Veicolo spaziale triangolare
Astratto
Un veicolo spaziale avente uno scafo triangolare con cariche elettrostatiche verticali su ciascun angolo che producono un campo elettrico orizzontale parallelo ai lati dello scafo. Questo campo, interagendo con un’onda piana emessa dalle antenne sul lato dello scafo, genera una forza per volume che combina portanza e propulsione.
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B64G1/409 Sistemi di propulsione di veicoli spaziali non convenzionali
US20060145019A1
stati Uniti
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InventoreGiovanni Santa Chiara
Applicazioni in tutto il mondo
2004 NOI
Applicazione US11/017.093 eventi
20-12-2004
Domanda presentata da St Clair John Q
20-12-2004
Priorità a US11/017.093
06-07-2006
Pubblicazione di US20060145019A1
Stato
Abbandonato
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Descrizione
BREVE RIASSUNTO DELL’INVENZIONE
[0001]
Questa invenzione è un veicolo spaziale avente uno scafo triangolare con cariche elettrostatiche verticali su ciascun angolo. Le cariche di linea creano un campo elettrico orizzontale che, insieme a un’onda piana emessa dalle antenne sul lato dello scafo, genera una forza per volume fornendo una combinazione unica di portanza e propulsione.
BACKGROUND DELL’INVENZIONE
[0002]
Riferito aFIGURA. 1, la navicella ha uno scafo a forma di triangolo equilatero. Un’antenna parabolica (E) è posizionata centralmente nella parte inferiore dello scafo. Lungo il lato dello scafo (A) si trova una schiera di antenne a fessura orizzontale. Ciascun angolo posteriore (F,G) ha una piastra conduttrice d’angolo che viene caricata con una tensione positiva +V. L’angolo anteriore (C) ha una piastra conduttrice caricata con una tensione negativa −V. Un emisfero di controllo del movimento (D) si trova sulla superficie inferiore in ciascuno dei tre angoli.
[0003]
Riferito aFIGURA. 2, due piani (A,B) si intersecano all’origine O ad un angolo di apertura β. Ciascun piano (x,y) è caricato ad una tensione V. Il potenziale nel punto P è determinato in coordinate polari {ρφ}. L’equazione di Laplace per il potenziale Φ in coordinate polari è data da:
1 ρ ∂ ∂ ρ ( ρ ∂ Φ ∂ ρ ) + 1 ρ 2 ∂ 2 Φ ∂ ϕ 2 = 0
Utilizzando una soluzione di separazione delle variabili, il potenziale è dato come il prodotto di due funzioni:
Φ(ρ,φ)= R (ρ)Ψ(φ)
che quando sostituito nell’equazione di Laplace diventa:
ρ R ⅆ ⅆ ρ ( ρ ⅆ R ⅆ ρ ) + 1 Ψ ⅆ 2 Ψ ⅆ ϕ 2 = 0
Poiché le due sterne sono funzioni separate rispettivamente di ρ e φ, ciascuna deve essere costante con la somma delle costanti uguale a zero:
ρ R ⅆ ⅆ ρ ( ρ ⅆ R ⅆ ρ ) = v 2 1 Ψ ⅆ 2 Ψ ⅆ ϕ 2 = – v 2
Queste due equazioni hanno soluzioni:
R (ρ)= aρ v+bρ −v
ψ(φ)= A cos( v φ)+ B sin( v φ)
L’angolo azimutale φ è limitato a un valore compreso nell’intervallo 0≦φ ≦β. La condizione al contorno è che il potenziale Φ sia uguale a V per qualsiasi raggio ρ quando φ=0 e φ=β. Ciò significa che v deve essere un valore intero di π in modo che la funzione seno sia zero:
peccato ( v beta ) = peccato ( m π beta beta ) = peccato ( m π ) = 0 m = 1 , 2 …
che a sua volta significa che il coefficiente A del termine coseno deve essere zero nella soluzione sopra. Scegliendo b=0, la soluzione generale per il potenziale è uguale a:
Φ ( ρ , ϕ ) = V + ∑ m = 1 ∞ un m ρ m π / beta peccato ( m πϕ / beta )
che mostra che quando l’angolo è zero, il seno è zero e il potenziale è V. Se l’angolo è β, allora c’è un multiplo di π tale che il seno è di nuovo zero.
[0004]
Poiché la serie coinvolge potenze positive del raggio, per ρ sufficientemente piccolo, è importante solo il primo termine m= 1 della serie. Quindi intorno a ρ=0, il potenziale è approssimativamente
φ(ρ,φ)≈V+ a ,ρ π/β sin(πφ/β)
[0005]
La componente del campo elettrico è il gradiente negativo del potenziale:
e ϕ ( ρ , ϕ ) = – 1 ρ ∂ Φ ∂ ϕ = – π un 1 beta ρ ( π / beta ) – 1 cos ( πϕ / beta )
La distribuzione di carica superficiale σ a φ=0 e φ=β è uguale al campo elettrico perpendicolare alla superficie moltiplicato per la permittività dello spazio ε 0 :
σ ( ρ ) = ɛ 0 e ϕ ( ρ , 0 ) = – ɛ 0 π un 1 beta ρ π beta – 1
Si noti che se l’angolo di intersezione β è minore di π, l’equazione dice che esiste un raggio molto piccolo per una potenza positiva, il che significa un piccolo accumulo di densità di carica.
[0006]
Riferito aFIGURA. 3, il valore di β, nel caso dello scafo triangolare, è pari a 360° meno 60° per un totale di 300° oppure:
beta = 300 180 π = 5 3 π ρ π 5 3 π – 1 = 1 ρ 2 5
che dice che esiste una singolarità di densità di carica per i due quinti di potenza per raggio piccolo. Pertanto, le piastre angolari sullo scafo creano un’enorme densità di carica di linea lungo il bordo acuto dell’angolo verticale. L’equazione per il potenziale di una densità di carica di linea è data come:
Φ ( X , y ) = – λ 2 πɛ 0 ln ( ( X – X 0 ) 2 + ( y – y 0 ) 2 )
dove λ è la carica per unità di lunghezza nella direzione verticale z, e x 0 e y 0 sono la posizione della carica di linea nel piano xy.
[0007]
Riferito aFIGURA. 4, lo scafo triangolare (D) è tracciato insieme ai contorni potenziali (A) e alle frecce del campo elettrico (B) create dalle tre cariche di linea d’angolo. Le cariche di linea sono perpendicolari alla carta. Si noti che le frecce del campo elettrico attraversano parallelamente l’antenna parabolica centrale (C). Il campo elettrico è anche parallelo ai lati (D) del triangolo.
[0008]
Riferito aFIGURA. 5, lungo il lato del triangolo (A), una schiera (B) di antenne a fessura orizzontale emette onde elettromagnetiche che hanno un campo elettrico E (C) polarizzato verticalmente. Queste onde viaggianti interagiscono con il campo elettrico (D) prodotto dalle cariche lineari agli angoli del triangolo.
[0009]
Usando la matematica delle forme differenziali, questa combinazione di campi è rappresentata dalla stella di Hodge del differenziale del prodotto a cuneo dei due campi. Il campo elettromagnetico dell’antenna è una combinazione di un campo magnetico viaggiante Bw e di un campo elettrico Ew . Il campo stazionario E creato dalle cariche di linea è perpendicolare all’onda che viaggia.
* d ( e ⋀ ( B w + e w ⋀ dt ) ) ɛ c = forza volume
dove ε è la capacità lineare dello spazio e c è la velocità della luce. Quindi c’è una forza per volume attorno allo scafo.
[0010]
Questa combinazione di campi produce una curvatura dello spaziotempo determinata dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein. Il campo elettrico viaggiante ha un’ampiezza nella direzione z verticale e viaggia nella direzione x
E w=E z cos( x−t )
Il tensore elettromagnetico di Faraday contiene tutti i campi elettrici e magnetici in tutte le {x,y, z} indicazioni. La prima riga e la prima colonna contengono i due campi elettrici
F beta α = t X y z 0 e X 0 e z cos ( X – t ) e X 0 0 0 0 0 0 0 e z cos ( X – t ) 0 0 0
Lo stress esercitato sullo spaziotempo si verifica nella direzione xx, yy e zz calcolata dal tensore di energia-stress T della fisica gravitazionale
4 π T μ v = F μ α F α μ – 1 4 g μ v F α beta F αβ
dove g è il tensore metrico per lo spazio cartesiano
g αβ = t X y z – 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
dove le componenti diagonali sono i coefficienti della lunghezza dello spaziotempo elementare ds al quadrato
( ds ) 2 =−( dt ) 2 +( dx ) 2 +( dy ) 2 +( dz ) 2
Il calcolo produce tre sollecitazioni T xx ,T yy e T zz nelle rispettive direzioni {x,y,z}.
[0011]
Riferito aFIGURA. 6, queste tre sollecitazioni vengono tracciate insieme come un campo vettoriale 3D animato nel tempo in nove fotogrammi. I grafici mostrano che c’è una forza di portanza come rappresentato dalle frecce verticali così come una forza di propulsione come mostrato dalle frecce orizzontali intervallate. Con il passare del tempo, questi vettori si scambiano di posto tra loro in modo che la portanza diventi la propulsione e viceversa, creando un campo di sollecitazione-energia ondulato attorno allo scafo.
RIASSUNTO DELL’INVENZIONE
[0012]
Questa invenzione è un veicolo spaziale con uno scafo triangolare avente piastre piatte cariche sugli angoli verticali dei tre lati. I due angoli posteriori sono caricati su un potenziale V. L’angolo anteriore è caricato su un potenziale -V. L’angolo di 60° sull’angolo crea una singolarità di densità di carica lineare che produce un enorme campo elettrico orizzontale che punta dalla parte posteriore alla parte anteriore dell’imbarcazione, che è anche parallelo ai lati del triangolo. Una serie di antenne a fessura orizzontale situate ai lati dello scafo triangolare producono un’onda elettromagnetica con il campo elettrico polarizzato in direzione verticale. Questa combinazione di campi produce una forza spaziotemporale in entrambe le direzioni verticale e orizzontale tale che il veicolo spaziale riceve una forza di sollevamento e una forza di propulsione.
UNA BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
[0013]
FIGURA. 1. Vista prospettica del veicolo spaziale triangolare.
[0014]
FIGURA. 2. Disegno dell’intersezione di due piastre cariche per calcolare la densità di carica nell’angolo.
[0015]
FIGURA. 3. Vista prospettica dell’angolo d’angolo β per il triangolo equilatero.
[0016]
FIGURA. 4. Grafico planare 2D che mostra il campo elettrico prodotto da tre cariche lineari agli angoli dello scafo triangolare.
[0017]
FIGURA. 5. Vista prospettica del campo elettrico prodotto dalla carica lineare che interagisce con l’onda elettromagnetica itinerante prodotta dall’antenna a fessura.
[0018]
FIGURA. 6. Animazione vettoriale 3D della forza di portanza e spinta generata dai campi.
[0019]
FIGURA. 7. Vista prospettica dell’antenna a fessura.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE
[0020]
Riferito aFIGURA. 7, l’antenna (A) è realizzata in lamiera di rame in cui è stata ricavata una feritoia orizzontale rettangolare (B) mediante una fustellatrice e fissaggio in lamiera. Un cavo coassiale dall’amplificatore e dal generatore di frequenza è collegato attraverso lo slot saldando il cavo esterno (D) su un lato dello slot e il cavo interno (E) sull’altro lato dello slot. Questo crea le cariche positive e negative attraverso lo spazio che forma il campo elettrico verticale (F) che si irradia perpendicolarmente al foglio di rame.
[0021]
Sebbene l’invenzione sia stata descritta con riferimento a forme di realizzazione specifiche, come un particolare sistema di antenna, gli esperti del ramo apprezzeranno che molte modifiche e varianti sono possibili senza allontanarsi dagli insegnamenti dell’invenzione. Tutte queste modifiche e variazioni sono da intendersi comprese nell’ambito delle seguenti rivendicazioni.