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Associazione Sviluppo Propulsione Spaziale
LA PROPULSIONE ELETTROMAGNETICA PNN IN BREVE
Il principio della propulsione senza espulsione di massa di reazione alla base della PNN
Il principio fondante del propulsore PNN (acronimo per Propulsione Non Newtoniana) è l'interazione tra le forze di Lorentz che si formano nei bracci di un dipolo a V quando questi sono percorsi da corrente.
Sebbene comunemente si ritenga che non possano esistere forze di Lorentz in un circuito aperto ciò non è del tutto esatto: se infatti in tale circuito viene fatta scorrere una corrente alternata e questa viene esposta ad un campo elettromagnetico non esiste alcun vincolo fisico o teorico che vieti alla forza di Lorentz di manifestarsi. A differenza però delle forze osservabili in un circuito chiuso quelle esistenti in un circuito aperto sono molto più piccole e dunque difficilmente rilevabili, devono essere in qualche modo amplificate. Nel caso della PNN ciò avviene attraverso l'auto-interazione del suo campo elettromagnetico.
Nella Figura 1 sottostante viene mostrato lo schema di un dipolo PNN. Esso è composto da due bracci in materiale conduttivo (filo litz) che hanno vertice comune nel punto di alimentazione (feedpoint) dove un cavo coassiale fornisce la corrente alternata.
Una volta alimentato si formeranno nel dipolo due correnti Ia e Ib nei rispettivi bracci A e B ed opposte tra loro.
Fig.1
Il movimento degli elettroni all'interno dei bracci ha come effetto intrinseco l'emissione di un campo elettromagnetico.
Quando le onde elettromagnetiche emesse dal braccio A investiranno il braccio B e dunque interagiranno con la corrente circolante nello stesso si otterrà come effetto una forza di Lorentz Fb perpendicolare alla corrente Ib. Lo stesso varrà per il campo elettromagnetico emesso dal braccio B che investirà la corrente Ia circolante nel braccio A e dunque si otterrà una seconda forza di Lorentz Fa anch'essa perpendicolare ma alla corrente Ia. Ciò viene illustrato nelle figure 2 e 3 sottostanti.
Osservando allora la disposizione delle forze Fa e Fb nel dipolo si nota immediatamente che per via dell'angolazione dei bracci esse non sono perpendicolari ed opposte tra loro e pertanto non si annulleranno a vicenda ma, applicando la regola del parallelogramma ai vettori di forza, daranno luogo ad una forza risultante FR che è esattemente ciò che spinge in avanti il propulsore.
In Figura 3 si può osservare che in accordo con la legge di Lorentz quando la corrente circolante nei bracci si alterna e dunque cambia direzione non ci sono conseguenze per le forze Fa,Fb e FR in essere.
Tale risultante FR non nulla si manifesta in violazione del Terzo principio della Dinamica (ecco perchè questa propulsione viene definita Non Newtoniana) e dagli esperimenti condotti con il prototipo F432BA agganciato al setup sperimentale illustrato in Figura 4 le forze sui bracci hanno la tendenza ad aumentare imprevedibilmente nel tempo a parità di potenza impiegata.
Fig.2
Fig.3
Nella Figura 4 sottostante viene mostrato lo schema del setup sperimentale utilizzato da ASPS per rilevare la spinta del prototipo.
Si nota subito che quando il prototipo viene alimentato la sua spinta verso l'alto si tradurrà in una spinta verso il basso sul piatto della bilancia Kern a sua volta collegata all'altro braccio attraverso un'asta.
Un secondo test, fatto per escludere qualsiasi "effetto mongolfiera" per il quale è l'aria scaldata dal prototipo a spingerlo verso l'alto, consiste nel capovolgere il prototipo in modo che spinga verso il basso e quindi alleggerisca il peso sulla bilancia.
Il prototipo quando è agganciato alla struttura viene alimentato con batterie al litio montate a bordo ed azionato in remoto tramite un telecomando.
La bilancia è schermata ed osservata attraverso una videocamera poichè l'irraggiamento elettromagnetico del prototipo impone una distanza di sicurezza per l'osservatore.
Su richiesta è possibile assistere ai test su bilancia a bracci.
La vendita del prototipo sarà sempre preceduta da dimostrazione sperimentale del suo funzionamento.
Ulteriori dettagli sono disponibili nei seguenti articoli nel blog Neo Leges Motus:
Field Self-interaction Electromagnetic thruster
Fig.4