Двигатель типа emdrive: EmDrive дает тягу из-за плохого экранирования / Хабр

EmDrive дает тягу из-за плохого экранирования / Хабр

В течение нескольких лет ученые ведут обсуждение «невозможного двигателя» EmDrive, который дает «лишнюю» тягу, которая берется как бы из ниоткуда. Его многократно проверяли, как обычные энтузиасты, так и ученые из НАСА. Каждый раз оказывалось, что двигатель хотя бы и очень малую тягу, но дает. И это каждый раз вызывало удивление и непонимание экспертов.

На днях стало известно о результатах проверки «невозможных» двигателей (не только EmDrive) со стороны ученых из Дрезденского технического университета. Результаты неутешительны для тех, кто уже собирался лететь на EmDrive к звездам. Ученые, проводившие эксперименты, уверены, что тяга возникает из-за плохого экранирования двигателя.

EmDrive был представлен широкой общественности в 1999 году Роджером Шойером. На Geektimes он неоднократно описывался. В частности, говорилось, что конструкция двигателя — это несколько элементов, включая несимметричный резонатор и магнетрон. Последний направляет на резонатор электромагнитное излучение, провоцируя появление стоячих электромагнитных волн. Из-за того, что конструкция несимметрична, волны создают разное давление на стенки двигателя и дают тягу.

Ранее утверждалось, что работа двигателя нарушает закон сохранения импульса. Два года назад НАСА опубликовало результаты исследования двигателя. Тогда ученые выяснили, что в случае подведения электрической мощности в 60 Вт двигатель дает тягу около 80 микроньютонов. После того, как столь авторитетная организация опубликовала такие результаты, с ними уже мало кто хотел спорить, хотя до этого момента большое количество ученых подвергали сомнению существование тяги.

Относительно недавно к хору голосов, ратующих за «двигатель нового типа» присоединились и китайцы, которые заявили, что EmDrive работает. Тем самым они подтвердили результаты опытов их коллег из НАСА. Сообщалось даже, что ученые из КНР решили испытать двигатель на орбите Земли.

Сейчас возможности двигателя решили изучить специалисты под руководством Мартина Таймара из Дрезденского университета. Они использовали для измерения тяги двигателей при помощи специализированной установки, разработанной более четырех лет назад и с тех пор непрерывно совершенствующейся. Это нечто вроде крутильных весов, которые были изобретены в конце XVIII века, их использовали для проверки и измерений законов Кулона и Ньютона. Правда, если в обычных крутильных весах использовалась нить, то в разработке немцев установлены чувствительные крутильные пружины, удерживающие камеру с двигателем. Смещение камеры измеряется при помощи лазерного интерферометра.

Точность устройства настолько высока, что оно позволяет зафиксировать силу тяги величиной в несколько микроньютонов. Для того, чтобы обеспечить чистоту экспериментов, ученые решили снизить до минимума влияние факторов, которые могли бы дать лишнюю тягу. Для этого двигатель поместили в условия почти полного вакуума, установили систему мониторинга микроклимата установки и защитили двигатель от наводок при помощи дополнительных экранов.

Несмотря на все принятые меры предосторожности двигатель продолжал работать, его тяга составила около 4 микроньютонов. Это даже несколько больше, чем показывали результаты нескольких других экспериментов. Но проблема в том, что были зафиксированы и смещения камеры. Хуже всего для стройной теории «невозможного двигателя» то, что тяга сохранялась даже в том случае, если электромагнитные колебания внутри подавлялись.

По мнению специалистов все это потому, что никакой неучтенной тяги нет, а проблема — с внешними факторами, пускай и малозаметными. Один из факторов — магнитное поле Земли. Выше уже говорилось, что несмотря дополнительную защиту двигателя экранами тяга все равно появлялась. Поэтому и был сделан вывод о тяге в качестве проявления воздействия магнитного поля Земли.

Кроме EmDrive испытывались и другие двигатели, включая двигатель Маха, который был предложен Джеймсом Вудвартом в 1990 году. Здесь для работы используются принцип, что инерционная масса тела возникает лишь за счет гравитационного взаимодействия со всеми телами Вселенной. Взаимодействие изменяется в том случае, если колеблются отдельные части тела, что позволяет колебаться и массе тела. Если подобрать изменения установив определенный порядок, можно добиться тяги. Тяга получилась тоже небольшой — что-то около 1,2 микроньютона. Но как оказалось величина тяги все равно зависела от угла поворота двигателя, что указывает на наличие внешних факторов, как и в случае с EmDrive.

Пока что доказательства «неработоспособности» двигателей являются лишь косвенными, но ученые работают над тем, чтобы ознакомить со своим трудом других коллег. Многие ученые и раньше высказывались в отношении работы EmDrive в том духе, что несмотря на то, что внешний фактор, который обеспечивает «лишнюю» тягу, пока не найден, вся конструкция не может нарушать законы физики. Речь идет либо о погрешности, либо о том самом неучтенном факторе. Единороги — не существуют, как бы нам того ни хотелось.

Em-Drive — эфирный двигатель, опровергающий законы релятивистской физики. EM Drive от NASA – гиперпространственный двигатель Испытания двигателя EM-Драйв

Успешное освоение космоса постоянно требует от человечества изучения и открытия новых технологий, которые позволили бы иметь более мощное оборудование и создавать системы обеспечения жизни экипажа для дальнейших космических полетов. Одной из таких революционных технологий может стать гипотетический электромагнитный двигатель EmDrive, который до недавнего времени считался невозможным. Однако в 2016-м году NASA опубликовало результаты исследования и проведенных экспериментов двигателя, которые доказывают его работоспособность. Следующий шаг американского космического агентства в исследовании данного вопроса – проведение экспериментов над двигателем EmDrive в открытом космосе.

Но начнем по порядку

Прежде всего, кратко рассмотрим принцип работы рядового двигателя ракеты. Есть три наиболее популярных типа ракетных двигателей:

• Химический – наиболее распространенный тип ракетного двигателя. Его принцип работы следующий: в зависимости от агрегатного состояния топлива (твердотопливный или жидкостный двигатель) тем или иным способом окислитель смешивается с горючим, образуя топливо. После химической реакции — топливо сгорает, оставляя после себя продукты сгорания — быстро расширяющийся разогретый газ. Струя этого газа и выходит из сопла ракеты, формируя так называемое «рабочее тело», представляющее собой ту самую «огненную» струю, которую мы часто наблюдаем, например, в телепередачах или фильмах.
• Ядерный – тип двигателя, в котором газ (например, водород или аммиак) нагревается в результате получения энергии от ядерных реакций (ядерный распад или синтез).
• Электрический – двигатель, в котором разогревание газа происходит за счет электрической энергии. Например, термический тип такого двигателя разогревает газ (рабочее тело) при помощи нагревательного элемента, в то время как статический тип – ускоряет движение частиц газа при помощи электростатического поля.

Сборка реактивного двигателя

Корпус такого двигателя обязан состоять из неплавящегося металла.

Независимо от выбора типа двигателя, для его работы потребуется внушительный запас топлива, которое делает космический корабль значительно тяжелее и требует большей мощности от того же двигателя.

Двигатель EmDrive – что это и как работает?

В 2001-м году британский инженер Роджер Шойер предложил новый тип электрического двигателя, принцип которого в корне отличается от принципа работы перечисленных выше двигателей.

Конструкция представляет собой закрытую металлическую камеру (резонатор) в форме усеченного конуса (нечто вроде ведра с крышкой), который имеет определенный коэффициент отражения микроволнового излучения. Подключенный к конусу магнетрон генерирует электромагнитное излучение в микроволновом диапазоне, которое поступает в резонатор и создает там так называемую стоячую волну. За счет резонанса энергия колебания микроволн возрастает.

Как известно, свет, или электромагнитное излучение, оказывает давление на поверхность. По причине сужения камеры в одну сторону, давление микроволн на меньшее основание усеченного конуса – меньше, чем давление на большее основание. Если рассматривать камеру как закрытую систему, то результатом описанного выше эффекта будет лишь нагрузка на материал камеры, причем на одну ее сторону – больше. Однако, создатель концепции двигателя EmDrive утверждает, что данная система является открытой по причине предельной скорости движения электромагнитного излучения («скорость света»).

Физический принцип действия такого двигателя не ясен в полной мере. Роджер Шойер убежден, что объяснения данной технологии возможно в рамках всем известной ньютоновской механики. Вероятно, в силу наличия коэффициента отражения микроволнового излучения в камере, некоторая малая часть излучение выходит наружу, за пределы резонатора, что делает систему открытой. В то же время, выход излучения со стороны большего основания усеченного конуса происходит в большей степени по причине большей площади основания. Тогда выходящее микроволновое излучение будет аналогом рабочего тела, которое и создает тягу, движущую космический корабль в обратном направлении от излучаемых микроволн.

В то же время, исследователи НАСА предполагают, что истинна действия двигателя лежит намного глубже, в квантовой механике, в общей теории относительности, согласно которой система является открытой. Максимально упростив теорию, можно сказать, что частицы могут исчезать и рождаться в замкнутом контуре пространства-времени.

Возможность реализации двигателя подобным методом оценивали несколько научно-исследовательских организаций, в том числе и НАСА.

Результаты экспериментов

В течение 15-ти лет было проведено множество экспериментов. И хотя результаты большинства из них подтверждали работоспособность концепции двигателя, мнение независимых экспертов отличалось от мнения экспериментаторов. Главной причиной опровержения результатов экспериментов является факт неверной постановки и осуществления эксперимента.

Наконец-то за исследования двигателя EmDrive взялось американское космическое агентство, которое обладает достаточными ресурсами для создания эксперимента, способного вынести окончательный вердикт. А именно — экспериментальная лаборатория НАСА – Eagleworks, где был сконструирован прототип двигателя EmDrive. Двигатель помещался в вакуум, где исключена какая-либо тепловая конвекция, и оказалось, что прототип действительно способен выдавать тягу. Согласно недавнему отчету НАСА , в лаборатории удалось получить тягу, имеющую коэффициент мощности 1,2±0,1 мН/кВт. Этот показатель пока значительно ниже, нежели мощность используемых сегодня ракетных двигателей, однако примерно в сто раз выше, чем мощность фотонных двигателей и солнечных парусов.

С выходом отчета об эксперименте, вероятно, эксперимент над двигателем в земных условиях окончен. Дальнейшие эксперименты над EmDrive НАСА планирует провести в космосе.

Применение

Наличие подобного двигателя в руках человечества значительно расширяет возможности освоения космоса. Начиная с относительно малого – EmDrive, установленный на МКС, значительно понизил бы запасы топлива на станции. Это позволило бы продлить срок эксплуатации станции, а также в разы сократить грузовые миссии по доставке топлива. Следовательно, сократиться финансирование миссий и поддержка работоспособности станции.

Если рассмотреть рядовой геостационарный спутник, на который будет установлен данный двигатель, то масса аппарата уменьшится более чем в два раза. Подобным образом наличие EmDrive скажется и на пилотируемом космическом корабле, который будет двигаться заметно быстрее.

Если еще поработать над мощностью двигателя, то согласно расчетам, потенциал EmDrive позволяет доставить на шестерых астронавтов и некоторое оборудование, после чего – вернуться на Землю – примерно за 4 часа. Аналогично полет до Марса, с подобной технологией, займет пару-тройку месяцев. Полет же до Плутона займет около двух лет. К слову, станции New Horizons потребовалось на это – 9 лет.

Подводя итоги, следует отметить, что технология EmDrive способна значительно повысить скорость космических кораблей, сэкономить на эксплуатации аппаратов, а также топливе. Кроме того, данный двигатель позволяет человечеству осуществить те космические миссии, которые доселе были на границе возможного.

Путешествия со скоростью света могут стать возможны благодаря случайному открытию , но исследователи предупреждают: пока не стоит радоваться возможному путешествию к звезде Альфа Центавра длиной в одну неделю. Технология нового двигателя, которая ранее казалась невозможной, в третий раз успешно прошла тестирование.

Физики-любители и профессионалы обсудили результаты эксперимента онлайн, хотя пока не давала официальных комментариев.

Применение такого двигателя не ограничится путешествиями на скорости, превышающей скорость света. Технология уберет необходимость использования ракетного топлива на , которое сейчас нужно для периодического ускорения, сохраняющего траекторию движения МКС по орбите. Замена традиционной системы ракетного топлива на обычном геостационарном спутнике уменьшим массу объекта, запускаемого в космос, с 3 до 1,3 тонны и таким образом существенно снизит финансовые затраты.

Проводимые эксперименты пока очень далеки от реального применения на космических аппаратах, но однажды очередная технология «Звёздного пути» может стать неотъемлемой частью нашей жизни.

Спутник компании Cannae из шести юнитов CubeSat. Рендер: Cannae Inc.

Эксперты и энтузиасты с 2003 года спорят о возможности существования гипотетического «волшебного» электромагнитного двигателя EmDrive. Принцип его работы очень простой : магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Так создаётся тяга в замкнутом контуре, то есть в системе, полностью изолированной от внешней среды
, без выхлопа.

С одной стороны, этот двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса, на что указывают многие физики. С другой стороны, британский изобретатель Роджер Шойер (Roger Shawyer) свято верит в работоспособность своего EmDrive — и (см. несколько сотен страниц обсуждений на форуме NASASpaceFlight). Проведённые испытания на Земле (результаты 22 испытаний) как будто подтверждают работоспособность EmDrive.

Пришло время положить конец спорам.

Окончательную точку в спорах намерен поставить Гвидо Петта (Guido Fetta) — единомышленник Шойера и конструктор ещё одного гипотетического двигателя Cannae Drive, который работает на том же принципе: генерация микроволн и создание тяги в замкнутом контуре без выхлопа.

17 августа 2016 года Гвидо Петта объявил , что намерен запустить экспериментальный образец Cannae Drive на орбиту — и проверить его в действии. Гвидо Петта является исполнительным директором компании Cannae Inc. Сейчас компания Cannae Inc. лицензировала технологию электромагнитного двигателя фирме Theseus Space Inc., которая выведет на низкую околоземную орбиту спутник CubeSat .

Среди основателей компании Theseus Space — сама Cannae Inc., а также малоизвестные фирмы LAI International, AZ и SpaceQuest.

Дата запуска пока не объявлена. Возможно, энтузиастам удастся собрать деньги и построить экспериментальный аппарат в 2017 году.

Единственная задача этого спутника — испытания двигателя Cannae Drive в течение шести месяцев. Спутник попробует передвинуться с помощью электромагнитной тяги Cannae Drive.

Разработчики Cannae Drive заявляют, что их двигатель способен генерировать тягу до нескольких ньютонов и «более высоких уровней», что лучше всего подходит для использования в маленьких спутниках. Двигателю не требуется топлива, у него нет выхлопа.

Объём двигателя на спутнике CubeSat — не более 1,5 юнитов , то есть 10×10×15 см. Источник питания — менее 10 Вт. Сам спутник будет состоять из шести юнитов .

Спутник компании Cannae. Рендер: Cannae Inc.

Сразу после успешной демонстрации на орбите компания Theseus Space намерена предложить новый двигатель сторонним производителям для использования на других спутниках.

Энтузиасты уверены: если EmDrive работает, то в перспективе станет возможным создание не только эффективных космических двигателей, но и летающих автомобилей, а также кораблей, самолётов — любого транспорта на электромагнитной тяге.

Компания Cannae — не единственная, кто хочет проверить работу электромагнитного двигателя в космосе. Немецкий инженер Пол Коцыла (Paul Kocyla) сконструировал маленький карманный EmDrive , а сейчас собирает деньги в рамках краудфандинговой кампании. Чтобы запустить прототип в космос на мини-спутнике PocketQube , требуется 24 200 евро. За три месяца удалось собрать 585 евро.

Прототип EmDrive немецкого инженера Пола Коцылы

Недавно научные работы Шойера были опубликованы в открытом доступе . «По всему миру люди измеряли тягу. Одни строили двигатели у себя в гаражах, другие — в крупных организациях. Все они выдают тягу, тут нет великой тайны. Кто-то думает, что здесь некая чёрная магия, но это не так. Любой нормальный физик должен понять, как оно работает. Если кто не понимает, ему пора менять работу», — категорично британский инженер.

. Используемый в ней

магнетрон

генерирует

микроволны

, энергия их колебаний накапливается в

резонаторе

высокой

добротности

, и, по заявлениям автора, излучение преобразуется в тягу.
На первый взгляд это обычный фотонный двигатель.
Так как присутствует элетромагнитное излучение смотрим рисунок с переводом.

Известно, что электромагнитная волна это также и поток корпускул фотонов, различной энергии. Хуже всего поглощаются и отражаются фотоны рентгеновского спектра. Тут же явно задействованы не фотоны рентгеновского спектра, так что отражение и переотражение фотонов невидимого спектра тут присутствует. Но как утверждается получаемая тяга не вписывается в рамки «фотонной теории». Она существенно выше расчетной. При этом часть исследователей вообще отрицают «фотонную теорию».То есть яко бы налицо «нескомпенсированная сила». И мы имеем дело с нарушением закона сохранения импульса. В предложенной статье будет изложено особое мнение касательно природы данной дополнительной силы.

И
НЕРТНОСТЬ

(

инерция

) (от лат. iners, род. падеж inertis — бездеятельный) в механике — свойство материальных тел,проявляющееся в том, что тело сохраняет неизменным состояние своего движения или покоя по отношениюк т. н.
инерциальной системе

отсчёта, когда внеш. воздействия на тело (силы) отсутствуют или взаимноуравновешиваются. Если же на тело действует неуравновеш. система сил, то свойство И. сказывается в том,что изменение

состояния

покоя или движения тела, т. е. изменение скоростей его точек, происходитпостепенно, а не мгновенно; при этом

движение

изменяется тем медленнее, чем больше И. тела. Мерой И.тела является его

масса

.
Вот Масса и является в формуле для вычисления ускорения через силу знаменателем (a=F/M) — из чистой физики,
Суть идеи.

Возможно изменяется именно масса тела. То есть по факту мы имеем дело с «технологией нулевого веса» или точнее массы.
Что бы понять суть данной технологии давайте вникнем в предложенную формулу.. До включения ЭМГ двигатель имеет массу например100 грам. А как только он включился масса стала иной. А в формуле отминусовать это изменение забыли. Так как теоретически «технологии нулевого веса или массы» существуют только на страницах фантастических книг.. Естественно, поверить в такой эффект как нестабильная масса очень сложно. Что же верьте в то, что нарушается «закон сохранения импульса».
То есть по факту физики столкнулись не с «нескомпенсированной силой», а с измененеим массы двигателя.
Скажем так для чистоты эксперимента, что бы доказать, что масса у ЭМГ двигателя действительно уменьшается его нужно тестить не просто в вакууме, а еще и подвесив на очень чувствительных весах.

Во всех же опытах никто взвесит сей девайс во время его работы не додумался. Простая диаграмма составленная по результатам опыта, сильно бы помогла.

Великий Ньютон учил, что если мы видим какое-то автономное движение то причина в реактивной силе. Если мы видим силу наблюдаем некую автономную ускоряющую силу то это сила реактивная.
И только реактивная. Смотрите так называемый закон реактивного движения: А = F / M
А — ускорение материальной точки;
F — равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке;
m — масса материальной точки.
Если масса стабильна, то обнаруженная сила действительно нескомпенсированная.

Опыты с массой.

Итак известны опыты которые показывают, что масса при определенных
Условиях оказывается непостоянной.
1.
Опыты Мирошниченко.

Ссылаюсь на опыты доктора технических наук Мстислава Мирошникова. «Беспокойная масса покоя». (ТМ. 1988.1). Тот же Мирошников показал, что вес запаянных колб с дистиллированной водой внутри в диапазоне температур от 20 — 100 С отличается. Замеры веса проводились во избежание побочных эффектов в вакуумной камере. Именно он подтвердил существование эффекта уменьшения веса под воздействием тепловых пульсаций или же Броуновского движения. Мирошников также описывает эффект изменения веса и давления в вибрирующих механических системах.
2.
Генератор Нуль-веса А.П. Щеголева

Так, известен опыт с нагреванием стального шара, осуществленный А.П. Щеголевым . Центральная область стального шара (r = 50 мм), установленного на точные весы, нагревалась лучом лазера через отверсвтие, просверленное до центра шара. Во время работы лазера, нагревавшего стальной шар, вес шара стал меньше первоначального на 200 мг. При остывании шара его вес восстанавливался. В контрольном опыте с этим же шаром, нагретым в электропечи и перенесенным на весы для остывания, изменения веса зафиксировано не было. Объясняется изменение веса стального шара появлением потока энергии, направленного от центра к поверхности шара: поток тепловой энергии уменьшал гравитационный поток к центр
у шара. В результате наложения противоположных потоков энергии вес стального шара уменьшался».
Конечно этот опыт нужно проводить в вакууме. Так как горячий воздух обтекает шар на подобии того как огонь «обтекает» головку заженной спички и этот восходящий поток вполне может облегчать вес шара увлекая
его вверх за счет взаимодействия нижней и боковых поверхностей шара с восходящими потоками теплого воздуха. Но Мирошниченко как раз и проводил опыты с колбами в вакууме.
3. Опыты Кунявского -Шабетникова.

Так оказывается эффект уменьшения веса наблюдается также при электрических пульсациях. Работы инженера из Москвы Юрия Кунянского . По сообщениям автора, в опытах проводники под воздействием постоянного электромагнитного поля «обезвешивались» в вакууме на 0,3 — 0,4%, что в пересчёте на «тягу» проектируемого «антигравитационного двигателя» составляло 4 г. «Тяга», прямо скажем, не большая, но вдохновлённый первыми успехами Кунянский считал, что если ещё поднажать с силой тока, то эту цифру можно было бы поднять до планки в 3 — 5% от общего веса «гравиталёта».
Также явление снижения веса проводника в гравитационном поле Земли при прохождении через него постоянного электрического тока пропорциональное силе тока обнаружено также В.Шабетниковым. .
Что общего?

Давайте проанализируем, что объединяет все эти опыты, в том числе и EM driver?
Начнем с опытов с колбами в вакууме. Да все тела в вакууме начинают интенсивно излучать, ИК -волны, или фотоны теплового спектра. известно, что теплоотдача излучением в вакууме пропорциональна площади поверхности и, по закону Стефана — Больцмана, четвертой степени ее температуры.
Шар излучает ик волны. Колбы излучают ик волны. И в том, числе и провода в опытах с электрическим током тоже излучают ИК-волны. А при повышении силы тока нагрев и интенсивность излучения только увеличиаеться. И ЭМГ двигатель тоже греется. Вот и вся причина, все эти девайсы начинают излучать ИК-волны. А тела излучающие ИК-волны обладают нестабильной массой. Вот и вам и технология «нулевой массы». Чем больше ЭМ — двигатель будет греться и излучать ИК-волны тем
меньше его масса, а значит согласно формуле (a=F/M)
Мы будем иметь аномально высокую тягу которая будет не укладыватся в расчеты если мы не будем учитывать уменьшение массы ЭМ-двигателя. При излучении им ИК волн.
Эпилог.

То есть можно обобщить, что никакой «нескомпенсированной силы» ЕМ двигатель не дает. Ученые просто столкнулись с «эффектом обнуления массы».
Вызванной интенсивным излучением ИК-волн
Мы имеем дело с зачатками «технологий нулевой массы», а закон сохранения импульса остается неизменно нерушимым.Еще в 50-е годы даже направление было такое — приборы-измерители мощности СВЧ на базе пандеромоторики — «шторка» из кварца, которая «отклонялась» потоком СВЧ. Это сейчас принят калориметрический (по нагреву нагрузки) способ измерения мощности, а тогда — даже приборы такие со шторками создавались. Все новое хорошо забытое старое. Скажем так надо трубу в которую поступает СВЧ излучение покрыть кварцем и тяга станет еще ощутимей.
Литература

1. Quantum Vacuum Fluctuations Harnessed in a Propellant-less Engine Tested by NASA
http://peswiki.com/index.php/Directory:Emdrive_%28Electromagnetic_Space_Drive%29
2..shtml

Евгений Золотов

Рассказ о «невозможном» двигателе EmDrive, стал одним из самых читаемых её материалов. И, конечно, я постоянно отслеживал тему, надеясь однажды написать продолжение. Но случай такой предоставился только на днях: солидным научным журналом опубликована статья группы сотрудников одной из лабораторий NASA, не просто испытавших движок, чтобы в очередной раз измерить возникающую тягу, но и предоставивших отчёт об испытаниях на суд независимых экспертов (то, что называется peer review), не выявивший серьёзных ошибок. А это значит, что возможность «невозможного» двигателя стала теперь ещё на порядок больше.

Если вы забыли или никогда не слышали, позвольте восстановить картину в общих чертах EmDrive, как его обычно называют, это по большому счёту обычная микроволновая печь, только выполненная не в форме куба, а в форме усечённого и, главное, закрытого с обеих сторон конуса. На узком конце крепится СВЧ-излучатель, включается, и — всё!

Топлива, которое выбрасывалость бы «за борт», здесь нет. Так что, согласно классической физике, а именно Закону сохранения импульса, тяга возникнуть не может. Однако изобретатели EmDrive (британский инженер Роджер Шаер и позже занявшиеся той же темой независимо другие личности) настаивают, что по разным причинам — из-за «квантовой несбалансированности» или ещё чего-нибудь в том же духе, что не учитывает современная физика — тяга таки имеет место быть и её, якобы, даже удалось измерить.

Заметьте, что Шаер и прочие вовсе не утверждают, что законы Ньютона неверны. Они лишь говорят, что наткнулись на эффект, который уточнит существующие законы. Это принципиально важный момент, который сильно помог «ЭМ-движителю» — обеспечив ему интерес со стороны серьёзных исследователей.

Отсюда начинается парадоксальная часть. С одной стороны, все здравомыслящие научно-популярные и научные ресурсы считают такой движок псевдонаучным. С другой — за него неожиданно взялись вполне серьёзные люди: сперва несколько научных групп из Китая, а потом и NASA. О китайцах с тех пор ничего не слышно, а вот американцы не потерялись: в США эта работа финансируется из кармана налогоплательщиков, поэтому результаты должны быть доступны всем.

И вот два года назад появляется первый, весьма обнадёживающий отчёт NASA: тяга действительно есть, хоть и по неизвестной причине. А на днях престижный Journal of Propulsion and Power публикует от сотрудников лаборатории NASA Eagleworks — в которой факт возникновения тяги снова подтверждается, причём в этот раз на чувствительном торсионном подвесе в вакууме (но по-прежнему на Земле). А ещё предлагается осторожное объяснение.

Объяснение — далеко не главная часть статьи, потому что является скорее догадкой, но именно оно наделало больше всего шуму. Дело в том, что привлечена существующая теория, которой буквально почти сотня лет: теория волны-пилота (Pilot wave). Её выдвинули ещё в 20-х годах прошлого века и потом несколько раз уточняли.

Боюсь, я объясню её лишь очень грубо (и буду признателен, если знатоки поправят!), но суть, в общем, в предположении, что мы вынуждены описывать квантовые процессы с помощью неудобных статистических методов лишь потому, что не замечаем некоей более низкоуровневой реальной динамики квантовых частиц — которые на самом деле движутся подобно макроскопическим телам, по вполне конкретным траекториям, определяемым свойствами вакуума. Здесь эта теория пригодилась, потому что позволяет объяснить вакуум как среду, поддерживающую колебания плотности: EmDrive передаёт вакууму импульс (отталкивается от него, словно от воды) и именно таким образом возникает тяга в замкнутой системе.

И тут следует подчеркнуть две важных вещи. Во-первых, теория волны-пилоты — не псевдонаучная выдумка, а одно из множества равновероятных объяснений квантовых процессов, которое удовлетворительно точно описывает наблюдаемые эффекты и подтверждается в том числе экспериментальными данными. И, во-вторых, сам факт публикации статьи NASA в таком издании как минимум снимает вопрос о корректности измерения тяги на подвесе (помнится, это был один из аргументов скептиков: мол, в настоящем космосе движок себя поведёт иначе). Попросту говоря, статью можно понимать так: в NASA не знают наверняка, почему тяга возникает, но знают, как её измерить — и простой читатель может на них в этом положиться.

Отсюда — новый простор для предположений. Опуская цифры, которым сейчас в общем-то придавать большого значения не следует (задачей была демонстрация существования эффекта, а поиск путей оптимизации — в списке на будущее), авторы работы констатируют: уже в текущем виде EmDrive хоть и на порядок менее эффективен классических ракетных движков, зато на два порядка эффективней других «безвыхлопных» движителей, как то солнечного паруса, разгона лазером, фотонного двигателя. Учитывая, что ограничение по скорости накладывается только скоростью света, а по мощности вообще никаких (ничто не мешает выстраивать такие двигатели буквально многокилометровыми батареями — хватило бы электричества, чтобы их запитать!), это делает EmDrive самым перспективным направлением для исследования и освоения Солнечной системы как минимум.

А значит, всё упирается теперь в генеральную проверку в космосе. Китайцы, напомню, уже намеревались такую провести. Провели ли и с какими результатами? Неизвестно. Однако в данном случае тишина заставляет скорее насторожиться, нежели разочароваться. Ведь ясно, что первый, кто подтвердит работу такого движка в космосе, а потом и первый, кто даст теоретическое обоснование, станут родоначальниками новой ветви физики и отцами неожиданных, непредсказуемых открытий и технологий!

Как хорошо сказал кто-то, представить, куда EmDrive приведёт нас, если окажется правдой, мы не в силах, поскольку стоим в самом начале пути. Как спектральные линии в конце концов привели к полупроводниковой революции, так и «невозможный двигатель» «отталкивающийся от вакуума», вовсе не обязательно должен стать лишь основой для ракетной техники будущего. Обязательно обнаружатся побочные эффекты, будут сделаны смежные открытия, поставлены новые вопросы: не каждый день, год и даже век удаётся уточнить или опровергнуть один из фундаментальных законов физики!

И как же приятно, что живём мы как раз в те дни, когда эта история пишется!

Немецкие ученые доказали несостоятельность идеи «невозможного двигателя» EmDrive » DailyTechInfo

На страницах нашего сайта мы уделили достаточно внимания идее создания так называемого «невозможного двигателя» EmDrive, который, согласно результатам первых испытаний, способен вырабатывать небольшую силу тяги без использования топлива любого вида. Появление такого двигателя, которому для работы требуется лишь чистая электрическая энергия, может стать переломным моментом в области изучения и освоения космического пространства, ведь такой двигатель будет в несколько раз эффективней с точки зрения отношения производимой тяги к весу или к затратам энергии, чем существующие ионные двигатели, нуждающиеся в топливе.

Работа ионного двигателя очень легко объясняется с точки зрения физики: топливо ионизируется, ионы ускоряются в электромагнитном ускорителе и выбрасываются наружу, создавая силу тяги, и т.п. Но работа двигателя EmDrive, который вырабатывает 750 мН тяги из расчета на 2.5 кВт потребляемой энергии, пока еще остается загадкой. Плюс, работа такого двигателя, кажется, вступает в противоречии с некоторыми фундаментальными законами, с законом сохранения энергии в частности.

Роджер Шауэр (Roger Shawyer), создатель концепции двигателя EmDrive, предложил свою собственную теорию, однако, на свете нашлись некоторые ученые, которые поставили эту теорию под сомнение и начали проверять ее экспериментальным путем. В 2018 году группа немецких ученых, в состав которой входили Мартин Таймар (Martin Tajmar), Оливер Неунзиг (Oliver Neunzig) и Марсель Вейкерт (Marcel Weikert), обнаружила, что тяга, создаваемая двигателем EmDrive, возникает не в самом двигателе, а где-то рядом вне его. Эти ученые выдвинули теорию, что зарегистрированные ими силы были результатом взаимодействия электромагнитных помех от токопроводящих кабелей с магнитным полем Земли.

Некоторое время эти ученые работали над устранением обнаруженных ими эффектов, поместив внутрь двигателя батарею достаточной емкости и оптимизировав компоненты двигателя с целью снижения уровня электромагнитных помех. Кроме этого все работы проводились с учетом результатов и гипотез, выдвинутых другими учеными, также пытавшимися разобраться в принципе действия двигателя EmDrive. И самым главным в этом деле стала разработка новой измерительной системы, которая использовалась для измерений силы тяги двигателя.

Все перечисленное выше позволило немецким ученым провести «самый чистый» на сегодняшний день эксперимент с двигателем EmDrive и найти источник возникающих слабых сил.

«Мы обнаружили, что причиной возникновения «тяги» являются обычные тепловые эффекты» — рассказывает Мартин Таймар, — «В наших тестах мы использовали такую же конфигурацию, которую использовали специалисты НАСА и лаборатории Eagleworks. При помощи многоточечной измерительной шкалы, имеющей определенную структуру, мы смогли воспроизвести результаты, полученные ранее командой НАСА. Но мы также смогли заставить эти силы исчезнуть, закрепив намертво одну из точек измерительного устройства».

«Когда внутрь двигателя EmDrive направляется поток энергии» — рассказывает Мартин Таймар, — «То двигатель нагревается, что приводит к крошечным деформациям, возникающим в элементах крепления. Эти деформации сдвигают начало отсчета измерительной шкалы, что приводит к искажению ее показаний. Используя новую структуру измерительного устройства, мы смогли избежать возникновения деформаций, и результаты наших измерений отличаются от полученных ранее результатов на целых три порядка».

Следует отметить, что все эти «скрещивания копий» вокруг двигателя EmDrive являются лишь следствием больших трудностей в измерении крошечных сил тяги. И все это является демонстрацией того, как за полезное действие могут быть приняты последствия обычного теплового расширения не самой удачной конструкции двигателя.

Проводя свои эксперименты, немецкие ученые также провели измерения и доказали несостоятельность идей, заложенных в двигатели других подобных типов — LemDrive и Mach-Effect Thruster. Таким образом, новая продвинутая технология измерения тяги позволит ученым в будущем быстрее и с меньшими затруднениями доказать, что очередной тип «невозможного двигателя» действительно является невозможным.

Ключевые слова:
Двигатель, EmDrive, Энергия, Тяга, Эксперимент, Тепло, Эффект, Расширение, Деформация

Первоисточник

Другие новости по теме:

Мечты создателя «невозможного» двигателя – летающие автомобили, самолеты-невидимки и космические корабли.

Добавить свое объявление
Загрузка…

Невозможный двигатель — прорыв или ошибка?

Представленный в 1999 году двигатель EmDrive до сих пор вызывает
многочисленные споры. С одной стороны, он вроде бы нарушает третий закон
Ньютона и потому отвергается большинством ученых, считающих его
очередной ошибкой или мистификацией наподобие пресловутого «вечного
двигателя». А с другой — уже немало независимых доказательств того, что
этот двигатель действительно работает.

Что из себя представляет EmDrive? По сути — обычный СВЧ резонатор в форме
усеченного конуса определенной формы и обыкновенный магнетрон. И всё.
Магнетрон закачивает в резонатор энергию, и резонатор развивает усилие в
направлении меньшего диаметра. Весьма небольшое, надо сказать, усилие. А
вот за счет чего оно возникает — пока приемлемых с точки зрения
современной физики объяснений нет.

Основной элемент EmDrive — резонатор.

Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999
году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 году
специально для разработки этого электромагнитного двигателя собственной
конструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принимал
участие в космических проектах, включая разработку европейской системы
глобальной навигации «Галилео».

Придуманный им двигатель на первый
взгляд нарушает закон сохранения импульса — он, по мнению автора,
создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенок
отражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса.
Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойера
не сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимо
выбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – система
закрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО,
EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.

Роджер Шойер и его прототип EmDrive.

Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в
2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособности
заявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений от
инженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё больше
подтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает.
После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА — агентство с достаточно хорошей репутацией.

Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, и
по их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателям
подтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пусть
и небольшую, 30-50 мкН) тягу: «Данные по тяге у модели TM212 при
давлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов по
прямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что система
выдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0. 1
мН/кВт».

За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, который
представил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, что
ускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются в
квантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионных
двигателях — только в данном случае рабочее тело извлекается из «самой
ткани пространства-времени», что позволяет не тащить его с собой.

Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. «Всё это уже было
проделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченных
бумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем у
НАСА», — сказал он.

Проверка в NASA

Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным и
посчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочных
эффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались дать
объяснение наблюдаемому эффекту.

В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch] в своей работе
предлагает использовать для этого такой экзотический эффект, как
излучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется с
результатами.

После NASA инженеры не успокоились — за
исследование взялись немцы из Дрезденского технологического
университета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессор
Мартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории все
тесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, как
честно указывает учёный, «природа наблюдаемой тяги пока не ясна».

Как говорится в презентации: «Мы пронаблюдали тягу, совпадающую с
предсказанными значениями, устранив при этом очень много возможных
источников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. На
следующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитную
изоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные модели
двигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронного
управления, которое позволит настраивать устройство для поиска
оптимального режима работы».

В мае 2015 года румынский инженер
собрал EmDrive самостоятельно и провёл независимое исследование работы
этого «ведра с магнетроном», в результате чего также получил
подтверждение работоспособности и выложил видео с записью эксперимента
на широкое обсуждение.

Захватывающая в своей странности ситуация с
«невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила
развитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительные
результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и
устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в
прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель
продолжает выдавать тягу.

На форуме в октябре 2015 года НАСА инженер
Пол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день.
Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную
электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую
влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное
влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано
заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над
улучшением тестовой установки.
Тем не менее, при мощности в 80 Вт в
установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН — как выразился
Марч, наблюдаются «аномальные признаки тяги».

В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании «рабочей» версии
микроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить в
рамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал
CCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.

Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDrive
прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда
подробностей также не сообщалось.

По одной из версий, новый аппарат для проверки выглядит примерно так:

Интерес к устройству постоянно усиливается. Если на первых порах никто не
принимал Шойера всерьёз, в частности, из-за отсутствия у него
опубликованных научных работ, то сейчас у него есть и научные работы
(после снятия запрета на распространение информации Шойер выложил 4
работы), и подтверждения работоспособности его детища. Конструкция
аппарата гораздо проще, чем, например, те же ионные двигатели, и
находится ближе к возможности создания «у себя в гараже».
На тему EmDrive существует уже неплохо наполненная википедия (на английском языке).

Если представить на минуту, что таким двигателем получится оснастить
реальный межпланетный аппарат, это откроет интересные возможности для
изучения Солнечной системы. Тот же полёт к Плутону, который у New
Horions занял 9 с половиною лет, по предварительным расчетам может быть
осуществлён с двигателем типа EmDrive за 18 месяцев. И это только с
учётом той тяги, которая была получена в лаборатории на сегодняшний
день. Секрет в том, что такой двигатель сможет постоянно ускоряться, а
не просто лететь по баллистической траектории.

Tags: Техно

Новое объяснение принципа работы «невозможного» двигателя EmDrive: это все фотоны

Финские ученые считают, что EmDrive не нарушает закон сохранения импульса

Эпопея с так называемым «невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах продолжается. На данный момент ряд известных ученых и научных организаций подтвердили работоспособность EmDrive. Двигатель представляет собой систему, состоящую из резонатора (металлический усеченный конус) и магнетрона. Двигатель работает, это факт. Каким образом? Такая система каким-то образом создает тягу под влиянием электромагнитного излучения. Существует несколько гипотез, объясняющих появление тяги. Пока что ни одна гипотеза не была доказана. Собственное объяснение принципа работы EmDrive в этом месяце предложили финские ученые.

По их мнению, образование тяги в этой системе объясняется определенным типом интерференции волн, а именно — деструктивной интерференцией. Под конструктивной интерференцией понимается такой тип комбинирования отраженных волн при резонансе, когда происходит усиление волнами друг друга. В случае деструктивной интерференции максимумы одних волн приходятся на минимумы других, при этом резонанс отсутствует. Если речь идет о волнах на воде, то при деструктивной интерференции они накладываются друг на друга, и поверхность воды выглядит спокойной.

Можно привести и другой пример, с электронами. Так, интерференция рамановских переходов электрона различной степени нелинейности является деструктивной.

А причем здесь фотоны?

По мнению физиков из Финляндии, в резонаторе этого двигателя из большого количества всех частиц выделяются пары фотонов, которые находятся в противофазе друг с другом. Такие пары, считают ученые, уносят импульс в сторону, противоположную движению двигателя. Взаимодействие этих фотонов приводит в возникновению электромагнитной волны с нулевой поляризацией. Но импульс эта волна все же переносит.

«Принцип работы EmDrive можно сравнить с принципом работы реактивного двигателя самолета, когда газы, двигающиеся в одном направлении, толкают самолет в противоположном направлении», — говорит Арто Аннила (Arto Annila), представитель команды ученых из Финляндии. «Микроволновое излучение — это топливо, которое уходит в резонатор… а тягу в EmDrive создают пары фотонов. Когда два фотона движутся вместе, но имеют противоположные фазы, тогда у этой пары нет электромагнитного поля, следовательно, она не будет отражаться от металлических стенок, а уйдет».

По мнению исследователей, тяга в двигателе возникает под влиянием волн, длина которых не кратна расстоянию между стенками резонатора. Это возможно только в том случае, если резонатор несимметричен. Если бы он был полностью симметричным, то тяга бы не возникала. В случае EmDrive тяга будет проявляться при любой асимметричной конфигурации. Вероятно, что эффективность работы двигателя зависит как от мощности микроволнового источника, так и от материала резонатора EmDrive, а также от его формы. И зависимость эта нелинейна.

Финны подчеркивают, что их идея — это всего лишь предположение, как и гипотезы их коллег, пытавшихся объяснить принцип действия EmDrive раньше. Физики из Финляндии надеются, что инженеры смогут создать тестовые системы для проверки их теории парных фотонов. Для этого нужно также устройство, которое называется интерферометром. Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков. Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины.

Еще фотоны

Отмечу также, что в апреле работу EmDrive пытался связать с взаимодействием фотонов физик Майк Макалох (Mike McCulloch) из Плимутского университета. Макалох предлагает объяснить принцип работы двигателя при помощи эффекта Унру. Этот эффект был назван в честь физика Билла Унру, который открыл его еще в 1976 году. Он показал, что понимание вакуума зависит от типа движения наблюдателя через пространство-время. К примеру, если неподвижный наблюдатель находится в вакууме, то в случае ускорения этот наблюдатель увидит вокруг себя множество частиц, которые находятся в термодинамическом равновесии. Другими словами, о вакууме можно говорить только относительно определенного объекта. При этом инерция, по словам Махалоха — это давление теплового излучения на ускоряющееся тело. При малых ускорениях волны излучения Унру превышают размеры всей Вселенной, что позволяет говорить о квантовании инерции.

Теория несколько необычная, но она кроме принципа работы EmDrive объясняет еще один эффект — пролетные аномалии. Пролётная аномалия — это неожиданное увеличение энергии во время гравитационных манёвров космических аппаратов около Земли. Эта аномалия наблюдалась как доплеровский уход частоты в S-диапазоне и X-диапазоне и дальней телеметрии.

Так вот, Макалох предположил, что у фотонов есть инертная масса. Фотоны отражаются внутри корпуса EmDrive, следовательно, они испытывают инерцию. Длины волн излучения Унру в этом случае очень малы, их размер сравним с размером корпуса двигателя. Если в широкой части конуса могут поместиться волны Унру, которые не помещаются в узкой части резонатора, то инерция фотонов, которые отражаются, должны меняться. А для сохранения импульса система создает тягу. По мнению автора этой теории, она согласуется с теми величинами тяги, которые были получены в экспериментах.

Проверить как теорию финнов, так и теорию англичанина можно экспериментально, проведя серию тестов с EmDrive. И если окажется, что тягу в «невозможном» двигателе создают именно фотоны, это позволит технологам создать EmDrive с иной формой резонатора, что приведет к созданию большей тяги у двигателя.

Что это может означать для космонавтики? Значительное сокращение времени полета космических аппаратов. Например, New Horizons с EmDrive мог бы добраться до Плутона всего за 18 месяцев вместо 9 лет. Если EmDrive получится масштабировать, то и полет к ближайшим звездам вместо сотен и тысяч лет мог бы занять всего несколько десятков лет. Это, конечно, тоже много, но уже более реально.

Автор: marks

Источник

Невозможный двигатель — прорыв или ошибка?

Представленный в 1999 году двигатель EmDrive до сих пор вызывает
многочисленные споры. С одной стороны, он вроде бы нарушает третий закон
Ньютона и потому отвергается большинством ученых, считающих его
очередной ошибкой или мистификацией наподобие пресловутого «вечного
двигателя». А с другой — уже немало независимых доказательств того, что
этот двигатель действительно работает.

Что из себя представляет EmDrive? По сути — обычный СВЧ резонатор в форме
усеченного конуса определенной формы и обыкновенный магнетрон. И всё.
Магнетрон закачивает в резонатор энергию, и резонатор развивает усилие в
направлении меньшего диаметра. Весьма небольшое, надо сказать, усилие. А
вот за счет чего оно возникает — пока приемлемых с точки зрения
современной физики объяснений нет.

Основной элемент EmDrive — резонатор.

Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999
году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 году
специально для разработки этого электромагнитного двигателя собственной
конструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принимал
участие в космических проектах, включая разработку европейской системы
глобальной навигации «Галилео».

Придуманный им двигатель на первый
взгляд нарушает закон сохранения импульса — он, по мнению автора,
создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенок
отражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса.
Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойера
не сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимо
выбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – система
закрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО,
EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.

Роджер Шойер и его прототип EmDrive.

Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в
2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособности
заявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений от
инженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё больше
подтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает.
После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА — агентство с достаточно хорошей репутацией.

Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, и
по их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателям
подтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пусть
и небольшую, 30-50 мкН) тягу: «Данные по тяге у модели TM212 при
давлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов по
прямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что система
выдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0.1
мН/кВт».

За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, который
представил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, что
ускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются в
квантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионных
двигателях — только в данном случае рабочее тело извлекается из «самой
ткани пространства-времени», что позволяет не тащить его с собой.

Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. «Всё это уже было
проделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченных
бумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем у
НАСА», — сказал он.

Проверка в NASA

Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным и
посчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочных
эффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались дать
объяснение наблюдаемому эффекту.

В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch]
в своей работе

предлагает использовать для этого такой экзотический эффект, как
излучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется с
результатами.

После NASA инженеры не успокоились — за
исследование взялись немцы из Дрезденского технологического
университета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессор
Мартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории все
тесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, как
честно указывает учёный, «природа наблюдаемой тяги пока не ясна».

Как говорится в презентации: «Мы пронаблюдали тягу, совпадающую с
предсказанными значениями, устранив при этом очень много возможных
источников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. На
следующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитную
изоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные модели
двигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронного
управления, которое позволит настраивать устройство для поиска
оптимального режима работы».

В мае 2015 года румынский инженер
собрал EmDrive самостоятельно и провёл независимое исследование работы
этого «ведра с магнетроном», в результате чего также получил
подтверждение работоспособности и выложил видео с записью эксперимента
на широкое обсуждение.

Захватывающая в своей странности ситуация с
«невозможным» двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила
развитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительные
результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и
устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в
прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель
продолжает выдавать тягу.

На форуме в октябре 2015 года НАСА инженер
Пол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день.
Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную
электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую
влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное
влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано
заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над
улучшением тестовой установки.
Тем не менее, при мощности в 80 Вт в
установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН — как выразился
Марч, наблюдаются «аномальные признаки тяги».

В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании «рабочей» версии
микроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить в
рамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал
CCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в
ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.

Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDrive
прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда
подробностей также не сообщалось.

По одной из версий, новый аппарат для проверки выглядит примерно так:

Интерес к устройству постоянно усиливается. Если на первых порах никто не
принимал Шойера всерьёз, в частности, из-за отсутствия у него
опубликованных научных работ, то сейчас у него есть и научные работы
(после снятия запрета на распространение информации Шойер выложил 4
работы), и подтверждения работоспособности его детища. Конструкция
аппарата гораздо проще, чем, например, те же ионные двигатели, и
находится ближе к возможности создания «у себя в гараже».
На тему EmDrive существует уже неплохо наполненная википедия (на английском языке).

Если представить на минуту, что таким двигателем получится оснастить
реальный межпланетный аппарат, это откроет интересные возможности для
изучения Солнечной системы. Тот же полёт к Плутону, который у New
Horions занял 9 с половиною лет, по предварительным расчетам может быть
осуществлён с двигателем типа EmDrive за 18 месяцев. И это только с
учётом той тяги, которая была получена в лаборатории на сегодняшний
день. Секрет в том, что такой двигатель сможет постоянно ускоряться, а
не просто лететь по баллистической траектории.

Novos testes Mostram Que или EmDrive é realmente um motor impossível

Parece estranho dizer, mas as leis básicas da física prevaleceram. O EmDrive, двигатель teórico que dispensa o uso de combustível, deixou muita gente entusiasmada — e intrigada — em 2015, quando foi proposto pela primeira vez. Trata-se de um mecanismo hipotético que poderia impulsionar veículos como espaçonaves nem a necessidade de um sistema de exaustão — algo que violaria muito do que se sabe sobre a física. Mesmo assim, Experimentos Nos últimos pareciam promissores, mas agora tudo foi «por água abaixo».

• Este motor termonuclear pode levar astronautas a Marte em apenas 3 meses
• Naves poderiam chegar a Tita, lua de Saturno, em apenas 2 anos com este motor
• Eis como viajar mais rápido em a que a atual

Desde sua invenção, no início dos anos 2000, o motor foi apelidado de «impossível» porque, para funcionar, seria necessário desafiar a lei da conservação do Movimento linear. Ou seja, regra básica де дие ум objeto só pode сер impulsionado се houver uma força де propulsão эм сеу sentido oposto. Mas quando alguns resultados pareciam obter algum movimento, mesmo que pequeno, a comunidade científica voltou suas atenções para este projeto своеобразный.

Motivos para empolgação não faltavam; afinal, se o EmDrive se provasse possível, poderia proporcionar viagens velozes no espaço — quatro horas para chegar à Lua, por instanceo, ou 70 dias para viajar a Marte. Para isso, seria usada uma espécie de propulsão eletromagnética que funciona no vácuo. Especificamente, или EmDrive é cavidade vazia e assimétrica, dentro da qual seria refletida radiação eletromagnética. O afunilamento na cavidade resultaria em um impulso do motor, sem nenhum vazamento.

(Imagem: Reprodução/NASA)

Apesar do ceticismo da maioria dos pesquisadores, alguns decidiram tentar colocar a ideia em prática. Um grupo de cientistas chineses afirmou ter obtido algum successo em seu próprio modelo de motor de propulsão eletromagnética, e mais tarde pesquisadores do NASA’s Eagleworks Laboratories, liderados por Harold White, alegaram que o mecanismo poderia, sim, funcionar. Assim, em 2015, или EmDrive для экспериментов с моделями pequenos, com alguns testes resultsando em pequenos movimentos do estranho dispositivo.

Мартин Таймар, научный сотрудник Технологического университета Дрездена (TU Dresden), na Alemanha, не подтвердил сообщение о производстве с количественным импульсом, аналогичным первоначальному прототипу Роджера Шойера, или изобретателя EmDrive. Com isso, Международная академия астронавтики (IAA) aceitou seu trabalho e seu projeto foi publicado na Acta Astronautica, publicação mensal da academia. Na época, os defensores disseram que se tratava de uma revolução em nossa compreensão da física e do física do voo espacial — o que seria verdade, caso o sucesso fosse real. Mas este não foi о caso.

Различные группы специалистов, в том числе Eagleworks НАСА и DARPA (агентство по проектам департамента обороны в EUA), продолжающие исследования и передвижение по EmDrive, Майк МакКаллох, руководитель проекта DARPA, оставшийся без изменений já pensava em viagensinterestelares. «Podemos levar uma sonda não tripulada para Proxima Centauri em uma (longa) vida humana, 90 anos», disse ele no ano passado. Если DARPA инвестирует в EmDrive в мае 2021 года, новые тесты реализованы в Техническом университете Дрездена, но не для аниматоров.

De acordo com físicos da TU Dresden, os resultsados ​​anteriores que apresentaram movimentos do EmDrive eram todos falsos positivos, que são explicados por forças externas. Usando uma nova escala de medição e diferentes pontos de suspensão do mesmo motor, eles «foram capazes de reproduzir forças de empuxo aparentes semelhantes às medidas pela equipe da NASA, mas tambem de fazê-las desaparecer por meio de pontos de suspensamo», afirm.

(Изображение: Reprodução/M. Tajmar)

Ainda de acordo com o novo estudo, «quando a potência flui para o EmDrive, o motor aquece. Isso tambem faz com que os elementos de fixação na escala deformem, fazendo com que a escala se mova para um novo ponto zero. Conseguimos evitar isso em uma estrutura melhorada. Nossas medições refutam todas as afirmações do EmDrive», заключение. Eles publicaram três artigos sobre или тема.

Инвестиции DARPA в EmDrive не нужны, но их нет, и они не нужны во всем мире для агентства. Contudo, поскольку viagens espaciais mais velozes estão um pouco mais remotees. Por outro lado, os resultsados ​​ajudaram a aprimorar os métodos de medição para comprovar ou descartar futuras tecnologias hipotéticas, e é semper bom descobrir algo novo. Se o carimbo de «impossível» для definitivamente estampado no EmDrive, ao menos os cientistas já sabem como medir outras technologias sem gerar os mesmos falsos positivos. De quebra, lei da conservação do Movimento linear foi comprovada mais uma vez.

Источник: Popular Mechanichs, Universe Today

Gostou dessa materia?

Inscreva seu email no Canaltech para receber atualizações diárias com as últimas notícias do mundo da technologia.

«Невозможный» ЭМ-привод — будущее или фантастика? | Амелия Сеттембре

С тех пор, как возникла идея путешествовать в космосе, мы думали об эффективных и быстрых способах сделать это.

Конечно, это было непросто, скажем так, из-за общего количества открытого пространства между планетами и тому подобного (если вы попытаетесь долететь до Луны со скоростью мили в минуту, это займет у вас шесть месяцев, ужасное количество времени). Из-за этого было трудно найти быстрый и безопасный способ отправить людей в космос.

Ученые предположили, и, изучив загрузку ракет топливом и используя ионные двигатели, они нашли некоторые рабочие решения. Однако ни одно из этих решений не было совершенным , всем им не хватало хотя бы небольшой части того, что делало бы их полностью безупречными для космических путешествий.

Несмотря на это, астрофизики продолжали писать цифры и строить расчеты. Совсем недавно это привело их к способу улучшения космических путешествий, который (на бумаге) является одновременно быстрым и эффективным. Единственная проблема? Они не уверены, что это возможно .

Электромагнитный привод — это, по сути, электрический двигатель, способный ускорять космический корабль за счет отражения микроволн внутри конической камеры (глубокой защитной камеры). На самом деле было подсчитано, что с ЭМ-двигателем мы могли бы добраться до Марса за 70 дней, или почти треть времени, которое потребовалось бы нам с обычными двигателями.

Однако для ученых есть одна вещь, которая не сходится в этом, казалось бы, совершенном устройстве: по логике не должно работать.

Основной проблемой теории электромагнитного привода является несуществующее применение третьего закона Ньютона (каждое действие имеет противоположное равное противодействие). Это связано с тем, что с ЭМ-приводом почти ничего не выдавливается через сопло на конце, что могло бы продвигать ЭМ-привод.

Несмотря на это, НАСА создало тестовую версию EM Drive (результаты в письменной форме здесь: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.B36120), которая необъяснимым образом сработало . Это имело бы больше смысла, если бы это произошло только один раз, но снова и снова EM Drive продолжал работать и доказывал свой успех.

Без применения третьего закона Ньютона нет причин, по которым ЭМ-привод должен быть эффективным. В 2016–2018 годах ЭМ-привод использовался как НАСА, так и немецкими исследовательскими группами, каждая из которых стремилась понять, что приводило в движение ЭМ-привод.

В итоге был сделан вывод, что ЭМ-привод имел возможность двигаться за счет электромагнитной реакции, которая происходила как внутри резонансной конической камеры, так и вне ее.

Это также комбинируется с высокочастотной электрической энергией, которая преобразуется непосредственно в тягу, что является еще одним способом работы ЭМ привода (более подробную информацию можно найти здесь, в презентации: http://www.emdrive.com /shrivenhampresentation2019.pdf)

Кроме того, при рассмотрении Привода учитывается теория пилотной волны.

Теория пилотной волны обычно ассоциируется с квантовой механикой. Это предполагает, что отдельные частицы не существуют как вероятностные волны (то есть они движутся случайным образом), а вместо этого существуют и реальные частицы, и волны. В теории пилотной волны волны — это почти как пути (или пилоты), по которым частицы следуют и проходят.

Это также можно обобщить так: частицы не имеют точного местоположения, пока за ними не наблюдает внешняя сила .

НАСА предполагает, что эта теория может объяснить отсутствие реакции внутри ЭМ-двигателя, поскольку он сохраняет способность двигаться. Прямо сейчас это их основная идея, связанная с фактической наукой и вероятностью, стоящей за Двигателем.

Даже в наименее эффективной (или самой последней испытанной) версии EM Drive, , он производит 1,2 миллиньютона на киловатт силы из вакуума — довольно мало по сравнению с 60 миллиньютонами на киловатт силы, создаваемой невероятно мощным ионным двигателем Холла. Несмотря на это, во все еще загадочном EM Drive определенно есть возможности для улучшения и повышения эффективности.

Последнее испытание EM Drive было проведено летом 2019 года, что дало больше объяснений того, что и почему работает EM Drive. Тем не менее, нам еще предстоит многое понять, прежде чем EM Drive будет принят или будет иметь возможность подвергаться модификациям, чтобы стать более пригодным для использования в космической отрасли.

• После многих лет теоретизирования способов эффективного путешествия в космосе в начале 2000-х был задуман EM Drive. Несмотря на его изначально полезный характер, ученые все еще не до конца понимают, что за ним стоит наука.
• Это связано с тем, что ЭД-привод фактически нарушает третий закон Ньютона , который гласит, что все должно иметь равную и противоположную реакцию. за ЭМ Драйвом. В дополнение к этому, EM Drive состоит из резонансной камеры, которая позволяет передавать электрическую энергию практически напрямую в тягу.

Надеюсь, вам понравилась эта статья и вы узнали из нее что-то новое! Если вы хотите больше поговорить об ЭМ-драйве или космических технологиях, вы можете написать мне по адресу [email protected] или найти меня в LinkedIn здесь: ( https://www.linkedin.com/in/amelia-settembre -4850аа194/).

[PDF] Скачать Нажмите здесь для заказа +

11 апреля 2018 г. | Автор: Аноним | Категория: , Инженерия и технологии, Электротехника

ФОРМА ЗАКАЗА Этапы оформления заказа: 1.

Полностью заполните форму заказа

2.

Пожалуйста, верните заполненную форму заказа отправителю или на адрес [email protected] Примечание: не изменяйте тип файла заполненной формы

3.

Вы получите подтверждение заказа и прикрепленный счет-проформу

4.

После укладки предполагаемая дата отправки будет отправлена ​​на вашу электронную почту.

Пожалуйста, проверьте информацию, указанную в этом документе, так как счет-проформа основан на этом документе. Дата: Адрес для счета-проформы и счета-фактуры: Компания: Контактное лицо (ATTN): Улица: Почтовый индекс: Город: Штат: Страна: Телефон: электронная почта: Веб-сайт: Идентификационный номер плательщика НДС*:

Нижеподписавшийся гарантирует правильность номера НДС.

*Европейский Союз: Если вы делаете заказ как юридическое лицо или у вас есть вариант, что другая компания (например, спонсор) купит вам товары, заполните поле с правильным идентификационным номером НДС (налога на добавленную стоимость). Сообщая нам правильный номер, вы платите налог в стране-получателе. В этом случае мы экспортируем товар в соответствии с пунктом: 1/статья 46. ЗДДВ-1 закона об НДС, товары освобождены от НДС. Номер НДС можно проверить здесь: http://ec.europa.eu/taxation_customs/vies Если вы заказываете не как юридическое лицо, мы должны добавить словенский НДС 22% к общей цене. *Другие страны: Мы экспортируем товары в соответствии с пунктом 1/a статьи 52. Закона об НДС, товары освобождены от НДС. НДС должен быть оплачен в стране-получателе в соответствии с ее налоговой ставкой. Адрес доставки (если отличается от верхнего адреса): Компания: Контактное лицо (ATTN): Улица: Почтовый индекс: Город:

Состояние: Страна: Телефон: Электронная почта:

ИНФОРМАЦИЯ О КОДЕ ДЛЯ ЗАКАЗА emDrive __ 500 800/125 Марка контроллера двигателя

Максимальное напряжение звена постоянного тока

Название Уровень напряжения Пусто: низкое напряжение H: высокое напряжение

1-минутный пик ток двигателя Непрерывный ток двигателя

Стандартные контроллеры двигателей emDrive:

Код заказа:

Тип контроллера:

Вес [кг (фунты)]

Размер ШxГxВ [мм (дюймы)]

150 ARMS непрерывный ток двигателя emDrive

250 ARMS 1-минутный пиковый ток двигателя

150_250/60

60 В пост. тока Максимальное напряжение промежуточного контура

1,5

200 x 150 x 53

7 x 07

(3,03) 9 x 2,08)

Питание логической схемы от 18 до 60 В пост. тока 200 ARMS, непрерывный ток двигателя emDrive

400 ARMS, пиковый ток двигателя за 1 минуту

200_400/60

60 В пост. 200 х 150 х 53

(3,53)

(7,87 х 5,9x 2,08)

1,6

200 x 150 x 53

(3,53)

(7,87 x 5,9 x 2,08)

Источник питания логики от 18 до 60 В пост. тока 150 ARMS постоянный ток двигателя emDrive

300 ARMS Пиковый ток двигателя в течение 1 минуты

150_300/125

125 В пост. тока Максимальное напряжение звена постоянного тока от 38 до 125 В пост.

500_800/125

125 В постоянного тока Максимальное напряжение звена постоянного тока

4,9

280 x 205 x 65

(10,8)

(11,02 x 8,07 x 2,56)

Питание логики от 9 до 30 В пост.

450 Руков 1 -минутный ток пикового двигателя

H400_450/450

450 В постоянного тока. 9,6 x 8,97 x 4,96)

Чертеж

Все спецификации в этом документе могут быть изменены без письменного уведомления. Реальный продукт может отличаться от изображений, представленных в этом документе.

Возможности контроллеров двигателя EMDRIV 200_400/60

ДА*

emDrive 150_300/125 emDrive 500_800/125 ДА emDrive h400_450/450 * При использовании функциональной безопасности нельзя использовать обратную связь Холла

Модификация

Описание

Изолир. CAN

Изолированный приемопередатчик CAN

Тип контроллера двигателя, подходящий для модификации

Аналоговый вход 1 (дроссель) изменен, чтобы он мог управлять ШИМ-управлением сервоприводом**

Все контроллеры* скорость Используется, когда двигатель имеет 6-фазное соединение или

Ведомый SSI**

2 двигателя соединены на одном валу только с одной обратной связью SSI 2 цифровых входа используются для отключения привода

Функциональная безопасность***

функциональность Примечание. При использовании этой функции нельзя использовать тип обратной связи HALL.

Жидкостное охлаждение

Интегрировано в заднюю панель

Жидкостное охлаждение

Соединение для охлаждающих труб, установленных на

(R) ****

Правая сторона

Воздушное охлаждение

Алюминиевая задняя панель приемник может быть установлен

* Изолированный приемопередатчик CAN по умолчанию установлен на emDrive 500_800/125 и emDrive h400_450/450 ** Одновременно можно использовать только одну функцию (вход управления Servo PWM или Slave SSI) *** При работе используется функция безопасности, обратная связь по Холлу не может быть использована **** Ориентация слева по умолчанию

Аксессуары: код заказа

Описание

USB для интерфейса

Изолированный USB для интерфейса

EMDRIV emDrive высотой 400_450/4500003

Ценовой список №:

Название элемента

Цена **** (от 1 до 5 шт. /60

580 €/PCS

3

EMDRIVE 150_300/125

590 €/ПК

4

1850 €/ПК

9000.

. €/шт

Система управления батареями 6

BMS 2405

330 €/ПК

7

BMS S05 MASTER

710 €/ПК

8

BMS S05. ПК

Аксессуары для системы управления батареей 10

Набор кабелей для BMS2405

11

Датчик тока HASS-50S для BMS2405

12

Compatibility LTO-BMS2405 только

15 €/PCS 24,6 €/PCS3405 только

15 €/PCS 24,6 €/PCS 30 € 30 € 30 € 30 € 30 € 30 € 30 € 30 €. /шт

модификации emDrive 13

Изол. CAN

20 €/ПК

14

Сервоуправление Servo PWM вход

20 €/PCS

15

SLAVE SSI

30 €/ПК

16

Функциональная безопасность

Прямые измерения тяги EMDrive и оценка возможных побочных эффектов

• М. Таймар, Г. Фидлер

• Физика

• 2015

EMDrive был предложен в качестве революционного бестопливного двигателя, использующего резонирующий микроволновый резонатор. Утверждается, что он работает на разнице радиационного давления из-за геометрии его…

Дорожная карта межзвездного полета

• П. Любин

• Физика

• 2016

В космическом полете почти 60 лет совершили замечательные исследовательские подвиги, которые продемонстрировали невероятный дух человеческого стремления исследовать и понять нашу вселенную. Но в тех…

Аномальная тяга, создаваемая ВЧ-испытательным устройством, измеренная на торсионном маятнике с малой тягой

• Дэвид Брейди, Гарольд Уайт, П. Марч, Джеймс Лоуренс, Ф. Дэвис описывает восьмидневную тестовую кампанию в августе 2013 года, предназначенную для исследования и демонстрации жизнеспособности использования классической магнитоплазмодинамики для получения движущей передачи импульса через…

  Тестирование квантованной инерции на электронных приводах с диэлектриками

  • M. McCulloch

  • Физика

  • 2017

  Полости в форме усеченного конуса с резонирующими в них микроволнами (emdrives) слегка смещаются к своим узким концам, что противоречит стандартной физике. Этот эффект был предсказан…

  Измерение импульсной тяги из закрытой радиочастотной полости в вакууме

  • Гарольд Уайт, П. Марч, Пол Бейли

  • Физика

  • 2017

  Завершена кампания вакуумных испытаний по оценке характеристик импульсной тяги конического радиочастотного испытательного изделия, возбуждаемого в моде поперечной магнитуды 212 на частоте 1937 МГц. Тест…

  Эксперимент с параллельным контуром и силами Лоренца на проводах

  • Одри Ли, Шэнчао Ли

  • Физика, образование

  • 2015

  Параллельный контур и силы Лоренца, переносящие ток по проводам, являются важными понятиями во вводных курсах физики. Здесь мы описываем эксперимент, иллюстрирующий эти две концепции. Монтируем…

  Теория двигателя на эффекте Маха II

  • Х. Ферн, Н. В. Россум, К. Вансер, Дж. Вудворд

  • Физика

  • 2015

  Согласно Эйнхштейну Общая теория относительности. Принцип Маха можно резюмировать, заявив, что инерция тела определяется остальной массой-энергией…

  Исследования бесдвигательного EMDrive продолжаются в Китае, и экспериментальные утверждения в восемь раз лучше, чем ксеноновый ионный двигатель Boeing с обещаниями космического самолета

  В последнем документе об эксперименте EMDrive (из Китая) описывается их последний двигатель и приводятся подробные результаты испытаний, показывающие, что при мощности в пару киловатт они могут производить 720 мН (около 72 граммов) тяги.

  Может показаться, что это не очень много, меньше трех унций, но в космосе небольшая тяга имеет большое значение. Усовершенствованный двигатель Boeing XIPS, который выбрасывает ионы ксенона на высокой скорости, генерирует менее четверти тяги при вдвое большей мощности. Он используется для удержания спутников на месте или перемещения их на немного другую орбиту. Важно отметить, что Xips весит около двадцати килограммов, больше, чем эквивалентный EmDrive, а топливо для длительной работы может весить намного больше.

  Компания Nextbigfuture освещала работу над EMDrive еще в 2008 и 2009 годах Сердцем Emdrive является резонансная коническая полость, заполненная микроволнами. По словам Шойера, релятивистский эффект создает чистую тягу, эффект, подтвержденный различными Emdrives, которые он построил в качестве демонстрации. Критики говорят, что любая тяга от привода должна исходить из другого источника. Шойер непреклонен в том, что измеренная тяга не вызвана другими факторами.

  В 2008 году профессор Ян Хуан из Колледжа астронавтики Северо-Западного политехнического университета (NPU) в Сиане с радостью подтвердил, что они строят Emdrive.

  Теперь Шойер считает, что прототип сверхпроводящего двигателя может быть готов в 2016 году. Ранее он говорил о создании такой системы примерно в 2010 году.

  Другое освещение EMDrive на Nextbigfuture.

  Сверхпроводящий EMDrive еще не создан

  EMdrive позволяет сверхпроводящим полостям очень эффективно создавать статическую тягу. Тяга измеряется в «фунтах тяги» в США и в ньютонах по метрической системе (4,45 ньютона тяги равняется 1 фунту тяги). 300 фунтов тяги — это 1335 ньютонов тяги. 6 киловатт ввода означает, что 222,5 Н/кВт.

  Судя по всему, 6,8-миллионное устройство Q имеет тягу 143 кг при входной мощности 6 кВт.

  Эффект увеличения добротности для Emdrive

  Q=50 000 (1-е поколение) Статическая тяга=315 мН/кВт Удельная тяга на скорости 3 км/с=200 мН/кВт

  Q=6 800 000 (сверхпроводниковая) Статическая тяга=222 Н/ кВт Удельная тяга при ??км/с=??Н/кВт

  Q=5* 10**9 (сверхконд.) Статическая тяга=31,5 кН/кВт Удельная тяга при 0,1км/с=8,8 Н/кВт

  Q =10**11 (сверхконд.) Статическая тяга=630 кН/кВт Удельная тяга при 0,1 км/с=??Н/кВт

  Измерение чистой тяги бестопливных микроволновых двигателей (12 страниц)

  РЕФЕРАТ – В соответствии с классической электромагнитной теорией в этой статье представлен новый вид бестопливных микроволновых двигателей для использования в космических двигателях. Это устройство способно напрямую преобразовывать микроволновое излучение в тягу без необходимости в каком-либо движителе. Разница с традиционными космическими двигательными установками заключается в том, что эта система означает, что нет необходимости носить с собой большой топливный бак, и можно устранить проблемы выбросов шлейфа, загрязняющих космический корабль. Система включает усеченный СВЧ-резонатор, СВЧ-источник и нагрузку. Микроволновый источник производит микроволновое излучение, которое может быть введено в усеченный микроволновый резонатор и формирует чистую стоячую волну и градиент электромагнитного давления. Таким образом, вдоль осевого направления усеченного СВЧ-резонатора формируется результирующая тяга. В этой статье, основанной на принципе индифферентного равновесия, преодолено сопротивление веса и жесткости самого двигателя, а также успешно измерена чистая тяга, создаваемая бестопливным микроволновым двигателем. Результаты показывают, что: Основываясь на классической электромагнитной теории, создание безтопливной микроволновой двигательной установки может обеспечить результирующую тягу; когда выход микроволнового источника составляет 2,45 ГГц, с мощностью микроволн 80-2500 Вт, тяга, создаваемая подруливающим устройством, находится в диапазоне 70-720 мН, а общая ошибка измерения составляет менее 12%.

  Aviation Week освещала работы еще в ноябре 2012 года

  В 2011 году Shawyer заявила о решении проблемы ограничения ускорения

  EmDrive второго поколения был представлен в 2011 году. орбитальные приложения, переданные в США.

  *Экспериментальное устройство большой тяги второго поколения (2G), охлаждаемое жидким азотом, достигло проектного значения добротности

  *Теоретическое исследование решило динамическую задачу для двигателей 2G. Решение привело к проектам для ракет-носителей и наземных приложений

  Влияние доплеровских сдвигов

  Доплеровские сдвиги, возникающие при каждом переходе, при высокой добротности и высоком ускорении приводят к тому, что частота фронта электромагнитной волны выходит за пределы рабочей полосы пропускания резонатора.

  Этот механизм сильно ограничивает ускорение, достигаемое сверхпроводящими полостями. Создана конструкция двигателя, позволяющая снизить этот эффект и получить ускорение до 0,5 м/с/с при удельной тяге 1 т/кВт.

  Это ограничение ускорения только в вертикальной плоскости позволит использовать двигатели 2G EmDrive в качестве подъемных двигателей на ряде аэрокосмических аппаратов.

  Важным применением станет гибридный космический самолет, дающий недорогой доступ к геостационарной орбите. Это позволит спутникам солнечной энергии значительно снизить стоимость атомных электростанций и обеспечит устойчивое решение мирового энергетического кризиса.

  Последовательность запуска представляет собой очень медленный подъем на высоту выше орбиты с использованием подъемных двигателей EmDrive с последующим отделением орбитального модуля, который затем сообщает орбитальную скорость полезному грузу с помощью обычных ракетных двигателей

  В 2009 году Шойер говорил о летающих автомобилях и испытательных испытаниях примерно в 2012 году. Программа – последствия для будущего аэрокосмической отрасли

  Две другие группы, одна в Китае и одна в США, работают над проектами EmDrive. Мы понимаем, что в этих группах был достигнут значительный прогресс как в теоретической, так и в экспериментальной работе. Также были получены отчеты о работе еще в двух странах. В Великобритании мы начали первоначальные эксплуатационные испытания нашего первого летного двигателя. Ожидается, что этот двигатель будет использоваться для демонстрации технологий.

  Основной целью этой статьи является описание результатов недавнего исследования конструкции гибридного космического самолета. В этом транспортном средстве используются сверхпроводящие двигатели EmDrive с водородным охлаждением для обеспечения статической подъемной силы. Ускорение обеспечивают обычные реактивные и ракетные двигатели, работающие на водороде. Результаты ряда численных анализов показывают замечательные характеристики для различных миссий. К ним относятся суборбитальные пассажирские перевозки, доставка полезной нагрузки на околоземную орбиту и посадка на Луну. Это исследование конструкции последовало за первой фазой экспериментальной программы сверхпроводящих двигателей.

  Предполагается, что проект беспилотного летательного аппарата, использующий четыре версии экспериментального двигателя с жидким водородом, может начать летных испытаний за 3 года.

  Сверхпроводящий резонаторный двигатель и предлагаемая демонстрация летающего автомобиля

  Экспериментальный сверхпроводящий двигатель

  Конструкция транспортного средства является результатом повторного анализа массы, мощности и тяги с использованием входных данных четырех анализов миссии. Масса, габариты и характеристики реактивных двигателей масштабированы на основе данных, доступных для двигателя БПЛА AMT Titan. Генератор основан на модернизированном авиационном двигателе ROTAX 503, приводящем в действие высокоскоростной генератор переменного тока мощностью 36 кВт.

  При входной мощности микроволн 6 кВт на каждом подруливающем устройстве общая подъемная тяга составляет 573 кг. Таким образом, при предполагаемой общей массе транспортного средства 477 кг транспортное средство начнет ускоряться вверх. Однако, когда средняя скорость превышает 1 м/с, подъемная тяга приближается к массе транспортного средства, и ускорение прекращается. Это просто принцип сохранения энергии при работе, при этом энергия, используемая для ускорения транспортного средства, теряется из-за накопленной энергии в двигателе, что снижает Q.

  Очевидно, что для достижения полезной скорости набора высоты реактивные двигатели должны вращаться для создания вертикальной тяги, а работа подъемного двигателя требует компенсации, чтобы избежать потери накопленной энергии.

  Огибающая полета была исследована путем выполнения 4 числовых анализов миссии. Это дало максимальную скорость вертикального подъема 52 м/с (170 футов/с) и максимальную скорость 118 м/с (230 узлов) на максимальной высоте 12,6 км (41 300 футов). Если высота ограничена 1,34 км (4400 футов), то полная загрузка жидким водородом даст максимальную дальность полета 9 км.7 км (60 миль).

  Предложение гибридного космического самолета EmDrive

  Базовая концепция гибридного космического самолета (HSP) представляет собой транспортное средство вертикального взлета и посадки, использующее восемь подъемных двигателей EmDrive, два водородных реактивных двигателя с вертикальными подъемными дефлекторами и до шести водородно-кислородных ракетных двигателей. Электроэнергия будет обеспечиваться двумя топливными элементами, работающими на выпаренном водороде из подъемных двигателей и жидком кислороде.

  Габаритные размеры составляют 35,5 м в длину, 13,3 м в ширину и 7 м в высоту. Сухая масса носителя составляет 61,1 тонны. Максимальная топливная загрузка, жидкий водород (Lh3) и жидкий кислород (LOX) составляет 190,5 тонны.

  Анализ миссии показывает, что самый высокий уровень g составляет 0,58 g, а максимальная скорость в воздухе составляет 180 км/ч. Однако конструкция является аэродинамической (коэффициент аэродинамического сопротивления оценивается в 0,35), и машина способна в аварийной ситуации совершить планирующую посадку. Поверхности управления для этой ситуации предусмотрены в конфигурации со сдвоенным оперением и хвостовым оперением

  . Модель в масштабе 2 метра показана справа вверху.

  Суборбитальная миссия из Лондона в Сидней начинается с вертикального взлета, когда космический самолет находится в горизонтальном положении. Подъемная сила обеспечивается двигателями EmDrive, а вертикальное ускорение — реактивными двигателями. На высоте 12 км запускаются подъемные ракетные двигатели для поддержания набора высоты до крейсерской высоты 9 км.6 км. На этой высоте запускаются орбитальные двигатели, чтобы разогнать космический самолет до крейсерской скорости 4 км/с. На 90-й минуте полета начинается торможение с использованием подъемных двигателей в режиме торможения. Обратите внимание, что при использовании для замедления подъемные двигатели EmDrive не подлежат ограничению динамической тяги, поскольку энергия, накопленная в резонаторе, не теряется. Спуск и вертикальная посадка контролируются как подъемными, так и реактивными двигателями.

  Для миссий LEO (низкая околоземная орбита) и GEO (геосинхронная околоземная орбита) космический корабль-носитель можно рассматривать как «космический лифт без тросов».

  Если вам понравилась эта статья, дайте краткий обзор ycombinator или StumbleUpon . Спасибо

  Брайан Ванг

  Брайан Ванг — лидер футуристической мысли и популярный научный блогер с 1 миллионом читателей в месяц. Его блог Nextbigfuture.com занимает первое место среди блогов научных новостей. Он охватывает множество прорывных технологий и тенденций, включая космос, робототехнику, искусственный интеллект, медицину, антивозрастную биотехнологию и нанотехнологии.

  Известный своими передовыми технологиями, в настоящее время он является соучредителем стартапа и занимается сбором средств для перспективных компаний на ранней стадии развития. Он является руководителем отдела исследований по распределению инвестиций в глубокие технологии и инвестором-ангелом в Space Angels.

  Часто выступая в корпорациях, он был спикером TEDx, спикером Singularity University и гостем многочисленных интервью для радио и подкастов. Он открыт для публичных выступлений и консультаций.

  Размеры emdrive « Бесщеточные двигатели, 3-фазные преобразователи, схемы

  Размещено: 12 мая 2015 г. пользователем iulian207 в Проекты
  Теги: em drive, em drive test, Emdrive, размеры emdrive, размер усечения emdrive, независимый тест emdrive, движение emdrive, размер emdrive, тяга emdrive, реальная антигравитация

  Меня зовут Берка Юлиан, я живу в Нидерландах, я училась в Политехническом университете Бухареста, на электротехническом факультете Румынии, и мне нравится создавать такие вещи, как электромобили, скутеры, велосипеды, квадрокоптеры, бесщеточные двигатели и инверторы (ESC или контроллеры двигателей)

  Я очень увлечен электроникой, сейчас я работаю над улучшением бесколлекторного контроллера и собираюсь создавать новые двигатели и транспортные средства.

  Я готов сотрудничать в различных проектах или работать в творческой компании, чтобы разрабатывать и тестировать новые технологии.

  Мой канал на YouTube находится на http://www.youtube.com/user/iulian207?feature=mhee

  Я разрабатываю в Eagle-cad: схемы бесколлекторного контроллера, схемы контроллера двигателя постоянного тока, схемы защиты, и т. п.
  Я постоянно совершенствую свою конструкцию надежного бесщеточного контроллера со всеми необходимыми защитами (перегрузка по току, перегрев, выход ошибки, контроль крутящего момента), а также линейное ускорение и замедление и адаптация угла синхронизации.
  Сейчас я также работаю над новой конструкцией большого 48-полюсного бесколлекторного двигателя мощностью 60 кВт с прямым приводом.

  Сейчас я строю новую лабораторию, и я был бы признателен за любые небольшие пожертвования на новые материалы или оборудование для магазина, чтобы улучшить дизайн и сделать новые интересные и инновационные проекты.

  Повторение эксперимента по наблюдению за тягой в устройстве EmDrive.

  В устройстве используется магнетрон для генерации микроволн, которые направляются в металлический, полностью закрытый конически сужающийся высокий Q резонатор с большей площадью на одном конце устройства и диэлектрическим резонатором перед более узким концом. Изобретатель утверждает, что устройство создает направленную тягу к узкому концу сужающейся полости. Устройство (двигатель) требует источника электроэнергии для создания отражающих его внутренних микроволн, но не имеет движущихся частей и не требует какой-либо реакционной массы в качестве топлива. Если будет доказано, что она работает, как заявлено, эта технология может быть использована для приведения в движение транспортных средств, предназначенных для всех видов путешествий, включая наземные путешествия, морские путешествия, путешествия на подводных лодках, воздушные и космические полеты.

  EmDrive – это устройство, изобретенное Роджером Шойером в 1999 году. Устройство также было испытано в вакууме, при этом тяга все еще присутствует, поэтому конвекция воздуха или другое возможное движение воздуха исключены.

  Я повторю эксперимент и попробую понаблюдать за тягой.

  Материалы для привода.

  • Медный лист 0,3 мм (изначально предполагалось 0,6 мм)
  • трансформатор от СВЧ печи (мощность ~800-1200Вт)
  • Магнетрон из микроволновой печи: напряжение анод-катод ~ 4 кВ и 3-4 В при 13 А для нити накала. Частота 2,45ГГц.

  припой

  • , винты 4мм, печатная плата

  Испытательное оборудование: Измерение тока, измерение напряжения, измерение температуры, микрограммовая шкала.

   

   

  Frustrum 3D моделирование в Autocad Inventor

  Схема подключения магнетрона. Предупреждение: заряженных конденсатора очень легко убить. Всегда разряжайте конденсатор, устанавливая резистор 100 кОм на концах, а также на внешний корпус для вашей безопасности. После разряда замкните концы накоротко и подождите пару секунд, чтобы быть абсолютно уверенным в отсутствии напряжения.

  Сегодня пришли почти все материалы:

  Сегодня сделаю усеченный конус, посмотрим результат.

  Сегодня после работы закончу настройку и подключу усеченный конус к пластине и подвешу в воздухе на 4 нейлоновых проволоках.

   После включения питания температура магнетрона увеличилась до 60 градусов по Цельсию (140F) примерно за 5-6 секунд. Я думаю, что если магнетрон не имеет никакой нагрузки, температура должна быстро увеличиваться, хотя микроволновая печь не сгорит (перегреется), если ее оставить без еды внутри.

  В этой статье: http://www.emdrive.com/IAC-08-C4-4-7.pdf говорят, что тяга возникает через 20 секунд после включения магнетрона. Но через 20 секунд магнетрон будет очень горячим без надлежащего охлаждения (а может быть потому, что магнетрон не имеет нагрузки)

  Я до сих пор не знаю, играет ли волновод в микроволновой печи какую-либо иную роль, кроме подачи микроволн в резонатор.

  Еще одна мысль, которую я хочу проверить, это попытаться уменьшить ток накала с помощью отдельного источника питания в надежде, что я уменьшу мощность в «поиске» какой-то тяги.

  Через несколько дней получу 2 пластины текстолита односторонние, попробую их вместо бондарных концов.

  __________________________________________________________

  Сегодня провел первый тест с подвешенной на маятнике установкой. Питание было подано на 40 секунд. Тяги не получилось 🙁

  скоро выложу видео.

  Завтра я перенесу магнетрон над серединой усеченного конуса к маленькому концу. После включения в течение 40 секунд температура была 85 градусов Цельсия.

  Следующим шагом будет регулировка тока нити накала и, возможно, частоты путем добавления 2 отдельных катушек на магниты с регулируемым током, чтобы попытаться изменить частоту колебаний.

   

   

  ________________________________________________________

  Тест № 2

  Модификации: магнетрон перемещен в сторону меньшей частоты

  Все еще нет видимой тяги в маятнике

   

  ____________________________________________________________________________________________

  Испытание № 3, тяга наблюдается.

  Как вы заметили в фильме, вес поролона на усеченной части составляет 10,2 г, а реальный вес равен 3,58 г, поэтому передаточное отношение составляет 1:2,894, таким образом, реальная тяга составляет 0,508 г.

  Будут проведены новые испытания катушки, чтобы увидеть изменения в тяге.

  Я снова изменю усеченный конус и добавлю регулируемую длину, чтобы настроить резонанс.

  ________________________________________________________________________________________________________

  У меня не было времени на новую настройку. Частотомер прибыл, и я измерил 2463 МГц. . Изменяя ток в катушке вокруг магнита, я изменю создаваемое магнитное поле, превышающее поле магнита. При таком изменении магнитного поля выходная частота должна измениться. Я надеюсь, что смогу достаточно измениться, чтобы найти резонансную частоту усеченного конуса и надеяться на более высокую тягу. Другой метод обнаружения резонанса заключается в регулировке длины резонатора. Это можно сделать с помощью подвижной пластины и винта. Я могу сделать это из печатной платы.

   

  _________________________________________________________________________________

   

  Привет, ребята, я еще жив. Извините, если я ничего не опубликовал в эти дни. Я заметил, что некоторые парни думают, что я умер, реле странно. Кстати, у меня нет аккаунта в твиттере.

  Обсуждение температуры: во время испытаний температура усеченного конуса изменяется незначительно, может быть 1-2 градуса.

  Наибольшее изменение температуры происходит на трех ребрах магнетрона. Может достигать 80 градусов по Цельсию. Определенно воздух идет вверх от плавников. (Что означает изменение веса?) Тесты показывают, что после отключения питания вес усеченной пирамиды продолжает уменьшаться. до – 0,30 грамма не менее. Как мы можем это объяснить?

  Весенняя дискуссия:

  Энди П. сказал кое-что интересное: «При сравнении различных тяг вы также должны принять во внимание, что в тесте 3.1 движитель должен бороться с направленной вверх силой пружины, на которой он закреплен. . Это уменьшит наблюдаемое изменение веса на весах, но не обязательно означает, что тяга будет меньше».

   

  Эта борьба «с весной» реальна или нет? Предположим, вы кладете на весы 1 кг и нажимаете кнопку TARE. Когда вы снимаете вес, он не должен показывать -1 кг, если борьба с пружиной была реальной. Внутри весов также есть «пружина», чтобы вес теста оставался одинаковым.

   

  Сейчас я работаю над модификацией конуса.