Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

новая папка / 4006597

.html
Скачиваний:
5
Добавлен:
29.11.2022
Размер:
215.49 Кб
Скачать

4006597-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

РћРџРРЎРђРќРР• РЗОБРЕТЕНРРЇ US4006597A[]

ПРЕДПОСЫЛКРСОЗДАНРРЇ РЗОБРЕТЕНРРЇ BACKGROUND OF THE INVENTION 1.

Область изобретения Field of the Invention Настоящее изобретение относится к двигателю и, более конкретно, к сверхпроводящему микроволновому двигателю. The present invention relates to an engine and more particularly to a superconducting microwave engine. 2.

Описание предшествующего СѓСЂРѕРІРЅСЏ техники Description of the Prior Art Рзвестный уровень техники состоит РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РёР· научных принципов Рё теорем, которые РґРѕ СЃРёС… РїРѕСЂ РЅРµ поддавались практическому применению РёР·-Р·Р° трудностей, возникающих РїСЂРё структурировании конструкции, которая могла Р±С‹ преодолеть физические ограничения, присущие таким принципам Рё теориям. The prior art consists essentially of scientific principles and theorms which heretofore defied operational application because of difficulties encountered in structuring a design which could overcome the physical constraints inherent in such principles and theorms. Наиболее существенная трудность заключалась РІ создании резонатора (или деформируемого резонатора), РІ котором можно было Р±С‹ изменять частоты содержащихся РІ нем микроволн без значительных потерь энергии или затухания. The most significant area of difficulty lay in constructing a resonator (or deformable cavity) in which the frequencies of the microwaves contained therein could be changed without significant energy loss or decay. Настоящее изобретение применяет принципы сверхпроводимости Рє конструкции Рё конструкции резонатора, чтобы заметно увеличить время затухания содержащихся РІ нем микроволн Рё тем самым преодолеть вышеупомянутые трудности Рё сделать возможной эффективную работу микроволнового двигателя. The present invention applies the principles of superconductivity to the design and construction of a resonator to appreciably increase the decay time of the microwaves contained therein and thereby overcome the aforementioned difficulties and make the efficient operation of a microwave engine feasible. СУЩНОСТЬ РЗОБРЕТЕНРРЇ SUMMARY OF THE INVENTION Рзобретение представляет СЃРѕР±РѕР№ двигатель, преобразующий работу РІ микроволны высокой частоты или, наоборот, микроволны высокой частоты РІ работу. The invention is an engine that converts work into high frequency microwaves or, conversely, high frequency microwaves into work. Это достигается Р·Р° счет использования резонатора СЃ деформируемыми стенками или резонатора, обладающего сверхпроводящими свойствами. РўРѕ есть, используя специальные материалы Рё поддерживая стены РїСЂРё чрезвычайно РЅРёР·РєРѕР№ температуре, внутреннее сопротивление стен существенно снижается, Рё, соответственно, микроволны внутри полости РЅРµ поглощаются стенками РїСЂРё ударе так быстро, как это обычно бывает. . Следовательно, время РёС… затухания значительно увеличивается, что позволяет деформировать полость РёР· формы, соответствующей РѕРґРЅРѕР№ конкретной собственной частоте, РІ РґСЂСѓРіСѓСЋ РґРѕ того, как произойдет значительное рассеивание микроволновой энергии Р·Р° счет поглощения стенками. Высокочастотные микроволны генерируются Р·Р° счет сжатия такой сверхпроводящей полости, содержащей низкочастотные микроволны, РІ форму СЃ высокой собственной частотой Р·Р° счет механической работы, Р° затем выводятся РёР· полости РІ соответствующий момент цикла. Работа генерируется расширением стенок полости, вызванным инжекцией высокочастотных микроволн РІ такую сверхпроводящую полость, РєРѕРіРґР° РѕРЅР° находится РІ сжатой форме СЃ высокой собственной частотой. This is accomplished through the use of a cavity with deformable walls, or resonator, which has superconducting properties. That is, by using special materials and keeping the walls at an extraordinarily low temperature, the walls' internal resistance is substantially reduced and, concomitantly, the microwaves inside the cavity are not absorbed by the walls upon impact as quickly as would normally be the case. Consequently, their decay time is significantly increased enabling the cavity to be deformed from a shape corresponding to one specific eigenfrequency to another before significant dissipation of the microwave energy through absorption by the walls has occured. High frequency microwaves are generated by the compression of such a superconducting cavity containing low frequency microwaves into a high eigenfrequency shape by mechanical work, and are subsequently coupled out of the cavity at an appropriate point in the cycle. Work is generated by the expansion of cavity walls caused by the injection of high frequency microwaves into such a superconducting cavity when it is in a compressed, high eigenfrequency shape. Различные физические формы, которые может принимать изобретение, РїРѕ существу соответствуют различным средствам осуществления быстрой циклической деформации полости РѕС‚ РѕРґРЅРѕР№ формы Рє РґСЂСѓРіРѕР№ Рё, завершая цикл, обратно Рє РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ форме. Указанные комбинации являются примерами таких средств. The various physical forms the invention may take correspond essentially to different means for effecting a rapid cyclic deformation of the cavity from one shape to another and, completing the cycle, back to the original shape. Those combinations set out herein are examples of such means. ПОЛОЖЕНРР• ЗАДАЧ РЗОБРЕТЕНРРЇ STATEMENT OF THE OBJECTS OF THE INVENTION Целью настоящего изобретения является использование сверхпроводящего резонатора для преобразования низкочастотных микроволн РІ большее количество микроволновой энергии РЅР° более высокой частоте. An object of the present invention is to use a superconducting resonator to convert low frequency microwaves into a larger amount of microwave energy at a higher frequency. Другой целью настоящего изобретения является использование сверхпроводящего резонатора для генерирования работы посредством преобразования высокочастотной микроволновой энергии РІ меньшее количество РЅР° более РЅРёР·РєРѕР№ частоте. Another object of the present invention is to use a superconducting resonator to generate work through the conversion of high frequency microwave energy into a lesser amount at a lower frequency. Еще РѕРґРЅРѕР№ целью настоящего изобретения является создание эффективного СЃРїРѕСЃРѕР±Р° передачи энергии. A further object of the present invention is to provide an efficient method of energy transmission. Другие цели, преимущества Рё новые признаки изобретения станут очевидными РёР· следующего РїРѕРґСЂРѕР±РЅРѕРіРѕ описания изобретения РїСЂРё рассмотрении его вместе СЃ прилагаемыми чертежами. Other objects, advantages and novel features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings. РљР РђРўРљРћР• РћРџРРЎРђРќРР• Р РРЎРЈРќРљРћР’ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS РРќР–РР . 1 представляет СЃРѕР±РѕР№ схематическое изображение варианта осуществления сверхпроводящего РЎР’Р§-двигателя РїРѕ настоящему изобретению, сочетающего поршень Рё цилиндрическую полость, Р° РЅР° фиг. 1Рђ Рё 1Р’ представляют СЃРѕР±РѕР№ графики, относящиеся Рє его работе. FIG. 1 is a schematic diagram of the piston and cylindrical cavity combination embodiment of the superconducting microwave engine of the present invention, and FIGS. 1A and 1B are graphs relating to its operation. Р¤РР“. 2, 2Рђ, 2Р’ Рё 2РЎ представляют СЃРѕР±РѕР№ схемы Рё графики, иллюстрирующие Рё относящиеся Рє варианту осуществления комбинации вибрирующей диафрагмы Рё резонатора сверхпроводящего микроволнового двигателя РїРѕ настоящему изобретению. FIGS. 2, 2A, 2B, and 2C are schematic diagrams and graphs illustrating and relating to the vibrating diaphragm and cavity combination embodiment of the superconducting microwave engine of the present invention. Р¤РР“. 3, 3Рђ, 3Р’ Рё 3РЎ представляют СЃРѕР±РѕР№ схемы Рё графики, показывающие Рё относящиеся Рє варианту осуществления комбинации цилиндрической полости Рё концентрического ротора сверхпроводящего микроволнового двигателя РїРѕ настоящему изобретению. FIGS. 3, 3A, 3B, and 3C are schematic diagrams and graphs showing and relating to the cylindrical cavity and concentric rotor combination embodiment of the superconducting microwave engine of the present invention. РРќР–РР . 4 представляет СЃРѕР±РѕР№ вертикальный разрез детализированного варианта осуществления комбинации цилиндрической полости Рё концентрического ротора сверхпроводящего РЎР’Р§-двигателя РїРѕ настоящему изобретению; РРќР–РР . 4Рђ представляет СЃРѕР±РѕР№ горизонтальное сечение РїРѕ линиям 4Рђ-4Рђ РЅР° фиг. 4. Р¤РР“. 4Р’ Рё 4РЎ - графики, относящиеся Рє его работе. FIG. 4 is an elevational cross section of a detailed version of the cylindrical cavity and concentric rotor combination embodiment of the superconducting microwave engine of the present invention; FIG. 4A is a horizontal cross section taken along lines 4A--4A of FIG. 4. FIGS. 4B and 4C are graphs relating to its operation. РРќР–РР . 5 представляет СЃРѕР±РѕР№ схематическую диаграмму, демонстрирующую рабочее использование сверхпроводящего РЎР’Р§-двигателя РїРѕ настоящему изобретению. FIG. 5 is a schematic diagram demonstrating an operational use of the superconducting microwave engine of the present invention. РРќР–РР . 6 схематически иллюстрирует рабочую взаимосвязь компонентов варианта осуществления комбинации вибрирующей диафрагмы Рё резонатора Рё варианта осуществления комбинации цилиндрической полости Рё концентрического ротора сверхпроводящего микроволнового двигателя РїРѕ настоящему изобретению для работы двигателя, генерирующего высокочастотные микроволны РёР· рабочих Рё низкочастотные микроволны. РРќР–РР . 6Рђ схематически представлена рабочая взаимосвязь компонентов вышеупомянутых вариантов осуществления для работы двигателя РІ режиме выпрямления, то есть для генерирования работы РѕС‚ высокочастотных микроволн. FIG. 6 schematically illustrates the operative interrelationship of the components of the vibrating diaphragm and cavity combination embodiment and the cylindrical cavity and concentric rotor combination embodiment of the superconducting microwave engine of the present invention for engine operation generating high frequency microwaves from work and low frequency microwaves. FIG. 6A schematically presents the operative interrelationship of the components of the aforementioned embodiments for engine operation in the rectification mode, that is, for generating work from high frequency microwaves. РћРџРРЎРђРќРР• ПРЕДПОЧТРТЕЛЬНОГО Р’РђР РРђРќРўРђ ВОПЛОЩЕНРРЇ DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Хорошо известно, что магнитные поля вызывают силы, причем давление, создаваемое магнитным полем B, определяется выражением B@2/2.mu. Рѕ. Рзвестно также, что колеблющиеся магнитные поля вызывают силы того же типа. Если предположить, что излучение магнитного поля заключено РІ идеальном резонаторе (деформируемой полости) СЃ совершенно РіРёР±РєРёРјРё стенками, то для сохранения равновесия потребовалась Р±С‹ встречная уравновешивающая сила РЅР° стенках той же величины. Однако если внешнее усилие РЅР° стенках такого идеального резонатора немного увеличить, объем резонатора сожмется, Рё над содержащимися РІ нем электромагнитными полями будет совершаться механическая работа. Эта работа вызовет увеличение накопленной электромагнитной энергии. It is well known that magnetic fields cause forces, the pressure produced by a magnetic field B being given by the expression B@2 /2.mu. o. Oscillating magnetic fields are also known to cause forces of the same type. Assuming that the radiation of a magnetic field were contained in an ideal resonator (a deformable cavity) with perfectly flexible walls, a counter balancing force on the walls of the same magnitude would be required to preserve equilibrium. However, if the external force on the walls of such an ideal resonator was increased slightly the volume of the resonator would contract and mechanical work would be done on the electromagnetic fields contained therein. This work would cause an increase in the stored electromagnetic energy. Конкретный РІРёРґ энергии РІ таком резонаторе описывается теоремой Больцмана-Эренфеста. Эта теорема утверждает, что если деформация достаточно медленная, будет продолжать возбуждаться только РѕРґРЅР° РјРѕРґР°, Рё энергия, содержащаяся РІ этой РјРѕРґРµ, будет определяться уравнением E = N w (X), РіРґРµ N = количество фотонов РІ полости, = h/2, РіРґРµ h — постоянная Планка, Р° w(X) — мгновенная собственная частота полости, каким-либо образом деформированной, РіРґРµ X — параметр деформации. The particular form taken by the energy in such a resonator is described by the Boltzman-Ehrenfest Theorem. This theorem states that if the deformation is slow enough only one mode will continue to be excited, and the energy contained in that mode will be given by the equation E = N w(X) where N = the number of photons in the cavity, = h/2 and h is the Planck constant, and w(X) = the instantaneous eigenfrequency of the cavity deformed in some manner with X being the parameter of deformation. Если время распада РЎР’Р§-энергии РІ тепло РІ стенках полости намного больше времени, необходимого для деформации полости, то можно вводить энергию РІ полость РЅР° РѕРґРЅРѕР№ частоте Рё после деформации извлекать разное количество энергии РЅР° РґСЂСѓРіРѕР№ частоте, то есть РЅР° собственной частоте, соответствующей последней конфигурации резонатора. Если конечная частота выше, чем исходная частота, введенная РІ резонатор, двигатель будет генерировать энергию РІ микроволновой форме. Разница между первоначально введенной РЎР’Р§-энергией Рё конечным состоянием РЎР’Р§-энергии будет представлять СЃРѕР±РѕР№ механическую работу, совершаемую стенками полости против радиационного давления электромагнитных полей внутри полости, необходимую для деформации полости Рё тем самым изменения ее собственной частоты. If the time for decay of the microwave energy into heat in the walls of the cavity is much longer than the time required for the deformation of the cavity, it is possible to inject energy into the cavity at one frequency and, after deformation, extract a different amount of energy at a different frequency, that is, the eigenfrequency corresponding to the latter configuration of the cavity. If the final frequency is higher than the original frequency injected into the cavity, the engine will have generated energy in microwave form. The difference between the microwave energy originally injected and the final state of microwave energy will be the mechanical work performed by the walls of the cavity against the radiation pressure of the electromagnetic fields inside the cavity required to deform the cavity and thereby change its eigenfrequency. Если конечная частота ниже начальной частоты, двигатель будет генерировать механическую энергию. Разность между РІС…РѕРґРЅРѕР№ Рё выходной энергиями будет равна работе, совершаемой радиационным давлением электромагнитных полей РїСЂРё деформации стенок резонатора. Where the final frequency is lower than the initial frequency, then the engine will have generated mechanical power. The difference between the input and output energies will be work performed by radiation pressure of the electromagnetic fields in deforming the cavity walls. Для практической работы двигатель РїРѕ настоящему изобретению будет работать циклически, то есть (1) подача микроволн относительно РЅРёР·РєРѕР№ частоты, (2) деформация полости Р·Р° счет приложения работы, (3) передача микроволны результирующей более высокой частоты РёР· резонатора Рё (4) деформация резонатора РґРѕ его первоначальной конфигурации. Это составляет РѕРґРёРЅ полный цикл для режима работы, чтобы генерировать микроволновую энергию РёР· работы. Для производства работы РёР· высокочастотной микроволновой энергии рабочий цикл состоит РёР· (1) инжекции микроволн относительно высокой частоты, (2) деформации полости, вызванной радиационным давлением электромагнитных полей, Рё получения полезной работы. РѕС‚ такой деформации, (3) выброс микроволн результирующей более РЅРёР·РєРѕР№ частоты РёР· полости Рё (4) деформация полости обратно Рє ее РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ конфигурации. For practical operation, the engine of the present invention will operate cyclically, that is, (1) the injection of microwaves of a relatively low frequency, (2) the deformation of the cavity through the application of work, (3) the transfer of the microwaves of the resultant higher frequency out of the cavity, and (4) the deformation of the cavity back to its original configuration. This constitutes one complete cycle for the mode of operation to generate microwave energy from work. To generate work from high frequency microwave energy, the operative cycle consists of (1) the injection of microwaves of a relatively high frequency, (2) the deformation of the cavity caused by the radiation pressure of the electromagnetic fields and the derivation of useful work from such deformation, (3) the exhaust of microwaves of the resultant lower frequency from the cavity, and (4) the deformation of the cavity back to its original configuration. Для эффективного функционирования должны быть выполнены РґРІР° условия: (1) частота циклической деформации полости должна быть РЅРёР·РєРѕР№ РїРѕ сравнению СЃ электромагнитной частотой Оі; Рё (2) поскольку любой реальный резонатор или резонатор имеет потери, электромагнитная энергия РЅРµ должна значительно распадаться РЅР° теплоту Р·Р° время, необходимое для деформации, С‚. Рµ. половину времени, необходимого для завершения механического цикла. In order to effectively function, two conditions must be met: (1) the frequency of the cyclic cavity deformation must be low relative to the electromagnetic frequency, .gamma.; and (2) since any real resonator or cavity has losses, the electromagnetic energy must not decay significantly into heat during the time required for the deformation, that is, one-half of the time required to complete a mechanical cycle. Первое условие состоит РІ том, что деформация резонатора должна быть адиабатической, С‚. Рµ. время, необходимое для деформации, должно быть больше, чем время РѕРґРЅРѕРіРѕ РЎР’Р§-цикла 1/Оі. Для достижимых РІ настоящее время механических частот нарушение этого условия невозможно. The first condition is that the cavity deformation must be adiabatic, that is, the time required for deformation must be longer than the time for one microwave cycle, 1/.gamma.. For mechanical frequencies currently attainable it is impossible to violate this condition. Второе условие состоит РІ том, что микроволновая энергия РЅРµ должна значительно рассеиваться Р·Р° время, необходимое для механической деформации резонатора. Для любого обычного материала это невыполнимое требование, РЅРѕ благодаря применению принципов сверхпроводимости Рє конструкции Рё конструкции резонатора это условие может быть удовлетворено, Рё такое применение формирует РѕСЃРЅРѕРІСѓ для практической осуществимости настоящего изобретения. The second condition is that the microwave energy must not dissipate significantly during the time required for mechanical deformation of the cavity. With any normal material this is an impossible requirement, but through the application of the principles of superconductivity to the design and construction of a resonator this condition may be satisfied, and such application forms the basis for the operational feasibility of the present invention. Ссылаясь РЅР° фиг. 1, двигатель 10 представляет СЃРѕР±РѕР№ вариант осуществления настоящего изобретения РІ РІРёРґРµ комбинации цилиндрической полости Рё поршня. Двигатель 10 содержит деформируемую цилиндрическую полость 13, стенки 14, поршень 15, шток 17, коленчатый вал 19, низкочастотный (w(X1)) микроволновый источник 21, клапан 22, РїРѕСЂС‚ 23, высокочастотную (w(X2)) микроволновую нагрузку 25, клапан 26, РїРѕСЂС‚ 27 Рё микроволны 29. Referring to FIG. 1, engine 10 is an embodiment of the present invention in the form of a cylindrical cavity and piston combination. Engine 10 includes deformable cylindrical cavity 13, walls 14, piston 15, rod 17, crankshaft 19, low frequency (w(X1)) microwave source 21, valve 22, port 23, high frequency (w(X2)) microwave load 25, valve 26, port 27, and microwaves 29. Поршень 15 скользит РІ полости, образованной стенками 14. РћР±Рµ стенки 14 Рё поршень 15 являются сверхпроводящими. Деформируемая цилиндрическая полость 13 образована стенками 14 Рё левой гранью поршня 15. Шток 17 прикреплен СЃ возможностью вращения Рє поршню 15 РѕРґРЅРёРј концом Рё СЃ возможностью вращения Рє коленчатому валу 19 РґСЂСѓРіРёРј концом. РџРѕСЂС‚ 23 обеспечивает СЃРІСЏР·СЊ между низкочастотным микроволновым источником 21 Рё полостью 13. Клапан 22 расположен РІ порту 23, Рё низкочастотный микроволновый источник 21 сообщается СЃ полостью 13 через РїРѕСЂС‚ 23 только тогда, РєРѕРіРґР° клапан 22 открыт. РџРѕСЂС‚ 27 обеспечивает СЃРІСЏР·СЊ между высокочастотной микроволновой нагрузкой 25 Рё полостью 13. Клапан 26 расположен внутри порта 27, Рё высокочастотная микроволновая нагрузка 25 сообщается СЃ полостью 13 через РїРѕСЂС‚ 27 только тогда, РєРѕРіРґР° клапан 26 открыт. Порты 23 Рё 27 РјРѕРіСѓС‚ представлять СЃРѕР±РѕР№ любые средства, известные РІ данной области техники, для эффективной передачи микроволн РёР· РѕРґРЅРѕРіРѕ объема РІ РґСЂСѓРіРѕР№, например, соединительный волновод или соединительный волновод СЃ коаксиальным стержнем, физически проникающим РІ полость 13. Piston 15 slides within the cavity formed by walls 14. Both walls 14 and piston 15 are superconducting. Deformable cylindrical cavity 13 is formed by walls 14 and the left face of piston 15. Rod 17 is rotatably attached to piston 15 at one end, and rotatably attached to crankshaft 19 at its other end. Port 23 communicates between low frequency microwave source 21 and cavity 13. Valve 22 is located within port 23, and low frequency microwave source 21 communicates with cavity 13 by means of port 23 only when valve 22 is open. Port 27 communicates between high frequency microwave load 25 and cavity 13. Valve 26 is located within port 27, and high frequency microwave load 25 communicates with cavity 13 by means of port 27 only when valve 26 is open. Ports 23 and 27 may be any means known in the art to transfer microwaves efficiently from one volume into another, e.g., a connecting wave guide or a connecting waveguide with a co-axial rod physically penetrating cavity 13. РРќР–РР . 1Рђ представляет СЃРѕР±РѕР№ график, схематически показывающий положение поршня 15 Рё передачу энергии через каналы 23 Рё 27 РІ зависимости РѕС‚ времени РІ течение механического цикла для двигателя 10, работающего РІ режиме генерации высокочастотных микроволн (w(X2)) РѕС‚ работы Рё входные низкочастотные (w(X1)) микроволны. РРќР–РР . 1Р’ представляет СЃРѕР±РѕР№ график, схематически показывающий положение поршня 15 Рё передачу энергии через порты 23 Рё 27 РїРѕ отношению РєРѕ времени РІ течение механического цикла для двигателя 10, работающего для генерирования полезной работы РѕС‚ входных высокочастотных (w(X2)) микроволн ( режим выпрямления). FIG. 1A is a graph schematically showing the position of piston 15 and the energy transfer through port 23 and port 27 with respect to time during the mechanical cycle for engine 10 operating in the mode to generate high frequency microwaves (w(X2)) from work and input low frequency (w(X1)) microwaves. FIG. 1B is a graph schematically showing the position of piston 15 and the energy transfer through port 23 and port 27 with respect to time during the mechanical cycle for engine 10 operating to generate useful work from input high frequency (w(X2)) microwaves (the rectification mode of operation). Ссылаясь РЅР° фиг. 1, 1Рђ Рё 1Р’, РєРѕРіРґР° поршень 15 находится РІ положении РҐ1, полость 13 достигает своего максимального объема Рё имеет форму СЃ собственной частотой w(РҐ1). РџРѕРєР° поршень 15 находится РІ положении X1, отверстие 23 открывается СЃ помощью клапана 22, чтобы обеспечить прохождение микроволн РЅРёР·РєРѕР№ частоты w(X1) РѕС‚ источника 21 РІ полость 13 Рё тем самым возбудить полость энергией микроволнового излучения E1 РЅР° частоте w(X1 ). Затем РїРѕСЂС‚ 23 закрывается СЃ помощью клапана 22, Рё, поскольку РїРѕСЂС‚ 27 остается закрытым РІ течение этого интервала, полость 13 эффективно герметизируется. РџСЂРёРІРѕРґРЅРѕРµ средство (РЅРµ показано) прилагает механическую работу Рє коленчатому валу 19, заставляя его вращаться против часовой стрелки СЃ механической частотой . ОМЕГА.. Эта работа впоследствии передается СЃ помощью штока 17 РЅР° поршень 15, чтобы заставить его переместиться влево РѕС‚ наблюдателя Рё тем самым изменить конфигурацию полости 13. Такое поступательное движение продолжается РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° РЅРµ будет реализовано положение РҐ2, РІ котором полость 13 достигает своего минимального объема Рё имеет собственную частоту w(X2). Рзменение конфигурации РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє увеличению частоты микроволн 29 РґРѕ w(X2) РІ соответствии СЃ теоремой Больцмана-Эренфеста Рё, следовательно, вызывает пропорциональное увеличение микроволновой энергии, хранящейся РІ резонаторе 13, РґРѕ E2, РіРґРµ ##EQU1## Referring to the FIGS. 1, 1A, and 1B, when piston 15 is in position X1 cavity 13 achieves its maximum volume and is in a shape with an eigenfrequency of w(X1). While piston 15 is in position X1, port 23 is opened by means of valve 22 to allow the passage of microwaves of low frequency w(X1) from source 21 into cavity 13 and thereby excite the cavity with microwave energy E1 at frequency w(X1). Port 23 is then closed by means of valve 22 and, as port 27 remains closed during this interval, cavity 13 is effectively sealed. A driving means (not shown) applies mechanical work to crankshaft 19 to cause it to rotate counterclockwise at mechanical frequency . OMEGA.. This work is subsequently applied by means of rod 17 to piston 15 to force it to move to the viewer's left and thereby change the configuration of cavity 13. Such translational movement continues until position X2 is realized, at which point cavity 13 achieves its minimum volume and has an eigenfrequency of w(X2). The change in configuration causes microwaves 29 to undergo an increase in frequency to w(X2) in accordance with the Boltzmann-Ehrenfest Theorem, and consequently generates a proportional increase in microwave energy stored in cavity 13 to E2, where ##EQU1## Р’ положении X2 РїРѕСЂС‚ 27 открывается СЃ помощью клапана 26, Рё микроволны 29 высокой частоты w(X2) тем самым передаются РёР· полости 13 Рё подаются РЅР° высокочастотную микроволновую нагрузку 25. После такого вакуумирования полости 13 РїРѕСЂС‚ 27 закрывается СЃ помощью клапана 26 (канал 23 остается закрытым РІ течение указанного выше интервала), Р° поршень 15 возвращается коленчатым валом 19 РІ положение РҐ1 для завершения цикла двигателя. РќР° практике цикл быстро повторяется. While in position X2 port 27 is opened by means of valve 26 and microwaves 29 at high frequency w(X2) are thereby transmitted out of cavity 13 and applied to high frequency microwave load 25. After such evacuation of cavity 13, port 27 is closed by means of valve 26 (port 23 remains closed during the aforementioned interval) and piston 15 is returned by crankshaft 19 to position X1 to complete the engine cycle. In practice, the cycle is rapidly repeated. Двигатель 10 может также использоваться для генерирования полезной работы РёР· входных высокочастотных микроволн. Р’ этом режиме работы низкочастотный микроволновый источник 21 вместо этого является источником высокочастотных (w(X2)) микроволн, высокочастотная микроволновая нагрузка 25 вместо этого является низкочастотным (w(X1)) микроволновым вытяжным приемником, Р° приводные средства вместо этого Рє коленчатому валу 19 подключена нагрузка (РЅРµ показана). Цикл начинается СЃ поршня 15 РІ положении РҐ2. РџРѕСЂС‚ 23 открывается СЃ помощью клапана 22, чтобы позволить полости 13 возбуждаться микроволновой энергией Р•2 РЅР° частоте w(X2) РѕС‚ источника 21, Р° затем закрывается для іРµСЂРјРµС‚изации полости, так как РїРѕСЂС‚ 27 остается закрытым РІ течение всего этого интервала. Давление излучения микроволн 29 РЅР° левую сторону поршня 15 заставляет поршень перемещаться РІ положение X1. Это поступательное движение вызывает вращение коленчатого вала 19 РїРѕ часовой стрелке, тем самым создавая полезную механическую работу для приложения Рє подключенной нагрузке (РЅРµ показана). Engine 10 may also be used to generate useful work from input high frequency microwaves. In this mode of operation, low frequency microwave source 21 is instead a source of high frequency (w(X2)) microwaves, high frequency microwave load 25 is instead a low frequency (w(X1)) microwave exhaust sink, and the driving means connected to crankshaft 19 is instead a load (not shown). The cycle is begun with piston 15 at position X2. Port 23 is opened by means of valve 22 to allow cavity 13 to become excited with microwave energy E2 at frequency w(X2) from source 21 and subsequently closed to seal the cavity, as port 27 remains closed throughout this interval. The radiation pressure of microwaves 29 upon the left face of piston 15 forces the piston to undergo translation to position X1. This translational movement causes the clockwise rotation of crankshaft 19, thereby generating useful mechanical work for application to a connected load (not shown). РљРѕРіРґР° поршень 15 достигает положения РҐ1, частота микроволн 29 имеет пониженное значение w(X1) РІ результате изменения конфигурации полости 13 РІ соответствии СЃ теоремой Больцмана-Эренфеста. РљРѕРіРґР° поршень 15 находится РІ положении X1, отверстие 27 открывается СЃ помощью клапана 26, Рё микроволны 29 СЃ частотой w(X1) выбрасываются РІ выпускной коллектор 25 низкочастотных микроволн. Затем РїРѕСЂС‚ 27 закрывается СЃ помощью клапана 26, Рё для завершения цикла поршень 15 возвращается РІ РёСЃС…РѕРґРЅРѕРµ положение РҐ2 продолжающимся вращательным движением коленчатого вала 19, приложенным Рє поршню 15 штоком 17. Р’ процессе работы цикл быстро повторяется. When piston 15 reaches position X1, the frequency of microwaves 29 is at lowered value w(X1) as a result of the change in the configuration of cavity 13 in accordance with the Boltzman-Ehrenfest Theorm. While piston 15 is at X1, port 27 is opened by means of valve 26 and microwaves 29 of frequency w(X1) are exhausted into low frequency microwave exhaust sink 25. Port 27 is subsequently closed by means of valve 26, and, to complete the cycle, piston 15 is returned to initial position X2 by the continued rotational motion of crankshaft 19 applied to piston 15 by rod 17. In operation, the cycle is rapidly repeated. Р¤РР“. 2 Рё 2Рђ показаны РІРёРґС‹ сверху Рё спереди РІ разрезе, соответственно, двигателя 30, варианта осуществления настоящего изобретения РІ РІРёРґРµ комбинации полости Рё вибрирующей диафрагмы. Двигатель 30 включает низкочастотный (w(A)) микроволновый источник 33, полость 35 фиксированной конфигурации, имеющую РЅРёР·РєСѓСЋ собственную частоту w(A), полость 43 фиксированной конфигурации, имеющую высокую собственную частоту w(B), полость 39 деформируемой конфигурации, имеющую переменную собственную частоту, которая находится РІ диапазоне РѕС‚ w(A) Рё w(B) Рё высокочастотная (w(B)) микроволновая нагрузка 35. Диафрагма 47 содержит РѕРґРЅСѓ стенку деформируемой полости 39. Соединительный РїРѕСЂС‚ 34 сообщается между низкочастотным микроволновым источником 33 Рё полостью 35 СЃ фиксированной конфигурацией. Соединительный РїРѕСЂС‚ 37 сообщается между полостью 35 СЃ фиксированной конфигурацией Рё полостью 39 СЃ деформируемой конфигурацией. Соединительный РїРѕСЂС‚ 41 сообщается между полостью 39 деформируемой конфигурации Рё полостью 43 фиксированной конфигурации. Соединительный РїРѕСЂС‚ 44 сообщается между полостью 43 фиксированной конфигурации Рё высокочастотной микроволновой нагрузкой 35. Полости 35, 39 Рё 43, Р° также соединительные порты 37 Рё 41 являются сверхпроводящими. FIGS. 2 and 2A show top and front sectional views, respectively, of engine 30, an embodiment of the present invention in the form of a cavity and vibrating diaphragm combination. Engine 30 includes low frequency (w(A)) microwave source 33, fixed configuration cavity 35 having low eigenfrequency w(A), fixed configuration cavity 43 having high eigenfrequency w(B), deformable configuration cavity 39 having a variable eigenfrequency which ranges between w(A) and w(B), and high frequency (w(B)) microwave load 35. Diaphragm 47 comprises one wall of deformable cavity 39. Coupling port 34 communicates between low frequency microwave source 33 and fixed configuration cavity 35. Coupling port 37 communicates between fixed configuration cavity 35 and deformable configuration cavity 39. Coupling port 41 communicates between deformable configuration cavity 39 and fixed configuration cavity 43. Coupling port 44 communicates between fixed configuration cavity 43 and high frequency microwave load 35. Cavities 35, 39, and 43, and coupling ports 37 and 41 are all superconducting. Диафрагма 47 любым СЃРїРѕСЃРѕР±РѕРј соединена СЃ механическим РїСЂРёРІРѕРґРѕРј 45. Диафрагма 47 может СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ изгибаться между РґРІСѓРјСЏ крайними положениями, положением Рђ Рё положением Р’, Рё вибрирует между вышеупомянутыми положениями СЃ частотой . ОМЕГА. циклов/сек механическим РїСЂРёРІРѕРґРѕРј 45. РљРѕРіРґР° диафрагма 47 находится РІ положении Рђ, полость 39 СЃ деформируемой конфигурацией имеет собственную частоту w(A); РєРѕРіРґР° диафрагма 47 находится РІ положении B, собственная частота резонатора 39 равна w(B), РіРґРµ w(B) > w(A). Diaphragm 47 is connected by any means to mechanical drive 45. Diaphragm 47 is free to flex between two extreme positions, position A and position B, and is driven to vibrate between the aforementioned positions at a frequency of . OMEGA. cycles/second by mechanical drive 45. When diaphragm 47 is in position A, deformable configuration cavity 39 has an eigenfrequency of w(A); when diaphragm 47 is in position B, cavity 39 has an eigenfrequency of w(B), where w(B) > w(A). РРќР–РР . 2Р’ представляет СЃРѕР±РѕР№ график, схематически показывающий положение диафрагмы 47 Рё передачу энергии через каждый РёР· каналов 34, 37, 41 Рё 44 РІ зависимости РѕС‚ времени РІ течение механического цикла для двигателя 30, работающего РІ режиме генерации высокой частоты (w(B )) микроволны РѕС‚ работы Рё входные микроволны РЅРёР·РєРѕР№ частоты (w(A)). РРќР–РР . 2C представляет СЃРѕР±РѕР№ график, показывающий положение диафрагмы 47 Рё передачу энергии через каждое РёР· РѕРєРѕРЅ 34, 37, 41 Рё 44 РїРѕ отношению РєРѕ времени РІ течение механического цикла для двигателя 30, работающего для генерирования полезной работы РѕС‚ РІС…РѕРґРЅРѕР№ высокой частоты (w(B )) микроволны (выпрямительный режим работы). FIG. 2B is a graph schematically showing the position of diaphragm 47 and the energy transfer through each of ports 34, 37, 41, and 44 with respect to time during the mechanical cycle for engine 30 operating in the mode to generate high frequency (w(B)) microwaves from work and input low frequency (w(A)) microwaves. FIG. 2C is a graph showing the position of diaphragm 47 and the energy transfer through each of ports 34, 37, 41, and 44 with respect to time during the mechanical cycle for engine 30 operating to generate useful work from input high frequency (w(B)) microwaves (the rectification mode of operation). Чтобы инициировать режим работы, РїСЂРё котором двигатель 30 генерирует высокочастотные микроволны РёР· низкочастотных микроволн Рё работает, источник 33 возбуждает резонатор 35 СЃ РЅРёР·РєРёРј уровнем микроволновой энергии РЅР° соответствующей РЅРёР·РєРѕР№ частоте w(A) посредством соединительного порта 34. Соединительный РїРѕСЂС‚ 34 остается физически открытым РЅР° протяжении всего рабочего цикла двигателя 30, чтобы позволить источнику 33 непрерывно возбуждать полость 35 микроволновой энергией РЅРёР·РєРѕР№ частоты w(A). To initiate the mode of operation whereby engine 30 generates high frequency microwaves from low frequency microwaves and work, source 33 excites cavity 35 with low level microwave energy at correspondingly low frequency w(A) by means of coupling port 34. Coupling port 34 remains physically open throughout the operational cycle of engine 30 in order to allow source 33 to continually excite cavity 35 with microwave energy of low frequency w(A). Электромагнитная СЃРІСЏР·СЊ микроволн между РґРІСѓРјСЏ полостями становится очень сильной, РєРѕРіРґР° РёС… соответствующие собственные частоты приближаются Рє равенству. Таким образом, низкочастотные микроволны РІ полости 35 Р±СѓРґСѓС‚ поступать РІ полость 39 СЃ деформируемой конфигурацией через соединительный РїРѕСЂС‚ 37 РІСЃСЏРєРёР№ раз, РєРѕРіРґР° полость 39 деформируется РІ конфигурацию, имеющую собственную частоту, практически равную собственной частоте фиксированной полости 35, то есть w(A). Это будет происходить РІСЃСЏРєРёР№ раз, РєРѕРіРґР° диафрагма 47 находится РІ положении Рђ. Следовательно, нет необходимости РІ каких-либо средствах для попеременного закрытия Рё открытия порта 37. The electromagnetic coupling of microwaves between two cavities becomes very strong when their respective eigenfrequencies approach equality. Thus, the low frequency microwaves in cavity 35 will couple into deformable configuration cavity 39 through coupling port 37 whenever cavity 39 deforms into a configuration having an eigenfrequency virtually equal to that of fixed cavity 35, that is, w(A). This will occur whenever diaphragm 47 is in position A. Therefore, no means are necessary to alternatively close and open port 37. Микроволны остаются РІ полости 39, РЅРѕ возбуждаются РґРѕ более высокого СѓСЂРѕРІРЅСЏ энергии РЅР° соответственно более высокой частоте w(B) РІ соответствии СЃ теоремой Больцмана-Эренфеста Р·Р° счет перемещения диафрагмы 47 РІ положение B, РїСЂРё этом указанное движение совершается против радиационное давление микроволн, содержащихся РІ полости 39, Р·Р° счет работы, прикладываемой механическим РїСЂРёРІРѕРґРѕРј 45. Электромагнитный РїСЂРёРІРѕРґ может быть заменен механическим РїСЂРёРІРѕРґРѕРј, показанным РЅР° фиг. 2Рђ без потери эффективности. The microwaves remain in cavity 39, but are excited to a higher energy level at a correspondingly higher frequency, w(B), in accordance with the Boltzmann-Ehrenfest Theorm by the movement of diaphragm 47 to position B, said movement being accomplished against the radiation pressure of the microwaves contained in cavity 39 by means of work applied by mechanical drive 45. An electromagnetic drive may be substituted for the mechanical drive illustrated in FIG. 2A without loss of effectiveness. РџСЂРё достижении более высокого состояния возбуждения, соответствующего конфигурации полости 39, связанной СЃ положением диафрагмы Р’, микроволны передаются РёР· полости 39 СЃ помощью механизма электромагнитной СЃРІСЏР·Рё через соединительный РїРѕСЂС‚ 41 для возбуждения полости 43. Этот механизм СЃРІСЏР·Рё будет работать через РїРѕСЂС‚ СЃРІСЏР·Рё 41 РІСЃСЏРєРёР№ раз, РєРѕРіРґР° полость 39 возбуждается микроволнами частоты w(B); то есть РІСЃСЏРєРёР№ раз, РєРѕРіРґР° диафрагма 47 находится РІ положении B. Нет необходимости РІ каких-либо средствах для попеременного закрытия Рё открытия порта 41. Высокоэнергетические микроволны частоты w(B) последовательно выводятся РёР· резонатора 43 посредством соединительного порта 44 Рё подаются РЅР° высокочастотную микроволновую нагрузку 35. Соединительный РїРѕСЂС‚ 44 остается физически открытым РЅР° протяжении всего рабочего цикла двигателя 30. Микроволны СЃ частотой w(B) Р±СѓРґСѓС‚ передаваться через соединительный РїРѕСЂС‚ 44 непрерывно РІ течение всего рабочего цикла двигателя 30, как показано РЅР° фиг. 2Р’, хотя количественное количество энергии, передаваемой РёР· полости 43 РІ нагрузку 35 РІ течение любого дискретного интервала, будет варьироваться. Upon reaching the higher exitation state corresponding to the configuration of cavity 39 associated with diaphragm position B, the microwaves are transferred out of cavity 39 by means of the mechanism of electromagnetic coupling through coupling port 41 to excite cavity 43. This coupling mechanism will operate through coupling port 41 whenever cavity 39 is excited with microwaves of frequency w(B); that is, whenever diaphragm 47 is in position B. No means are necessary to alternatively close and open port 41. The high energy microwaves of frequency w(B) are subsequently coupled from cavity 43 by means of coupling port 44 and applied to high frequency microwave load 35. Coupling port 44 remains physically open throughout the operative cycle of engine 30. Microwaves of frequency w(B) will be coupled through coupling port 44 continuously throughout the operative cycle of engine 30, as shown in FIG. 2B, although the quantitative amount of energy transferred from cavity 43 to load 35 during any discrete interval will vary. После вывода высокочастотных микроволн РёР· полости 39 цикл завершается возвратом диафрагмы 47 РІ РёСЃС…РѕРґРЅРѕРµ положение Рђ СЃ помощью механического РїСЂРёРІРѕРґР° 45. РќР° практике описанный здесь цикл быстро повторяется, например, 2000 механических циклов РІ секунду. After the high frequency microwaves have been coupled out of cavity 39, the cycle is completed by the return of diaphragm 47 to its initial position A by means of mechanical drive 45. In practice, the cycle described herein is rapidly repeated, e.g., 2000 mechanical cycles per second. Чтобы использовать двигатель 30 для производства механической работы СЃ помощью высокочастотных микроволн, нагрузка 35 вместо этого должна быть источником 35 высокочастотных (w(B)) микроволн; низкочастотный микроволновый источник 33 вместо этого должен быть низкочастотным (w(A)) микроволновым вытяжным приемником 33; Р° механический РїСЂРёРІРѕРґ 45 вместо рабочей нагрузки должен быть 45. To employ engine 30 to produce mechanical work from high frequency microwaves, load 35 must instead be high frequency (w(B)) microwave source 35; low frequency microwave source 33 must instead be low frequency (w(A)) microwave exhaust sink 33; and mechanical drive 45 must instead be work load 45. Предполагая вышеуказанные изменения, цикл инициируется возбуждением полости 43 микроволнами частоты w(B) РѕС‚ источника 35 через РїРѕСЂС‚ 44. Полость 43 постоянно возбуждается РЅР° такой частоте такими средствами. Такие микроволны затем вводятся РІ полость 39 посредством соединительного порта 41, РєРѕРіРґР° полость 39 имеет собственную частоту w(B); то есть, РєРѕРіРґР° полость 39 находится РІ конфигурации, связанной СЃ положением диафрагмы B. Давление излучения высокоэнергетических микроволн РЅР° РёС… соответствующей высокой частоте, w(B), заставляет диафрагму 47 перемещаться РІ положение A, Рё таким образом создается работа для приложение Рє рабочей нагрузке 45. Assuming the foregoing changes, the cycle is initiated by the excitation of cavity 43 by microwaves of frequency w(B) from source 35 by means of port 44. Cavity 43 is continually excited at such frequency by such means. Such microwaves are then coupled into cavity 39 by means of coupling port 41 when cavity 39 has an eigenfrequency of w(B); that is, when cavity 39 is in the configuration associated with diaphragm position B. The radiation pressure of the high energy microwaves at their correspondingly high frequency, w(B), forces diaphragm 47 to move to position A, and work is thereby generated for application to work load 45. Перемещение диафрагмы РІ положение Рђ вызывает уменьшение частоты Рё СѓСЂРѕРІРЅСЏ энергии микроволн РІ резонаторе 39 РІ соответствии СЃ теоремой Больцмана-Эренфеста. РљРѕРіРґР° достигается полоР

Соседние файлы в папке новая папка