(19)【発行国】日本国特許庁（ＪＰ）

(12)【公報種別】特許公報（Ｂ２）

(11)【特許番号】第２９３６８５８号

(24)【登録日】平成１１年（１９９９）６月１１日

(45)【発行日】平成１１年（１９９９）８月２３日

(54)【発明の名称】飛翔体の推進装置

(51)【国際特許分類第６版】

F03G 3/00

B64G 1/00

F03H 5/00

F42B 15/00

G05D 1/00

【ＦＩ】

F03G 3/00 E

B64G 1/00 F

F03H 5/00 Z

F42B 15/00

G05D 1/00

【請求項の数】２

【全頁数】２７

(21)【出願番号】特願平３−３５６１８０

(22)【出願日】平成３年（１９９１）１２月２４日

(65)【公開番号】特開平５−１７２０４０

(43)【公開日】平成５年（１９９３）７月９日

【審査請求日】平成７年（１９９５）１１月２７日

(73)【特許権者】

【識別番号】０００００４２３７

【氏名又は名称】日本電気株式会社

【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号

(72)【発明者】

【氏名】南 ○成

【住所又は居所】東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株式会社内

(74)【代理人】

【弁理士】

【氏名又は名称】八幡 義博

【審査官】 山岸 利治

(56)【参考文献】

【文献】特開 昭６３−７３３０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Ｉｎｔ．Ｃｌ．6，ＤＢ名）

F03G 3/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】 飛翔体（航空機、有人ロケット、宇宙船等）の内部及び当該飛翔体周辺の空間の曲率成分に変化を与えるための強磁場を発生するため球面状の磁場を発生する主超電導マグネットを超電導材料からなる球状体の内部に配置した磁気エネルギー発生手段と； 前記磁気エネルギー発生手段による強磁場の発生態様を制御して前記空間の曲率成分の変化を局所的に準反対称に制御し、該空間に発生した重力と等価な空間歪み力を当該飛翔体の推進力とするための制御手段であって、前記主超電導マグネットの片側の半球状磁場内に逆極性の磁場を発生する補助超電導マグネットを配置し、両超電導マグネットの励磁電流パルスの繰り返し周波数を変更制御する磁気制御手段と； を備えたことを特徴とする飛翔体の推進装置。

【請求項２】 飛翔体（航空機、有人ロケット、宇宙船等）の内部及び当該飛翔体周辺の空間の曲率成分に変化を与えるための強磁場を発生する磁気エネルギー発生手段と； 前記磁気エネルギー発生手段による強磁場の発生態様を制御して前記空間の曲率成分の変化を局所的に準反対称に制御し、該空間に発生した重力と等価な空間歪み力を当該飛翔体の推進力とするための磁気制御手段と； を備えた飛翔体の推進装置であって、前記磁気エネルギー発生手段が、良電導性流体たる液体金属を収納する液体金属貯蔵容器と； 強磁場の発生容器たる球状のブランケットと； 前記液体金属貯蔵容器からの液体金属をそのまま流体として、または噴霧状の流体粒子として前記ブランケット内に注入するノズルと； 前記ブランケットの対向する壁部に対向配置され当該ブランケット内に初期磁場を生成する１対の超電導マグネットと； 前記１対の超電導マグネットの配置方向と直交する両側の前記ブランケット壁部に対向配置され磁束を凍結した流体粒子または流体にパルスレーザ光を照射する１対のレーザ光源と； 磁束凍結を解除された流体粒子または流体を前記液体金属貯蔵容器へ還流させるための排気ポンプと； を備え、前記磁気制御手段が、前記１対の超電導マグネットへの励磁電流制御、前記１対のレーザ光源の非対称制御及び流体粒子または流体の注入から排気までの過程を高速に繰り返す制御等を行うものであること； を特徴とする飛翔体の推進装置。

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飛翔体（航空機、有人ロケット、宇宙船等）の推進装置に係り、特に強力な磁気エネルギーによって空間の曲率成分を制御し、空間自体に発生する空間歪み力を推進力とする空間駆動型の推進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の飛翔体の推進方式には、プロペラによる空気流の反作用による方式、ジェットエンジンやロケットエンジン等の内燃機関による噴射ガス流による方式、プラズマ流及びイオン流の反作用による電気推進方式等が知られている。また、ロケット推進方式では、化学ロケット推進方式が既に実用化されている他、人工衛星の姿勢制御用として実用化されている電気推進方式（電気加熱推進、イオン推進、プラズマ推進等）のロケット推進への適用が検討され、構想段階の方式として原子力推進方式（原子力熱推進、核分裂パルス推進、核融合パルス推進等）や非化学ロケット推進方式（太陽加熱推進、ラムジェット推進、レーザー推進等）がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の飛翔体の推進方式は、何れも作動物質を高速度で後方へ噴射しその反作用で前方向への推力を発生する反動推力（運動量推力）によるものであるので、得られる速度に一定の限界がある。

【０００４】即ち、最終到達速度は、作動物質の噴射速度と質量比から理論的に決定されるので得られる速度の限界は低いところにあり、任意の高速度は得られない。例えば、化学ロケット（噴射ガス流による推進方式）では数１０km／秒、電気推進では数１００km／秒が限界であり、これ以上の高速はえられない。但し、推力重量比（加速性能）でみると、化学ロケットでは１００程度であるのに対し、電気推進では１０-5〜１０-3と非常に微弱である。それ故、化学ロケットは、燃料の積載量によって作動時間は短いが、地球の１Ｇの重力圏を脱出できる唯一の推進方式となっている。

【０００５】また、飛翔体の運用では、空中静止状態からの急発進、急停止、全方向への直角旋回等各種の動作を任意に行える必要があるが、従来の推進方式では原理的にも技術的にも不可能であり、仮に実行するとすれば慣性力の巨大な加速度のため搭乗員等が破壊される事態を招来する。慣性力を理論上消し去ることができないからである。

【０００６】さらに、騒音の発生が避けられず、噴射ガスに放出と相俟って環境上有害である。特に、原子力推進では放射能の飛散が不可避である。そして、燃料の爆発を利用するので、安全性上も問題である。

【０００７】次に、ロケットやスペースシャトル等から明らかなように、巨大な積載量の燃料の上に数人の搭乗員が積まれているようなもので、搭乗員の占める容積比率は数％から１０％程度と極めて少なく、飛翔させたい対象（人間、貨物等）の重量や容積に制限がある。

【０００８】最後に、宇宙船には、宇宙空間を高速度（数１００km／秒〜数万km／秒〜準光速）で航行できる能力と、惑星−大気圏を自由に水平、垂直の任意の姿勢をとって飛行でき、容易に離着陸できる能力と両者を保有する必要があるが、従来の推進方式では不可能である。

【０００９】本発明の目的は、飛翔体の推進に好適な新規な推進原理に基づく推進装置、即ち、強力な磁気エネルギーによって空間の曲率成分を制御し、空間自体に発生する空間歪み力を推進力とする空間駆動型の推進装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために、本発明の飛翔体の推進装置は次の如き構成を有する。即ち、第１発明の飛翔体の推進装置は、飛翔体（航空機、有人ロケット、宇宙船等）の内部及び当該飛翔体周辺の空間の曲率成分に変化を与えるための強磁場を発生するため球面状の磁場を発生する主超電導マグネットを超電導材料からなる球状体の内部に配置した磁気エネルギー発生手段と； 前記磁気エネルギー発生手段による強磁場の発生態様を制御して前記空間の曲率成分の変化を局所的に準反対称に制御し、該空間に発生した重力と等価な空間歪み力を当該飛翔体の推進力とするための制御手段であって、前記主超電導マグネットの片側の半球状磁場内に逆極性の磁場を発生する補助超電導マグネットを配置し、両超電導マグネットの励磁電流パルスの繰り返し周波数を変更制御する磁気制御手段と； を備えたことを特徴とするものである。

【００１１】第２発明の飛翔体の推進装置は、飛翔体（航空機、有人ロケット、宇宙船等）の内部及び当該飛翔体周辺の空間の曲率成分に変化を与えるための強磁場を発生する磁気エネルギー発生手段と； 前記磁気エネルギー発生手段による強磁場の発生態様を制御して前記空間の曲率成分の変化を局所的に準反対称に制御し、該空間に発生した重力と等価な空間歪み力を当該飛翔体の推進力とするための磁気制御手段と； を備えた飛翔体の推進装置であって、前記磁気エネルギー発生手段が、良電導性流体たる液体金属を収納する液体金属貯蔵容器と； 強磁場の発生容器たる球状のブランケットと； 前記液体金属貯蔵容器からの液体金属をそのまま流体として、または噴霧状の流体粒子として前記ブランケット内に注入するノズルと； 前記ブランケットの対向する壁部に対向配置され当該ブランケット内に初期磁場を生成する１対の超電導マグネットと； 前記１対の超電導マグネットの配置方向と直交する両側の前記ブランケット壁部に対向配置され磁束を凍結した流体粒子または流体にパルスレーザ光を照射する１対のレーザ光源と；磁束凍結を解除された流体粒子または流体を前記液体金属貯蔵容器へ還流させるための排気ポンプと； を備え、前記磁気制御手段が、前記１対の超電導マグネットへの励磁電流制御、前記１対のレーザ光源の非対称制御及び流体粒子または流体の注入から排気までの過程を高速に繰り返す制御等を行うものであること； を特徴とするものである。

【００１２】

【００１３】

【作用】次に、前記の如く構成される本発明の飛翔体の推進装置の作用を説明する。本発明の推進方式は、通常のジェットエンジン、ロケットエンジンのようなガス流体噴射による反動推力（運動量推力）によるのではなく、空間の場の歪みによる一種の圧力差を推力とする圧力差推力による空間駆動型の推進方式である。その概要は次の通りである。

【００１４】連続体力学上、場を充填する物体は場の量の勾配により作用を受ける。例えば、大きさのある粒子は静水圧の距離的勾配により正味の圧力を受けて移動する。場の量としてこの量（静水圧）は場所の関数であり、この圧力勾配が重要な駆動力となる。圧力勾配の場にある物体は正味の圧力差を受けて移動する。圧力０の場にある物体は静止状態を続け移動しない。この物体が、物体の周辺に局所的に反対称な一方向の圧力場を生成したとする。この状態で、物体の空間への圧力場生成作用と生成された圧力場による物体への作用とは平衡しているために、場からの圧力は在るものの物体は移動できない。

【００１５】次に、物体の空間への圧力場生成作用を瞬断する。空間は本作用が瞬時に取り除かれても、瞬間的に元の自然な圧力０の状態に戻るのではなく、圧力０に戻るまでに有限の時間を要する。つまり、空間は有限の歪み速度を有する。この有限の時間領域において、物体と空間の場は独立であり、物体は圧力の場の中にあり、場の圧力を受けて移動する。本圧力は圧力勾配における正味の圧力差と等価である。この圧力場生成作用のON-OFF過程を高速に繰り返すことにより、連続的な推力を得る。エネルギー論的には、物体の圧力場生成作用により周辺の空間が局所的に変形し、本変位作用により空間に歪みという形で貯えられた歪みエネルギーが、圧力場生成作用の瞬断により解放され、一部のエネルギーロスを除く空間の歪みエネルギーが解放時に物体に運動エネルギーとして与えられることになる。ここで、空間の場の圧力とは、強力な磁場により生成される空間の曲率から発生する表面力である。

【００１６】この推進原理は、空間に関する新しい概念と空間の幾何学的性質から決定される空間の力学構造に関する理論から導出されるものである。即ち、ここで用いる「歪み」とは連続体力学上で定義される歪みの意であるが、空間の歪みは空間の曲率によって発生し、空間の曲率は物体の質量や磁場によって生成される。そして、物体質量による空間の歪み場は重力場である。磁場は空間の曲率（歪み）という媒介を通して重力場と等価になる。

【００１７】そこで、本発明では、飛翔体を含む空間領域の動的な曲率変化が局所的となるように磁気エネルギー発生手段の発生する強磁場の発生態様を磁気制御手段によって制御し、空間自体に発生する空間歪み力（具体的には、曲がった空間が曲率ゼロの平坦な空間へ戻る遷移過程で歪んだ空間の場から得られる力）を推進力とする。これを別の観点から説明すると以下となる。空間が曲がると曲がった空間領域に加速度の場が形成される。加速度の場にある質量体はニュートン第２法則による推力を受けて移動する。

【００１８】従って、この推進方式は、空間の場の歪みによる近接作用（直接的な作用は場から受け取るとする概念）を利用した一種の圧力差推進方式、または、空間の歪みにより発生する力は重力と等価であることから重力場推進方式と呼べるものである。推力が飛翔体を含む空間領域全体に浸透する体積力（体積要素内部に一様に分布し体積要素の質量に比例する力で、重力や慣性力も体積力）であるので、慣性力を受けないこと、理論的に準光速を短時間で達成できること等、飛翔体の推進方式として優れた特徴を有する。以下、本発明の背景を理解するに必要な空間の力学構造（空間の歪み理論）、推進作動原理等を説明する。

【００１９】空間の歪み理論

Ｉ．空間の基本概念

（１）空間は無限の連続体であり、その構造はリーマン幾何学の枠組みにより決定される。

空間には唯１つの歪みのない自然な状態（平坦な空間）があり、歪みを起こす外的な物理作用が全て取り除かれたとき、空間は常に歪みのない自然な状態に戻る。そして、空間の隣接する点はいかなる物理作用の下でも隣接点として残り、その変化は連続的であり、変化後も連続体であるという基本条件を満たす。この仮説を満足するという意味で連続体である。連続体としての空間はリーマン空間であり、その構造はリーマン幾何学に従う。

【００２０】（２）空間の曲がりは純粋に幾何学的な量である。この幾何学的な量を現実の力と関連付けるためには、連続体力学上の歪みの概念が重要である。歪みの場は、幾何学的な量と現実の力学との接点である。

【００２１】（３）空間の局所的な幾何学上の構造の変化を空間の歪み状態とみなす。幾何学上の構造の変化とは曲率成分の変化であり、曲率成分０の平坦な空間（ミンコフスキー空間）から曲率成分を伴う本格的に曲がった空間（リーマン空間）への移行を示す。空間が曲がっているということと空間が歪んでいるということとは本質的に同じ内容である。

【００２２】（４）空間の歪みは空間の一種の変形を表すことになり、空間を充填している物質点は空間の変形により作用を受けることになる。変形としての連続体力学上の概念をリーマン幾何学上の概念と関連付ける重要な解析手法となる概念はベクトルの平行移動である。曲率が０でないと空間の曲がりによってベクトルの平行移動の結果は途中の経路によって異なるし、またベクトルを曲面上の閉曲線に沿って一周させてもベクトルは最初の値には戻らない。曲率が０の場合、本現象は発生しない。

【００２３】（５）物質は連続的な方法で空間内のある領域を占める。ここで空間と物質とは明確に識別されねばならない。物質は空間を充填し、移動することにより空間の領域を占有する。つまり、物質は空間を移動可能であり、空間を移動することにより空間を充填する。

【００２４】（６）空間の連続性を保つために、空間を充填する物質点の移動速度は空間の歪み速度を越えることはない。

【００２５】II．リーマン幾何学とは

リーマン幾何学とは、曲がった空間を取り扱う幾何学である。即ち、本論では曲がった空間としての４次元リーマン空間を対象とし、空間の曲率を重視する。対象とする現実の物理空間は空間座標３軸（ｘ＝ｘ1 、ｙ＝ｘ2 、ｚ＝ｘ3)と時間座標１軸（ｗ＝ｃｔ＝ｘ0)との４次元リーマン空間である。これをｘi(ｉ＝０、１、２、３）と表記する。

【００２６】この４次元リーマン空間での点ｘi とその隣接点ｘi ＋ｄｘi での２点間の無限小距離ｄｓの２乗は、数式１で与えられる。ｇijは、計量テンソルと呼ばれ、空間の幾何学的性質を全て規定する量であり、一般に場所の関数である。リーマン幾何学の出発点は、２点間の無限小線素を規定する計量テンソルｇijであり、このｇijの組み合わせからリーマン接続係数（数式２）、更にはリーマン曲率テンソル（数式３）が規定され、全空間の幾何学が定まる。

【００２７】

【数１】

【００２８】

【数２】

【００２９】

【数３】

【００３０】次に、リーマン空間の性質は以下の通りである。

（１）平坦な（曲がりのない）空間は、リーマン曲率テンソルの全成分は０である。曲がりのある空間は、リーマン曲率テンソルの成分は０でない。０でない成分が１つでもあれば、空間は本質的に曲がっている。

【００３１】（２）空間が平坦であるための必要十分条件は、リーマン曲率テンソルの独立な２０個の全成分が０である。

【００３２】（３）平坦な空間では、計量テンソルは定数値をとる。曲がりのある空間では、計量テンソルは場所の関数となる。つまり、平坦な値（ミンコフスキー計量）から計量テンソルがずれることになる。

【００３３】III.空間の基本構造式

構造変形前の空間領域Ｉの任意の２点間の線要素をｄｓ＝ｇi ｄｘi とすると、無限小距離は、ｄｓ2 ＝ｇijｄｘi ｄｘj となる（図１の左）。そして、外的な物理作用（物質又は電磁エネルギーの存在による影響）によって空間の構造的な変形後の空間領域IIでは、同一空間領域の同一の２点間を結ぶ線要素は新しく変化し、長さと方向において異なるので、ｄｓ′＝ｇi ′ｄｘi ′となり、無限小距離は、ｄｓ′2 ＝ｇij′ｄｘi ｄｘj となる（図１の右）。ｇi ′は基底ベクトルｇi が変形して移ったものであり、ｇij′は変形後の座標系の計量テンソルである。

【００３４】変形の程度は、任意の２点間の距離の変化として表せられるので、数式４となる。

【００３５】

【数４】

【００３６】つまり、空間の幾何学的な構造上の変形の程度は、計量テンソルの変化ｒij＝ｇij′−ｇijの量によって記述される。この変形の状態は各点に関して変形前の位置から変形後の同一の座標点が占める位置へ伸ばした変位ベクトルｕを用いて表すことができる（数式５、同６）。

【００３７】

【数５】

【００３８】

【数６】

【００３９】上記式を用いて、変形後の線要素の２乗ｄｓ′2 を作ると、数式７となる。

【００４０】

【数７】

【００４１】数式７において、２次の微小項ｕk ： iｕk ：j は、変位が小さいと充分無視できる。ここで、「：」の記号は共変微分を示す。

【００４２】共変微分とは、数式８に表記され、普通微分Ａi,j とは第２項の分量だけ異なる。平坦な空間では、リーマン接続係数Γr ij＝０なので、Ａi ：j ＝Ａi,j 、つまり、１階テンソル（ベクトル）Ａi の共変微分と普通の微分とは一致する。曲がった空間では、普通微分を補正する必要があり、共変微分として表記する。従って、場の量の微分が含まれるときは共変微分として表記することが一般性を与える。

【００４３】

【数８】

【００４４】現実の物理空間は、歪みのオーダーの試算から微小変位として扱え、２次の微小項は無視できるので、数式９となる。

【００４５】

【数９】

【００４６】一方、連続体力学上の歪みの概念として、歪みテンソルｅijは、数式１０で与えられるので、数式１１の関係式が得られる。

【００４７】

【数１０】

【００４８】

【数１１】

【００４９】数式１１は、空間の幾何学的な構造上のある種の変形を歪みの概念によって示す方程式である。物質等の存在により、計量テンソルがｇijからｇij′へ移行すると歪みの場ｅijが発生することを示す。

【００５０】IV．空間の基礎方程式

変形としての連続体力学上の概念をリーマン幾何学上の概念と関連付ける重要な解析手法はベクトルの平行移動の概念である。リーマン空間上のベクトル平行移動の概念を拡張することにより数式１２が得られる。

【００５１】

【数１２】

【００５２】数式１２において

【００５３】

【外１】

【００５４】は、リーマン曲率テンソルである

【００５５】

【外２】

【００５６】の性質から反対称テンソルであり、変位場の回転を示す回転テンソルとなる。空間が曲がっていると、空間の領域内に変位（場）の回転が生ずる。

【００５７】さて、連続体力学上で上記回転テンソルと、歪みテンソルを表す

【００５８】

【外３】

【００５９】は回転面に対する垂直方向の変位勾配に関する次の微分方程式（数式１３）を満たす。本方程式は、平坦な空間では微分の順序が可逆ということで成立する。

【００６０】

【数１３】

【００６１】そして、数式１３の微分方程式を曲がったリーマン空間に拡張するためには方程式を共変形に修正する必要があるが、それは数式１４が成立するという条件下で可能であり、数式１５の共変微分方程式が得られる。

【００６２】

【数１４】

【００６３】

【数１５】

【００６４】次いで、この数式１５は、回転テンソルの変位勾配が歪みテンソルの変位勾配の差分に相当することを示すが、その両辺に空間の性質を規定する４階テンソルを表す

【００６５】

【外４】

【００６６】を形式的に掛けて、数式１６、同１７を得る。なお、連続体力学上の応力（場）テンソルσijと歪み（場）テンソルｅm1との関係式（数式１８）を使用し、また上記４階テンソルは共変微分に対して定数として扱った。「：」の記号は共変微分を示すことは前述した。

【００６７】

【数１６】

【００６８】

【数１７】

【００６９】

【数１８】

【００７０】一方、連続体での平衡条件により、体積力Ｘi と応力（場）テンソルｅijとは数式１９で与えられる。

【００７１】

【数１９】

【００７２】従って、数式１７は体積力の変化分ΔＸi を示すので、数式１６、同１７から数式２０が得られる。

【００７３】

【数２０】

【００７４】数式２０は、空間の曲がりを示すリーマン曲率テンソルの勾配によって空間歪み力を発生することを示す。ここで発生する空間歪み力は、空間とこの空間を充填する物体に浸透する体積力である。

【００７５】

Ｖ．空間の曲率（Space Curvature)の構造

空間の曲率は、リーマン曲率テンソルによって決定される。リーマン曲率テンソルは数式２１、同２２で与えられる。

【００７６】

【数２１】

【００７７】

【数２２】

【００７８】リーマン曲率テンソルは、計量テンソルである

【００７９】

【外５】

【００８０】で構成されるので、空間の構造はこの計量テンソルによって決定される。そして、この計量テンソルの解は重力場方程式によって決定される。

【００８１】更にスカラー曲率Ｒと、リッチテンソルである

【００８２】

【外６】

【００８３】とリーマン曲率テンソルとは、以下の関係を有する（数式２３）。

【００８４】

【数２３】

【００８５】物質エネルギーテンソルを表す

【００８６】

【外７】

【００８７】を重力場方程式に適用すると数式２４となり、これを展開すると、最終的に数式２５が得られる。

【００８８】

【数２４】

【００８９】

【数２５】

【００９０】一方、物質エネルギーテンソルは数式２６で与えられる。

【００９１】

【数２６】

【００９２】なお、数式２６において、ρは静止質量密度、

【００９３】

【外８】

【００９４】と共に、

【００９５】

【外９】

【００９６】は４元速度を示す。

【００９７】今、物質の速度が光速度ｃに比べて充分に小さいと仮定すると、４元速度は数式２７で与えられる。それ故、物質エネルギーテンソルの最大成分はμ＝ν＝０の場合であるので、Ｙ00は数式２８となる。

【００９８】

【数２７】

【００９９】

【数２８】

【０１００】従って、数式２８を数式２５に代入すれば、物質エネルギーテンソル、即ち、静止質量密度による曲率の最大成分Ｒ00が得られる（数式２９）。

【０１０１】

【数２９】

【０１０２】この数式２９は静止質量密度ρが空間の曲率を制御することを示す。磁場Ｂも後述するように同様に空間の曲率を制御する。つまり、質量密度や磁場は空間の曲率（Space Curvature)を生成するのである。

【０１０３】さて、静的で球対称なシュヴァルツシルト時空で近似できる空間を考えると、スカラー曲率Ｒは数式３０で与えられる。

【０１０４】

【数３０】

【０１０５】リーマン空間上のリーマン曲率テンソルとリーマン空間に埋め込まれた２次元サブ空間上のガウス曲率Ｋとは数式３１の関係を有し、更に、スカラー曲率Ｒとガウス曲率Ｋとは数式３２の関係がある。従って、数式３１から、２次元リーマン空間に対して数式３３が得られる。

【０１０６】

【数３１】

【０１０７】

【数３２】

【０１０８】

【数３３】

【０１０９】VI．磁場による空間の曲率制御

電磁エネルギーテンソルＭijを重力場方程式に適用する。この場合、計量テンソルｇijは数式３４で与えられる。

【０１１０】

【数３４】

【０１１１】数式３４は電磁エネルギーによる空間の構造を決定する式であるが、この数式３４にｇijを掛けて変形することにより、数式３５が得られ、両式から次式（数式３６）が得られる。

【０１１２】

【数３５】

【０１１３】

【数３６】

【０１１４】電磁場の大きさを示す反対称テンソルｆijを使用することにより、電磁エネルギーテンソルＭijは、数式３７、同３８で与えられるので、Ｍの値は次のように求められる（数式３９）。

【０１１５】

【数３７】

【０１１６】

【数３８】

【０１１７】

【数３９】

【０１１８】Ｍ＝０を数式３６に代入することにより、数式４０が得られる。

【０１１９】

【数４０】

【０１２０】リッチテンソルＲijは、１０個の独立の成分を持つが、主要な成分はｉ＝ｊ＝０、つまり、Ｒ00である。従って、数式４０から数式４１が得られる。

【０１２１】

【数４１】

【０１２２】一方、反対称テンソルｆij＝−ｆjiは、マクスウエルの電磁方程式との関連から電場Ｅと磁場Ｂとによって与えられる（数式４２）。

【０１２３】

【数４２】

【０１２４】数式４２を数式３７、同３８に代入して数式４３が得られ、最終的に数式４４が得られる。なお、両式において、μ0 は４π×１０-7（Ｈ／ｍ）、ε0 は１／３６π×１０-9（Ｆ／ｍ）、ｃは３×１０8(ｍ／ｓ）、Ｂは磁場（Tesla)、Ｇは６．６７２×１０-11(Ｎ・ｍ2 ／kg2)、Ｒ00は空間の曲率成分（１／ｍ2)である。

【０１２５】

【数４３】

【０１２６】

【数４４】

【０１２７】数式４４は、空間の主要な曲率成分が磁場Ｂによって制御されることを示す。電場Ｅによっても制御は可能だが、同程度の大きさのＥ、Ｂであれば、１／２・ε0 Ｅ2 の値が１／２μ0 ・Ｂ2 の値に比べて約１７桁程小さいので、電場Ｅの曲率への寄与は磁場Ｂに比べて充分に無視できる。

【０１２８】一方、物質エネルギーテンソルＹijによる主要曲率成分は数式４５で与えられる。

【０１２９】

【数４５】

【０１３０】空間の曲率成分Ｒ00はその発生源として物質エネルギー又は電磁エネルギーテンソルの要因とは無関係であるので、数式４６となり、数式４７が導かれる。

【０１３１】

【数４６】

【０１３２】

【数４７】

【０１３３】Ｂ2 ／２μ0 ＝Ｗは、磁場のエネルギー密度（Ｊ／ｍ3)を示すので、静止質量密度ρ（kg／ｍ3)とは次の関係がある（数式４８）。数式４８は、質量とエネルギーとの関係式、Ｅ＝ｍｃ2 を保証するものである。

【０１３４】

【数４８】

【０１３５】VII.空間の曲率による場の圧力（表面力）発生３次元空間の基本的な構造は２次曲面構造により決定されるので、２次元リーマン空間でのガウス曲率Ｋが実用的な概念を与える（数式４９）。

【０１３６】

【数４９】

【０１３７】この２次曲面に対し膜理論を適用することにより次の平衡条件式が得られる（数式５０）。

【０１３８】

【数５０】

【０１３９】なお、数式５０において、

【０１４０】

【外１０】

【０１４１】は膜力（線応力）、

【０１４２】

【外１１】

【０１４３】は曲面の第２基本計量、Ｐ3 は曲面上の垂直応力（表面力）である。

【０１４４】曲面の第２基本計量は、曲面の主曲率と計量テンソル間で以下の関係を有する（数式５１、同５２）。

【０１４５】

【数５１】

【０１４６】

【数５２】

【０１４７】従って、数式５０から数式５３となる。

【０１４８】

【数５３】

【０１４９】２次曲面に対してα，ｉは２値をとるので、数式５４となる。なお、数式５４において、Ｋ(1) 、Ｋ(2) は曲面の主曲率であり、主曲率半径Ｒ1 、同Ｒ2 の逆数である。

【０１５０】

【数５４】

【０１５１】また、ガウス曲率Ｋは数式５５で与えられるので、膜力Ｎ11＝Ｎ22＝Ｎを仮定して数式５６となる。

【０１５２】

【数５５】

【０１５３】

【数５６】

【０１５４】即ち、曲面上の膜力と主曲率は、曲面上に表面力としての垂直応力Ｐ3 （Ｎ／ｍ3 ）を発生させ、その方向は曲面の内方に向かう。

【０１５５】さて、主曲率半径Ｒ1 、同Ｒ2 が共に半径Ｒに等しい球状型空間内の薄層の曲面を考える。ガウス曲率Ｋは、数式４９、同５５から数式５７となるので、１／Ｒ＝（Ｒ00／２）1/2 を数式５６に代入すると、数式５８となり、数式５９が得られる。

【０１５６】

【数５７】

【０１５７】

【数５８】

【０１５８】

【数５９】

【０１５９】線応力としての空間の膜力Ｎは、一定の条件のもとでは固有の定数値と考えられるので、数式５９からＲ00の曲率は曲面の内方に向かう空間の表面力としての垂直応力Ｐ3 を発生する。この曲面の内側方向の垂直応力Ｐ3 は即ち場の圧力であり、空間の領域内での多数の曲面の集積により、１方向性の圧力場を形成する。ここで、空間の薄層の曲面の表面力＝曲面の内側方向の垂直圧力＝場の圧力＝−Ｐ3(N/m2）と全て同義であり、見方の差だけである。表面力の場は一種の力の場であり、空間の領域内の物質に対し加速度を与えるので、加速度の場を生成することになる。上記から空間の曲率（Curvature)は空間それ自体に表面力（Surface Force)を発生し、空間領域に１方向性の加速度場を形成する。

【０１６０】VIII．空間の曲率と加速度の場

空間の曲率により空間の曲がった薄膜層それ自体に内側に向かう表面力を発生し、これらの薄膜層の集積によりある空間領域に加速度の場が形成される。この空間の幾何学的な構造によりもたらされる加速度の場の強さαと空間の主要曲率成分Ｒ00とは、空間の曲率が比較的小さくて歪みの場が弱く、かつ、この場が時間的に静的な場合、ニュートン力学との比較からそれぞれ数式６０、同６１で与えられる。

【０１６１】

【数６０】

【０１６２】

【数６１】

【０１６３】ここで、ｈ00は曲がった空間の計量テンソルｇ00と平坦な空間のミンコフスキー計量η00＝−１との偏差を示し、数式６２、同６３の関係がある。

【０１６４】

【数６２】

【０１６５】

【数６３】

【０１６６】数式６２と同６３から空間の曲率と加速度場との関係は、数式６４、同６５となる。

【０１６７】

【数６４】

【０１６８】

【数６５】

【０１６９】また、数式６０と同６１から数式６６が得られる。

【０１７０】

【数６６】

【０１７１】数式６６は、空間の歪みｅ00（＝１／２・ｈ00）の距離的勾配が加速度の場αを生成することを示す。また、リーマン接続係数Γi00 という幾何学的な量は、ｅ00：i という歪みの勾配を示す物理量に対応していることが解る。

【０１７２】空間が静的な球対称なシュヴァルツシルト時空において、リーマン接続係数であるΓi00 が０でない成分は、球体の半径方向に向かうｉ＝３の成分、すなわち、Γ300 のみである。従って、Ｒ00は数式６７となり、加速度α3 ＝αは数式６８で与えられる。

【０１７３】

【数６７】

【０１７４】

【数６８】

【０１７５】数式６８は、加速度の場にある物体が受ける加速度αは空間の曲率Ｒ00の距離的積分に比例することを示す。

【０１７６】ニュートン力学上で加速度αはポテンシャルΦ：i で与えられる。ここで、Φは数式６９で与えられるが、α＝Φ：i と数式６０とから数式７０となるので、ｈ00は数式７１となる。従って、Ｒ00は数式７２となる。

【０１７７】

【数６９】

【０１７８】

【数７０】

【０１７９】

【数７１】

【０１８０】

【数７２】

【０１８１】一方、加速度は次式（数式７３）で求められ、地球表面での値は地球の半径と質量を代入することにより、それぞれの値が求められる（数式７４）。

【０１８２】

【数７３】

【０１８３】

【数７４】

【０１８４】また、磁場と曲率との関係式（数式７５) から、空間の曲率3.42×10-23 を生成する磁場の強さは２０million Tesla となる。

【０１８５】

【数７５】

【０１８６】次に、空間の曲率と加速度場との関係について検討する。空間の曲率Ｒ00によって生成される空間の場の表面力は、Ｐ3 ＝Ｎ・（２Ｒ00）1/2 で与えられることは既に述べた。地球表面上の空間の曲率Ｒ00は、3.42×10-23 で与えられ、その点の空間の場にある物体は１Ｇの重力加速度を場から受ける。曲率の値は極めて小さいが地表で１Ｇの加速度を引き起こすのに充分な大きさなのである。厳密には、表面力の勾配によって物体への加速度は与えられるが、いま空間の充分に小さな局所領域を考えることにより加速度の場を生成する真の要因である表面力Ｐ3 によって加速度との対応が近似的に得られる。

【０１８７】１Ｇの加速度の場を与える表面力Ｐ3 を生成する空間の曲率Ｒ00は地球の質量密度によってもたらされたものだが、空間の曲率は前述のように磁場によってももたらされる。空間の性質としての曲率はその発生要因とは独立に同一の結果でなければならない。従って、１Ｇ＝Ｐ3 ＝Ｎ・（２＊3.42＊10-23)1/2 ＝Ｎ・（２＊8.2 ＊10-38 ・Ｂ2)1/2 から、Ｂ＝２０M Tesla となる。

【０１８８】さて、仮に、地球の大きさは元のままで質量が100 倍つまり密度が100 倍になると、表面上の空間の曲率はＲ00＝3.42＊10-21 で、対応する加速度の場の強さは100 Ｇとなり、上記と同じ手法で対応する磁場の強さは200 M Tesla となる。同じ考えで次表が得られる。

【０１８９】

【表１】

【０１９０】ここで、注意しなければならないことは、曲率Ｒ00の値と加速度αの値とは１対１には対応しないということである。数式６５からも解るように、曲率つまり空間がどれ程曲がっているかの程度は加速度の値そのものではなく、加速度が変化する度合い、つまり加速度の場の勾配に対応するのである。

【０１９１】或は、数式７３から加速度は曲率の距離に関する積分つまり曲がった空間の領域範囲(Volume)に対応しているということである。

【０１９２】また、ここでの比較は、地球という物質の球体表面と磁場を球状の殻に閉じ込めた場合の球体表面上での比較である。球体表面の外点つまり自由空間では体分布密度関数としての歪みポテンシャルはラプラス方程式を満たすため、距離ｒの関数として減衰していくことに留意しておきたい。表の値は一応の目安を与えるものである。

【０１９３】IX．重力と慣性力

重力と慣性力は共にその大きさが体積要素の質量に比例し、外部から物体の各部分に浸透し、その内部で一様に分布し、内部の全物質点に均等に作用する力であり、共に体積力としての性質を呈する。疑似重力としての慣性力は重力と等価であり、重力を局所的に打ち消すことは等価原理として周知の事実である。航空機の旋回飛行によって一時的に無重力状態を達成できることなどから既に経験済みである。

【０１９４】この体積要素内の全物質点が等しく作用を受け移動するためには、この領域内で表面力（面積力とも言う）の勾配つまり一種の圧力差勾配の存在が必要不可欠である。つまり、体積要素自身の外殻の移動のみならず体積要素の蔵物まで含めて均等に移動するためには、体積要素内にΔＰの表面力差が駆動力として必要である（図２参照）。このメカニズムが加速度の場を生成させるのである。

【０１９５】重力と慣性力は空間を連続体と仮定すると、共に歪みの勾配が生成され、詳しい数式は省略するが、この歪みの勾配により前述の表面力の距離的勾配が生成される。従って、全物質点に均等に作用する体積力が生じ、そのメカニズムは全く同等である。

【０１９６】重力と慣性力の本質的な差異は、重力が空間の曲率Ｒ00を伴うのに対し、慣性力は空間の曲率を伴わない、つまり曲率Ｒ00＝０であるという点である。慣性力の場合、曲率Ｒ00＝０より、加速度αは場所によらず一定となる（数式７６）。

【０１９７】

【数７６】

【０１９８】しかし、重力の場合は、空間の曲率は場所の関数となり、数式７７で与えられるので、加速度αは場所の関数となり、一定ではない。逆の言い方をすると、重力では、加速度の値は場所によって変化する。正確には距離的な勾配を持っており、この加速度の変化の度合いが曲率つまり空間がどれくらい曲がっているかに対応するのである。

【０１９９】

【数７７】

【０２００】重力と慣性力は曲率の有無により識別されるが、共に空間の曲がりによる歪み勾配と物体の加速度運動に伴う空間の線歪み勾配とが発生し、表面力勾配が生成されるため、体積力の性質を呈することになる。

【０２０１】推進作動原理

以上の説明を要約すると、■空間の曲がりによって空間の歪みが発生する。空間の歪み力は、場として空間とこの空間を充填する物体に浸透し作用する。このような空間の曲がりは、物体質量のみならず磁場によっても生成される。つまり磁場により空間の主要な曲率成分Ｒ00を制御できる（数式７８）。■空間の曲率Ｒ00は空間の場の圧力として物体を含む空間領域に一方向性の圧力場−Ｐ3 を生成する（数式７９）、または空間の曲率は曲がった空間領域に加速度の場を形成する（数式６８）。■一方向性の圧力場の中にある物体はこの圧力を場から受けて移動する、または加速度αの場にある質量ｍの物体はこの場からｆ＝ｍαの推力を受けて移動する。この圧力は圧力勾配の場にある物体が受ける正味の圧力差と等価である。これが、本発明の推進原理を与える。

【０２０２】

【数７８】

【０２０３】

【数７９】

【０２０４】即ち、物体（飛翔体）に搭載した磁気エネルギー発生手段の配置領域（推進部）近傍の空間領域に強力な磁場によって曲がりを発生させる。しかし、静的な磁場では空間の曲率を変える作用と空間の歪みの作用とが平衡するので、推力が発生しても飛翔体の推進（移動）はない。従って、飛翔体を推進させるためには、磁場の空間への作用と空間からの逆作用との平衡状態を一方的に破る必要があり、そのために磁気制御手段を搭載してある。このとき、空間への作用はゆっくりと平衡状態を保ちながら準静的過程で行い、空間からの逆作用は瞬時に行う。エネルギー解放速度を制御することが重要である。弓矢のようなもので、弾性体の歪みエネルギーとして徐々に蓄え、矢に瞬間的なエネルギーを与えることに近い。従って、磁場発生時には逆推力とはなりえない。

【０２０５】磁気制御手段は、磁気エネルギー発生手段の発生する強磁場がパルス状に変化するように、あるいは、磁場を回転（３０ＧHz）させるようにその発生態様を制御し、空間の曲率成分の動的な変化を生成し、空間の場から連続的な推力を得て推進するのである。

【０２０６】空間は連続体として有限の歪み速度（光速度）を有しており、磁場が瞬断されても、歪んだ（曲がった）空間が平坦な空間に戻るには有限の時間を要する。平坦な空間に戻る遷移過程の間、飛翔体は曲がった空間の場に独立に存在し、この空間の場からの作用を受けて推進できる。

【０２０７】即ち、空間を曲げている作用を瞬断させることにより平衡状態が破られるので、曲がった空間が曲がりのない平坦な空間に戻る遷移過程の微小時間の間、飛翔体は曲がった空間の場から独立であり、飛翔体は空間からの場の逆作用を受けて推進できることになる。

【０２０８】一般的に、自ら生成させた場により、その場を引きずりながらの推進はできない。つまり推進するものと場は独立していないと、場による推進はできない。場への作用と場からの反作用が平衡しているためである。このとき、反作用を作用から時間的にdelay(遅延) させることが原理上重要である。

【０２０９】本飛翔体の特徴

（１）推力が体積力であるため飛翔体（宇宙船）及び飛翔体（宇宙船）内部の乗員を含む全物質点が同じ力を受け加速されるので、慣性力の作用はない。

【０２１０】（２）空中での静止状態から全方向への急発進、急停止、直角旋回及びジグザグ旋回等の航法が可能である。

【０２１１】（３）空間に作用する磁場エネルギー及び動力源は飛翔体（宇宙船）に内蔵されるので、惑星大気圏及び宇宙空間航行の両用ができる。

【０２１２】（４）推進加速度はパルス磁場制御により数μＧ〜100Gと自由に可変できる。つまり、航法が安定している（空中停止〜低速度〜高速度が任意である）。

【０２１３】（５）高速化に伴う質量増加に対し推力は比例するので、推進加速度は常に一定となる。また、推進作動時間に制限がないので、飛翔体（宇宙船）の最終到達速度は準光速度となる。

【０２１４】（６）内燃機関ではないので、騒音（プロペラ音、ガス噴射音）や噴射ガスを発生しない。また、爆発物である燃料を搭載しないので、安全性が高い。

【０２１５】（７）飛翔体（宇宙船）を含む空間領域全体に推力が作用するので、大気中では飛翔体（宇宙船）外表面の空気も同様に加速され移動することになり、空力加熱の発生を軽減できる。つまり、空気分子間の摩擦になるだけであり、飛翔体（宇宙船）は大気中を高速度（秒速数km/s〜数10km/s) で移動できる。但し、高熱でイオン化した空気（プラズマ）が飛翔体（宇宙船）全体を包むことが予想される。

【０２１６】（８）飛翔体（宇宙船）の形状は動作原理及び全方向性から、球体または楕円体が最も機能効率に優れた形状と言える。

【０２１７】（９）飛翔体（宇宙船）周辺の空間領域は局所的に曲がっているので、重力レンズ効果により、飛翔体（宇宙船）の形状が変化し、あるいは、地上の観測者との位置即ち距離と方位角度により全く見えない死角ができる可能性がある。

（１０）宇宙船の推進加速度100Gで、火星までの所要時間は１１時間程度であり、有人惑星探査に必要な期間は激減する。

（１１）磁場をＯＦＦするタイミング制御により、宇宙船下部の物体の吸い上げ放遂が行える。

【０２１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図３は、本発明の一実施例に係る飛翔体の外観を示し、図３（Ａ）は上面断面概略図、図３（Ｂ）は側面断面概略図である。

【０２１９】本実施例に係る飛翔体１は楕円体状のものからなり、円盤外周を４等分した４つの外周位置と円盤の上下面の中央位置とに推進エンジン（２１〜２６）を設けてある。

【０２２０】この推進エンジン（２１〜２６）は、それぞれ、磁気エネルギー発生手段とこれを制御する磁気制御手段とを１対１に対応付けて構成してある。なお、磁気制御手段は、全体として１つ設け、全ての磁気エネルギー発生手段を総括制御するようにしても良い。

【０２２１】磁気エネルギー発生手段は、強力な磁場を発生して飛翔体１周辺の空間の曲率成分の値を０又はある値からある値に増加させ、後述するように空間の歪み力としての加速度の場を生成させる。磁気制御手段は、強力な磁気エネルギーによって生ずる空間の曲率成分の変化を準反対称に局所的なものとすると同時に、推進力を得るために、磁場がパルス状に変化するように、あるいは、磁場の回転により空間の曲率成分が動的に変化するように磁気エネルギー発生手段を制御する。

【０２２２】図４は、図３（Ｂ）の推進エンジン２４を作動させた状態を示す。飛翔体１は、空間の非対称な歪み場から外力（圧力差）Ｐ−Ｐ′を受けて、図中右方向（Ｐ′の方向）へ推進する。他の推進エンジンにおいても同様であり、垂直方向及び水平面内の互いに直交する方向への推進力がそれぞれ得られ、これらの組み合わせにより任意の方向への移動制御ができる。

【０２２３】例えば、図３に示す飛翔体において推進エンジンを図５に示すような形のものにすれば、推進エンジン４基により、図６に示すように、空中の静止状態からの任意方向への急発進、急停止（図６（Ａ））、水平移動と垂直上昇（下降）の組み合わせ航法（図６（Ｂ））、ジクザグ的な航法（図６（Ｃ））、等従来の推進方式では得られない任意の航法が可能となる。

【０２２４】次に、推進作動原理は前述したが、より理解を容易にするために、先ず実用的な推進概念を説明し、その後順に、推進エンジンの配置構成、飛翔体（宇宙船）の運動性、推進効率、準反対称な空間を生成する推進エンジンの構造モデルについて説明する。

【０２２５】推進原理の概念的説明

例えば、地球周辺の空間の場にある物体は地球中心方向に向かって移動（落下）する。物体の移動の直接的な原因は、地球周辺の空間の曲がりによる歪み場に起因する作用であり、決して地球それ自体による作用ではない。唯、地球の質量（密度）の存在が空間を曲げることになるので、物体の移動に対しては間接的な原因ではある。

【０２２６】物体が地球中心方向に向かうのは、地球の質量（密度）により生成される空間の曲率の方向（曲面の垂直方向）に歪みの場の勾配が生成され、地球中心方向と一致するからである（図７）。曲がった空間と物体とは独立しており、相互作用はない点留意すべきである。

【０２２７】今、仮想実験として、地球という存在がなく、宇宙空間に上記と同じ領域に空間の曲がりだけが存在していると想定する。空間の曲がりの場にある物体は、全く同じように移動することになる（図８）。曲がった空間と物体とは相互作用なく独立である。

【０２２８】このことは、太陽の回りを公転している地球において、太陽が瞬時に消滅しても、その影響が地球に到達するのは８分３２秒後であり、それまでの間、地球は既になくなった太陽の回りを依然として公転し続ける事実と同様の解釈である。

【０２２９】本推進原理は、宇宙空間に在る物体（宇宙船）が、物体周辺に上記のような一方向性の空間の曲がりを人工的に生成し、その生成作用を瞬時に断つことにより、上記と等価な空間の曲がりの状態を作り出すことにある。但し、生成作用を断った直後の状態は、曲がった空間が平坦な空間に戻る遷移状態にあり、この過程で曲がった空間と物体（宇宙船）とは独立しており、相互作用はない（図９）。

【０２３０】この曲がった空間の領域で発生する加速度αは、曲率をＲ00、光速度をｃ、曲がった領域を示す積分定数をｒとして数式８０で与えられる。

【０２３１】

【数８０】

【０２３２】もし、空間の曲率が領域内で一様（定数値）ならば（図９）、領域長をｓとして加速度αは数式８１となる。そして、空間の曲率は質量密度ρ、または、磁場Ｂにより生成される（数式８２）。つまり、質量体または磁場により、空間の領域に加速度の場ができることになる。

【０２３３】

【数８１】

【０２３４】

【数８２】

【０２３５】物体の消滅は仮想実験として成立しても現実には爆発でもしない限り不可能である。しかし、物体の消滅と等価なことが、磁場ではOFF 制御により容易に可能となるのである。

【０２３６】宇宙船を推進させるためには、図１０のような空間の歪み面が理想的である。即ち、領域Ａ′では曲率Ｒ00＝０の平坦な空間、領域Ａでは曲率Ｒ00≠０のある曲率を有する曲がった空間（歪んだ空間）のような、反対称な曲率を有する空間である。曲がった空間領域Ａで生成される加速度場の大きさ、つまり加速度αは、Ｒ00を一様と仮定した場合、Ｇを万有引力定数、μ0 を真空の透磁率として数式８３で与えられ、磁場Ｂにより空間領域に加速度の場が生成されることは既述の通りである。

【０２３７】

【数８３】

【０２３８】しかし、実用的には図１１に示すように、空間の歪み面が宇宙船のエンジンを中心に球対称であっても推進には影響ない。宇宙船が領域Ａの加速度場の推力を受けて移動する有限時間の内に、領域Ａ′の曲がった空間の歪み面は平坦な空間（Ｒ00＝０）に既に戻ってしまうので、領域Ａ′の加速度場による逆推力はない。

【０２３９】曲がった空間が平坦な空間に戻る時間τは、空間の歪み速度が光速度ｃであることから、τ＝１／ｃで一定である。また、加速度場から受けるこの推力は重力と等価な体積力であり、体積要素の質量に比例するため、図１１の状態では領域Ａ′に宇宙船の質量体がないということからも、領域Ａ′からの逆推力はないことが解る。

【０２４０】また、実用的には更に、図１２に示すように、領域Ａ′の歪み面が領域Ａの歪み面よりも弱くなるような空間、つまり（領域Ａ′の空間の曲率Ｒ00′）＜（領域Ａの空間の曲率Ｒ00）となるような準反対称の曲率を有する空間でもよい。この準反対称の曲率を有する空間は、宇宙船のエンジン内の磁場分布の制御によって生成する。

【０２４１】エンジン内の反対称に分布制御された磁場をそれぞれＢ、Ｂ′とすると、領域Ａの空間の曲率は数式８４、領域Ａ′の空間の曲率は数式８５となる。従って、Ｂ′＝（１／１０〜１／４０）×Ｂに制御すると、領域Ａ′の空間の曲率Ｒ00′は、Ｒ00′＝（１／１００〜１／１６００）×Ｒ00となり、数値的なオーダーとして 、Ｒ00′《Ｒ00と準反対称な空間にできる。

【０２４２】

【数８４】

【０２４３】

【数８５】

【０２４４】領域Ａ′には宇宙船の質量体はないが、領域Ａ′での加速度α′は数式８６、また領域Ａでの加速度αは数式８７であるが、Ｒ00′《Ｒ00より、α′《αとなり、宇宙船は図１２の準反対称な空間を推進できる。

【０２４５】

【数８６】

【０２４６】

【数８７】

【０２４７】更に、領域Ａと領域Ａ′双方の曲がった空間が平坦な空間に戻る時間τは同一であり、領域Ａで加速された宇宙船が領域Ａ′に移動する間に空間の曲がりは既になくなっており、α′＝０となる。また宇宙船の質量体（質量ｍ）は領域Ａ′になく、大半が領域Ａにあるため、加速度による推力ｆA ＝ｍαに対し、ｆA ′≒０×α′＝０であり、領域Ａ′による逆推力は最初から微小量として扱える。

【０２４８】

エンジン配置構成と飛翔体（宇宙船）の運動性

図１３（Ａ）は、６基のエンジンを図３に示したように配置したもので、この配置構成では全方向への移動が可能である。前進のために前部エンジンを作動し、後進のために後部エンジンを作動し、右進のために右部エンジンを作動し、左進のために左部エンジンを作動し、上昇のために上部エンジンを作動し、降下のために下部エンジンを作動するが、推進方向は各エンジン部の推進方向のベクトル合成であるので、飛翔体は全方向に移動できる。

【０２４９】例えば、左直角旋回は次のようにして行う。100G≒1km/s2の加速度で、前部エンジンの１秒間作動により、１秒後に０→１km/sの等速直線運動。その後、後部エンジンの１秒間作動により、１秒後に１km/s→０で停止する。そして、左部エンジンの１秒間作動により、１秒後に０→１km/sで、直角に左進（等速直線運動）する。

【０２５０】そして、エンジンは球体内に形成するが、エンジンの種類を、図１３（Ｂ）に示すように、１個の球体から２個の球体（小球と大球）を連結してボーリングのピン状にしたものとすれば、エンジンの個数を減らせる。図中、上部の小球は上部エンジンに対応し、下部の大球は下部エンジンに対応する。

【０２５１】このようなピン状体のエンジンの４基を図１３（Ｃ）のように配置しても全方向への移動が可能である。また、このピン状体のエンジンの３基を正３角形状に配置してもエンジン制御性能の変更により全方向移動可能にできる。

【０２５２】推進エンジンの構造モデル

エンジンの機能として、空間に曲率を与えることにより空間の場の圧力として一方向性の表面力の場を形成することが要求される。表面力を発生している空間の薄層の２次曲面を空間の歪み面という。表面力はこの歪み面の内側に向かう。

【０２５３】さて、磁場Ｂにより制御される空間の曲率成分は数式８８で与えられるが、この強力な磁場は、球状の強度を有する完全反磁性体（超電導材料）の殻内に閉じ込めた超電導マグネットによって発生する。完全反磁性体を用いるのはエンジン内の磁場を内部に閉じ込め外部空間に出さないで、純粋に空間の曲率のみを得るためである。エンジン周辺の空間には球対称な場として球面状の歪み面が生成される（図１４）。

【０２５４】

【数８８】

【０２５５】エンジンは、その中心に向かう表面力を空間の歪み面から球対称に受けるので、表面力が平衡し移動はできない。但し、エンジン周辺の歪みの場に在る他の物質は球心方向の表面力を受けてエンジンの中心に向かって移動する。

【０２５６】推進するためには、エンジンにより空間の領域に反対称な一方向性の歪みの場の生成が要求される。即ちエンジン周辺の空間の片側半分の領域で曲率Ｒ00≠０（曲がった空間）、他の片側半分の領域でＲ00＝０（平坦な空間）の反対称な場を磁場の方向制御によって生成することが必要である。

【０２５７】そこで、推進エンジンにおける磁気エネルギー発生手段の原理的な構造は、図１５に示すように、球対称な磁場を発生する主超電導マグネット３１と、この主超電導マグネット３１の片側の半球磁場内に磁場の極性が逆になるように配置した補助超電導マグネット３２とで構成する。推進力として必要とされる磁場は数百億テスラの値であるので、通常の磁場発生手段では実現できないので、超電導マグネットを使用するのである。

【０２５８】これにより、図１６に示す反対称な一方向性の歪みの場が生成される。エンジンは反対称な表面力を受けるため曲率０の平坦な空間領域に向かって一方向に移動する。エンジンの片側の空間領域（曲率≠０）に在る他の物質も同様に曲率０の平坦な空間領域に向かって移動する。従って、磁場の発生をＯＮ／ＯＦＦ制御すれば飛翔体（宇宙船）を推進できることになる。

【０２５９】なお、磁場の大きさは、Ｂ2 ＝Ｂ・Ｂ＝│Ｂ│2 で与えられるので、異なる２つの磁場をＢ1 、Ｂ2 、合成磁場をＢT とすると、数式８９が得られる。そして、２つの磁場が同じ大きさの場合、磁場の方向が順方向だと数式９０、逆方向だと数式９１となる。

【０２６０】

【数８９】

【０２６１】

【数９０】

【０２６２】

【数９１】

【０２６３】推進効率とエネルギー式

次に、磁気制御手段の説明のために本推進エンジンの推進効率をエネルギー変換の観点から検討する。変換フローは、供給電力エネルギー(PWE）→超電導磁場エネルギー(EMAG)→空間の曲率(R00）→空間に貯えた歪みエネルギー（USTRAIN)：＝エンジン出力エネルギー(ENGPWR)→空間歪みエネルギーの放出→有効推進エネルギー(EEFP)＋無効推進エネルギー(ELOS)＋放射エネルギー(ERAD)となる。各フェイズでの効率は数式９２〜同９５となり、エンジン全体の効率ηは数式９６となる。

【０２６４】

【数９２】

【０２６５】

【数９３】

【０２６６】

【数９４】

【０２６７】

【数９５】

【０２６８】

【数９６】

【０２６９】そして、空間に貯えた歪みエネルギーUSTRAIN(エンジン出力エネルギー）は数式９７、（有効推進エネルギー＋無効推進エネルギー＋放射エネルギー）は数式９８となる。

【０２７０】

【数９７】

【０２７１】

【数９８】

【０２７２】数式９８において、Ｖ1 とρ1 は飛翔体の体積と平均密度、Ｖ2 とρ2 は飛翔体周辺の有限領域の体積とその平均密度（大気中であれば大気密度）、ｈとνはプランク定数と放射エネルギー振動数である。つまり、無効推進エネルギーとは、本推力が体積力であるために周辺の大気をも同じように加速するためのエネルギーロスを意味する。また、空間歪みエネルギーが全て推進エネルギーとして変換されるとは限らず、一部は放射エネルギーとして放出されると考えられる。

【０２７３】なお、エンジンの全体効率は仕事率の観点から数式９９で与えられる。

【０２７４】

【数９９】

【０２７５】数式９９において、ｆは場の体積力(N/m3)、Ｖは作用領域(m3)、ｆＶ＝Ｆは推力（Ｎ）、ｖは推進速度(m/s）、νは超電導エンジン励磁サイクル数、Ｅは超電導コイル励磁電圧（Ｖ）、Ｉは超電導コイル励磁電流（Ａ）、τは電流パルス幅（ｓ）である。

【０２７６】要するに、数式９９から、エンジン励磁サイクル数νの可変により推進速度を制御でき、また推力は基本的に動力源のパワーＥＩに依存し、励磁電流Ｉを可変することで制御される。

【０２７７】結局、磁気制御手段は、励磁電流パルスの繰り返し周波数を制御するよう構成される。これにより、磁場がパルス状に変化し、磁場のON/OFFに伴い空間の曲率の動的な変化が得られ、飛翔体（宇宙船）は、磁場のCut-Off 時の曲がった空間が平坦な空間に戻る遷移過程の瞬時に空間の場からの作用としての推力をパルス的に受けて推進できることになる。

【０２７８】さて、磁場発生手段の具体例を説明する。これは、磁束凍結及びレーザ光爆縮によって強磁場を得るものである（図１７、図１８、図１９）。

【０２７９】まず磁束凍結について若干説明をする。磁束凍結は磁場凍結とも呼ばれるが、これは良電導性流体が磁場内で動くとき、磁束（磁力線）が流体に付着して一緒に動こうとする現象である。原理的には、良電導性流体と磁場の間に相対運動があると、電磁誘導により電流が誘導され、この電流と磁場が相互作用して流体と磁場の相対運動を打ち消そうとする。その結果、流体と磁場は一体となって恰も磁力線が流体に付着しているかのように運動する。磁場が流体に付着（凍結）しているため、流体の運動により、磁力線が引きずられて変形したり、強められたりする。

【０２８０】この現象は化石機構として天体が持つ磁場を説明する仮説として提案されている。つまり、星間ガスの収縮によって星が誕生するとき、磁力線がガスに凍結していると、ガスの収縮に伴い磁力線が濃縮され、星はポロイダル型の磁場を持つことになる。中性子星で約５億テスラ程度と試算されており、観測結果と符号している。

【０２８１】さて、図１７において、（ａ）は磁束（磁力線）が良電導性流体粒子に凍結した状態を示し、（ｂ）は外力等の作用により流体粒子が収縮し、磁力線もそれに応じて収縮した状態を示し、（ｃ）は流体粒子が更に収縮しポロイダル型となった状態を示す。流体粒子の収縮に伴い流体粒子に凍結した磁束も同じ収縮運動を行うため、磁束φ(Wb)は保存されながら磁束通過面積Ｓ(m2)だけが収縮し小さくなる。従って、磁束密度つまり磁束の強さＢ(Tesla) は、Ｂ＝φ／Ｓで、その値は増加し磁場が濃縮されるのである。

【０２８２】図１８は、強力な磁場濃縮の原理を示す。予め注入しておいた噴霧状の良電導性液体金属の流体粒子またはそのまま流し込んだ液体金属に初期磁場を加え、磁束凍結状態にさせる。その後、磁束凍結した流体粒子または液体金属の領域に四方周辺からレーザ光を照射する。照射された流体粒子または液体金属の表面は加熱されプラズマの噴出が始まり、流体粒子または液体金属はプラズマ噴出の反動を受け中心方向へ圧縮される。所謂爆縮効果が達成され、レーザ光による光圧力の収縮効果を更に高める役割を果たす。なお、左右のレーザ光強度の制御（例えば右側強度＞左側強度）により、磁場の非対称な分布が得られるので、この方式によれば図１５に示した補助超電導マグネット３２を不要にできる。

【０２８３】このように流体粒子または液体金属は、レーザ光の光圧力と高温プラズマガス反動により発生するアブレーション（噴出）圧力により急速に収縮するので、流体粒子に凍結された磁束も同様に収縮し、磁場濃縮が達成される。

【０２８４】レーザ光パワー密度Ｓ(W/m2)は、光圧力をｕ（Pa：＝N/m2）、光速値をＣとして、Ｓ＝ｕ・Ｃで与えられる。また、濃縮による面積比率（１／ｒ）を考慮すると、レーザ光パワー密度は、Ｓ＝ｕ・Ｃ・（１／ｒ）に軽減される。

【０２８５】現在実用化されているレーザ光パワー密度は、1017〜1018(W/cm2) 程度であるので、仮に濃縮による半径比1/1000を仮定すると、面積比率は、1/r ＝1/106 となり、Ｓ＝1017(W/cm2) ＝1021(W/m2)より、レーザ光圧ｕは１０兆気圧となる。レーザ光の爆縮効果を含めた光圧により、磁束凍結した良電導性流体粒子は急速に収縮し強力な磁場濃縮が行われることになる。

【０２８６】次に、図１９は、強磁場発生装置を示す。この強磁場発生装置は、良電導性流体としての液体金属をそのまま流体として、または噴霧状の流体粒子としてブランケット４１内に噴射注入するノズル４２と、ブランケット４１内に初期磁場（種磁場）を生成させる超電導マグネット４３と、同４４と、ブランケット４１内で磁束凍結した流体粒子または液体金属に光圧と爆縮効果を与えるレーザ光源４５と、同４６と、磁束凍結が解除された流体粒子または液体金属を排気する排気ポンプ４７と、液体金属貯蔵容器４８とで基本的に構成され、数１０万テスラから数百億テスラのパルス磁場を連続的に発生できる装置である。

【０２８７】図１９において、初期磁場（種磁場）を５０テスラとして、５０万テスラのパルス磁場を連続発生する動作を説明する。まず、液体金属貯蔵容器４８から良電導性液体金属がノズル４２により噴霧状粒子としてまたは液体金属のままブランケット４１内に噴射注入される。その後、上下にある超電導マグネット（４３、４４）によりブランケット４１内部の空間に初期磁場（５０テスラ）を生成させる。磁場は噴射注入された流体粒子または液体金属に凍結される。

【０２８８】次に、レーザ光源（４５、４６）からパルスレーザ光を流体粒子または液体金属に照射する。このパルスレーザ光のパワー密度は1018W/cm2 ＝1022(W/m2)である。このとき、光圧は1022／３＊108 ＝３＊1013Paで、３億気圧に相当する。そして、レーザ光爆縮効果により、半径比1/100 を仮定すると、面積比で1/104 となるので、本効果を考慮して３兆気圧の圧力で流体粒子または液体金属を収縮させることになる。この場合、面積比は１／104 なので、５０テスラの初期磁場は50＊104 ＝50万テスラの磁場に濃縮される。なお、５０万テスラの磁気圧力は１兆気圧である。

【０２８９】この磁場濃縮過程は、磁気圧力とレーザ光圧力とが平衡する状態まで進行する。レーザ光のパルス照射を終了すると、光圧が減少するので、収縮した流体粒子または液体金属は、磁気圧により膨張爆発過程に進もうとするが、この時点で超電導マグネット（４３、４４）の磁場生成作用を停止させる。磁場停止により磁束凍結解除されてブランケット４１内に残留する流体粒子または液体金属は、排気ポンプ４７により排気され、再度液体金属貯蔵容器４８に戻される。この過程で必要により消磁作用が行われる。

【０２９０】以上の過程を１サイクルとして１秒間に数千サイクル繰り返す。つまり、数ＫHzの連続パルスによる５０万テスラの強磁場が発生する。そして、前述したように、左右のレーザ光源（４５、４６）の強度を制御する。つまり、本装置は、磁気エネルギー発生手段と磁気制御手段とを備えているのである。

【０２９１】以上、現有技術で最も実現性のある５０万テスラ程度の強磁場の発生を説明したが、発生する磁場の強度は、レーザ光パワー密度及びそれに伴う爆縮効果により得られる半径比率により異なることが以上の説明から理解できる。

【０２９２】即ち、本装置は、初期磁場５０テスラから同５００テスラの磁束を良電導性流体（液体金属）の噴霧状粒子または液体金属に凍結させ、四方周辺からレーザ光（パワー密度：1014W/cm2 〜1018W/cm2 程度）を照射することによる爆縮効果により、半径比で1/100 〜1/10,000、従って、面積比で1/10,000〜1/100,000,000の流体収縮させることにより、50テスラ〜500 テスラの初期磁場を1/10,000倍〜1/100,000,000 倍に濃縮させ、50万テスラ〜500 万テスラ〜500 億テスラの超強磁場をパルス的に発生させることができる。

【０２９３】また、噴霧状粒子の噴射または液体金属の流し込みとレーザ光照射は、機械的、電気的に制御できるので、数ＫHz〜数１０ＭHzの連続パルス動作を容易に行える。なお、磁場濃縮のためのライナー等の構造物は不要であり、磁場発生に伴う巨大磁気圧力による構造物の破壊はない等の特徴がある。なお、レーザ光源としては強制モード同期による有機色素レーザを用いるのは、この有機色素レーザは、パワー密度の強大なピコパルスレーザを数ＭHz〜数ＧHzの繰り返しで実現できるためである。

【０２９４】本発明による飛翔体の予想主要性能諸元は表２の通りである。

【０２９５】

【表２】

【０２９６】また、参考までに空間駆動推進宇宙船の本体の計算式を数式１００に、磁束凍結レーザ爆縮エンジンの計算式を数式１０１にそれぞれ示す（図２０及び図２１を参照）。

【０２９７】

【数１００】

【０２９８】

【数１０１】

【０２９９】なお、数式１００において、Ｒ00：空間の曲率（1/m2），Ｂ：磁場（Tesla)，ｃ：光速値（空間の歪み伝幡速度）（m/s)，Ｓ：曲がった空間の領域長（m)，Ｌ：宇宙船機体長（m)，Ｎ：推進パルス繰り返し周波数（Hz）：＝１秒間当たりの推進パルス数，αNET ：宇宙船が受ける正味の加速度（m/s2），τ：推力有効時間（推進パルス幅）(s) ，ｔ：加速時間（エンジン作動時間）(s) ，Ｍ：宇宙船質量（Kg），Ｖ：宇宙船速度（m/s)，Ｆ：宇宙船推力（N)である。

【０３００】また、数式１０１において、ε：推進パルス１サイクル（T=1/N)のレーザエネルギー（J)，ｋ：慣性保持パルス数，εs ：慣性保持１パルス当たりのレーザ照射エネルギー（J)，ＳD ：レーザパワー密度（W/m2），ｔL ：レーザ照射時間（s)，Ａ：レーザ照射面積（m2），χ：爆縮半径比（≪１），ｕ：爆縮レーザ光圧（N/m2：＝Pa) ，Ｐu ：磁気圧力（N/m2：＝Pa），Ｅ：１秒当たりの供給エネルギー（J/s ：＝W)：＝エンジン供給電力ＰE(W)である。

【０３０１】また計算例として、宇宙船の機体長（直径）Ｌ＝１５ｍ、曲がった空間領域Ｓ（＝３Ｌ）＝４５ｍ、磁場Ｂ＝８００億テスラとした宇宙船の設計値を以下に示す。なおレーザ爆縮エンジンについては検討開始直後であり、あくまでも目安にとどめておきたい。τ＝ｔ2 ＝L/c ＝50ns，ｔ1 ＝S/c ＝150ns ，ｔ3 ＝０ns．Ｎ＝1/t1のMax 値を設定し、Ｎ＝6.7MHz．Ｒ00＝5.3 ×10-16(1/m2），α＝2146m/s2＝219G，αNET ＝36G ．Ｐu ＝2.5 ×1027Pa． ε＝10MJ，ｋ＝10，ｔL ＝0.1Ps ，Ａ＝0.0314cm2 ，χ＝0.2 ×10-5として、ＳD ＝3.2 ×1024W/m2，ｕ＝2.7 ×1027Paとなり、ｕ≒Puとなる。Ｅ＝ＰE ＝67TW．エンジン１基の最大推進加速度３６Ｇ、供給電力６７ＴＷ。宇宙船推進方向３基エンジンで最大推進加速度１０８Ｇ、供給電力２００ＴＷとなる。宇宙船の速度及び推力の制御は、推進パルス繰り返し周波数Ｎを下げることにより行い、推進加速度を108G〜36G 〜1G〜0Gまで下げることができる。例えば１Ｇの場合、宇宙船の機体高さＬ＝５ｍ，曲がった空間領域Ｓ＝Ｌ＝５ｍ，磁場８００億テスラ，Ｎ＝4.9MHzとして、τ＝ｔ2 ＝L/c ＝17ns，ｔ1 ＝S/c ＝17ns，ｔ3 ＝170ns ，Ｒ00＝5.3 ×10-16 ，α＝236m/s2 ＝24G ，αNET ＝１G ，Ｅ＝PE＝4.9TW となる。電力はレーザ照射時間ｔL を0.01ps(10fS)にすると、いずれの計算例も1/10になる。

【０３０２】なお、当該推進装置に必要な電力発生のための動力源としては、小型で大電流を取り出せる液体金属ＭＨＤ発電機（液体金属を作動流体とするＭＨＤ発電機）を用い、その熱源に反陽子と陽子との対消滅反応を利用した反粒子消滅反応炉を用いる。

【０３０３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の飛翔体の推進装置によれば、飛翔体の推進力は、飛翔体を含む空間領域全体に浸透する重力と等価な体積力（空間歪み力）であり、飛翔体及び飛翔体内部の搭乗員を含む全物質点が同じ力を受け加速されることとなり、慣性力の作用はなく、搭乗員等が破壊されることはない。

【０３０４】慣性力を理論上消し去る推進方式であり、従って、空中の静止状態から全方向に対する急発進、急停止、直角旋回、ジグザグ旋回及びＶ字旋回等任意の航法が可能となる。

【０３０５】また、推進力は重力と等価であるため、得られる最終速度は原理的に光速度の近辺（準光速度）まで可能である。

【０３０６】更に、本発明の推進装置は、内燃機関ではないので、騒音（プロペラ音、ガス噴射音等）や噴射ガスを発生せず、静かな飛行が可能である。また、航法が安定（空中静止〜低速度〜高速度が任意）しており、爆発物である燃料を積載していないので、安全性が高い。

【０３０７】加えて、推進力は飛翔体を含む空間領域全体に作用するので、飛翔体外表面の空気も同様に加速されることになり、空力加熱の発生を軽減できる。つまり、空気分子と空気分子同士の摩擦になるだけであり、飛翔体は大気中を高速（秒速数km／ｓ〜数100 km／ｓ）で移動できる。

【０３０８】以上のことから、宇宙空間を準光速度で航行できる能力と大気中を高速度で任意の飛行パターンで航行できる能力とを併用する種々の優れた効果を期待でき、更に惑星探査等の航行時間短縮（例えば、火星まで片道半日）に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】空間の基本構造の説明図である。

【図２】駆動力としての表面力差の説明図である。

【図３】本発明の一実施例に係る飛翔体の外観を示し、（Ａ）は上面概略断面図、（Ｂ）は側面概略断面図である。

【図４】空間歪み推進機構の原理説明図である。

【図５】４基の推進エンジンの配置図である。

【図６】６基又は４基の推進エンジンによる航法説明図であり、（Ａ）は空中静止からの急発進・急停止を示し、（Ｂ）は直角旋回飛行を示し、（Ｃ）はジグザク飛行を示す。

【図７】地球周辺の空間歪み及びこの空間にある物体Ｍの移動説明図である。

【図８】地球のような質量体のない宇宙空間で地球周辺の空間と同様な１方向性の空間歪みがある場合の物体Ｍの移動説明図である。

【図９】本発明の推進原理の説明図である。

【図１０】宇宙船を推進させる理想的な空間歪み面の説明図である。

【図１１】宇宙船を推進させる実用的な空間歪み面の説明図である。

【図１２】宇宙船を推進させる実用的な空間歪み面の説明図である。

【図１３】推進エンジンの配置構成と宇宙船の運動性の説明図であり、（Ａ）は６基のエンジンの場合を示し、（Ｂ）はエンジンの種類を示し、（Ｃ）は４基のエンジンの場合を示す。

【図１４】１つの超電導マグネットで形成される空間歪み面の説明図である。

【図１５】本発明の推進エンジンの原理的な構造の説明図である。

【図１６】本発明の推進エンジンで形成される空間歪み面の説明図である。

【図１７】磁束凍結による磁場濃縮概念図であり、（ａ）は磁束が良電導性流体粒子に凍結した状態図、（ｂ）は外力等の作用で流体粒子が収縮し、これに伴い磁束も収縮した状態図、（ｃ）は流体粒子が更に収縮した状態図である。

【図１８】本発明の一実施例に係る強磁場発生装置の原理説明図である。

【図１９】本発明の一実施例に係る強磁場発生装置の構成ブロック図である。

【図２０】エンジンのＯＮ／ＯＦＦによる動作状態図である。

【図２１】動作パルス説明図である。

【符号の説明】

１ 飛翔体

２１〜２６ 推進エンジン

３１ 主超電導マグネット

３２ 補助超電導マグネット

４１ ブランケット

４２ ノズル

４３〜４４ 超電導マグネット

４５〜４６ レーザ光源

４７ 排気ポンプ

４８ 液体金属貯蔵容器