 16C. Las partículas 16A con el vector ascendente tienen una contribución positiva para el empuje ascendente. Las partículas 16B con el vector descendente tienen una contribución negativa para el empuje ascendente. Las partículas 16C sólo con un vector horizontal no tienen contribución para el empuje. La fuerza neta 5A sobre el primer electrodo 4 es generalmente descendente, la fuerza neta 7A sobre el segundo electrodo 6 es generalmente ascendente y la nueva fuerza resultante sobre el capacitor asimétrico 2 es la suma de vector de las fuerzas 5A y 7A que origina la fuerza neta 26. Esta fuerza puede ser relacionada con el empuje que actúa sobre la unidad de propulsión física. Alguna fuerza adicional podría derivarse de los chorros de iones y el bombeo asociado de aire mediante las partículas cargadas que son redirigidas . Además, puede realizarse una eficiencia adicional produciendo una energía por impulsos en lugar de la energía uniforme. El sistema puede crear impulsos en la radiación electromagnética aplicada a las partículas, la tensión aplicada al menos en uno de los electrodos o una combinación de los mismos. Existen distintas opciones para producir la energía por impulsos . La energía por impulsos puede ser más eficiente, a medida que disminuye el consumo promedio de energía. Por ejemplo y sin limitación, los experimentos y el modelo del capacitor estándar asimétrico que es alimentado con energía mediante un estado uniforme ~25 kV DC a ~1 mA demuestran que no existe reducción medible en la fuerza cuando es pulsada la energía aplicada (~100 Hz de sincronización con ~10 ms de la duración del impulso) . Otra variación es el control del área superficial sobre uno o más de los electrodos mediante la textura superficial, la porosidad o los orificios proporcionados a través de la misma. Por ejemplo, el área superficial en un electrodo puede ser incrementada proporcionando orificios a través del electrodo. De manera ventajosa, los orificios pueden ser situados en el electrodo para ayudar a efectuar el flujo de las partículas dentro y fuera del campo entre los electrodos . Además, un óxido u otro material pueden ser utilizados para revestir los electrodos con el propósito de incrementar la fuerza mediante el suministro de una fuente de partículas adicionales. El revestimiento puede ser bombardeado con iones energéticos y partículas neutrales y las partículas de revestimiento serán agregadas a las otras partículas en el plasma. El capacitor asimétrico puede funcionar como un "motor" para una estructura acoplada con el capacitor o para dirigir la energía que emana a partir del capacitor. El motor puede ser utilizado virtualmente en cualquier campo, que incluye sin limitación, los vehículos aéreos, terrestres, espaciales (mejorado a través de la inyección de partículas dentro del sistema del motor) y marítimos, tanto con piloto como sin piloto y virtualmente cualquier dispositivo o sistema que necesite una fuerza motriz para desplazar o un volumen de energía que pueda ser emanado y dirigido a partir del capacitor. Además, la presente invención puede aplicarse en pequeños ítems, que incluyen ítems de tamaño-nano y en ítems relativamente grandes. Otro uso para la invención es la generación de un flujo de energía o plasma dirigido hacia afuera del aparato. Al menos en una modalidad, el capacitor asimétrico tiene algunas partes en movimiento, si es que ningunas, y el motor puede apagarse y encenderse a voluntad con poca preocupación para el reposo que es encontrado en los motores comunes rotacionales que producen una energía motriz. La presente invención utiliza el aire atmosférico y/o un medio discreto, tal como el hidrógeno, helio u otro medio en lugar del aire atmosférico, que tenga las características de sistema de empuje "digital" porque puede ser de estado sólido con pocos o ningún tipo de componentes analógicos, tales como bombas, sistemas de encendido, control de combustible de fluido, compresores, turbinas y controles de tobera. La energía eléctrica que procede de las celdas de combustible puede ser intercambiada en el cátodo y ánodo, en los diodos y láseres de emisión de luz de estado sólido UV y/o IR, y en los emisores RF de estado sólido. El empuje puede ser controlado a partir de cualquier valor que comienza en cero hasta un máximo en una línea de tiempo de acuerdo con las demandas del sistema total de control del vehículo. El equivalente analógico normalmente tiene un ciclo sostenido de inicio, y también podría tener una condición mínima de reposo o punto muerto y una línea de tiempo de aceleración que es significativamente más grande que los requerimientos del sistema total de control que podrían requerir. Por lo tanto, el capacitor asimétrico con las mejoras en la presente como un motor de fuerza motriz puede ser denominado como un motor "digital" . Además, el sistema puede incluir una energía portátil .para el capacitor asimétrico 2 y/o las fuentes electromagnéticas 20, 20A. Un método de suministro de portabilidad es la utilización de la conversión de energía química-a-eléctrica. Estas técnicas incluyen entre otras: las celdas de combustible alimentadas mediante hidrógeno, parafina, petróleo y otros combustibles; la captura de fotones o los paneles solares; la fotosíntesis artificialmente mejorada; y los organismos genéticamente modificados. Otras técnicas incluyen la energía solar, la energía almacenada tal como en baterías, la fusión o fisión controlada y otras fuentes que pueden proporcionar una alimentación de energía a partir de una ubicación fija unida con el objeto móvil utilizando el capacitor asimétrico en el modo descrito en la presente. El término "ubicación fija" es utilizado en forma amplia e incluye por ejemplo, el piso, una estructura fija, o una estructura en movimiento en una dirección diferente o en una velocidad con relación al capacitor asimétrico y cualquier estructura acoplada con el capacitor. La predicción, optimización y sincronización del funcionamiento pueden ser conseguidas en forma empírica. Otro procedimiento es la utilización de una simulación de plasma. Los problemas relacionados con el análisis de este sistema son no lineales en gran medida y parece que un tratamiento magneto-hidrodinámico (MHD) de plasma es adecuado, debido a que la evolución de tiempo del plasma alrededor de los electrodos complica la estructura del campo eléctrico y magnético en una forma auto-consistente. Debido a que el plasma en este sistema es un plasma parcial débilmente ionizado, puede ser útil un tratamiento MHD de dos fluidos o de tres fluidos para predecir el funcionamiento. El tratamiento cinético del plasma es probable que no sea necesario para este problema, debido a las distribuciones de velocidad de los electrones y los iones, se cree que se comporta como una distribución Maxweliana. No obstante, este tratamiento puede ser útil para diseñar un dispositivo más práctico en términos de eficiencia, en el sentido creciente de la escala y control, debido a las pérdidas de energía en razón de la radiación, que incluyen el cuerpo negro, Bremsstrahlung y la radiación de impurezas, y las micro-inestabilidades en el plasma que el tratamiento MHD no puede predecir que puedan ser consideradas. Ejemplo 1 Al menos en una modalidad, la radiación electromagnética, tal como la energía fotónica (que incluye UV y/o IR) y la energía RF pueden ser suministradas en un volumen del sistema del capacitor asimétrico. Los electrodos pueden ser al menos parcialmente de material de cobre, aluminio u otro material conductivo. Uno o más electrodos porosos pueden ser utilizados para incrementar la superficie total y la corriente Bohmn. Una o más (tal como una serie anular de LEDs) de fuentes de radiación electromagnética son unidas con las ubicaciones por encima del ánodo, entre el ánodo y el cátodo, por debajo del cátodo o cualquier combinación de las mismas para energizar las partículas entre los electrodos (es decir, al menos en algún lugar en los campos circundantes de los electrodos) . Una fuente adicional de radiación electromagnética puede ser un dispositivo emisor RF que utilice magnetrones de impulsos con una frecuencia variable. En algunas modalidades, los magnetrones de impulsos de 10 kW con una frecuencia variable son los preferidos. Un láser comercial-fuera-de anaquel o serie de LEDs y un dispositivo RF podrían ser utilizados. De manera ventajosa, el método de unión de las fuentes de radiación electromagnética con el capacitor asimétrico permite que las fuentes traten el plasma con uniformidad. Un láser comercialmente disponible utiliza la línea de láser de 248 nm con impulsos de fem por segundo de alta energía para ionizar el aire (posiblemente en el orden de 1011 #/cm3) y también utiliza un láser de longitud de onda más larga (tal como un láser infrarrojo de 750 nm) para estabilizar el plasma. Se pretende que el término estabilizar signifique que este láser de longitud de onda relativamente más larga reduzca o evite que el plasma se neutralice por sí mismo a través de la recombinación de los iones. Sin embargo, la frecuencia generada a partir de este dispositivo necesita ser variada con el fin de calentar de manera uniforme el plasma circundante, debido a que la frecuencia del ciclotrón de electrón y la frecuencia del ciclotrón de ion dependen de la intensidad del campo magnético y se espera que esta intensidad varíe en el sistema. La modulación de la forma de onda de la corriente DC aumenta la ionización. La sincronización del funcionamiento es mejorada a través de una tensión variable de corriente de salida. La Figura 4 es un diagrama esquemático de una modalidad de un motor de capacitor asimétrico 100. Los componentes enlistados sólo son de ejemplo y sin limitación. Otros componentes pueden ser sustituidos, agregados o sustraídos del mismo. En general, el motor 100 incluye un capacitor asimétrico 110, el cual comprende un ánodo 112 y un cátodo 114 como se describió con anterioridad. Una o más fuentes de radiación electromagnética 120, 122 pueden ser utilizadas para proporcionar radiación de una o más longitudes de onda a partículas en un volumen en la proximidad a los electrodos, también como se describió con anterioridad. Por ejemplo y sin limitación, la fuente de radiación electromagnética 120 puede incluir una fuente fotónica de luz UV o IR que es proporcionada por uno o más láseres. En forma similar y sin limitación, la fuente de radiación electromagnética 122 puede incluir una fuente RF, tal como puede ser proporcionada a través de uno o más magnetrones. La frecuencia que es generada a partir de este dispositivo puede ser variada con el fin de calentar de manera uniforme el plasma circundante, debido a que la frecuencia de ciclotrón de electrón y la frecuencia de ciclotrón de ion dependen de la intensidad del campo magnético y esta intensidad varía en el sistema. Una alimentación de energía 118 puede ser conectada con el capacitor asimétrico 110 a fin de proporcionar energía por lo menos a uno de los electrodos. La alimentación de energía 118 puede ser cualquier alimentación adecuada de energía que sea capaz de suministrar la energía al ánodo y al cátodo. La alimentación de energía 118 también puede proporcionar energía a una o más de las fuentes de radiación electromagnética 120, 122. En forma alterna, la alimentación de energía puede ser de múltiples unidades con la capacidad de suministrar la energía a los elementos individuales . Una fuente 126 de partículas puede ser acoplada con el capacitor asimétrico a fin de proporcionar partículas además de las partículas en los medios en los cuales opera el motor o en lugar de estas partículas. Por ejemplo, la fuente puede ser un cilindro de gas comprimido u otro dispositivo de almacenamiento para el suministro de partículas.
La Figura 5A es un diagrama esquemático de una vista en corte transversal de una modalidad de un sistema que utiliza el capacitor asimétrico. El motor 100 incluye un capacitor , asimétrico 110 que tiene un ánodo 112 y un cátodo 114. En una modalidad, el ánodo puede ser elaborado a partir de uno o más discos, cuchillas o alambres altamente porosos y relativamente delgados si se compara con el cátodo, el cual generalmente tiene un área superficial más grande. Sin limitación, el cátodo 114 puede ser elaborado a partir de un disco de aluminio altamente poroso y relativamente grueso. El nivel de porosidad es determinado en base al límite de la integridad estructural del sistema que incluyen electrodos, y otras consideraciones tales como la estabilidad. Las superficies del electrodo pueden ser revestidas con un material tal como una película de óxido u otro revestimiento para incrementar adicionalmente el desempeño. Una fuente de radiación electromagnética 120, tal como un láser o dispositivo LED pueden ser cualquier láser u otro dispositivo conveniente que suministre la longitud de onda requerida a las partículas que serán ionizadas. Para estas partículas, las longitudes de onda de ejemplo podrían estar sin limitación en el intervalo UV e IR tal como un intervalo menor que o igual a 1024 nm para el 02 y menos que o igual a 798 nm para el N2. Una fuente de radiación electromagnética 122, tal como un dispositivo de calentamiento RF también podría ser utilizado, como se describió con anterioridad. Además, uno o más reflectores 124 pueden ser situados en o alrededor del área que será ionizada. Los reflectores pueden incrementar la eficiencia del dispositivo de láser y/o dispositivo de calentamiento RF mediante moléculas de foto-ionización más uniforme y el calentamiento del plasma mediante la red dirección de la energía disipada de otro modo fuera de los campos del capacitor. De manera general, uno o más soportes 116a, 116b, 116c, 116d sostendrán el ánodo, el cátodo, los reflectores o cualquier combinación de los mismos, ya sea en forma directa o indirecta a través de otros soportes que son acoplados con otras estructuras circundantes, tal como la cubierta de motor 128. El motor 100 además puede ser acoplado con una estructura más grande, que se describe más adelante. Para facilitar el acoplamiento, uno o más soportes de motor 106 pueden ser utilizados. Una alimentación de energía 118 puede proporcionar energía al ánodo 112, el cátodo 114, la fuente de radiación electromagnética 120 (tal como un láser o LED) , la fuente de radiación electromagnética 122 (tal como una fuente RF) , o cualquier combinación de los mismos. Una fuente de partículas 126 puede ser directa o indirectamente acoplada con el capacitor asimétrico 110 a fin de proporcionar partículas complementarias o primarias (tal como en el espacio) al capacitor. Una o más toberas de inyección 126A y/o 126B pueden dirigir las partículas de la fuente de partículas 126 ya sea a la admisión o volumen entre los electrodos a fin de proporcionar una inyección uniforme y controlada de partículas. Un conducto de energía 102 puede ser proporcionado a partir de una ubicación fija 104. En forma alterna, , la alimentación de energía 118 puede ser una alimentación portátil de energía que sea independiente y auto-contenida de una ubicación fija al menos durante algún periodo de tiempo antes que su remanufactura o su recarga pueda ser realizada. La Figura 5B es una vista esquemática superior de la modalidad mostrada en la Figura 5A. Al menos en una modalidad, el ánodo 112 y/o el cátodo 114 del motor 100 pueden incluir uno o más orificios 136 con el fin de incrementar el área superficial de salida del electrodo o electrodos particulares que tenga los orificios. Los orificios pueden ser situados en un patrón a fin de crear un anillo de vórtice u otros patrones para mejorar la eficiencia y la fuerza resultante del capacitor. Los orificios 136 pueden permitir que pase el aire u otros medios en los cuales opera el cátodo o el ánodo a través de los electrodos hacia la región entre el ánodo, el cátodo, o ambos. El incremento en el área superficial puede proporcionar una eficiencia más grande al motor 100.
La Figura 6 es un diagrama esquemático de la provisión de energía para una modalidad de ejemplo. La alimentación de energía 118 referida con anterioridad puede ser utilizada para suministrar energía al capacitor asimétrico a través de una primera porción de alimentación de energía 130, de manera específica, al ánodo y al cátodo, referidos con anterioridad. Sin limitación, un intervalo de vatiaje de ejemplo es aproximadamente de 200 vatios (W) o más grande aunque estos valores pueden ser escalados en forma adecuada para optimizar el funcionamiento de la aplicación específica. Una segunda porción de alimentación de energía 132 puede ser utilizada para proporcionar energía a un dispositivo láser o una serie de LEDs, referidos con anterioridad. En forma similar, un intervalo de energía de ejemplo es aproximadamente de 300 W o más grande. Una tercera porción de alimentación de energía 134 puede ser utilizada para suministrar energía al dispositivo de calentamiento RF, referido con anterioridad. Un intervalo de energía de ejemplo puede ser aproximadamente de 1500 W o más grande para esta modalidad. Las porciones de alimentación de energía pueden ser formadas como una alimentación de energía unitaria o múltiples alimentaciones de energía. Naturalmente, otras modalidades pueden tener diferentes provisiones de energía y esta modalidad sólo es ilustrativa. La descripción proporciona una estructura que será acoplada con el capacitor asimétrico, de modo que una fuerza motriz del capacitor asimétrico pueda proporcionar un empuje a la estructura. La estructura puede soportar equipo, una o más personas u otros organismos vivientes, u otros ítems de interés, que se denomina en la presente en términos amplios como "carga útil" . La Figura 7A es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad de un vehículo aéreo sin piloto (UAV) . La Figura 7B es una vista superior esquemática de la modalidad de la Figura 7A. La Figura 7C es una vista lateral esquemática de la modalidad de la Figura 7A. Las figuras serán descritas en conjunto entre sí. El UAV 150 incluye un bastidor 152 acoplado con uno o más motores de capacitor asimétrico 100. Cada motor puede ser de la forma del motor descrito con anterioridad con un ánodo, cátodo y una o más fuentes de radiación electromagnética tal como uno o más dispositivos emisores de fotones (tales como láseres) y dispositivos de calentamiento o alguna combinación de los mismos. El UAV también incluye varios dispositivos electrónicos 154 que son adecuados para el control del UAV. Al menos en una modalidad, la energía puede ser suministrada al UAV a través de un conducto de energía 102, el cual puede ser acoplado con una alimentación remota de energía tal como en el nivel de tierra u otra ubicación fija 104. En algunas modalidades, la alimentación de energía 118 puede ser proporcionada sobre el UAV en sí mismo. El UAV también incluye los sensores 156, 103 para acomodar la captura de imagen, electromagnética y la captura de datos para el procesamiento y visualización. De manera ventajosa, el UAV 150 puede incluir tres motores, aunque pueden utilizarse más o menos motores. Los tres motores ayudan a proporcionar el control planar, tal como el control de la inclinación, el balance y quizás el derrape del UAV. Una ventaja del UAV y otros ítems energizados a través del motor 100 es la firma en sección transversal del radar de una acústica relativamente baja, electromagnética y/o radar. Esta característica puede ser particularmente útil para ciertos vehículos y aeronaves . Naturalmente, otras modalidades podrían incluir vehículos aéreos con piloto o de revoloteo en tierra, y vehículos guiados, así como también un anfitrión de los otros ítems en tierra, en o por debajo del mar, o en el aire, o en el espacio. La presente invención crea un sistema universal de fuerza motriz, que es generalmente utilizado para la propulsión. La invención también puede generar un flujo de energía o plasma dirigido hacia afuera del aparato. En una modalidad, el motor no tiene partes en movimiento y puede reducir el costo total de la propiedad incluyendo los costos de adquisición y mantenimiento.
Al menos en una modalidad, algunas características de diseño de ejemplo son variables y el intervalo extensivo; de velocidad variable y capacidad de alta velocidad; de firma de baja acústica, electromagnética y RCS; de alimentación de energía de impulsos variables, en el intervalo aproximadamente de 120-160+ VDC o VAC, 1.6-16+ A, -2+ kW; y bajo mantenimiento debido a que algunas partes en movimiento, si es que ningunas, con algún mantenimiento ligero en los nodos debido a la erosión. La Figura 8A es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad de un vehículo aéreo con piloto (MAV) 170. La Figura 8B es una vista frontal esquemática de la modalidad de la Figura 8A. Las figuras serán descritas en conjunto entre sí. El MAV también puede ser utilizado como un vehículo revoloteo en tierra. De manera general, el MAV 170 incluye un bastidor 172, un sub-bastidor 174 y uno o más motores siguen acoplados, con el mismo con controles adecuados. De manera general, el bastidor 172 es configurado y dimensionado para una o más personas. Los artículos ergonómicos pueden variar y al menos en una modalidad pueden parecerse a un asiento del vuelo de aeronave. El sub-bastidor 174 es formado de elementos estructurales y es acoplado con el bastidor 172. El sub-bastidor 174 puede proporcionar soporte para uno o más motores 100 acoplados con el MAV 170. Los motores pueden ser montados en varias elevaciones, tal como por debajo o por encima del bastidor 172 o en una elevación entre los mismos. En algunas modalidades, una elevación más alta podría proporcionar una mayor estabilidad teniendo un centro de gravedad más bajo de la carga útil. Aunque el número de motores puede variar, múltiples motores 100 pueden proporcionar ventajosamente el control de posición para el MAV 170. Al menos en una modalidad, los motores 100 pueden inclinarse en uno o más ejes con relación al sub-bastidor 174 para proporcionar una variedad de vectores de empuje. Esta inclinación puede ser automática o manual . El control de posición puede ser realizado en forma automática, manual o una combinación de las mismas. Por ejemplo, un controlador 176, tal como una palanca de múltiples mandos o ? joystick' puede proporcionar el control planar, tal como el control de inclinación y balance. Un controlador 178 puede proporcionar el control de derrape y puede ser accionado por el pie del operador sobre el MAV 170. Los controladores pueden incluir los dispositivos electrónicos, cableado, alambres de control y otros componentes necesarios que pudieran ser conocidos por aquellas personas con experiencia ordinaria en la técnica. Además, el MAV 170 puede incluir un controlador de energía 180 para regular la energía hacia uno o más motores 100. Además, el control del MAV 170 puede ser aumentado utilizando giroscopios u otros sistemas de control de estabilidad. En algunas modalidades, el MAV 170 también puede incluir uña rampa o conducto de recuperación 182. El conducto de recuperación puede ser aplicado en una emergencia para la seguridad de la persona o personas en el MAV. Distintos conceptos básicos de la invención han sido explicados en la presente. Las diferentes técnicas y dispositivos descritos representan una porción de la cual aquellas personas expertas en la técnica de la física de plasma entenderían con facilidad a partir de las enseñanzas de esta solicitud. Los detalles para la implementación de la misma pueden ser agregados por aquellas personas con experiencia ordinaria en la técnica. Las figuras que la acompañan podrían contener información adicional que no es específicamente discutida en el texto y esta información puede ser descrita en una solicitud posterior sin agregar una nueva materia. Además, varias combinaciones y permutaciones de todos los elementos o aplicaciones pueden ser creadas y presentadas. Todo esto puede ser realizado para optimizar el funcionamiento o desempeño en una aplicación específica. El término "acoplado" , "acoplamiento" y términos similares son utilizados en forma amplia en la presente y pueden incluir cualquier método o dispositivo para el aseguramiento, aglutinamiento, unión, fijación, acoplamiento, empalme, unión, inserción en el mismo, formación sobre el mismo o en el mismo, comunicación o asociación de otro modo, por ejemplo, mecánica, magnética, eléctrica o químicamente, ya sea directa o indirectamente con elementos intermedios, una o más piezas de miembros juntos y además puede incluir la formación integral de un miembro funcional con otro. Las distintas etapas descritas en la presente pueden ser combinadas con otras etapas, pueden presentarse en una variedad de secuencias a menos que sea específicamente limitado de otro modo, varias etapas pueden ser intercaladas con las etapas señaladas, y las etapas señaladas pueden ser divididas en múltiples etapas. A menos que el contexto lo requiera de otro modo, la palabra "comprenden" o las variaciones tales como "comprende" o "que comprende" , deben entenderse que implican la inclusión al menos del elemento o etapa o grupo de elementos o etapas o equivalentes señalados de la misma y no la exclusión de cualquier otro elemento o etapa o grupo de elementos o etapas o equivalentes de la misma. Además, cualquiera de los documentos a los que se hace referencia en la solicitud para esta patente, así como también, todas las referencias enlistadas en cualquiera de las listas de referencias presentadas con la solicitud son incorporadas con la cual como referencia. Sin embargo, hasta las declaraciones de alcance podrían ser consideradas inconsistentes con la patente de esta invención, esas declaraciones no son expresamente consideradas que son realizadas por la solicitante (s) . Asimismo, cualquiera de las direcciones tales como "superior", "inferior", "izquierda", "derecha", "hacia arriba", "hacia abajo" y otras direcciones y orientaciones son descritas en la presente por motivos de claridad con referencia a las figuras y no serán limitantes del dispositivo o sistema actual o uso del dispositivo o sistema.
El dispositivo o sistema podrían ser utilizados en un número de direcciones y orientaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
REFERENCIAS 1. Szielasko, Klaus, High Vol tage nhifter" Experiment : Biefeld-Brown Effect or Simple Physics? , Genefo, Abril 2002. 2. Stein, William B., Electrokinetic Propulsión : The Ionic Wind Argument , Purdue University, Energy Conversión Lab, 05 de Septiembre, 2000. 3. Bahder, Thomas B. and Bazi, Chris, Forcé on an Asymmetric Capaci tor, Army Research Laboratory, 27 de Septiembre, 2002. 4. Bahder, Thomas B. and Bazi, Chris, Forcé on an Asymmetric Capaci tor, Army Research Laboratory, Marzo 2003. 5. Bilen, Sven, G. , Domonkos, Mathew T. , and Gallimore, Alee D., The Far-Field Plasma Environment of a Hollow Cathode Assembly, University of Michigan, AIAA Conference, Junio, 1999. 6. Canning, Francis X., Melcher, Cory, and Winet, Edwin, Asymmetrical Capaci tors for Propulsión, Glenn Research Center of NASA (NASA/CR-2004-213312) , Institute for Scientific Research, Octubre, 2004.

Claims (66)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un método de suministro de una fuerza con un capacitor asimétrico, caracterizado porque comprende: a. la aplicación de radiación electromagnética en partículas en un medio en proximidad con un capacitor asimétrico que tiene al menos dos electrodos de diferentes áreas superficiales y separados por una distancia; y b. la aplicación de tensión al menos en uno de los electrodos para generar una fuerza neta con el capacitor asimétrico.
  2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética en las partículas ioniza al menos una porción de las partículas entre los electrodos .
  3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética en las partículas crea un plasma entre los electrodos .
  4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque comprende la estabilización del plasma con una radiación electromagnética de longitud de onda más larga que la longitud de onda utilizada para crear el plasma.
  5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética en las partículas incrementa la densidad de partícula para un volumen dado, la energía de plasma o una combinación de las mismas.
  6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de la tensión comprende emplear una tensión más baja en el capacitor con la radiación electromagnética aplicada en las partículas si se compara con la tensión aplicada sin la radiación electromagnética para una fuerza neta dada de empuje.
  7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética comprende emplear la radiación en las partículas antes de la aplicación de la tensión en el capacitor asimétrico.
  8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética comprende emplear radiación ultravioleta, radiación infrarroja o una combinación de las mismas.
  9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética comprende emplear la radiación en una frecuencia que ioniza las partículas mediante la emisión de fotones .
  10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el incremento de la densidad de plasma de las partículas en el capacitor asimétrico aplicando radiación ultravioleta, radiación infrarroja o una combinación de las mismas en las partículas.
  11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la generación de la fuerza neta en una dirección a partir del electrodo más pequeño al electrodo más largo del capacitor asimétrico.
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el capacitor asimétrico es acoplado con una estructura y además incluye el suministro de empuje a la estructura.
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende permitir que gire el capacitor asimétrico en una pluralidad de orientaciones con relación a la estructura a fin de proporcionar una pluralidad de vectores de empuje.
  14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el suministro de partículas al capacitor asimétrico para desarrollar al menos una porción de la fuerza neta independiente de un medio en el cual opera el motor.
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la reflexión de la radiación electromagnética en un volumen en proximidad con los electrodos.
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la pulsación de la radiación electromagnética en las partículas, el suministro de tensión al menos en uno de los electrodos o una combinación de las mismas.
  17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la conmutación de la radiación, electromagnética de un estado apagado a un estado encendido y de regreso a un estado apagado.
  18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la operación del capacitor asimétrico en aire y el movimiento en base a las partículas de aire para generar la fuerza neta.
  19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el complemento de las partículas del aire con partículas seleccionadas complementarias .
  20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las partículas complementarias son gaseosas .
  21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la operación del capacitor asimétrico en un medio a una presión menor que la presión atmosférica en condiciones estándar y el suministro de partículas complementarias para generar la fuerza neta.
  22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el suministro de energía portátil al capacitor asimétrico.
  23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la operación del capacitor asimétrico en un medio líquido, en donde el líquido es suministrado al capacitor asimétrico en una forma vaporizada.
  24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuerza neta es una fuerza de empuje que mueve el capacitor asimétrico y una estructura acoplada con el mismo.
  25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la modificación de la fuerza neta ajustando el área superficial al menos de uno de los electrodos.
  26. 26. Un método de incremento de la salida de energía a partir de un capacitor asimétrico, caracterizado porque comprende : a. ionizar las partículas con radiación electromagnética en un medio entre un primer electrodo que tiene una primera área superficial y un segundo electrodo que tiene una segunda área superficial que es diferente de la primera área superficial; y b. aplicar una tensión al menos a uno de los electrodos y generar una fuerza neta con los electrodos.
  27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la ionización de las partículas con la radiación electromagnética incrementa la densidad de plasma para un volumen dado, la energía de plasma o una combinación de las mismas.
  28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la aplicación de la tensión comprende emplear un voltaje más bajo al capacitor con la radiación electromagnética aplicada a las partículas si se compara con la tensión aplicada sin la radiación electromagnética para una fuerza neta dada.
  29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética comprende emplear radiación ultravioleta, radiación infrarroja o una combinación de las mismas.
  30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la aplicación de la radiación electromagnética comprende emplear la radiación en una frecuencia que ioniza las partículas mediante la emisión de fotones .
  31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el capacitor asimétrico es acoplado con una estructura y además comprende el suministro de empuje a la estructura.
  32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende el suministro de partículas al capacitor asimétrico para desarrollar al menos una porción de la fuerza neta independiente del medio en el cual se sitúa el capacitor asimétrico.
  33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la pulsación de la radiación electromagnética en las partículas.
  34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la conmutación de la radiación electromagnética de un estado apagado a un estado encendido y de regreso a un estado apagado.
  35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la operación del capacitor ' asimétrico en el aire y el movimiento en base a las partículas de aire para generar la fuerza neta.
  36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque comprende el suplemento de las partículas de aire con partículas seleccionadas complementarias .
  37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la operación del capacitor asimétrico en un medio a una presión menor de la presión atmosférica en condiciones estándar y el suministro de partículas complementarias para generar la fuerza neta.
  38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la modificación de la fuerza neta mediante el ajuste del área superficial al menos de uno de los electrodos.
  39. 39. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende la pulsación de la radiación electromagnética en las partículas, la aplicación de tensión al menos en uno de los electrodos o una combinación de las mismas.
  40. 40. Un sistema para la producción de una fuerza, caracterizado porque comprende: a. un capacitor asimétrico que está constituido por un primer electrodo que tiene una primera área superficial y un segundo electrodo que tiene una segunda área superficial que es diferente de la primera área superficial; b. una fuente de tensión conectada con el capacitor asimétrico para aplicar tensión en el capacitor y generar una fuerza neta con el capacitor; y c. una fuente de radiación electromagnética que es adaptada para aplicar radiación a las partículas entre los electrodos .
  41. 41. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética es adaptada para proporcionar energía a las partículas además de la energía suministrada por la tensión al capacitor.
  42. 42. El sistema de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética es adaptada para ionizar al menos una porción de las partículas entre los electrodos.
  43. 43. El sistema de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética es adaptada para crear un plasma entre los electrodos .
  44. 44. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética suministra radiación electromagnética a las partículas entre los electrodos antes de la aplicación de la tensión en el capacitor asimétrico.
  45. 45. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética comprende una fuente de radiación ultravioleta, una fuente de radiación infrarroja o una combinación de las mismas.
  46. 46. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética es adaptada para incrementar la densidad de partícula para un volumen dado, la energía de plasma o una combinación de las mismas en el capacitor asimétrico.
  47. 47. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque el capacitor asimétrico es acoplado con una estructura y es adaptado para proporcionar empuje a la misma.
  48. 48. El sistema de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el capacitor asimétrico puede ser girado hacia una pluralidad de orientaciones con relación a la estructura.
  49. 49. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende un suministro de partículas acoplado con el capacitor asimétrico y adaptado para proporcionar partículas al capacitor asimétrico independiente del medio en el cual opera el capacitor asimétrico.
  50. 50. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética suministra radiación electromagnética en una frecuencia que ioniza las partículas a través de la emisión de fotones .
  51. 51. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque uno o más de los electrodos tienen orificios formados a través de los mismos a fin de incrementar el área superficial en uno o más de los electrodos .
  52. 52. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende uno o más reflectores de radiación electromagnética acoplados con el capacitor asimétrico.
  53. 53. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado además porque comprende: a. una estructura acoplada con el capacitor asimétrico; y b. un controlador acoplado con la estructura.
  54. 54. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque comprende una alimentación de energía acoplada con la estructura y unido con una ubicación fija de piso.
  55. 55. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque comprende una alimentación portátil de energía acoplada con la estructura para suministrar energía al capacitor asimétrico independiente de la ubicación fija de piso.
  56. 56. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque comprende un suministro de partículas acoplado con la estructura para proporcionar partículas al capacitor asimétrico.
  57. 57. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque comprende una pluralidad de capacitores asimétricos que se acopla con la estructura y es adaptada para proporcionar el control de inclinación, balance y derrape al vehículo.
  58. 58. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque es adaptado para llevar una carga útil.
  59. 59. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque la fuente electromagnética comprende un emisor de fotones dirigido hacia un volumen entre los electrodos.
  60. 60. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque la fuente electromagnética comprende un emisor de radiación electromagnética dirigido hacia un volumen entre los electrodos.
  61. 61. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de radiación electromagnética además comprende el calentamiento de las partículas con un magnetrón.
  62. 62. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aplicación de tensión al menos en uno de los electrodos además comprende emplear tensión por lo menos en un electrodo poroso.
  63. 63. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende el calentamiento de las partículas con un magnetrón.
  64. 64. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la aplicación de tensión al menos a uno de los electrodos además comprende emplear tensión por lo menos en un electrodo poroso.
  65. 65. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la fuente de radiación electromagnética además comprende un magnetrón adaptado para calentar las partículas.
  66. 66. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque al menos uno de los electrodos es poroso .
MXPA/A/2006/013594A 2004-05-24 2006-11-23 Sistema, aparato y metodo para la generacion de una fuerza introduciendo un entorno controlado de plasma en un capacitor asimetrico MXPA06013594A (es)

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