"Un sistema y un método para modificar y controlar trayectorias de ingenios en navegación espacial o aérea, y para modificar trayectorias de cuerpos inertes que se desplazan por el espacio" "A system and method to modify and control trajectories of space or air navigation devices, and to modify trajectories of inert bodies that travel through space"
Objeto de la invenciónObject of the invention
La presente invención está relacionada con una técnica que permite modificar de forma controlada: (1) la trayectoria de ingenios y, en especial, de satélites u otro tipo de vehículos espaciales, dirigidos, teledirigidos o autónomos, que se desplacen por el espacio, (2) la trayectoria de cuerpos inertes que se desplacen por el espacio, y (3) la trayectoria de cohetes, misiles u otros tipos de dispositivos dirigidos o teledirigidos que eje- cuten una trayectoria aérea desde que se produce su lanzamiento hasta que alcanzan su objetivo, independientemente de donde se hallen las localizaciones de éstos.The present invention is related to a technique that allows to modify in a controlled way: (1) the trajectory of mills and, especially, of satellites or other space vehicles, directed, remote-controlled or autonomous, that move through space, ( 2) the trajectory of inert bodies that travel through space, and (3) the trajectory of rockets, missiles or other types of directed or remote-controlled devices that execute an aerial trajectory from the moment they launch until they reach their objective. , regardless of where their locations are located.
El campo de aplicación se extiende a: (1) los sectores de actividad en los que sea de interés el desarrollo de dispositivos con la finalidad de controlar trayectorias de cualesquiera tipos de ingenios espaciales y/o aéreos, para dirigirlos, por control directo o a distancia, con precisión a un lugar determinado; (2) los sectores de actividad cuyo interés sea el estudio de los cuer- pos inertes que viajan por el espacio (meteoritos, asteroides, cometas,...) y las posibilidades de actuar sobre ellos para modificar sus trayectorias.The field of application extends to: (1) the sectors of activity in which the development of devices is of interest in order to control trajectories of any type of space and / or aerial devices, to direct them, by direct or remote control , precisely to a certain place; (2) the sectors of activity whose interest is the study of inert bodies that travel through space (meteorites, asteroids, comets, ...) and the possibilities of acting on them to modify their trajectories.
Antecedentes de la técnica Según el conocimiento de la solicitante, no existen antecedentes sobre esta nueva técnica.Background of the technique According to the applicant's knowledge, there is no background on this new technique.
En la actualidad, los métodos para modificar trayectorias de ingenios que se desplazan por el espacio se ba-At present, the methods to modify trajectories of mills that move through space are based on
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san en la utilización de propulsores. Para modificar trayectorias de ingenios que se desplazan por la atmósfera, se utilizan dispositivos aerodinámicos (alerones) y también propulsores orientables.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) san in the use of propellers. To modify trajectories of mills that move through the atmosphere, aerodynamic devices (ailerons) and also adjustable propellers are used.
Descripción de la invenciónDescription of the invention
La presente invención pone en práctica una técnica que permite modificar de forma controlada: (1) las trayectorias de ingenios espaciales tales como satélites u otro tipo de naves que se desplacen por el espacio, (2) la trayectoria de cuerpos inertes que se desplacen por el espacio, y (3) la trayectoria de cohetes, misiles u otros tipos de dispositivos dirigidos o teledirigidos que ejecuten una trayectoria aérea desde que se produce su lan- zarriento hasta que alcanzan su objetivo, independientemente de donde se hallen las localizaciones de éstos.The present invention implements a technique that allows to modify in a controlled way: (1) the trajectories of space devices such as satellites or other ships that move through space, (2) the trajectory of inert bodies that move through space, and (3) the trajectory of rockets, missiles or other types of directed or remote-controlled devices that execute an air trajectory from the moment it launches until it reaches its target, regardless of where their locations are located.
En una primera realización preferida, el invento tiene como objetivo modificar y controlar la trayectoria de un ingenio espacial, particularmente de un satélite o una nave espacial que se desplace por el espacio, ya sea tripulado, teledirigido o autónomo. Para ello se la dotará de:In a first preferred embodiment, the invention aims to modify and control the trajectory of a space ingenuity, particularly of a satellite or a spacecraft that travels through space, whether manned, remote-controlled or autonomous. For this, it will be provided with:
(1) primeros medios capaces de proporcionar momentos angulares al ingenio en la dirección del eje de desplaza- miento y en las dos direcciones perpendiculares a la anterior, y de(1) first means capable of providing angular moments to the mill in the direction of the axis of displacement and in the two directions perpendicular to the previous one, and of
(2) segundos medios capaces de proporcionar al ingenio pares de fuerzas de distintas intensidades y duraciones de tiempo cuyas resultantes sean perpendiculares a las direcciones definidas anteriormente.(2) second means capable of providing the mill with pairs of forces of different intensities and durations of time whose results are perpendicular to the directions defined above.
Los medios requeridos para la puesta en práctica del método de acuerdo con el invento pueden ser cualesquiera existentes en la actualidad o que se desarrollenThe means required for the implementation of the method according to the invention may be any currently existing or being developed.
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en el futuro. Por ejemplo: para proporcionar el momento angular en la dirección del desplazamiento (primeros medios) se pueden incorporar dispositivos mecánicos, como volantes inerciales accionado por un motor; o dispositi- vos electromecánicos como toros rígidos dentro de los cuales se hace girar mercurio a la velocidad deseada mediante un campo electromagnético externo. Para proporcionar pares de fuerzas perpendiculares a la dirección de desplazamiento (segundos me-dios) se pueden utilizar pro- pulsores basados en cualquier tipo de tecnología.SUBSTITUTE SHEET RULE 26 in the future. For example: to provide the angular momentum in the direction of travel (first means) mechanical devices can be incorporated, such as inertial flyers driven by a motor; or electromechanical devices such as rigid bulls within which mercury is rotated at the desired speed by an external electromagnetic field. Propellers based on any type of technology can be used to provide pairs of forces perpendicular to the direction of travel (second means).
La técnica para modificar la trayectoria del ingenio espacial es la siguiente: cuando se desee modificar la trayectoria en que se desplaza dicho ingenio, se activarán dichos primeros medios que proporcionan el momento angular adecuado en la dirección de la trayectoria que se desea cambiar y, una vez estabilizado el momento angular, se activarán simultáneamente dichos segundos medios, que proporcionarán un par de fuerzas con componente perpendicular al momento angular. La trayectoria del ingenio o nave espacial cambiará en el instante en que dichos primeros y dichos segundos medios actúen simultáneamente y hasta que se desactive el funcionamiento de dichos segundos medios. Desde ese momento, la nave seguirá una trayectoria rectilínea defini- da por la dirección de su velocidad.The technique to modify the trajectory of the space ingenuity is the following: when it is desired to modify the trajectory in which said ingenuity moves, said first means will be activated that provide the appropriate angular momentum in the direction of the trajectory that is to be changed and, a once the angular momentum is stabilized, said second means will be activated simultaneously, which will provide a pair of forces with component perpendicular to the angular momentum. The trajectory of the ingenuity or spacecraft will change at the moment in which said first and said second means act simultaneously and until the operation of said second means is deactivated. From that moment, the ship will follow a rectilinear path defined by the direction of its speed.
El radio de la variación de la trayectoria puede controlarse en cada instante actuando sobre tres parámetros, a saber: la velocidad de desplazamiento de la nave, el momento angular y el par de fuerzas. En una segunda realización preferida, el objetivo del sistema y del método de acuerdo con el presente invento es modificar la trayectoria de un cuerpo inerte que se desplace por el espacio.The radius of the variation of the trajectory can be controlled at every moment acting on three parameters, namely: the speed of movement of the ship, the angular momentum and the torque. In a second preferred embodiment, the objective of the system and method according to the present invention is to modify the trajectory of an inert body that travels through space.
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La técnica para modificar la trayectoria de dicho cuerpo consiste en aprovechar la rotación natural del mismo alrededor de uno o -más ejes, proporcionándose, cuando se desee modificar la trayectoria del cuerpo, un par de fuerzas con componente perpendicular al momento angular. La trayectoria del cuerpo cambiará en el instante en que actúe el par de -fuexzas y hasta que éste s.e desactive. Desde ese momento, el cuerpo seguirá una trayectoria rectilínea definida por la dirección de su velócidad. El radio de la variación de la trayectoria estará determinado en cada instante por la velocidad de desplazamiento del cuerpo, el momento angular propio del cuerpo y el par de fuerzas.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The technique to modify the trajectory of said body consists in taking advantage of its natural rotation around one or more axes, providing, when it is desired to modify the trajectory of the body, a pair of forces with component perpendicular to the angular momentum. The trajectory of the body will change the moment the torque pair acts and until it is deactivated. From that moment, the body will follow a rectilinear path defined by the direction of its speed. The radius of the variation of the trajectory will be determined at each moment by the speed of movement of the body, the angular momentum of the body and the torque.
De acuerdo con una tercera realización preferida, el objeto del invento es modificar y controlar la trayectoria de cohetes, misiles u otros tipos de ingenios dirigidos o teledirigidos que ejecuten una trayectoria aérea desde que se produce su lanzamiento hasta que alcanzan su objetivo. Para ello se les dotará de: (1) primeros medios capaces de proporcionar momentos angulares a la nave en la dirección del eje que determina la dirección de desplazamiento, yAccording to a third preferred embodiment, the object of the invention is to modify and control the trajectory of rockets, missiles or other types of directed or remote control devices that execute an aerial path from the moment it is launched until they reach their objective. For this, they will be provided with: (1) first means capable of providing angular moments to the ship in the direction of the axis that determines the direction of travel, and
(2) segundos medios capaces de proporcionar un par de fuerzas de distinta intensidad y duración, cuya resul- tante sea perpendicular a la dirección de desplazamiento. Los medios requeridos para la ejecución práctica de esta tercera realización preferida pueden ser cualesquiera existentes en la actualidad o que se desarrollen en el futuro. Por ejemplo: para proporcionar el momento angular en la dirección del desplazamiento (primeros medios) se pueden incorporar dispositivos mecánicos, como un volante controlado por un motor, o se puede hacer que parte del fuselaje cilindrico rote controlado por un motor; también(2) second means capable of providing a pair of forces of different intensity and duration, the result of which is perpendicular to the direction of travel. The means required for the practical execution of this third preferred embodiment may be any existing at present or developed in the future. For example: to provide angular momentum in the direction of travel (first means) mechanical devices can be incorporated, such as a flywheel controlled by a motor, or part of the cylindrical fuselage can be rotated controlled by an engine; too
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se pueden utilizar dispositivos electromecánicos, como toros rígidos dentro de los cuales se hace girar mercurio a la velocidad deseada mediante un campo electromagnético externo. Para proporcionar pares de fuerzas per- pendiculares a la dirección de desplazamiento (segundos medios) se pueden utilizar bien propulsores, basados en cualquier tipo de tecnología, bien mecanismos aerodinámicos (alerones) o ambos simultáneamente.REPLACEMENT JA RULE 26 Electromechanical devices can be used, such as rigid bulls within which mercury is rotated at the desired speed through an external electromagnetic field. To provide pairs of forces perpendicular to the direction of travel (second means), either propellants, based on any type of technology, aerodynamic mechanisms (ailerons) or both can be used simultaneously.
En cuanto a la técnica para modificar la trayectoria del ingenio, es la siguiente: cuando se desee modificar la trayectoria del ingenio (cohete o misil) en desplazamiento aéreo, se activarán dichos primeros medios para proporcionar el momento angular adecuado en la dirección de la trayectoria que se desea cambiar y, una vez estabi- lizado el momento angular, se activarán simultáneamente dichos segundos medios para proporcionar un par de fuerzas con componente perpendicular al momento angular. La trayectoria del ingenio cambiará desde el instante en que dichos medios, primeros y segundo, actúen simultáneamente y hasta que se desactive el funcionamiento de dichos segundos medios. Des-de ese momento, el ingenio seguirá una trayectoria rectilínea definida por la dirección de su velocidad. El radio de la variación de la trayectoria puede controlarse en cada instante actuando sobre tres parámetros: la velocidad de desplazamiento de la nave, el momento angular y el par de fuerzas.As for the technique to modify the trajectory of the mill, it is the following: when it is desired to modify the trajectory of the mill (rocket or missile) in air travel, said first means will be activated to provide the appropriate angular momentum in the direction of the path that it is desired to change and, once the angular momentum is stabilized, said second means will be activated simultaneously to provide a pair of forces with component perpendicular to the angular momentum. The trajectory of the mill will change from the moment in which said first and second means act simultaneously and until the operation of said second means is deactivated. From that moment, the ingenuity will follow a rectilinear path defined by the direction of its velocity. The radius of the variation of the trajectory can be controlled at every moment acting on three parameters: the speed of movement of the ship, the angular momentum and the pair of forces.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
A continuación se describirá la técnica objeto de la patente haciendo referencia a los dibujos que se adjuntan, en los que:The technique that is the subject of the patent will be described below, referring to the accompanying drawings, in which:
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la fig. 1 presenta en forma esquemática un satélite o nave espacial que incorpora el sistema de acuerdo con el invento; la fig. 2 representa, e quemáticamente, un cuerpo celeste que se desplaza por el espacio y al que son aplica-bles el sistema y el método de acuerdo con el invento; y la fig. 3 es una ilustración esquemática de un vehículo; tal como un misil o cohete, que incorpora el sis- tema y el método de acuerdo con el invento.SUBSTITUTE SHEET fig. 1 schematically presents a satellite or spacecraft that incorporates the system according to the invention; fig. 2 represents, chemically, a celestial body that travels through space and to which the system and method according to the invention are applicable; and fig. 3 is a schematic illustration of a vehicle; such as a missile or rocket, which incorporates the system and method according to the invention.
Descripción detallada de las realizaciones preferidasDetailed description of preferred embodiments
De acuerdo con una primera realización preferida y haciendo referencia a la Fig. 1, en ella se ilustra un paralelepípedo, marcado en la figura con el número de referencia 11, que representa el ingenio espacial que incorpora el objeto del presente invento, en este caso, una nave o satélite. Los discos 12 (primeros medios) proporcionan el momento angular en la dirección deseada. Los propulsores 13 (segundos medios), situados por parejas y simétricamente en todas las caras del paralelepípedo, proporcionan los pares de fuerzas.According to a first preferred embodiment and referring to Fig. 1, there is illustrated a parallelepiped, marked in the figure with the reference number 11, which represents the space ingenuity that incorporates the object of the present invention, in this case , a ship or satellite. The discs 12 (first means) provide the angular momentum in the desired direction. The thrusters 13 (second means), located in pairs and symmetrically on all the faces of the parallelepiped, provide the pairs of forces.
La técnica para controlar la trayectoria de un ingenio espacial, tal como un satélite o una nave espacial, consiste en activar dichos primeros medios para proporcionar un momento angular en la dirección de desplazamiento del satélite o nave haciendo rotar, en este caso, uno, dos o los tres discos 12, según convenga, cada uno con una velocidad adecuada. Por otra parte, mediante la activación de dichos segundos medios, en el presente caso activado los propulsores 13, se proporcionarán los pares de fuerzas, haciendo funcionar simultáneamente dos de ellos situados en caras paralelas y no enfrentados, enThe technique for controlling the trajectory of a spacecraft, such as a satellite or a spacecraft, consists in activating said first means to provide an angular momentum in the direction of travel of the satellite or ship by rotating, in this case, one, two or the three discs 12, as appropriate, each with an adequate speed. On the other hand, by activating said second means, in the present case activated the thrusters 13, the force pairs will be provided, simultaneously operating two of them located on parallel faces and not facing each other, in
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la fig. 1, de forma que las fuerzas que proporcionen tengan la misma dirección, distinto sentido y, por no estar sus puntos de aplicación sobre la misma recta, no se anulen y proporcionen un par. A partir del momento en que ambos medios primeros y segundos funcionen simultáneamente y durante el tiempo de aplicación del par, la nave describirá una trayectoria curvilínea cuyo radio estará determinado por la relación entre el momento angular y el par de fuerzas. En el instante en que dejen de actuar dichos segundos medios, es decir, cuando se interrumpa la aplicación de dicho par de fuerzas, la nave seguirá una trayectoria rectilínea correspondiente a la tangente de la trayectoria curvilínea en dicho instante. Se describirá a continuación una segunda realización preferida del presente invento, haciendo referencia para ello a la fig. 2 de los dibujos, en la que se representa un meteorito que se desplaza en la dirección del eje 21 con un giro representado por 22. Los pares de fuerzas 23 constituyen el otro elemento necesario para la puesta en práctica del invento.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fig. 1, so that the forces they provide have the same direction, different direction and, because their points of application are not on the same straight line, do not cancel and provide a torque. From the moment in which both first and second means work simultaneously and during the time of application of the pair, the ship will describe a curvilinear trajectory whose radius will be determined by the relationship between the angular momentum and the pair of forces. In the instant in which said second means cease to act, that is, when the application of said pair of forces is interrupted, the ship will follow a rectilinear trajectory corresponding to the tangent of the curvilinear trajectory at said instant. A second preferred embodiment of the present invention will be described below, with reference to FIG. 2 of the drawings, which represents a meteorite that moves in the direction of the axis 21 with a rotation represented by 22. The force pairs 23 constitute the other element necessary for the implementation of the invention.
En el presente caso, la técnica para modificar la trayectoria de dicho meteorito u otro cuerpo inerte que se desplaza por el espacio en una dirección 21, consiste en proporcionar un par de fuerzas 23 perpendicular al momento angular 22 que, por su naturaleza, tendrá el cuerpo.In the present case, the technique to modify the trajectory of said meteorite or other inert body that travels through space in one direction 21, consists in providing a pair of forces 23 perpendicular to the angular momentum 22 which, by its nature, will have the Body.
Por último, y haciendo ahora referencia a la fig. 3 de los dibujos, en ella se representa esquemáticamente un misil o cohete 31 que incorpora una tercera realización preferida del invento.Finally, and now referring to fig. 3 of the drawings, a missile or rocket 31 which incorporates a third preferred embodiment of the invention is schematically represented.
Para dirigir la trayectoria de dicho cohete o misil 31, se le proporciona un momento angular en la direcciónTo direct the trajectory of said rocket or missile 31, an angular momentum in the direction is provided
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de la trayectoria mediante la rotación de parte del fuselaje o de una pieza cilindrica 32 acoplada al mismo y capaz de girar alrededor de su eje de simetría. Según la nueva dirección a la que se le quiera orientar, se pro- porcionará un par de fuerzas haciendo actuar los propulsores 33 por pares no situados en la misma sección circular y de forma que sus chorros actúen en la misma dirección y sentidos contrarios. Mediante el control de la intensidad del momento angular y de los pares de fuerzas, se determina la trayectoria del cohete.SUBSTITUTE SHEET RULE 26) of the trajectory by rotating part of the fuselage or of a cylindrical part 32 coupled thereto and capable of rotating around its axis of symmetry. According to the new direction to which it is to be oriented, a pair of forces will be provided by operating the thrusters 33 in pairs not located in the same circular section and so that their jets act in the same direction and opposite directions. By controlling the intensity of the angular momentum and the pairs of forces, the trajectory of the rocket is determined.
Como podrán comprobar los expertos en la técnica, en lo que antecede se han descrito un sistema y un método en los que se pueden realizar modificaciones y alteraciones sin por ello apartarse del espíritu ni del alcance del presente invento, según queda definido en las reivindicaciones adjuntas.As those skilled in the art can verify, a system and method have been described above in which modifications and alterations can be made without departing from the spirit or scope of the present invention, as defined in the appended claims. .
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SUBSTITUTE SHEET RULE 26