APARATO GIROSCOPICO.

Un método de

T) generación de rotación en torno a un eje de salida (11),

comprendiendo el método:

A) montar un cuerpo (2) para que rote en torno a ejes primero (4), segundo (11) y tercero (16), estando orientado el primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) a un ángulo de inclinación (?), el segundo eje (11) constituyendo el eje de salida (11) del motor (1), donde la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación (?);

B) rotar el cuerpo (2) en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación superior a un valor predeterminado;

C) aplicar un par de fuerzas al cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de incremento del ángulo de inclinación (?), cuando el primer eje (4) está a un ángulo de inclinación seleccionado (?) con respecto al segundo eje (11), que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados;

D) limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de reducir el ángulo de inclinación (?) que ocurriría de otro modo como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación (?) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados; para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11) para generar potencia motriz

Aparato giroscópico.

La presente invención se refiere a motores, y más en concreto a motores giratorios que pueden suministrar potencia motriz de salida en torno a un eje de salida, en respuesta a una potencia giratoria de entrada en torno a un eje diferen-te.

Cuando se actúa sobre un cuerpo rotatorio mediante un par de fuerzas en torno a un eje perpendicular al eje de rotación, esto provoca que el propio eje de rotación rote en torno a otro eje que es perpendicular tanto al eje del par de fuerzas aplicado, como al eje de rotación. Este principio es bien conocido. El documento US 2002/145077 A1, que se considera como la técnica anterior más próxima al contenido de la reivindicación 1, describe un sistema para dirigir un objeto, por ejemplo un avión, una aeronave o una cámara. El sistema incluye un primer giroscopio con un primer rotor giratorio y un segundo giroscopio con un segundo rotor giratorio. Cada giroscopio tiene un motor que rota un primer cardán acoplado al rotor, y un freno que reduce la rotación de un segundo cardán acoplado al primer cardán. El primer giroscopio y el segundo giroscopio generan un par de fuerzas que se utiliza para dirigir el objeto. Si bien el documento US 2002/145077 A1 da a conocer las características T) y A) de la reivindicación 1, no da a conocer las características B), C) y D) de la reivindicación 1.

El documento US 2003/234318 A1 describe un aparato giroscópico asimétrico para producir impulso unidireccional sin tener que interactuar con una masa externa de gas, líquido o sólido. La técnica está basada en las transiciones controladas de una masa giratoria asimétrica entre dos estados de peso asimétricos, estables, que tienen como resultado un impulso neto unidireccional en el eje de giro. En una realización existente, un aparato con un cuerpo acoplado puede ser propulsado hacia arriba por una subida "deslizante" en un plano inclinado, contra la gravedad terrestre. En otra realización, múltiples pares de conjuntos giroscópicos asimétricos, sincronizados y en imagen especular, son combinados en un solo aparato y acoplados a un cuerpo con la capacidad de propulsarlo en cualquier dirección, incluyendo vencer por completo la gravedad sin interacción con masas de gas, líquido o sólido, o sin la utilización de propelentes. El documento US 2003/234318 A1 no da a conocer ninguna de las características T), A), B), C) y D) de la reivindicación 1.

Los inventores de la presente invención han encontrado que, cuando se obliga al propio eje de rotación del cuerpo (denominado a continuación el primer eje) a rotar en torno a (a) un segundo eje (denominado a continuación el eje de salida) que está dispuesto a un ángulo agudo con respecto al eje de rotación del cuerpo, y (b) un tercer eje (denominado a continuación el eje de inclinación) que es sustancialmente perpendicular a los ejes tanto primero como segundo, la aplicación de un par de fuerzas en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar el ángulo agudo, provoca que el primer eje rote en torno al eje de salida. Cuando la velocidad de rotación del cuerpo excede cierto valor crítico, este par de fuerzas aplicado da lugar a un par de fuerzas de reacción, de magnitud mayor que la del par de fuerzas aplicado, y el cual está asimismo dirigido en torno al eje de inclinación, pero en sentido opuesto. Este par de fuerzas de reacción provoca que el primer eje rote en torno al eje de inclinación, en el sentido de reducir el ángulo de inclinación. Sin embargo, sí está rotación en torno al eje de inclinación se limita, por ejemplo por medios mecánicos, entonces la velocidad de rotación del cuerpo en torno al eje de salida se incrementa, dando lugar por lo tanto a una fuente útil de potencia motriz. Se apreciará que, con un sistema semejante, los medios que se utilizan para limitar esta rotación no requieren una fuente de energía, lo que mejora la eficiencia del motor.

Para comprender estos fenómenos, es útil considerar la posición cuando se provoca que el cuerpo rote a diferentes velocidades. En la situación trivial en la que el cuerpo no rota en absoluto en torno al primer eje, la aplicación de un par de fuerzas en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar la magnitud del ángulo agudo, da lugar simplemente a una rotación correspondiente del primer eje en torno al eje de inclinación, en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación. Si se provoca que el cuerpo rote a una velocidad rotacional menor que el valor crítico, hay dos rotaciones resultantes del primer eje: no solo existe una rotación del primer eje en torno al eje de inclinación en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación, tal como en el caso de un cuerpo estacionario, sino que existe además una rotación del primer eje en torno al eje de salida. A medida que la velocidad rotacional del cuerpo se incrementa, la velocidad de rotación del primer eje en torno al eje de inclinación disminuye, mientras que la velocidad de rotación del primer eje en torno al eje de salida se incrementa. Cuando la velocidad rotacional del cuerpo alcanza el valor crítico, prosigue la rotación del primer eje en torno al eje de salida, pero en este momento deja de existir rotación alguna del primer eje en torno al eje de inclinación. A velocidades rotacionales por encima de la velocidad crítica, de nuevo existen dos rotaciones del primer eje, es decir en torno tanto al eje de salida como al eje de inclinación, pero en este caso la rotación en torno al eje de inclinación es en el sentido de reducir el ángulo de inclinación. Solamente cuando la velocidad rotacional del cuerpo está por encima de la velocidad crítica, es capaz el motor de generar potencia motriz útil.

Puesto que debido a la inercia del cuerpo, existe un retardo entre el momento en que el par de fuerzas es aplicado y el momento en que éste da lugar a una velocidad de rotación deseada del primer eje en torno al eje de salida del motor, en algunas circunstancias es ventajoso reducir este retardo mediante proporcionar al cuerpo un par de fuerzas adicional, externo, en torno al eje de salida del motor, para así iniciar o acelerar esta rotación. Esto podría conseguirse, por ejemplo, rotando físicamente el eje de salida del motor, ya sea manualmente o por medio de un motor adi-cional.

Se ha encontrado que el valor crítico de la velocidad rotacional del cuerpo varía en función del tamaño del cuerpo, de la densidad del material del cuerpo, del ángulo de inclinación, de la magnitud del par de fuerzas y de ciertas condiciones ambientales, como son la temperatura ambiente y la humedad.

Los presentes inventores han hallado experimentalmente que la potencia motriz de entrada suministrada al cuerpo para provocar que rote, se utiliza para generar potencia motriz de salida en forma de rotación del cuerpo en torno a este eje de salida con una eficiencia extremadamente elevada, y que un motor construido de acuerdo con este principio sería por lo tanto de especial utilidad.

Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se da a conocer un motor para generar rotación en torno a un eje de salida, comprendiendo el motor: un cuerpo montado para rotar en torno a ejes primero, segundo y tercero, estando orientado el primer eje con respecto al segundo eje a cierto ángulo de inclinación, el segundo eje constituyendo el eje de salida del motor, en el que la rotación del cuerpo en torno al tercer eje da lugar a un cambio en el ángulo de inclinación; estando estructurado el motor para permitir que una fuente de potencia motriz sea conectada al cuerpo para provocar que éste rote en torno al primer eje con una velocidad rotacional superior a un valor predeterminado; medios para aplicar un par de fuerzas al cuerpo en torno al tercer eje, en el sentido de incrementar el ángulo de inclinación cuando el primer eje está a un ángulo de inclinación seleccionado con respecto al segundo eje, que es mayor de 0 grados y menor de 90 grados, y para generar de ese modo un par de fuerzas de reacción en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación; y medios para limitar la rotación del cuerpo en torno al tercer eje en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación que si no se produciría como resultado del par de fuerzas de reacción, de manera que el ángulo de inclinación del primer eje con respecto al segundo eje sigue siendo mayor de 0 grados y menor de 90 grados, para de ese modo iniciar, o incrementar la velocidad de, la rotación del cuerpo en torno al segundo eje con el fin de generar potencia motriz.

Los presentes inventores han hallado que, con una disposición semejante, la eficiencia del motor es extremadamente...

1. Un método de

2. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, que proporciona además un par de fuerzas adicional, externo, al cuerpo (2) en torno al eje de salida (11) del motor (1) para impedir un retardo temporal.

3. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1, que comprende además controlar la fuente de potencia motriz (12) para provocar que el cuerpo (2) rote en torno al primer eje (4) a dicha velocidad de rotación superior al valor predeterminado.

4. Un método como el reivindicado en la reivindicación 1 o la reivindicación 3, en el que el ángulo de inclinación seleccionado (?) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

5. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además controlar la magnitud del par de fuerzas aplicado.

6. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) está limitada de manera que el ángulo de inclinación (?) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

7. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además ajustar el ángulo de inclinación (?).

8. Un método como el reivindicado en la reivindicación 7, que comprende además la etapa de seleccionar una velocidad de salida deseada del motor (1) y ajustar el ángulo de inclinación (?) en función de la velocidad de salida seleccionada.

9. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además la etapa de seleccionar un par de fuerzas de salida deseado del motor (1), y ajustar el ángulo de inclinación (?) en función del par de fuerzas de salida seleccionado.

10. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la etapa de limitación comprende impedir cualquier rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de disminución del ángulo de inclinación (?).

11. Un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además utilizar parte de la potencia motriz generada para llevar a cabo la etapa de rotar el cuerpo (2) en torno al primer eje (4) en régimen estacionario.

12. Un método como el reivindicado en la reivindicación 11, en el que la cantidad de potencia motriz utilizada es suficiente para superar las pérdidas de energía que surgen de la fricción debida a la rotación del cuerpo (2) en torno al primer eje (4).

13. Un método de fabricación de un vehículo impulsado por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo es de la forma de un vehículo de carretera.

15. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo comprende una aeronave.

16. Un método como el reivindicado en la reivindicación 13, en el que el vehículo comprende un vehículo flotante.

17. Un método de obtención de un suministro de agua pura a partir de la atmósfera, mediante una superficie que está expuesta la atmósfera, utilizando una bomba de condensador impulsada por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

18. Un método de eliminación de polución de la atmósfera, mediante provocar el bombeo de aire desde la atmósfera a través de un filtro, utilizando una bomba que está impulsada por un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

19. Un método de generación de electricidad utilizando un método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

20. Un motor (1)

21. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 20, que comprende además dicha fuente de potencia motriz (12) que está conectada al cuerpo (2) para provocar que éste rote en torno al primer eje (4) a una velocidad de rotación por encima del valor predeterminado.

22. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 21, que comprende además medios de retroalimentación (17, 18, 19, 20) para transmitir a la fuente de potencia motriz, potencia motriz a partir del movimiento del cuerpo (2) en torno al segundo eje (11).

23. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 22, en el que el medio de retroalimentación (17, 18, 19, 20) está dispuesto para transmitir a la fuente de potencia motriz (12) potencia motriz suficiente para superar las pérdidas de energía que se producen a partir de la fricción debida a la rotación del cuerpo (2) en torno al primer eje (4) en régimen estacionario.

24. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, que comprende además medios para controlar la fuente de potencia motriz (12) con el objeto de provocar que el cuerpo (2) rote en torno al primer eje (4) a dicha velocidad de rotación superior al valor predeterminado.

25. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, en el que el medio (15) de aplicación del par de fuerzas está dispuesto para aplicar el par de fuerzas al cuerpo (2) cuando el ángulo de inclinación seleccionado (?) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

26. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, que comprende además medios para controlar la magnitud del par de fuerzas aplicado por el medio (15) de aplicación del par de fuerzas.

27. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el que el medio de limitación (15) está dispuesto para limitar la rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16), de manera que el ángulo de inclinación (?) del primer eje (4) con respecto al segundo eje (11) es mayor de 10 grados y menor de 80 grados.

28. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 al 27, que comprende además medios para ajustar el ángulo de inclinación (?).

29. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 25, que comprende además medios para seleccionar una velocidad de salida deseada del motor (1) y provocar que el medio de ajuste, ajuste el ángulo de inclinación (?) en función de la velocidad de salida seleccionada.

30. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 28 o la reivindicación 29, que comprende además medios para seleccionar un par de fuerzas de salida deseado del motor (1), y ajustar el ángulo de inclinación (?) en función del par de fuerzas de salida seleccionado.

31. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 30, en el que los medios para la aplicación de un par de fuerzas (15) comprenden un resorte.

32. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 30, en el que los medios para la aplicación de un par de fuerzas (15) comprenden uno o más de entre: un ariete hidráulico; un ariete neumático; y un ariete electromagnético.

33. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 al 32, en el que el medio de limitación (15) está dispuesto para impedir cualquier rotación del cuerpo (2) en torno al tercer eje (16) en el sentido de disminuir el ángulo de inclinación (?).

34. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 33, en el que el medio de aplicación de un par de fuerzas (15) sirve adicionalmente como un medio de limitación (15).

35. Un motor como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 33, en el que el medio de limitación (15) comprende un tope.

36. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 35, en el que los ejes primero (4) y segundo (11) se cortan.

37. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 36, en el que el primer eje (4) pasa sustancialmente a través del centro de masas del cuerpo (2).

38. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 37, en el que el segundo eje (11) pasa sustancialmente a través del centro de masas del cuerpo (2).

39. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 35, en el que los ejes primero (4) y segundo (11) no se cortan y el ángulo de inclinación (?) está definido como el ángulo agudo entre los ejes primero (4) y segundo (11) vistos a lo largo de la dirección de la línea más corta que une los ejes primero (4) y segundo (11).

40. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 39, en el que el cuerpo (2) es simétrico cilíndricamente en torno al primer eje (4).

41. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 40, en el que el cuerpo (2) comprende un cilindro cuyo grosor se reduce desde un valor máximo próximo al primer eje, hasta un valor mínimo en su circunferencia.

42. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 41, en el que el cuerpo (2) está fabricado de un material con un módulo de elasticidad de elevado.

43. Un motor (1) como el reivindicado en la reivindicación 42, en el que el módulo de elasticidad es superior a 100 GPa.

44. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 43, que comprende además medios para montar el motor (1) en el suelo.

45. Un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 44, que comprende además una o más masas de contrapeso montadas para rotar en torno al segundo eje (11).

46. Un conjunto de motores, cada uno de los cuales comprende un motor (1) como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 45, en combinación con medios para provocar que cada uno de los motores rote sustancialmente a la misma velocidad de rotación, pero en respectivos ángulos de fase diferentes, y medios para combinar la potencia motriz de salida de los motores.

47. Un vehículo impulsado por un motor (1) o un conjunto de motores, según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 46.

48. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de un vehículo de carretera.

49. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de una aeronave.

50. Un vehículo como el reivindicado en la reivindicación 47, en la forma de un vehículo flotante.

51. Un generador de electricidad que comprende un motor (1) o un conjunto de motores, según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 46.