Содержание
Em Drive — Special Opinion (Эм двигатель
Независимо от того, что произойдет дальше, Роджер Шоер может гордиться. Нельзя узнать, будет ли его революционный двигатель EM Drive воплощен в жизнь, но его идея уже не выглядит такой абсурдной, как это было в прошлом. Несмотря на десятилетия скептицизма и отрицания, технология Шоера наконец-то начинает восприниматься учеными. Вопрос лишь в том, куда исследователи зайдут с ней.
Нарастающая популярность EM Drive была вызвана отчетами НАСА, которые подтверждают, что двигатель может произвести некоторое количество надежной тяги. Но в тоже время космическое агентство дистанцируется от результатов. В более свежем докладе говорится, что испытания проводились в вакуумной камере, отвечая критикам, которые отмечали несостоятельность тестов двигателя в условиях атмосферы.
Главной особенностью EM Drive является то, что этот двигатель реактивной тяги якобы не требует топлива. Это означает, что набор из нескольких EM Drive может питаться от солнечных батарей и производить небольшое бесконечное ускорение, тем самым, решая многие из наиболее сложных проблем далеких космических полетов.
Исследователь Eagleworks Гарольд Уайт предсказывает, что пилотируемый космический корабль может добраться до Марса всего за 70 дней, используя всего 0,4 ньютона / кВт, что приблизительно в 10 раз энергоэффективней современного ионного двигателя.
Но его бестопливная природа противоречит закону сохранения импульса, так как он будет производить фронтальную силу без равной ей противоположной по направлению силы. Таким образом, EM Drive представляется своего рода вечным двигателем.
Маловероятно, что Шоер построил первый в мире двигатель, опровергающий фундаментальные законы физики, но вполне возможно, что EM Drive сохраняет импульс с помощью какого-то неизвестного нам процесса. Наиболее часто упоминаемым является процесс поляризации вакуума, в котором подразумевается создание короткоживущих частиц в космическом вакууме, которые EM Drive превращает в плазму и выбрасывает в определенном направлении. Если эта идея верна, то двигатель все еще использует некий вариант топлива, таким образом, оставаясь в рамках физических законов вселенной.
Также возможно, что EM Drive является своего рода прообразом двигателя варп-двигателя из Стар Трека — его электрическое поле сжимает пространство в передней части привода и расширяет сзади. НАСА Eagleworks испытывали его с лазерными импульсами, и выявили, что двигатель вызывает искажение лазера. Это могло быть из-за искажения пространства и времени, но данные исследования проводились в атмосфере, а не в вакууме. Далее исследователи могут начать эксперименты с интерферометром в вакууме, чтобы исключить возможность того, что воздух вызывает наблюдаемые лазерные дифракции.
В данный момент до практического применения EM Drive еще очень далеко, хотя такие эксперименты показывают, что его принцип работает. Двигатель все еще является предметом научной полемики, но то, что для тестирования ускорителя привлекаются серьезные ученые из высших инстанций, доказывает, что EM Drive не такой уж безнадежный, как многие утверждают.
НАСА может доставить человека на Марс за 10 недель.
Все дело невозможной скорости заключено в ведре двигателя «EМ Drive», стянутого многочисленными шпильками и болтами.
Ломающий основы физики, двигатель не требующий топлива кроме как солнечных лучей – можно считать вечным, пока наша звезда не потухнет.
Передовая система двигательной установки изобретена Роджером Шоер 10 лет назад в его «Satellite Propulsion Research Ltd.», выдержав тестово-показательный запуск экспериментальной модели.
Демонстрация удалась, это была сенсация – двигатель, не требующий заправки топливом или ядерного реактора работал! Он создавал дикую тягу усилиями микроволн, отталкиваясь ими от…от…
А никто толком не знает, на каком принципе работает странное устройство, и даже сам изобретатель. Машина «разогревает» фотоны, те «катапультируются» из рабочей камеры с высокой скоростью, сообщая устройству движение.
В последнем докладе НАСА (просочившимся в прессу) якобы сообщается о ряде испытаний, проведенных специалистами Космического центра имени Джонсона в Техасе.
Документ инженеров НАСА показывает успешные технологические испытания в вакууме. Как некоторые подозревают, именно с двигателем «EM Drive» на борту, находился в космосе – тестировавший технологии будущего.
Технологичный двигатель свободной энергии, иначе EM Drive попросту и назвать то нельзя, теперь как полагают сделал Марс ближе к Земле минимум на полгода. Названый как EM Drive, двигатель по неподтвержденным данным обладает гигантским потенциалом в плане быстрых внутрисистемных полетов.
EM Drive способен доставить человеческий экипаж на Марс всего за 10 недель, без использования обычного ракетного топлива или ядерного реактора. Тем более что химические двигатели значительно проигрывают в скоростных характеристиках новинке.
Изображенный прототип EM Drive — экспериментальная двигательная система, вызвавшая сенсацию, поскольку согласно законам физики, он не должен работать. Традиционные ракетные двигатели используют химическое топливо, которое сгорает и выталкивается из подруливающих устройств.
В безвоздушном вакууме пространства, это работает по третьему закону Ньютона движения — генерации тяги путем выбрасывания массы в безвоздушном пространстве, без необходимого воздуха. И это вполне понятно, это работает.
Испытания двигателя EM-Драйв.
В случае с EM-Драйв, нет топлива, чтобы извлечь тягу, как же он работает? Не спрашивайте, потому что без «полу-литра брат, здесь не разобраться». Впрочем, вторая половина литра тоже не поможет, потому как автор изобретения либо действительно не знает, что он изобретал и какой принцип разрабатывал – что похоже на бред, либо все в глубоком секрете.
На испытаниях небольшой агрегат показывал силу тяги в 1,2 мН на киловатт (Мn / квт), малую долю от возможности в 60 Мн / кВт (на примере). Двигательная система может совершить глубокий космический полет, как герои космической эпопеи Star Trek.
Все это конечно выглядит для нас сомнительно, слишком уж чужд принцип работы на микроволнах /ионах и фотонах современным технологиям.
Тем не менее НАСА в начале этого года заявило: Было , которые стали реальностью в заключение многих лет научных исследований.
И еще, ведя наступление на Марс, планируя полеты по нашей домашней системе, агентство отмахнулось от создания – для них это интересно, но не приоритетный вопрос. Не потому ли, что у них есть «быстрый двигатель»?
Уважаемый профессора физики в Университете Хельсинки Арто Эннила, отзываясь о работе ЕМдрайв сказал загадочную фразу: как и любой другой двигатель, EmDrive способен генерировать тягу без топлива. Его топливо входные фотоны сверхвысокой длинны (со слов зарубежных СМИ).
Секретный двигатель – оружие НАСА для скоростных путешествий.
Конструкция генерирует тягу путем задействования частицы света, выбрасывая микроволны внутри закрытой камеры в форме конуса. Движение внутри создает тягу на тонкий раструб конуса, который приводит двигатель в движение. Судя по множеству болтов в аппарате находится высокое давление.
Впервые увлекательный документ появился на форуме Nasa от австралийского пользователя Фил Уилсон (пишет dailymail), прежде чем пост был удален администраторами. Впоследствии публикация с отчётностью о полевых испытаниях устройства в условиях космоса «пробежалась» по всему интернету, и тайну было уже не скрыть.
Несмотря на кажущийся в «документе» успех НАСА в тестовых экспериментах, нет никаких признаков публикации в научном журнале. А ведь как сообщается, несколько команд работает над технологией, включая НАСА «Eagleworks Laboratories», которая занимается разработкой передовых двигательных систем.
Что такое ЕМдрайв?
Понятие EmDrive двигателя является относительно простым. Он обеспечивает тягу на космическом корабле с помощью микроволн. Солнечная энергия обеспечивает электроэнергию для микроволн. Последствия действительно существующей технологии, будучи запущенной в производство, неоценимы.
Невероятная сила двигателя-без-топлива дает людям возможность путешествовать дальше в космос, при значительно возросших скоростях.
Отпадает необходимость тащить с собой запасы драгоценного в космосе топлива.
А место и масса(?) подумать страшно, насколько «облегчиться» космический корабль и возрастет полезный объём. В сущности, ракета-носитель с топливными цистернами также отойдет в историю.
В самом деле, есть множество плюсов, даваемых очаровательным агрегатом. Правда, когда эта концепция была впервые предложена, ее сочли мистификацией, поскольку «мотор» пошел против законов физики.
Теперь специалисты, зная лишь примерный принцип работы устройства, пытаются разобраться с возможностью фотонной тяги, что вероятно и служит инерционной массой для движения машины, когда фотоны «выбрасываются» из камеры мотора.
Несмотря на десяток лет тестирования и обсуждения, привод остается спорным.Суть заключается в том, что, на бумаге, он не должен работать, соблюдая законы физики. И все же, в тесте после испытания EM Drive просто продолжает работать.
Несмотря на многочисленные
слухи
о том,
что документ НАСА об этих испытаниях прошел процесс рецензирования, это
не было опубликовано в научном журнале.
Таким образом, на данный момент, это только одна группа исследователей, сообщающая о невероятных результатах, совершенно без какой-либо внешней проверки.
В научном журнале Американского института аэронавтики и космонавтики вышла статья, посвященная странному и спорному устройству — двигателю EmDrive. По мнению ряда физиков, эта конструкция в принципе не может работать. Это нарушало бы фундаментальный закон природы, сохранение импульса. Другие пытаются найти разумное объяснение того, почему EmDrive все-таки работает, или хотя бы надежные доказательства его работоспособности. Их привлекает зыбкая, но грандиозная цель — двигатель, способный превращать электричество в тягу без топлива или реактивной струи. Или же — окончательное закрытие многолетнего спора.
Научная публикация может стать важным шагом в истории «невозможного» двигателя. Несмотря на наличие десятков экспериментальных проверок, их результаты не были опубликованы в рецензируемых журналах. Этому мешает отсутствие теоретических основ, объясняющих работу EmDrive.
К тому же многие эксперименты нельзя назвать «чистыми» — есть множество факторов, которые могут создать видимость работы двигателя. О них мы еще поговорим, а начнем с других вопросов.
Что это такое?
Это гипотетический двигатель, предложенный британским изобретателем Роджером Шойером. Питаясь электричеством, он (по утверждению Шойера и его не слишком многочисленных сторонников) создает слабую тягу без использования рабочего тела. На этот странный факт указывают и некоторые другие эксперименты. Однако вопиющее нарушение закона сохранения импульса заставляет с особой тщательностью подходить к таким заявлениям — и многие эксперты указывают на ошибки в постановке опытов, которые могли создать иллюзию слабой, но существующей тяги.
Устроен чудо-двигатель просто, собрать его может любой энтузиаст, осиливший управление паяльником. Он состоит из двух основных деталей: магнетрона и резонатора. Магнетрон — это вакуумная трубка, используемая для генерации излучения в обычной микроволновке.
Она состоит из полого цилиндра-анода и центрального волоска-катода. Под действием напряжения с катода вылетают электроны и начинают двигаться по сложным траекториям внутри цилиндра, испуская микроволны. По волноводу они передаются от магнетрона в резонатор, похожий на медное ведро, закрытое крышкой. Как утверждает изобретатель двигателя Роджер Шойер, тут-то и начинается самое интересное.
По словам Шойера, главная фишка EmDrive — это форма резонатора. Изобретатель предполагает, что из-за разницы в диаметре передней и задней стенок (как у дна ведра и его крышки) на них действуют разные по величине силы, вызванные стоячей электромагнитной волной в резонаторе. Их равнодействующая и толкает двигатель вперед, создавая тягу, которая направлена в сторону «дна». Впоследствии, после нескольких спорящих с этой идеей сообщений, Шойер уточнил, что реальный механизм несколько сложнее и может быть связан с проявлением эффектов специальной теории относительности (СТО).
Что с ним не так?
В самом деле, если взглянуть на первое объяснение механизма работы двигателя, то окажется, что оно напоминает историю барона Мюнхгаузена, вытащившего себя и коня из болота за волосы.
EmDrive — замкнутая система, которая ничего не выбрасывает в окружающее пространство. Такой объект не может увеличивать свой импульс без внешних воздействий, как и Мюнхгаузен не мог увеличить свой, как бы сильно он ни тянул. Сторонники двигателя парируют эти аргументы тем, что можно допустить отталкивание резонатора от вакуумного состояния или же привлечь к объяснению СТО. Однако физики неоднократно отмечали грубость таких оценок или отсутствие в них физического смысла.
Но все-таки суть заявлений Шойера состояла не столько в теоретических описаниях, сколько в том, что он якобы зафиксировал реальную тягу от двигателя. На своем сайте исследователь указывает величину тяги примерно в 200−230 мН/кВт — больше, чем у ионных двигателей, которые толкают космические аппараты, выбрасывая ускоренные в электрическом поле заряженные частицы.
Решив, что объяснять эту тягу — дело теоретиков, несколько групп экспериментаторов проверили EmDrive в своих лабораториях. Такую работу проделали исследователи из китайского Северо-Западного политехнического университета и Технического университета Дрездена.
Недавно к ним присоединились и авторы статьи, вышедшей в Journal of Propulsion and Power, исследователи из подразделения NASA Eagleworks, которые традиционно занимаются наиболее спорными и «футуристическими» проектами агентства.
Есть, но маленькая?
Первые тесты дали вроде бы обнадеживающие результаты: на включенное устройство действовала некая сила. Однако ее значение оказалось намного меньше, чем предсказанная Шойером величина, причем чем аккуратнее был поставлен эксперимент, тем меньшая регистрировалась тяга. Но ведь дело в принципе: откуда она может вообще браться? Если не рассматривать путаных объяснений Шойера, то можно выделить несколько побочных процессов, которые теоретически могут обеспечить тягу. Это могут быть потоки воздуха, связанные с нагревом двигателя, или тепловое расширение самой экспериментальной установки. Слабую силу способно создавать отталкивание от зарядов, «оседающих» на стенах тестовой камеры, или взаимодействие EmDrive с магнитными полями проводов, или давление излучения, покидающего резонатор.
С потоками воздуха бороться проще всего — достаточно проводить испытания в вакууме. Такие тесты были проделаны учеными из Дрездена, которые обнаружили тягу на уровне всего 0,02−0,03 мН/кВт — на пределе погрешности измерений. Кроме того, физики отметили, что использовали резонатор (то самое медное «ведро») с невысокой добротностью. Излучение быстро покидало его, увеличивая шансы на вклад других побочных процессов. Сотрудники NASA Eagleworks получили немного бóльшие цифры — 1,2±0,1 мН/кВт. При этом они утверждают, что отследили все возможные источники побочных процессов.
Это много или мало?
Строго говоря, миллиньютон (мН) — это меньше, чем вес одной песчинки сахара. Но если говорить о реактивном полете в космосе, то даже тяга 1 мН, непрерывно действуя на протяжении нескольких лет, позволяет разогнать 100-килограммовый аппарат до приличных скоростей.
Можно подсчитать, что за десять лет такой зонд разгонится на 3 км/с и (с учетом стартовой второй космической скорости) преодолеет порядка 3,5 млрд км.
Но если мы оценим тягу на уровне, который обещает Шойер (200 мН/кВт), то получим ускорение уже до 600 км/с и дистанцию в 660 астрономических единиц — расстояний от Солнца до Земли.
Так — слабо, но очень долго и экономно расходуя рабочее тело — действуют ионные и фотонные двигатели. Первые «выстреливают» в пространство заряженными ионами, разогнанными до десятков километров в секунду. Их тяга может достигать 60 мН/кВт, однако они требуют использовать рабочее тело — обычно запас инертного газа. К примеру, аппарат Dawn, который недавно завершил основную миссию по исследованию Цереры, был вынужден взять на борт 425 кг ксенона.
Фотонные двигатели обладают несравненно меньшей тягой, порядка нескольких микроньютонов на киловатт мощности лазерного излучения. Источником тяги в них выступает импульс фотонов, вылетающих в космическое пространство. Зато фотонные двигатели не требуют брать с собой ни топлива, ни рабочего тела.
В самом конце 2016 года Китайская академия космических технологий (CAST) сообщила, что уже несколько лет проводит собственные исследования потенциальных возможностей EmDrive и его применения.
По словам одного из руководителей CAST Чэня Юэ, организация провела собственные, «многолетние и многократно повторенные» эксперименты, подтвердившие наличие у EmDrive тяги. Использованный в Китае прототип создавал всего несколько миллиньютонов, но в ближайшее время будут разработаны новые конструкции, рассчитанные на 100 мН и больше. Возможно, они будут испытаны уже на орбите.
По словам одного из руководителей CAST Чэня Юэ, организация провела собственные, «многолетние и многократно повторенные» эксперименты, подтвердившие наличие у EmDrive тяги. Использованный в Китае прототип создавал всего несколько миллиньютонов, но в ближайшее время будут разработаны новые конструкции, рассчитанные на 100 мН и больше. Возможно, они будут испытаны уже на орбите.Нельзя забывать о пассивных двигателях, не требующих ни электроэнергии, ни топлива для своей работы, — о солнечных парусах. Тяга, которую они развивают, определяется площадью паруса и расстоянием до Солнца. Около Земли 1 м² отражающего материала будет развивать тягу в 0,1 мН. Суммарная тяга японского экспериментального аппарата IKAROS с парусом в 200 м² достигала как раз 2 мН. Для понимания масштаба добавим, что тяга двигателей сверхтяжелой ракеты Saturn V, отправлявшей астронавтов на Луну, составляла 34 000 000 Н.
Может, они ошибаются?
Публикация работы в рецензируемом научном журнале означает, что статья прошла проверку несколькими независимыми экспертами в соответствующей области.
Эта процедура поддерживает достаточно высокий уровень статей, но даже она не позволяет избежать ошибок.
Можно вспомнить, как в 2014 году международная коллаборация BICEP опубликовала результаты своих многолетних исследований в одном из самых престижных научных журналов Physical Review Letters. Ученые утверждали, что обнаружили следы гравитационных волн при изучении реликтового излучения. Однако эта трактовка была неверной, и сенсационные результаты оказались влиянием галактической пыли.
Журнал, в котором команда Eagleworks опубликовала свою работу, может похвастаться в семь раз меньшим индексом цитирования, чем Physical Review Letters. Поэтому существует даже мнение о том, что процедура рецензирования в нем не столь строга и могла пропустить работу, несмотря на огрехи. Стоит отметить, что и само подразделение NASA Eagleworks — совсем небольшая лаборатория с финансированием на уровне $50 000 в год. Этого с трудом может хватить на выполнение высокоточного исследования и покупку нужного оборудования.
Работает — и ладно?
Если б стопроцентные доказательства работоспособности EmDrive существовали, они потребовали бы серьезной работы теоретиков. Но пока отсутствие объяснения — незыблемая скала, о которую разбиваются все доводы слишком больших энтузиастов «невозможного двигателя». Оно даже стало аргументом для отказа в публикации ранних статей в серьезных научных журналах.
Люди попроще любят замечать, что «работает и ладно, не обязательно же знать как». Однако такой подход может привести к неожиданным проблемам в долгосрочных космических миссиях. Например, если работа двигателя связана с магнитным полем, то он может непредсказуемо повести себя среди магнитных полей открытого космоса. Никому не нужно, чтоб аппарат потерял свой единственный источник тяги где-нибудь на полпути к Марсу или далеким объектам пояса Койпера. Так что к классическому требованию предъявить надежные доказательства обязательно должно прилагаться и требование объяснить все происходящее в двигателе — но пока создатели EmDrive не могут показать ни того, ни другого.
Интересно проследить, зачем профессиональные ученые работают с такими сомнительными проектами. С одной стороны, открытие реальной тяги в EmDrive может указать на принципиально новые эффекты и долгожданную «новую физику» за границами существующих моделей. С другой стороны, «закрыв» тягу невозможного двигателя, ученые смогут наконец разрешить давно надоевший всем спор. А по пути — создать новые сверхточные методы для исследования сверхмалых сил.
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!
В прошлом году компания Volvo представила новое семейство 4-цилиндровых 2-литровых силовых агрегатов Drive-E .
Линейка на данный момент включает два бензиновых мотора — Т5 мощностью 245 л.с. и Т6, развивающий 306 л.с., а также дизель D4 с отдачей 181 л.с. В планах расширение этого ряда: мощность дизельных двигателей Drive-E будет составлять от 120 до 230 л.с., а бензиновых — от 140 до 306 л.с. (возможно, и более). Добиться этого будет несложно, применяя нагнетатели различной конструкции и производительности. Так, при одинаковом объеме бензиновых двигателей Т5 и Т6 первый снабжен турбонаддувом, а второй — комбинацией турбины и механического нагнетателя. Отсюда и разница в отдаче.
Что до нового турбодизеля Drive-E D4, то его изюминкой стала технология точного контроля впрыска топлива i-ART (intelligent Accuracy Refinement Technology). Главное ее отличие от распространенных сегодня систем Common Rail — в наличии индивидуальных датчиков давления и управляющих впрыском микроконтроллеров в каждой из четырех форсунок. Система i-ART, отслеживая давление в каждой форсунке, позволяет точнее дозировать подачу топлива в цилиндры двигателя.
Это обеспечивает повышение экономичности и плавности работы мотора. Сокращению расхода топлива и вредных выбросов способствует также повышенное до 2500 бар давление впрыска. К примеру, на модели Volvo XC70 с новым Drive-E D4 расход горючего составляет 4,9 л/100 км против 5,9 л/100 км с прежним дизелем.
Высокая экономичность, кстати, свойственна и бензиновым агрегатам линейки Drive-E. Так, у переднеприводного Volvo S60 с новым мотором Т5 расход бензина сократился с 8,6 л/100 км (с предыдущим Т5 — 249 л.с.) до 6,0 л/100 км в смешанном цикле, а на кроссовере XC60 тот же двигатель Drive-E Т5 выигрывает у предшественника (240 л.с.) почти два литра на сотню — 6,7 л/100 км против 8,5 л/100 км. Справедливости ради надо заметить, что существенный вклад в эту экономию вносит и новый 8-ступенчатый «автомат» Aisin.
В России новые моторы уже доступны. Правда, пока только два — на первых порах покупателям предлагают полноприводный универсал XC70 с дизелем D4 и модели S60, S80 и XC60 с бензиновым Т5 .
Вместе с новыми силовыми агрегатами дебютировали также системы мониторинга полосы движения и помощи при параллельной парковке, а также электрический усилитель руля с тремя режимами настройки.
Мультимедийная система Sensus Connect — еще одна новинка, которая недавно появилась на российских моделях Volvo. Главная «фишка» — доступ к различным онлайн-сервисам и встроенный браузер для интернет-серфинга. Подключение к Всемирной паутине открывает, например, возможность слушать более 100 тыс. интернет-радиостанций с помощью сервиса TuneIn. Можно развернуть в автомобиле собственную точку доступа Wi-Fi, рассчитанную на подключение до восьми мобильных гаджетов. А можно, установив на смартфон специальное приложение, удаленно получать информацию о своем автомобиле. Карты в Sensus Navigation можно обновлять самостоятельно. В ближайшее время должна появиться возможность скачивать и устанавливать приложения. Ну а управление системой Sensus Connect организовано как посредством интерфейса на центральной консоли или на руле, так и с помощью голосового управления, что позволяет водителю не отвлекаться от дороги.
Новая теория о том, как работает двигатель EmDrive. Двигатель возможен иначе
Знаменитый EmDrive (1) не должен нарушать законы физики, говорит Майк МакКаллох (2) из Плимутского университета. Ученый предлагает теорию, предполагающую новый способ осмысления движения и инерции объектов с очень малыми ускорениями. Если бы он был прав, мы бы в конечном итоге назвали таинственный привод «неинерционным», потому что именно инерция, то есть инерция, преследует британского исследователя.
Инерция характерна для всех объектов, имеющих массу, реагирующих на изменение направления или на ускорение. Другими словами, массу можно рассматривать как меру инерции. Хотя это кажется нам хорошо известным понятием, сама его природа не столь очевидна. Концепция Маккаллоха основана на предположении, что инерция возникает из-за эффекта, предсказанного общей теорией относительности и называемого излучение от Унруэто излучение черного тела, действующее на ускоряющиеся объекты. С другой стороны, можно сказать, что температура Вселенной повышается по мере того, как мы ускоряемся.
2. Майк МакКаллок из Плимутского университета
Согласно Маккаллоху, инерция — это просто давление, оказываемое излучением Унру на ускоряющееся тело. Эффект трудно изучить для ускорений, которые мы обычно наблюдаем на Земле. По словам ученого, это становится видно только тогда, когда ускорения становятся меньше. При очень малых ускорениях длины волн Унру настолько велики, что они больше не вписываются в обозримую вселенную. Когда это происходит, утверждает МакКаллох, инерция может принимать только определенные значения и прыгать от одного значения к другому, что справедливо напоминает квантовые эффекты. Другими словами, инерция должна быть квантована как составляющая малых ускорений.
Маккалох считает, что они могут быть подтверждены его теорией в наблюдениях. странные скачки скорости наблюдается при прохождении некоторых космических объектов вблизи Земли по направлению к другим планетам. Тщательно изучить этот эффект на Земле сложно, потому что связанные с ним ускорения очень малы.
Что касается самого EmDrive, то концепция МакКаллоха основана на следующей мысли: если фотоны имеют какую-то массу, то при отражении они должны испытывать инерцию. Однако излучение Унру в этом случае очень мало. Настолько мал, что может взаимодействовать с ближайшим окружением. В случае с EmDrive это конус дизайна «двигателя». Конус допускает излучение Унру определенной длины на более широком конце и излучение меньшей длины на более узком конце. Фотоны отражаются, поэтому их инерция в камере должна измениться. А из принципа сохранения количества движения, который, вопреки частым мнениям об EmDrive, в этой трактовке не нарушается, следует, что таким образом должна создаваться тяга.
Теорию Маккаллоха можно проверить экспериментально по крайней мере двумя способами. Во-первых, поместив внутрь камеры диэлектрик — это должно повысить КПД привода. Во-вторых, по мнению ученого, изменение размеров камеры может изменить направление тяги. Это произойдет, когда излучение Унру лучше подходит для более узкого конца конуса, чем для более широкого. Аналогичный эффект может быть вызван изменением частоты фотонных пучков внутри конуса. «Реверсирование тяги уже произошло в недавнем эксперименте НАСА», — говорит британский исследователь.
Теория Мак-Каллоха, с одной стороны, устраняет проблему сохранения импульса, а с другой стороны, находится на обочине научного мейнстрима. (типичная маргинальная наука). С научной точки зрения спорно предполагать, что фотоны обладают инерционной массой. Более того, по логике, скорость света должна меняться внутри камеры. Это довольно трудно принять физикам.
3. Принцип работы двигателя EmDrive
Это работает, но нужно больше тестов
Изначально EmDrive был детищем Роджера Шойера, одного из самых выдающихся специалистов в области аэронавтики в Европе. Он представил эту конструкцию в виде конической емкости. Один конец резонатора шире другого, а его размеры подобраны таким образом, чтобы обеспечить резонанс для электромагнитных волн определенной длины. В результате эти волны, распространяющиеся к более широкому концу, должны ускоряться и замедляться к более узкому концу (3). Предполагается, что в результате различных скоростей смещения фронта волны они оказывают различное радиационное давление на противоположные концы резонатора, и, таким образом, ненулевая строка, которая перемещает объект.
Однако, согласно известной физике, если не прикладывать дополнительную силу, импульс не может расти. Теоретически EmDrive работает, используя явление радиационного давления. Групповая скорость электромагнитной волны, а значит, и создаваемая ею сила, могут зависеть от геометрии волновода, в котором она распространяется. Согласно идее Шойера, если построить конический волновод таким образом, что скорость волны на одном конце существенно отличается от скорости волны на другом конце, то, отражая эту волну между двумя концами, вы получить разницу в радиационном давлении, т.е. достаточную силу для достижения тяги. По словам Шайера, EmDrive не нарушает законов физики, а использует теорию Эйнштейна — двигатель находится в другой системе отсчета, чем «рабочая» волна внутри него.
Пока построены только очень маленькие Прототипы EmDrive с силой тяги порядка микроновости. Довольно крупное научно-исследовательское учреждение, Китайский Сианьский Северо-Западный политехнический университет, провело эксперименты с прототипом двигателя с силой тяги 720 мкН (микроньютонов). Это может быть немного, но некоторые ионные двигатели, используемые в астрономии, не генерируют больше.
4. Тест EmDrive 2014 года.
Версия EmDrive, испытанная НАСА (4), является работой американского конструктора Гвидо Фетти. Вакуумные испытания маятника подтвердили, что он достигает тяги 30-50 мкН. Лаборатория Eagleworks, расположенная в Космическом центре Линдона Б. Джонсона в Хьюстоне, подтвердил свою работу в вакууме. Специалисты НАСА объясняют работу двигателя квантовыми эффектами, а точнее, взаимодействием с частицами материи и антиматерии, возникающими, а затем взаимно аннигилирующими в квантовом вакууме.
Американцы долгое время не хотели официально признавать, что наблюдали тягу, выдаваемую EmDrive, опасаясь, что полученное малое значение может быть связано с погрешностями измерений. Поэтому методы измерения были уточнены, и эксперимент был повторен. Только после всего этого НАСА подтвердило результаты исследования.
Однако, как сообщал в марте 2016 года сайт International Business Times, один из сотрудников НАСА, работавших над проектом, сообщил, что агентство планирует повторить весь эксперимент отдельной командой. Благодаря этому она сможет окончательно протестировать решение, прежде чем принять решение вложить в него больше денег.
Главная » Технологии » Новая теория о том, как работает двигатель EmDrive. Двигатель возможен иначе
Опубликован отчёт НАСА об успешных испытаниях EmDrive -«невозможного двигателя»
Опубликован отчёт НАСА об успешных испытаниях EmDrive -«невозможного двигателя»
Оригинал взят у 32 в Опубликован отчёт НАСА об успешных испытаниях EmDrive
Учёные и инженеры с 2001 года продолжают спорить о возможности существования электромагнитного двигателя EmDrive, который создаёт тягу в замкнутом контуре, без выхлопа. Такой двигатель вроде бы нарушает закон сохранения импульса. С другой стороны, но десятки испытаний показывают де-факто его работоспособность вопреки ньютоновской физике. Согласно научным принципам, нельзя признать работоспособным двигатель, если нет общепризнанного объяснения его работы. Поэтому эксперименты продолжаются.
Со странным двигателем экспериментируют не только энтузиасты. Как показали испытания, недавно проведенные НАСА — двигатель выдаёт тягу даже в вакууме, где исключена любая тепловая конвекция.
Испытательная установка EmDrive в лаборатории Космического центра им. Линдона Джонсона
Согласно принципу работы EmDrive, 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. Физический принцип работы до конца не ясен.
Тем временем, сейчас в Сеть попал официальный отчёт НАСА об испытаниях двигателя (копия). Авторы отчёта — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона. Это центр НАСА по разработке пилотируемых космических кораблей неподалёку от Хьюстона.
Два месяца назад на форуме NASA Spaceflight упоминалась данная научная работа под названием «Измерение импульсной тяги закрытой радиочастотной полости в вакууме». Ходили слухи, что она прошла независимую экспертизу и вскоре будет опубликована в Американском институте аэронавтики и астронавтики (AIAA). Авторами указаны Гарольд Уайт, Пол Марч, Джеймс Лоуренс, Джерри Вера, Андре Сильвестр, Дэвид Брэйди и Пол Бэйли [Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester, David Brady, Paul Bailey]. Все — сотрудники Космического центра им. Линдона Джонсона.
Силовые линии поперечного магнитного потока (Transverse Magnetic 212 Mode) в полости, заполненной диэлектриком. Красные линии представляют электрическое поле, синии линии — магнитное поле.
В статье указано, что двигатель EmDrive развил тягу с коэффициентом мощности 1,2±0,1 мН/кВт.
Двигатель действительно работает, и с такой тягой он и вправду может найти применение в космонавтике. Сравним результат EmDrive с двигателями других типов. Например, лучший двигатель на эффекте Холла выдаёт до 60 мН/кВт, то есть примерно в 50 раз больше, чем EmDrive. С другой стороны, солнечные паруса и фотонные двигатели — тоже силовые установки без топлива — генерируют тягу на два порядка ниже, чем EmDrive (3,37−6,67 микроньютонов на киловатт).
В НАСА для проверки двигателя в лабораторных условиях была сконструирована испытательная установка на базе торсионного маятника.
Упрощённая схема испытательной установки на основе торсионного маятника
Блок-схема испытательной установки
Опубликованный отчёт НАСА свидетельствует, что лабораторные испытания EmDrive завершены — и двигатель доказал свою работоспособность. Следующим шагом должны стать его испытания в космосе.
Космический аппарат с двигателем такого типа можно отправить на большое расстояние — это станет ещё более убедительным наглядным доказательством работы EmDrive.
Перед реальной эксплуатацией EmDrive инженерам предстоит поработать, чтобы повысить эффективность и тягу этого двигателя. По расчётам энтузиастов, если повысить мощность силовой установки EmDrive и снабдить её топливными ячейками с водородом и кислородом, то такой двигатель на МКС уменьшит количество грузовых миссий с топливом на станцию, уменьшит количество маневров для разгона МКС, что уменьшит нагрузку на опорные конструкции станции и продлит срок её эксплуатации.
Для обычного геостационарного спутника замена обычного двигателя и топлива переход на EmDrive означает снижение веса с 3 тонн до 1,3 тонны.
И самое интересное. По мнению инженера НАСА Пола Марча (Paul March), космический корабль с технологией EmDrive может превзойти технические характеристики концептуального корабля с первой версией варп-двигателя WarpStar-1 на корабле IXS Enterprise (IXS-110) из вселенной Star Trek.
Технические характеристики WarpStar-1
С этого концептуального исторического двигателя началось использование варп-технологии и освоение человечеством дальнего космоса в Star Trek.
IXS Enterprise (IXS-110) вылетает из доков
По оценкам инженера НАСА, такой корабль с EmDrive способен доставить шестерых пассажиров и багаж с Земли на Луну, а затем вернуться назад в четырёхчасовом интервале. Инженеры считают, что совершенствование силовой утановки EmDrive с ядерным топливом сократит время полёта к Марсу до 70 дней.
Отчёт НАСА с результатами тестов EmDrive
Невозможный двигатель успешно испытали в космосе: pastuh83 — LiveJournal
Китайские ученые заявили, что создали рабочую версию бестопливного двигателя EmDrive, принцип действия которого до сих пор остается неизвестным. Аппарат испытали на борту космической лаборатории «Тяньгун-2» и теперь собираются использовать на орбитальных спутниках, сообщает Daily Mail.
На пресс-конференции, которая прошла в Пекине, исследователи из Китайской академии космических технологий подтвердили, что правительство КНР с 2010 года финансирует исследования двигателя, который якобы нарушает закон сохранения импульса.
По словам ученых, им удалось построить несколько версий устройства для испытаний в невесомости. Результаты экспериментов, в которых учитывалось влияние различных факторов, подтвердили, что EmDrive действительно создает небольшую тягу.
Статья ученых НАСА, ранее подтвердивших, что двигатель работает, была опубликована 17 ноября в Journal of Propulsion and Power. В ней сообщается, что EmDrive способен развить тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт.
Двигатель EmDrive представляет собой устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает положенное на бок ведро. Такая конструкция позволяет, по словам инженеров, преобразовывать излучение в тягу. Силовая установка на основе EmDrive позволила бы достичь края Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев.
Подтверждена работоспособность нарушающего законы физики двигателя EmDrive
В сеть утекли вызвавшие ажиотаж черновики статьи НАСА, в которой подтверждается работоспособность спорного двигателя EmDrive, якобы не нуждающегося в топливе.
Согласно выводам специалистов из лаборатории Eagleworks, двигатель развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. И работает он, вероятно, на энергии вакуума. Стоит ли этому верить?
Энтузиаст удивительного двигателя Фил Уилсон (Phil Wilson) опубликовал под ником The Traveller об этом пост на форуме сайта НАСА Spaceflight, однако модераторы его удалили, объяснив, что статья должна быть опубликована Американским институтом аэронавтики и астронавтики официально в декабре 2016 года. Однако сайт Next Big Future обеспечил свободный доступ к документам и содержащимся в них схемах, окончательно сделав статью достоянием общественности.
Специалисты НАСА сообщают об успешном повторении эксперимента, проведенного британским инженером Роджером Шойером в 2006 году. Ему удалось создать вращающийся двигатель, который не производит никаких выбросов, и показать, что устройство подчиняется законам механики Ньютона. По словам разработчика, устройство конвертирует электричество в микроволны, их энергия накапливается в резонаторе, и в результате возникает небольшая тяга.
С тех пор ученые бьются над загадкой EmDrive: работает ли он, и если да, то почему? Ведь согласно закону сохранения импульса, тяга возникает за счет реактивной струи. Иными словами, чтобы объект двинулся вперед, надо, чтобы от него что-то отскочило в обратном направлении.
Когда журнал New Scientist впервые опубликовал статью об EmDrive, в редакцию посыпались гневные письма. «Импульс, согласно одному из четырех базовых принципов, сохраняется, и он не может быть вновь создан или уничтожен. Двигатель нарушает это правило. В традиционных ракетах тяга достигается в соответствии с правилом, поскольку импульсы корабля и выхлопной струи, двигающиеся в противоположных направлениях, компенсируют друг друга», — указал изданию один из читателей.
Однако те, кто пытается разобраться в принципах работы двигателя, считают, что в нем закон сохранения импульса сохраняется, просто объяснить, как это получается, довольно сложно. Так, Майкл Маккалош из Плимутского университета (Великобритания) допускает существование фотонов, обладающих массой, а также изменение скорости света внутри устройства.
Другая гипотеза говорит о гашении микроволн, в результате чего рождаются пары фотонов, переносящих импульс. Подобное может происходить только в конусовидных полостях. Однако эти предположения выходят за рамки современных представлений о физике и вряд ли смогут убедить других специалистов.
Эксперименты с EmDrive, проведенные в июне 2015 года Мартином Таймаром из Германии, не подтвердили и не опровергли работоспособность силовой установки. Однако в статье НАСА утверждается, что инженеры добились положительного результата.
В исследовании использовался крутильный маятник — алюминиевая конструкция, установленная на скользком столе в вакуумной камере. Такое устройство способно измерять даже очень слабую тягу. На одном плече маятника был EmDrive, и он в результате серии тестов при 40, 60 и 80 ватт показал силу в 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме. Проверки не выявили никаких неучтенных источников движения, однако специалисты признали необходимость дополнительных исследований, чтобы исключить искажения со стороны такого фактора, как тепловое расширение.
Чтобы объяснить полученные результаты, авторы статьи обратились к почти забытой теории волны-пилота. Эта теория пытается объяснить с точки зрения классической физики такие понятия, как коллапс волновой функции и парадокс кота Шредингера. Иными словами, вся неопределенность возникает из-за того, что наблюдателю неизвестны положение и импульсы частиц. Классического объяснения удостоились и постоянная Планка, и эффект Казимира, а также основное состояние водорода и многое другое.
Современная физика приняла на вооружение копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, утверждающую, что неопределенность не зависит от наблюдателя. Однако физики Коудер и Форт еще в 2006-м показали, что капли воды могут вести себя подобно квантовым объектам. Так, капля, непрерывно отскакивающая от тонкого слоя жидкости при определенной частоте и двигающаяся в случайном направлении, создает узор из концентрических волн, сопровождающий каплю по всему ее пути. С помощью подобной системы удалось воспроизвести эксперимент с двумя щелями, туннелирование и другие квантовые феномены.
Возможно, квантовые флуктуации (виртуальные частицы) являются волнами, которые «следуют» за реальными частицами. Из этого, например, следует, что семь энергетических уровней атома водорода могут рассматриваться в качестве волн в квантовом вакууме. Ученые в статье приходят к выводу, что квантовый вакуум — среда, поддерживающая акустические осцилляции, а составляющие любой такой среды способны обмениваться импульсом. Значит, над вакуумом можно совершать работу и извлекать ее из него, что и делает двигатель.
Нужно заметить, что сама Eagleworks (также известная как Advanced Propulsion Physics Laboratory), где проводили исследования, — это маленькая научная группа, изучающая различные сомнительные теории, чтобы найти способы разработать новые двигатели для космических аппаратов. Вполне возможно, что статья, прошедшая рецензентов, будет серьезно отличаться от той версии, что доступна сейчас, и выводы сформулируют аккуратнее. В любом случае нужно ждать дальнейшие исследования и эксперименты других научных групп, поскольку статья НАСА сама по себе еще не дает никаких ответов.
Принцип работы приводного двигателя. EmDrive и другие невозможные моторы. Как работает emdrive
Знаете ли вы,
что такое мысленный эксперимент, мысленный эксперимент?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны сну наяву. Они рождают монстров. В отличие от физического эксперимента, представляющего собой экспериментальную проверку гипотез, «мысленный эксперимент» обманным путем подменяет экспериментальную проверку желаемыми, непроверенными на практике выводами, манипулируя фактически нарушающими саму логику логическими конструкциями, используя недоказанные посылки как доказанные, т. замена. Таким образом, основная задача претендентов на «мысленные эксперименты» состоит в том, чтобы обмануть слушателя или читателя, подменив реальный физический эксперимент его «куклой» — фиктивными рассуждениями под честно без самой физической проверки.
Наполнение физики воображаемыми, «мысленными экспериментами» привело к возникновению нелепой сюрреалистичной, запутанной и запутанной картины мира.
Настоящий исследователь должен отличать такие «фантики» от реальных ценностей.
Релятивисты и позитивисты утверждают, что «мысленный эксперимент» — очень полезный инструмент для проверки теорий (также возникающих в нашем сознании) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может быть осуществлена только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой собственного утверждения, так как причиной самого этого утверждения является отсутствие видимых заявителю противоречий в утверждении.
Мы видим это на примере СТО и ОТО, которые превратились в своего рода религию, управляющую наукой и общественным мнением. Никакое количество противоречащих им фактов не может преодолеть формулу Эйнштейна: «Если факт не соответствует теории, измените факт» (По другому варианту «- Факт не соответствует теории? — Тем хуже для факт»).
Максимум, на что может претендовать «мысленный эксперимент», это лишь внутренняя непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, зачастую далеко не истинной, логики заявителя.
Это не проверяет пригодность практики. Этот тест может иметь место только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент является экспериментом в том смысле, что это не уточнение мысли, а проверка мысли. Мысль, непротиворечивая внутри себя, не может проверить себя. Это доказано Куртом Гёделем.
Успешное освоение космоса постоянно требует от человечества изучения и открытия новых технологий, которые позволили бы иметь более мощное оборудование и создавать системы, обеспечивающие жизнедеятельность 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 году НАСА опубликовало результаты исследований и экспериментов, проведенных с двигателем, которые доказывают его работоспособность. Следующим шагом американского космического агентства в изучении этого вопроса является проведение экспериментов над двигателем EmDrive в открытом космосе.
Но начнем по порядку
Прежде всего кратко рассмотрим принцип работы обычного ракетного двигателя. Существует три самых популярных типа ракетных двигателей:
- Химический — самый распространенный тип ракетного двигателя. Принцип его действия следующий: в зависимости от агрегатного состояния топлива (твердотопливный или жидкостный двигатель) тем или иным образом окислитель смешивается с горючим, образуя горючее. После химической реакции топливо сгорает, оставляя после себя продукты сгорания — быстро расширяющийся нагретый газ. Струя этого газа выходит из сопла ракеты, образуя так называемое «рабочее тело», представляющее собой ту самую «огненную» струю, которую мы часто видим, например, в сериалах или фильмах.
- Ядерный — тип двигателя, в котором газ (например, водород или аммиак) нагревается в результате получения энергии от ядерных реакций (деления или синтеза ядер).
- Электрический — двигатель, в котором нагрев газа происходит за счет электрической энергии. Например, тепловой тип такого двигателя нагревает газ (рабочее тело) с помощью нагревательного элемента, а статический тип ускоряет движение частиц газа с помощью электростатического поля.
Например, тепловой тип такого двигателя нагревает газ (рабочее тело) с помощью нагревательного элемента, а статический тип ускоряет движение частиц газа с помощью электростатического поля.Сборка реактивного двигателя
Корпус такого двигателя должен состоять из нерасходуемого металла.
Вне зависимости от выбора типа двигателя, для его работы потребуется внушительный запас топлива, что значительно утяжеляет космический корабль и требует большей мощности от того же двигателя.
Двигатель EmDrive — что это такое и как он работает?
В 2001 году британский инженер Роджер Шойер предложил электродвигатель нового типа, принцип работы которого принципиально отличается от принципа работы двигателей, перечисленных выше.
Конструкция представляет собой закрытую металлическую камеру (резонатор) в виде усеченного конуса (что-то вроде ведра с крышкой), обладающую определенным коэффициентом отражения СВЧ-излучения. Магнетрон, соединенный с конусом, генерирует электромагнитное излучение СВЧ-диапазона, которое попадает в резонатор и создает там так называемую стоячую волну.
Из-за резонанса увеличивается энергия колебаний микроволн.
Как известно, свет или электромагнитное излучение оказывает давление на поверхность. Из-за сужения камеры в одну сторону давление микроволн на меньшее основание усеченного конуса меньше, чем давление на большее основание. Если рассматривать камеру как замкнутую систему, то описанный выше эффект приведет только к нагрузке на материал камеры, причем больше с одной ее стороны. Однако создатель концепции двигателя EmDrive утверждает, что эта система открыта из-за ограничения скорости движения электромагнитного излучения («скорости света»).
Физический принцип работы такого двигателя до конца не ясен. Роджер Шойер убежден, что объяснение этой технологии возможно в рамках известной ньютоновской механики. Вероятно, из-за наличия в камере коэффициента отражения СВЧ-излучения некоторая малая часть излучения уходит наружу, за пределы резонатора, что делает систему открытой. При этом испускание излучения со стороны большего основания усеченного конуса происходит в большей степени за счет большей площади основания.
Тогда уходящее СВЧ-излучение будет аналогом рабочего тела, создающего тягу, толкающую космический аппарат в обратном направлении от излучаемых СВЧ.
В то же время исследователи НАСА предполагают, что истинное действие двигателя лежит гораздо глубже, в квантовой механике, в общей теории относительности, согласно которой система открыта. Максимально упрощая теорию, можно сказать, что частицы могут исчезать и рождаться в замкнутом цикле пространства-времени.
Несколько исследовательских организаций, в том числе НАСА, оценили возможность реализации двигателя с помощью этого метода.
Экспериментальные результаты
За 15 лет было проведено множество экспериментов. Хотя результаты большинства из них подтвердили работоспособность концепции двигателя, мнение независимых экспертов расходилось с мнением экспериментаторов. Основной причиной опровержения результатов экспериментов является факт неправильного планирования и проведения эксперимента.
Наконец, американское космическое агентство, располагающее достаточными ресурсами для создания эксперимента, способного вынести окончательный вердикт, взялось за исследование двигателя EmDrive.
А именно — экспериментальная лаборатория НАСА — Eagleworks, где был построен прототип двигателя EmDrive. Двигатель был помещен в вакуум, где не исключалась тепловая конвекция, и оказалось, что прототип действительно способен развивать тягу. Согласно недавнему отчету НАСА, лаборатории удалось получить тягу, имеющую коэффициент мощности 1,2 ± 0,1 мН/кВт. Эта цифра пока намного ниже мощности используемых сегодня ракетных двигателей, но примерно в сто раз выше мощности фотонных двигателей и солнечных парусов.
С выпуском отчета об эксперименте эксперимент с двигателем в земных условиях, вероятно, завершен. НАСА планирует провести дальнейшие эксперименты с EmDrive в космосе.
Заявка
Наличие такого двигателя в руках человечества значительно расширяет возможности освоения космоса. Начнем с относительно небольшого — EmDrive, установленный на МКС, значительно уменьшил бы запасы топлива станции. Это позволило бы продлить срок службы станции, а также значительно сократить грузовые миссии по доставке топлива.
Следовательно, финансирование миссий и обслуживания станции будет сокращено.
Если рассматривать обычный геостационарный спутник, на котором будет установлен этот двигатель, то масса аппарата уменьшится более чем вдвое. Точно так же наличие EmDrive повлияет на пилотируемый космический корабль, который будет двигаться заметно быстрее.
Если еще поработать над мощностью двигателя, то, по расчетам, потенциал EmDrive позволяет доставить до шести космонавтов и некоторое оборудование, а затем вернуться на Землю примерно за 4 часа. Точно так же полет на Марс с этой технологией займет пару месяцев. Полет к Плутону займет около двух лет. Кстати, это заняло станцию New Horizons 9годы.
Подводя итоги, следует отметить, что технология EmDrive позволяет значительно увеличить скорость космических кораблей, сэкономить на работе устройств, а также на топливе. Кроме того, этот двигатель позволяет человечеству выполнять те космические миссии, которые до сих пор находились на грани возможного.
Спутник Cannae из шести блоков CubeSat. Рендер: Cannae Inc.
Эксперты и энтузиасты спорят с 2003 года о возможности существования гипотетического «волшебного» электромагнитного двигателя EmDrive. Принцип его работы очень прост: магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний аккумулируется в качественном резонаторе, а сам факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе особой формы фиксируется. источник тяги. Это создает тягу в замкнутом контуре, то есть в системе полностью изолирован от внешней среды , без выхлопа.
С одной стороны, этот двигатель как бы нарушает закон сохранения импульса, на что указывают многие физики. С другой стороны, британский изобретатель Роджер Шойер глубоко верит в свой EmDrive — и (см. несколько сотен дискуссионных страниц на форуме NASASpaceFlight). Испытания, проведенные на Земле (результаты 22 испытаний), похоже, подтверждают работоспособность EmDrive.
Пора заканчивать полемику.
Окончательную точку в споре поставит Гвидо Фетта — соратник Шойера и конструктор еще одного гипотетического двигателя Cannae Drive, работающего по тому же принципу: генерация микроволн и создание тяги в замкнутом контуре без выхлопа.
17 августа 2016 года Гвидо Петта объявил, что намерен запустить на орбиту экспериментальный Cannae Drive — и испытать его в действии. Гвидо Петта является генеральным директором Cannae Inc. Теперь Cannae Inc. передала лицензию на технологию электромагнитных двигателей компании Theseus Space Inc., которая запустит спутник CubeSat на низкую околоземную орбиту.
Среди учредителей «Тезей Спейс» — сама Cannae Inc., а также малоизвестные фирмы LAI International, AZ и SpaceQuest.
Дата запуска еще не объявлена. Возможно, энтузиасты смогут собрать деньги и построить экспериментальный аппарат в 2017 году.
Единственная миссия спутника — испытание двигателя Cannae Drive в течение шести месяцев. Спутник попытается двигаться, используя электромагнитную тягу 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 малых спутниках. Двигатель не требует топлива и не имеет выхлопа.
Объем двигателя на спутнике CubeSat не более 1,5 единиц, то есть 10×10×15 см. Блок питания не более 10 Вт. Сам спутник будет состоять из шести блоков.
Спутник компании Cannae. Визуализация: Cannae Inc.
После успешной демонстрации на орбите компания Theseus Space намеревается предложить новые двигатели сторонним производителям для использования на других спутниках.
Энтузиасты уверены: если EmDrive заработает, то в будущем станет возможным создание не только эффективных космических двигателей, но и летающих автомобилей, а также кораблей, самолетов — любого транспорта с электромагнитной тягой.
Канны не единственные, кто хочет проверить работу электромагнитного двигателя в космосе. Немецкий инженер Пол Коцила спроектировал небольшой карманный EmDrive и сейчас собирает деньги с помощью краудфандинговой кампании.
Для запуска прототипа в космос на мини-спутнике PocketQube требуется 24 200 евро. За три месяца нам удалось собрать 585 евро.
Прототип EmDrive немецкого инженера Пауля Коцылы
Научные работы Шойера недавно были опубликованы в открытом доступе. «Во всем мире люди измеряли тягу. Одни строили двигатели в своих гаражах, другие в крупных организациях. Все они выдают тягу, большого секрета нет. Кто-то думает, что тут какая-то черная магия, но это не так. Любой здравомыслящий физик должен понимать, как это работает. Если кто-то не понимает, ему пора менять работу», — безапелляционно заявил британский инженер.
В прошлом году Volvo представила новое семейство 4-цилиндровых 2-литровых силовых агрегатов Drive-E. В линейку на данный момент входят два бензиновых двигателя — Т5 мощностью 245 л.с. и Т6, развивающий 306 л.с., а также дизель Д4 мощностью 181 л.с. Мы планируем расширить этот диапазон: мощность дизельных двигателей Drive-E будет варьироваться от 120 до 230 л.
с., а бензиновых — от 140 до 306 л.с. (возможно больше). Добиться этого не составит труда, используя воздуходувки различной конструкции и мощности. Так, при одинаковом объеме бензиновые двигатели Т5 и Т6 имеют турбонаддув, а второй – комбинацию турбомеханического нагнетателя. Отсюда и разница в отдаче.
Что касается нового турбодизеля Drive-E D4, то его изюминкой является технология точного управления впрыском топлива i-ART (intelligent Accuracy Refinement Technology). Его главное отличие от распространенных сегодня систем Common rail – в каждой из четырех форсунок установлены индивидуальные датчики давления и микроконтроллеры, управляющие впрыском. Система i-ART за счет контроля давления в каждой форсунке позволяет более точно дозировать подачу топлива в цилиндры двигателя. Это повышает эффективность и плавность работы двигателя. Давление впрыска, увеличенное до 2500 бар, также способствует снижению расхода топлива и выбросов. Например, на Volvo XC70 с новым Drive-E D4 расход топлива составляет 4,9л/100 км против 5,9 л/100 км у старого дизеля.
Высокая эффективность, кстати, присуща бензиновым агрегатам линейки Drive-E. Так, у переднеприводного Volvo S60 с новым двигателем T5 расход бензина снизился с 8,6 л/100 км (у прежнего T5 — 249 л.с.) до 6,0 л/100 км в смешанном цикле, а на кроссовере XC60 Тот же двигатель Drive-E Т5 превосходит своего предшественника (240 л.с.) почти на два литра на сотню — 6,7 л/100 км против 8,5 л/100 км. Справедливости ради нужно отметить, что весомый вклад в эту экономию вносит новый 8-ступенчатый «автомат» Aisin.
Новые моторы уже доступны в России. Правда, пока только два — сначала покупателям предлагается полноприводный универсал XC70 с дизелем D4 и модели S60, S80 и XC60 с бензиновым T5. Вместе с новыми силовыми агрегатами также дебютировали системы контроля полосы движения и помощи при параллельной парковке, а также электроусилитель руля с тремя режимами регулировки.
Всегда онлайн!
Мультимедийная система Sensus Connect – еще одна новинка, недавно появившаяся на российских моделях Volvo.
Главной особенностью является доступ к различным онлайн-сервисам и встроенный браузер для интернет-серфинга. Подключение к всемирной паутине открывает, например, возможность слушать более 100 тысяч интернет-радиостанций с помощью сервиса TuneIn. Вы можете развернуть в автомобиле собственную точку доступа Wi-Fi, рассчитанную на подключение до восьми мобильных гаджетов. Или вы можете установить на свой смартфон специальное приложение, удаленно получающее информацию о вашем автомобиле. Вы можете обновить карты в Sensus Navigation самостоятельно. V скоро должна быть возможность загружать и устанавливать приложения. Ну а управление системой Sensus Connect организовано как через интерфейс на центральной консоли или на руле, так и с помощью голосового управления, что позволяет водителю не отвлекаться от дороги.
Евгений Золотов
Рассказ о «невозможном» двигателе EmDrive стал одним из самых читаемых ее материалов. И, конечно же, я следил за темой, надеясь когда-нибудь написать продолжение.
Но такой случай представился всего несколько дней назад: в авторитетном научном журнале была опубликована статья группы сотрудников одной из лабораторий НАСА, которые не только испытали двигатель, чтобы еще раз измерить возникающую тягу, но и предоставили отчет об испытаниях на суд независимых экспертов (то, что называется рецензированием), которые не выявили каких-либо серьезных ошибок. А это значит, что возможности «невозможного» двигателя теперь стали на порядок больше.
Если вы забыли или никогда не слышали, восстановим картину в общих чертах EmDrive, как его обычно называют, по большому счету обычная микроволновая печь, только выполненная не в виде куба, а в виде усеченный и, главное, замкнутый с обеих сторон конус. К узкому концу крепится микроволновый излучатель, включается, и — готово!
Нет топлива, которое можно было бы выбросить за борт. Итак, согласно классической физике, а именно закону сохранения импульса, тяга возникнуть не может. Однако изобретатели EmDrive (британский инженер Роджер Шаер и другие, впоследствии самостоятельно занимавшиеся той же темой) настаивают на том, что по разным причинам — из-за «квантового дисбаланса» или чего-то еще в том же духе, что современная физика не учитывает — тяга до сих пор имеет место быть, и его якобы даже можно было измерить.
Обратите внимание, что Шаер и другие вовсе не утверждают, что законы Ньютона неверны. Они только говорят, что наткнулись на эффект, который прояснит существующие законы. Это принципиально важный момент, который во многом помог «ЭМ-двигателю» — обеспечить к нему интерес серьезных исследователей.
Здесь начинается парадоксальная часть. С одной стороны, все вменяемые научно-популярные ресурсы считают такой двигатель псевдонаучным. С другой стороны, за это неожиданно взялись достаточно серьезные люди: сначала несколько научных групп из Китая, а затем НАСА. С тех пор о китайцах ничего не слышно, но и американцы не теряются: в США эта работа финансируется из кармана налогоплательщиков, поэтому результаты должны быть доступны всем.
А два года назад появился первый, очень обнадеживающий отчет НАСА: тяга действительно есть, хотя и по неизвестной причине. А на днях престижный Journal of Propulsion and Power публикует из лаборатории NASA Eagleworks — в которой снова подтверждается факт возникновения тяги, и на этот раз на чувствительном торсионном подвесе в вакууме (но все же на Земле) .
Он также предлагает осторожное объяснение.
Объяснение далеко не основная часть статьи, т.к. это скорее догадка, но именно она наделала больше всего шума. Дело в том, что задействована существующая теория, которой буквально почти сто лет: теория волны-пилота. Она была выдвинута еще в 20-х годах прошлого века и затем несколько раз уточнялась.
Боюсь, что поясню очень грубо (и буду признателен, если специалисты поправят!), но дело, в общем-то, в предположении, что квантовые процессы мы вынуждены описывать только неудобными статистическими методами потому что мы не замечаем некоторых квантовых частиц реальной динамики более низкого уровня, которые на самом деле движутся подобно макроскопическим телам по очень специфическим траекториям, определяемым свойствами вакуума. Эта теория пригодилась здесь, поскольку позволяет объяснить вакуум как среду, поддерживающую колебания плотности: EmDrive передает вакууму импульс (отталкивается от него, как от воды) и так возникает тяга в закрытая система.
И здесь следует подчеркнуть две важные вещи. Во-первых, теория волн-пилотов — не псевдонаучное изобретение, а одно из многих равновероятных объяснений квантовых процессов, удовлетворительно точно описывающее наблюдаемые эффекты и подкрепляемое экспериментальными данными. А, во-вторых, сам факт публикации статьи НАСА в таком издании как минимум снимает вопрос о правильности измерения тяги на подвеске (помню, что это был один из аргументов скептиков: мол , в реальном пространстве двигатель будет вести себя иначе). Проще говоря, статью можно понять так: НАСА точно не знает, почему возникает тяга, но они умеют ее измерять — и простой читатель может на них в этом положиться.
Отсюда новые возможности для предположений. Опуская цифры, которым сейчас, в общем-то, не следует придавать большого значения (задача была продемонстрировать наличие эффекта, а поиск путей оптимизации стоит в списке на будущее), авторы работы констатируют: уже в нынешнем виде Хотя EmDrive на порядок менее эффективен, чем классические ракетные двигатели, он на два порядка эффективнее других «безвыхлопных» двигателей, таких как солнечный парус, лазерное ускорение и фотонный двигатель.
Учитывая, что ограничение скорости накладывается только по скорости света, а по мощности вообще никакое (ничто не мешает строить такие двигатели буквально с многокилометровыми батареями — хватило бы электричества для их питания!), это делает EmDrive как минимум наиболее перспективное направление исследования и освоения Солнечной системы.
Это означает, что теперь все упирается в общую проверку пространства. Напомню, что китайцы уже намеревались это сделать. Было ли это сделано и с какими результатами? Неизвестный. Однако в данном случае молчание вызывает у вас больше подозрений, чем разочарования. Ведь понятно, что первый, кто подтвердит работу такого двигателя в космосе, а затем и первый, кто даст теоретическое обоснование, станут основоположниками новой отрасли физики и отцами неожиданных, непредсказуемых открытий и технологий!
Как кто-то хорошо сказал, мы не можем представить, куда нас приведет EmDrive, если это окажется правдой, ведь мы в самом начале пути. Подобно тому, как спектральные линии в конечном итоге привели к революции полупроводников, так и «невозможный двигатель», «отталкивающийся от вакуума», не обязательно должен стать лишь основой ракетной техники будущего.
Побочные эффекты обязательно будут обнаружены, будут сделаны сопутствующие открытия, будут поставлены новые вопросы: не каждый день, год и даже столетие можно прояснить или опровергнуть один из фундаментальных законов физики!
И как хорошо, что мы живем в те самые дни, когда пишется эта история!
Двигатель EmDrive устройство, нарушающее законы физики, или простая подделка
Редактор новостей Ordo16 марта 2022 г. Последнее обновление: 16 марта 2022 г.
3 859 Прочитано 3 минуты
(НОВОСТИ ОРДО) — По словам изобретателя, этот электромагнитный двигатель опровергает известные нам принципы физики.
Название EmDrive пророчило начальную точку эпохи великих космических открытий и колонизации Солнечной системы, о которой так давно мечтали астрономы всего мира. Увы, реальность гораздо прозаичнее.
Уникальная установка способна, например, перемещать космический корабль в вакууме… без использования топлива. Так почему же многие ученые считали (и продолжают считать до сих пор), что это изобретение — чистейшее шарлатанство?
Впервые концепция электромагнитной двигательной установки была опубликована еще в 2002 году британской исследовательской компанией Satellite Propulsion Research, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером.
Тогда же публике был представлен первый рабочий прототип устройства. Да, именно знаменитые «британские ученые» изобрели фантастический двигатель, вызвавший волну скептицизма со стороны научной общественности.
Дело в том, что EmDrive бросает вызов всем существующим законам физики (об этом мы уже писали). Его конструкция представляет собой магнетрон, генерирующий микроволны, а также качественный резонатор – металлическое «ведро», ловушку для микроволн в виде герметичного конуса.
Магнетрон (в быту именно он обеспечивает работу микроволновых печей) соединяется с резонатором высокочастотной линией передачи, то есть обычным коаксиальным кабелем.
Войдя в резонатор, ЭМ волна распространяется в обе стороны с одинаковой фазовой скоростью, но с разной групповой скоростью – в этом, по мнению создателя, и заключается причина эффекта.
В чем разница между этими двумя скоростями? Попадая в замкнутое пространство, электроны начинают в нем распространяться, отражаясь от внутренних стенок резонатора.
Фазовая скорость — это скорость относительно отражающей поверхности, которая, собственно, и определяет скорость электронов.
Поскольку электроны попадают в камеру из одного и того же источника, это значение действительно одинаково для всех. Групповая скорость , в свою очередь, есть скорость электронов относительно торцевой стенки и увеличивается по мере их движения от узкой части конуса к широкой.
Таким образом, по Шойеру, давление ЭМ волны на широкую стенку резонатора больше, чем на узкую, что и создает тягу.
Двигатель против ньютоновской физики
Так почему же ученые не согласны с этим? Основное утверждение физиков заключается в том, что принцип действия описываемой конструкции прямо противоречит третьему закону Ньютона, гласящему, что «на действие всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе взаимодействия двух тел друг относительно друга равны и направлены в противоположных направлениях».
Проще говоря, в привычном для нас пространстве на каждое действие есть равное по силе, но противоположное по направлению противодействие.
Этот принцип объясняет причину работы всех современных двигателей, от реактивных (газ подается назад, который двигает машину вперед) до ионных (пучок заряженных атомов движется в одну сторону, а корабль в другую ). У EmDrive просто нет выбросов.
Кроме того, несколько других менее важных параметров остаются неучтенными. Например, автор концепции не учел тот факт, что ЭМ волна оказывает давление не только на торец, но и на боковые стенки резонатора.
После критики Шойер опубликовал нерецензированную статью, объясняющую его точку зрения, но, по мнению экспертов, теория радиационного давления сложнее, чем представленная им теория.
Технологии на грани фантастики
В 2013 году двигателем заинтересовалось НАСА. Ничего удивительного: если EmDrive действительно заработает так, как рекламируется, то это будет настоящая революция в сфере космических путешествий. Устройство было протестировано в лаборатории Eagleworks в Космическом центре Джонсона.
Работы проводились под руководством Гарольда Уайта, и в их ходе был получен аномальный результат – тяга около 0,0001 Н. Уайт считает, что такой резонатор может работать путем создания виртуального плазменного тороида, реализующего тягу с помощью магнитных гидродинамика с квантовыми колебаниями вакуума.
Условия для испытаний были выбраны щадящие, в 50 раз меньшие по мощности, чем опыты самого Шойера. Они проходили на маломощном крутильном маятнике, способном регистрировать силы в десятки микроньютонов, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали при комнатной температуре воздуха и нормальном атмосферном давлении.
НАСА уверено, что при расчетной тяге в 1,2 мН установка сможет достичь края Солнечной системы всего за несколько месяцев. А для удержания аппарата на орбите требуется мощность тяги от 100 мГн до 1Гн.
Но текущая конструкция не позволяет выжать из двигателя такую мощность. Кроме того, размещение двигателя в той или иной части теоретического спутника также повлияет на его нагрев и тягу.
—
В сети:
Свяжитесь с нами: [email protected]
Наши стандарты, условия использования: Стандартные положения и условия .
Читать следующие
News
9000, 9022
News
17 февраля 2022
News
27 апреля 2022
Февраль. дней
17 февраля 2022
Google добавляет виджеты на свою домашнюю страницу поисковой системы
27 апреля 2022 г.
Крошечная тепловая машина без движущихся частей достигает невероятной вехи энергии
Комментарии изобретателя двигателя EmDrive | BuildTheEnterprise
20 февраля 2013 г.
Обновление: Вот интервью с изобретателем. У меня была переписка по электронной почте с Роджером Шойером, изобретателем бестопливного двигателя космического корабля EmDrive.
Как я уже говорил в недавнем посте, существуют некоторые разногласия по поводу того, возможен ли теоретически EmDrive. Г-н Шойер хотел бы внести следующие пояснения, которые, по его словам, я могу передать читателям сайта BTE:
- Физика EmDrive была известна на протяжении многих десятилетий. В этом нет никакой «магии», только основные принципы электромагнетизма и специальной теории относительности, законы Ньютона и некоторые новые инженерные решения. Обратите внимание, что европейские патенты не выдаются, если нарушаются законы физики.
- EmDrive — это просто новый класс электрических машин, использующих излучаемые электрические и магнитные поля вместо индуцированных полей.
- Для внешнего мира EmDrive — типичная ньютоновская машина. Он создает силу в одном направлении, определяемую тягой, и силу реакции в противоположном направлении, создавая ускорение. Чтобы понять это, прочитайте теорию и результаты испытаний, приведенные в британских и китайских документах, и внимательно посмотрите на направление вращения, показанное в тестовом видео EmDrive.
Статью Роджера Шойера о теории работы EmDrive, а также о математическом выводе, включая применение специальной теории относительности Эйнштейна, см. в формате pdf здесь. Я был удивлен, что в этой статье все его аргументы представлены в математической форме. . Это означает, что для того, чтобы кто-то доказал, что EmDrive не работает, он должен показать, где математика неверна. Таким образом, этот двигатель не основан на расплывчатых заявлениях, которые никогда полностью не объясняются, как в случае со многими, кто утверждает, что обладает прорывными технологиями. Все это представлено в форме уравнения, и оно открыто для обсуждения, именно так все и должно работать в научных исследованиях. Кстати, вот статья китайского исследователя доктора Ян Цзюана, который создал прототип. В заключении он пишет:
«Индивидуальные устройства для измерения равновесной тяги подтверждают, что, основываясь на классической электромагнитной теории, создание бестопливной микроволновой двигательной установки может создавать результирующую тягу; Экспериментальное измерение чистой тяги бестопливного микроволнового двигателя показывает, что направление чистой тяги, создаваемой бестопливным микроволновым двигателем, находится от большого конца усеченного микроволнового резонатора к меньшему концу.
Результаты согласуются с теоретическими расчетами».Подробнее о Китае и EmDrive здесь. Итак, теперь я думаю, что есть две принципиально важные потенциальные технологии, которые игнорируются крупными правительственными учреждениями США: Министерство энергетики игнорирует LENR, а НАСА игнорирует EmDrive. Я знаю, что большие бюрократии двигаются медленно, но смотреть на это неприятно.
Эта запись была размещена в Холодный синтез — LENR, двигатель EmDrive, двигатели, НАСА, наука, технологии на Земле. Добавьте постоянную ссылку в закладки.
Поиск по сайту
Поиск:
Categories
CategoriesSelect Category3D PrintersAerobrakingAirshipsApollo MissionsAsteroidsBasesBTE Venture/CompanyBTE WebsitesCold Fusion – LENREconomicsElectronics & ComputersEmDrive EngineEnginesFunding & PoliticsGen1 EnterpriseGen2,3,4 EnterpriseGraphic Art & Interior DesignGravity WheelHeavy LiftersHolodeckHullsHumorInspirationLaser DiggerMars MissionsMaterialsNASANuclear PowerPovertyPrivate SpacecraftRadiatorsRC Flying ThingsRobots & Robotic AssemblersScienceSensorsShieldingSkylonSolar PowerSpacecraft & ProbesStar TrekTechnologies on EarthUncategorizedWhite House Petition
Архивы
Архивы
Выбрать месяц Апрель 2017 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Ноябрь 2013 Сентябрь 2012 г.
Август 2012 г. Июль 2012 г. Июнь 2012 г. Май 2012 г.
Ресурсы
- Атомные ракеты
- BTEВики
- Ежедневная техника
- Холодный синтез ECAT
- ECAT World
- ХоббиСпейс
- Икар Межзвездный
- Библиотека LENR-CANR (холодный синтез)
- Мини-магнитосфера (экранирование)
- НАСА
- Форум космических полетов НАСА
- Новый ученый
- Нью-Йорк Таймс – Наука
- POPSCI
- Красная Орбита
- реддит космос
- Слэшдот
- Космическая архитектура
- Космическая ежедневная
- Космическое братство
- Космическая политика
- SPACE.com
- Доски Star Trek
- Форум Звездного Пути
- Проект Стартрам
- Путь BBS
- Проводная наука
Интересные блоги
- Волны 21-го века
- Мечты Центавра
- Граждане в космосе
- Ego Out LENR Блог
- Фабрика звездолетов зла
- FuturePundit
- Прометей Fusion Project
- Звездный путь — Научно-фантастический блог
- TrekMovie
СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ
Факты и вымыслы об утечке документов НАСА EmDrive
Если человечество когда-либо захочет по-настоящему исследовать внешние пределы нашей Солнечной системы или отправиться к другим звездам, нам придется создать лучший двигатель для наш космический корабль.
На самом деле, этот двигатель должен быть настолько хорош, чтобы он мог создавать тягу без расхода топлива. Правильно: если мы когда-нибудь захотим совершить четырехчасовое путешествие на Луну или двухмесячное путешествие на Марс, нам понадобится ракетный двигатель, которому не нужно ракетное топливо.
Advertisement
Это идея радиочастотного резонаторного двигателя, также известного как EmDrive — теоретического безреактивного двигателя, работающего на преобразовании электричества в микроволны и их отражении в закрытой металлической воронке.
EmDrive не раз отвергали как «невозможный», потому что он нарушает третий закон движения Ньютона, который гласит, что на каждое действие есть равное и противоположное противодействие. Но если верить просочившейся статье НАСА, опубликованной в Интернете в прошлую субботу, то ученые НАСА не только разрабатывают EmDrive, но и создали работающий двигатель.
Как подробно описано в документе, группа физиков НАСА во главе с Гарольдом «Сонни» Уайтом и Полом Марчем — ведущими фигурами в экзотических двигательных установках — смогла создать тягу в «конической тестовой радиочастотной установке» (читай: прототип EmDrive).
) во время серии испытаний в NASA Eagleworks Labs в Космическом центре Джонсона осенью 2015 года.
По сути, NASA EmDrive в статье состоит из замкнутого медного конуса, внутреннюю часть которого бомбардируют микроволнами. Чтобы протестировать EmDrive, исследователи включили его на 40, 60 и 80 Вт и обнаружили, что он генерирует до 58, 128 и 119 Вт.микроньютонов тяги соответственно. Учитывая, что эта «аномалия» все еще наблюдалась Уайтом и его коллегами после учета ошибки, это говорит о том, что результаты эксперимента показывают, что EmDrive действительно возможен.
Реклама
Основываясь на этих результатах, исследователи подсчитали, что их хитрое изобретение будет способно генерировать примерно 1,2 миллиньютона тяги на киловатт, если они увеличат потребляемую мощность. Чтобы представить это в перспективе, двигатель Холла — один из самых мощных в разработке и приводимый в действие выбросом плазмы — генерирует около 60 миллиньютонов тяги на киловатт.
«Вопрос здесь заключается в том, видит ли эксперимент что-то реальное или нет», — сказал журналу Motherboard Джим Вудворд, физик из Калифорнийского государственного университета Фуллертона.
«Я знаю, что Пол [Марч] делает чистую работу, и, честно говоря, я подозреваю, что там действительно что-то есть. Но результат, который они видят, на самом деле не может быть объяснен с точки зрения теории, которую они предлагают. Так что вопрос является: что вызывает это?»
Согласно Ньютону, если вы хотите отправить ракету в космос, вам придется выбросить некоторый материал в направлении, противоположном направлению движения ракеты. Но EmDrive, кажется, генерирует реакцию без каких-либо действий — так что же дает?
Был выдвинут ряд теорий, пытающихся объяснить это мнимое нарушение основ физики. Уайт был сторонником объяснения квантового вакуума, в котором утверждается, что EmDrive способен генерировать тягу, воздействуя на пары виртуальных частиц, которые генерируются флуктуациями в квантовом вакууме (в этой теории эти флуктуации вакуума создаются электромагнитным полем). генерируется EmDrive). По сути, микроволны будут «отталкивать» эти виртуальные частицы внутри полости EmDrive, создавая тягу, которую Уайт и его коллеги наблюдали в экспериментах с EmDrive.
Реклама
Другим ведущим объяснением является то, что тяга EmDrive создается радиационным давлением, и эту позицию придерживается его изобретатель Роджер Шойер. С этой точки зрения, когда микроволновое излучение попадает в медную полость, излучение давит на стенки EmDrive и создает тягу.
Однако, по словам Вудворда, обе эти теории вряд ли верны по простой причине: физика их не допускает.
В качестве примера Вудворд сравнил объяснение результатов, полученных в НАСА, исключительно с точки зрения микроволнового давления, с утверждением, что вы можете ускорить автомобиль, сев на водительское сиденье и нажав на лобовое стекло.
«Может ли любое расположение микроволн внутри полости создавать тягу?» — сказал Вудворд. «На этот вопрос есть простой ответ: нет, не может. Сохранение импульса диктует, что любая чисто электромагнитная замкнутая система не может создавать тягу. Это относится как к квантовой теории, так и к классической электродинамике. Это физически невозможно».
Вот что привело Уайта к его квантово-вакуумной теории: если микроволны не могут отталкиваться от внутренних стенок медного конуса для создания тяги, то они должны отталкиваться от чего-то еще внутри конуса — например, от виртуальной частицы. пары античастиц, существующие в квантовом вакууме. Проблема в том, что, хотя экспериментально доказано существование квантового вакуума, физики довольно твердо согласны с тем, что его нельзя использовать в качестве среды для создания тяги.
Реклама
Хотя теория квантового вакуума Уайта упоминается как теоретическое объяснение тяги, наблюдаемой как в недавно просочившейся статье НАСА, так и в первой статье NASA EmDrive от 2014 года, она снова и снова разоблачалась ведущими физиками в сообществе. .
Изобретатель EmDrive Роджер Шойер демонстрирует, почему, по его мнению, радиационное давление объясняет тягу EmDrive
«Теоретическая конструкция, связанная с квантовым вакуумом, — чепуха, — сказал Вудворд. «Нет никаких экспериментальных доказательств того, что что-либо отдаленно похожее на [теорию Уайта] является разумным способом рассмотрения вакуума.
Насколько я знаю, это то, к чему серьезно не относится ни один серьезный квантовый теоретик поля».
Вместо этого Вудворд считает, что результаты экспериментов НАСА с EmDrive можно объяснить, не нарушая основных законов физики.
«Эффект Маха — единственное возможное объяснение этого», — сказал Вудворд. «Если они смотрят на настоящий аномальный сигнал, и вы хотите попытаться объяснить его с помощью физики, которая не является чепухой, то это, кажется, единственный способ приблизиться к этому».
Вудворд, как первый человек, выдвинувший теорию об эффектах Маха в 1990 году, должен был об этом знать. Согласно теории эффекта Маха Вудворда, когда тело с массой ускоряется, часть силы, приложенной к этому телу, не приводит к возникновению кинетической энергии, а запасается в виде потенциальной энергии в теле. При изменении ускорения изменяется и внутренняя энергия тела, что проявляется в изменении массы покоя этого тела.
Advertisement
Ускоряющееся тело фактически сжимается между силой, приложенной в направлении его ускорения, и отталкиванием остального материала во Вселенной через гравитационное поле.
Эти две противодействующие силы изменяют внутреннюю энергию ускоряющегося тела, и никакие физические законы не нарушаются: импульс сохраняется, но небольшие его количества временно «запасаются» в ускоряющемся теле.
По словам Вудворда, этот эффект флуктуации массы может объяснить тягу, наблюдаемую в лаборатории NASA Eagleworks. Если микроволны, распространяющиеся в конусе EmDrive, воздействуют на материал, из которого сделан конус, то тягу, создаваемую таким образом, можно объяснить эффектом Маха, описанным Вудвордом.
Вудворд провел последние два десятилетия, создавая устройства, которые успешно продемонстрировали эффект Маха, хотя его теория все еще далека от общепринятой в физическом сообществе. Тем не менее, она набирает силу, поскольку более успешные эксперименты подтверждают его теорию. Марч, например, работал с Вудвордом над рядом успешных экспериментов с эффектом Маха за последнее десятилетие, а на сентябрьской конференции Exotic Propulsion в Эстес-Парке, штат Колорадо, три физика, помимо Вудворда, заявили, что экспериментально воспроизвели результаты эффекта Маха Вудворда.
«На мой взгляд, это единственная физика, которую я знаю и которой доверяю, не связанная с принятием желаемого за действительное и магическими полями», — сказал Вудворд.
На данный момент все, что мы знаем, это то, что статья, просочившаяся в субботу, на самом деле является законной — она прошла рецензирование и принята к публикации в журнале AIAA Journal of Propulsion and Power , где она должна появиться в декабрьском номере. . Что неясно, так это то, насколько рецензируемая версия изменится по сравнению с ранней версией, просочившейся в сеть.
По словам Вудворда, который видел копию статьи вскоре после того, как она была принята для рецензирования, основное различие между принятой копией и просочившимся ранним выпуском заключается в том, что в последнем гораздо больше теории, пытающейся объяснить результаты. Предположительно, AIAA примет статью только в том случае, если Уайт и его коллеги откажутся от теории квантового вакуума и просто опубликуют результаты своих исследований, не пытаясь их объяснить.
Остается выяснить, смогут ли другие использовать теорию эффекта Маха Вудворда, чтобы воспроизвести результаты, полученные в лаборатории NASA Eagleworks, и тем самым предложить убедительное объяснение тому, что наблюдали Уайт и его коллеги.
«В отсутствие убедительного физического объяснения, которое не противоречит хорошо известным принципам физики, вы должны воздержаться от любых суждений о том, реальны ли [результаты НАСА]», — сказал Вудворд. «Эти вещи гораздо сложнее сделать и сделать правильно, чем это действительно ценит почти любой, кто на самом деле не был в окопах, делая это. Шансы против того, чтобы что-то было реальным в этом бизнесе, очень высоки».
Теоретическая мечта об EmDrive
Безреактивный двигатель, известный как EmDrive, снова в новостях. На этот раз шумиху вызвала новая теоретическая статья, в которой делается попытка объяснить, каким образом устройство может нарушать основы физики. Хотя эта новая работа начинается с некоторой базовой квантовой физики, она быстро уходит в неизведанные (и весьма спекулятивные) теоретические воды для достижения своей цели.
EmDrive вызывает большие споры, поскольку утверждается, что он создает тягу без соответствующего топлива. Такой «безреактивный импульс» нарушил бы третий закон движения Ньютона, который является одним из основных постулатов классической физики. Обычно такие вещи быстро выбрасываются в компостную кучу маргинальной науки, но в этом случае несколько независимых групп заявили, что наблюдали толчок от такого рода устройств. Хотя это может показаться убедительным доказательством, есть несколько причин для скептицизма. Начнем с того, что ни одна из работ еще не прошла рецензирование. В прошлом месяце было объявлено, что некоторые из экспериментальных работ в настоящее время проходят рецензирование, но рецензируемая статья еще не появилась. Это важно, потому что предположительно наблюдаемая тяга чрезвычайно мала, и, как известно, трудно исключить более приземленные причины для таких странных крошечных эффектов. Во-вторых, если EmDrive действительно заработает, это нарушит известную физику.
В настоящее время нет теоретического объяснения того, почему может произойти такая тяга. Хотя вам не нужно теоретическое объяснение для ясного экспериментального результата, было бы полезно иметь теоретическую модель, которую можно было бы проверить. Эта новая работа пытается создать такую теоретическую модель.
Модель начинается с идеи из квантовой физики, известной как эффект Унру. В квантовой теории пустое пространство можно описать как заполненное квантовым полем. Вакуум, с этой точки зрения, является просто самым низким энергетическим состоянием для этих полей. Для инерциального наблюдателя (тот, который не ускоряется) это поле имеет фактически нулевую энергию, а пустое пространство выглядит как вакуум, как мы и ожидали. Однако для ускоряющегося наблюдателя поле имеет наблюдаемую энергию, и наблюдатель будет наблюдать море частиц, находящихся в тепловом равновесии. В результате ускоряющийся наблюдатель будет нагреваться квантовыми частицами. Хотя это может показаться странным, на самом деле это хорошо известный эффект, который чем-то похож на излучение Хокинга.
Хотя эффект Унру не вызывает споров, его никогда не наблюдали, потому что это очень незначительный эффект. Ускорение в триллион g создаст температуру менее одной миллионной доли Кельвина. Эффект Унру поднимает интересный вопрос для ускоряющихся частиц, в частности, будет ли ускоряющаяся частица, взаимодействующая с тепловым фоном Унру, излучать излучение, которое может наблюдать неускоряющий наблюдатель. Это известно как излучение Унру, и существуют теоретические модели как за, так и против него. Хотя кажется разумным, что излучение Унру должно существовать, также разумно относиться к этому скептически.
В теоретической модели EmDrive предполагается, что излучение Унру является реальным. Кроме того, автор модели утверждает, что источником инерции является излучение Унру. Основная идея состоит в том, что ускоряющаяся масса будет испытывать своего рода сопротивление из-за эффекта Унру, который мы описываем как инерционное сопротивление ускорению, наблюдаемое в классической физике. Этот эффект будет в значительной степени неотличим от обычного поведения инерции, но автор утверждает, что тонкие различия будут проявляться как аномалии, такие как аномалия пролета, наблюдаемая на некоторых космических кораблях. Оттуда это становится еще более спекулятивным, потому что автор утверждает, что фотоны также могут иметь инерционную массу из-за эффекта Унру и, таким образом, придавать EmDrive безреактивную тягу.
Общая форма EmDrive несколько коническая. Поскольку электромагнитное излучение отражается в этой конической полости, допустимые уровни энергии фотонов на узком конце немного отличаются от разрешенных уровней энергии на более широком конце. Таким образом, фотоны могут переходить между энергетическими уровнями внутри полости устройства. В модели фотоны на разных энергетических уровнях имеют разную инерционную массу. Поэтому, когда фотоны переходят с более высоких энергетических уровней на узком конце на более низкие энергетические уровни на более широком конце, их инерция изменяется. По третьему закону Ньютона на самом приводе должна быть сила реакции. Короче говоря, эта модель прячет третий закон Ньютона в квантовых спекуляциях. Благодаря этой модели EmDrive может бросить вызов закону Ньютона, толкая космический вакуум, а не нарушая закон напрямую.
В свою защиту работа, по крайней мере, стремится делать четкие и проверяемые предсказания. Он не только предсказывает дискретные уровни тяги на основе геометрии полости, но также предсказывает, что следует увидеть изменение направления тяги при наличии полости определенных размеров. Но это также не то, чтобы слишком волноваться. Эта новая работа не доказывает, что эффект реален. Это даже не так сильно согласуется с заявленными результатами. Модель также поднимает дополнительные теоретические проблемы, такие как требование, чтобы скорость света изменялась внутри полости, что нарушило бы центральное свойство специальной теории относительности. Даже если EmDrive работает так, как утверждает эта модель, он все равно нарушает проверенные законы физики.
Честно говоря, я бы хотел, чтобы такое устройство действительно работало, но я не уверен, что эффект реален. Хотя эта новая работа интересна, она не делает эффект более убедительным.
Бумага: М. Э. МакКаллох. Тестирование квантованной инерции на emdrive. arXiv:1604.03449 [physics.gen-ph] (2016)
Без категорий | Блог беспилотной инженерии
~ uengineeriablog ~ 1 комментарий
Есть два типа двигателей, которые можно использовать для питания RC Drone. Эти две категории — щеточные и бесщеточные. При покупке комплекта «готовый к полету» (RTF) или комплекта «связывай и летай» (BNF) тип используемого двигателя будет определен производителем для вас, но при сборке собственного комплекта или обновлении комплекта вам нужно будет сделать свой собственные решения относительно того, что лучше всего подходит для вашего ремесла. В этой статье мы обсудим некоторые плюсы и минусы каждого из них, а также некоторые основные факты и принципы, чтобы вы могли принять более обоснованное решение о том, какой двигатель лучше всего подходит для ваших нужд.
Как указано выше, существует два основных типа двигателей, из которых вы будете выбирать при выборе двигателя для своего корабля: щеточный и бесщеточный, однако принципы, по которым они работают, одинаковы для обоих типов двигателей. Оба являются двигателями постоянного тока (постоянного тока), которые преобразуют электрическую энергию, вырабатываемую аккумулятором корабля, в механическую энергию, которая используется для вращения гребного винта, управляемого этим двигателем. Это достигается, когда на обмотки двигателя подается ток от батареи, которая используется для создания электромагнитного поля, которое давит на неподвижные магниты в двигателе, вызывая вращение вала двигателя.
Коллекторные двигатели
В щеточных двигателях обмотки двигателя закреплены на валу внутри корпуса и вращаются при подаче тока на двигатель. Магниты внутри двигателя не двигаются, и питание подается на обмотки двигателя через положительные и отрицательные щетки, которые прижимаются к коллектору на валу. Это один из ключевых недостатков щеточных двигателей, поскольку трение между щетками и валом снижает эффективность, а также вызывает износ щеток, которые со временем необходимо очищать и/или заменять.
Коллекторные двигатели Pros
- Коллекторные двигатели можно ремонтировать для продления срока службы
- Коллекторные двигатели работают в экстремальных условиях из-за отсутствия электроники
- Коллекторные двигатели дешевле производить и покупать
- Электропроводка коллекторных двигателей проще, так как они имеют только два провода для питания и не требуют электронной коммутации, что означает, что вы можете использовать менее сложные и менее дорогие электронные регуляторы скорости (ESC)
Щёточный двигатель Минусы
- Щетки и коллектор необходимо периодически чистить, они со временем изнашиваются
- Трение о щетки приведет к замедлению двигателя, снизит отношение мощности к весу и приведет к сокращению срока службы батареи, что означает сокращение времени полета
- Возникновение дуги на щетках будет генерировать шум, вызывающий электрические магнитные помехи (ЭМП)
Бесщеточные двигатели
В бесщеточном двигателе нет коммутатора или щеток, поскольку конструкция в основном выворачивает двигатель наизнанку, изменяя способ, которым ток использует магниты для толкания вала, чтобы он вращался. Ключевым преимуществом этого является то, что вы удаляете несколько частей двигателя, которые были подвержены износу, и уменьшаете точки трения, что повышает эффективность двигателя.
Бесщеточные двигатели Pros
- Бесщеточные двигатели намного эффективнее обычных коллекторных двигателей
- не имеют щеток или коллектора, которые требуют обслуживания или замены, что также увеличивает срок службы двигателя.
- Бесщеточные двигатели создают меньше шума, вызывающего электрические магнитные помехи (ЭМП)
- Щетки не создают трения для замедления двигателя, что означает лучшее соотношение мощности к весу, более длительный срок службы батареи и время полета и, возможно, более высокие скорости.
Бесщеточные двигатели
Недостатки бесщеточного двигателя
- Бесщеточные двигатели дороже производить и покупать
- Электропроводка бесколлекторных двигателей более сложна, так как они имеют не менее трех проводов для питания и требуют электронной коммутации, а это означает, что вы должны использовать более сложные и дорогие электронные регуляторы скорости (ESC)
Термины, используемые для описания щеточных и бесщеточных двигателей
Арматура: Арматура (или рука) — это то, что вращается в двигателе и заставляет ваш вертолет двигаться. Он состоит из коллектора, пластин, вала и ветров. Электричество течет по проводам от ESC до концевого звонка. Затем он проходит через щетки к коммутатору и в обмотки на плече. Поскольку обмотки свернуты в катушку, они создают магнитное поле при пропускании через них тока. Это магнитное поле отталкивается и притягивается к магнитам в банке, заставляя руку поворачиваться.
Щетка: Изготовлена из сплава серебра, меди или графита на конце шунтирующего провода. Именно они контактируют с коммутатором и передают электрический ток на коммутатор.
Коммутатор: Обычно называется Comm. Комм берет ток от ваших щеток, которые проходят по этой части плеча, и направляет его на обмотки. Коммуникация не является цельной частью, а на самом деле состоит из 3 отдельных частей. Это позволяет переключать ток на разные обмотки плеча по мере его вращения. Поскольку он трется о щетки при вращении руки, коммуникатор необходимо регулярно очищать и придавать ему форму.
Непрерывный / импульсный ток: Непрерывный ток измеряет, какой ток двигатель может выдерживать непрерывно в течение длительного периода времени. Импульсный ток измеряет, какой ток двигатель может выдержать в течение короткого промежутка времени, около нескольких секунд.
Номинальный ток: Это максимальный ток, который может выдержать данный двигатель, измеряется в амперах.
Концевой колокол: Часть двигателя, состоящая из кожухов щеток и выступов. Концевой конус удерживает подшипник, поддерживающий короткий конец вала.
Номинальное значение Kv: Число Kv – это количество оборотов в минуту на вольт, подаваемое на двигатель. Число KV полезно, потому что оно позволяет вам выяснить, сколько вольт вам нужно для достижения определенного числа оборотов в минуту, или наоборот. Например, двигатель на 1200 кВ, питаемый от 3 вольт, будет работать с номинальной скоростью 3600 об/мин. Номинальное значение Kv всегда предполагает отсутствие нагрузки на двигатель, поэтому фактическое число оборотов в минуту, которое вы достигнете, будет меньше расчетного. Обратите внимание, что Kv — это постоянная напряжения (заглавная буква K, нижний индекс v), не путать с киловольтом, символ которого — кВ (строчная буква k, заглавная V).
Пластины: Часть арматуры, вокруг которой оборачиваются ветры. Обычно они имеют толщину около полумиллиметра и укладываются друг на друга. Пластины иногда имеют форму, обеспечивающую более сильное поле. Обычно они изготавливаются из феррита железа.
Магниты: Обеспечивает противодействующую силу, на которую действует магнитная сила якоря.
об/мин: Это мера угловой скорости или скорости вращения чего-либо. Число оборотов двигателя — это просто скорость, с которой он может вращаться в минуту.
Крутящий момент: Крутящий момент – это мера угловой силы, или того, насколько «толкает» вращающийся вал.
Вольт: Эта величина измеряет электрический потенциал или силу «толкания» электронов из батареи. Большее напряжение означает, что больше энергии прикладывается к данному количеству заряда.
Ватт: Это мера мощности или скорости использования энергии.
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
(Роберт Этвуд и Ричард Салливан из Hummingbird Drones управляют дроном на ферме Фрейт/Фото Линкольна Смита) (Линкольн Смит)
Бывшие пожарные придумали эту идею после развертывания, и теперь у них есть штат из восьми человек
В то время как B.C. правительство планирует ужесточить законы, запрещающие эксплуатацию дронов вблизи лесных пожаров, одна компания получает награду за использование беспилотных летательных аппаратов.
Роберт Этвуд и Ричард Салливан основали компанию Hummingbird Drones, занимающуюся аэрофотосъемкой, дистанционным зондированием и разработкой технологий.
Прошлым летом они стали партнерами Британской Колумбии. Служба лесных пожаров, чтобы проверить, как дроны можно использовать для борьбы с лесными пожарами.
Прошлым летом они помогали Британской Колумбии. Службы Wildfire собирают данные, чтобы помочь в борьбе с пожарами. (Дроны Hummingbird.)
В рамках этой работы они управляли дронами, оснащенными технологией инфракрасного сканирования, и собирали данные, которые затем передавались пожарным командам, чтобы помочь им сосредоточить свои усилия.
В среду Start Up Canada вручила компании награду «Молодой предприниматель года» за работу, которую они проделали с B.C. Служба лесного пожара.
«Честно говоря, это была невероятная поездка, — сказал Этвуд.
Бывшие студенты Университета Томпсон-Риверс были зачислены на программу изучения природных ресурсов и работали пожарными, когда им пришла в голову эта идея.
«Мы возвращались после пожарной операции, — сказал Этвуд, — и начали говорить о беспилотных летательных аппаратах… и о невероятном их применении».
Роберт Этвуд и Ричард Салливан из компании Hummingbird Drones используют БПЛА для сбора данных и изображений, помогающих в борьбе с лесными пожарами (дроны Hummingbird)
Они превратили идею в бизнес, и теперь у них восемь сотрудников.
«Он довольно быстро вырос только из меня и Ричарда», — сказал Этвуд.
Бизнес перешел в экспериментальную фазу с поисково-спасательной службой Kamloops, и владельцы надеются сотрудничать с другими отраслями и агентствами по борьбе с лесными пожарами по всей стране.
ИСТОЧНИК: КОЛИБРИ
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
ПАТРИК ФРАЙ
ЭМ-привод НАСА, или EmDrive, снова был протестирован Eagleworks, и на этот раз ЭМ-привод второго поколения показал еще лучшие результаты. Часто ошибочно называемый «варп-двигателем НАСА», двигатель Cannae, который не так быстр, как скорость света, все еще умудряется нарушать законы физики Исаака Ньютона, по-видимому, создавая тягу из ниоткуда. Самое приятное то, что электромагнитный привод может сократить время пилотируемой миссии на Марс.
В соответствующем отчете Inquisitr говорится, что НАСА планирует терраформировать Марс, а команда Mars One уже говорила о желании иметь марсианских детей.
Создание космического корабля с электромагнитным приводом для путешествия на Марс
НАСА в восторге от возможностей использования EmDrive в работающем космическом корабле. В частности, для полезного ЭМ-привода для космических путешествий потребуется атомная электростанция мощностью от 1,0 МВт (мегаватт-электрическая) до 100 МВт. Технология, необходимая для строительства такой атомной электростанции космического базирования, существует с 1980-х годов, и ВМС США уже производят реакторы мощностью 220 МВт для ядерных ракет межконтинентальных баллистических ракет.
Гарольд Уайт, руководитель исследовательской группы в Eagleworks, предсказывает, что пилотируемая миссия на Марс на 2-мегаваттном космическом корабле с ядерной электрической силовой установкой может добраться до Марса в течение 70 дней, если предположить, что НАСА EM Drive сможет обеспечить тягу/мощность 0,4 Ньютон/кВт. Чтобы представить это достижение в перспективе, старому оборудованию Аполлона потребовалось три дня, чтобы добраться до Луны.
НАСА публикует свой план колонизации Марса
Вот как мы будем колонизировать Марс согласно плану НАСА
НАСА публикует свой план колонизации Марса
Начало спора
Концепция ЭД-двигателя НАСА была встречена учеными с большим скептицизмом сообщество. Отчасти причина, по которой во многих отчетах упоминается варп-двигатель НАСА, связана с некоторыми более ранними испытаниями. Когда лазеры были запущены в резонансную камеру EmDrive, было обнаружено, что некоторые лучи движутся со скоростью, превышающей скорость света. Таким образом, некоторые думали, что НАСА могло случайно создать варп-поле или варп-пузырь.
В ответ на идею создания варп-двигателя НАСА космическое агентство выступило с заявлением.
«Несмотря на то, что концептуальные исследования новых методов движения, проведенные группой из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, привлекли к себе внимание, это небольшая попытка, которая еще не дала каких-либо ощутимых результатов. НАСА не работает над технологией «варп-двигателя».
На самом деле ЭМ-двигатель скорее безреактивный, чем варп-двигатель. Он использует более мощную вакуумную трубку, называемую магнетроном, для направления микроволн на короткий конец усеченного конуса внутри резонансной камеры, но даже это базовое описание считается спорным, поскольку оно, по-видимому, нарушает закон сохранения импульса Исаака Ньютона. Поскольку тяга ЭД-привода не создается какой-либо известной силой, некоторые считают, что тягу создают неучтённые явления, или что в концепции резонансно-камерного двигателя есть ошибка.
Электромагнитный привод EmDrive может открыть перед НАСА совершенно новые миры исследований
Двигатель EmDrive не использует топливо для создания тяги в космическом вакууме
Электромагнитный привод EmDrive может открыть перед НАСА совершенно новые миры исследований
Физика электромагнитного привода
Каннский двигатель — это версия концепции электромагнитного привода НАСА, и они считают, что он «потенциально демонстрирует взаимодействие с квантово-вакуумной виртуальной плазмой». Это объяснение ужасно похоже на тарабарщину из «Звездного пути», но попытка объяснить виртуальные частицы выходит далеко за рамки этой статьи.
Короче говоря, виртуальные частицы возникают из-за флуктуаций в квантовом вакууме, который является точкой с самой низкой возможной энергией в квантовом состоянии. Затем эти виртуальные частицы ионизируются микроволнами, и, таким образом, ЭМ-двигатель работает аналогично ионному приводу, за исключением того, что ему не требуется ионизированное топливо.
Тем не менее, это объяснение неубедительно для некоторых ученых, так как предполагается, что квантовый вакуум не может быть ионизирован. Чтобы создать тягу и подчиняться закону сохранения импульса, должно быть что-то, на что можно «толкать», а квантовый вакуум предположительно не обеспечивает такой возможности. Квантовый вакуум тоже не плазма.
Однако британский ученый Роджер Шойер, изобретатель электромагнитного привода, утверждает, что его устройство не имеет претензий к сэру Исааку Ньютону.
«Проще говоря, электричество преобразуется в микроволны внутри полости, которые давят на внутреннюю часть устройства, заставляя двигатель ускоряться в противоположном направлении», — сказал он.
Предложенный НАСА варп-корабль может доставить нас к Альфе Центавра всего за две недели
Предложенный НАСА варп-корабль поразительно похож на вымышленный «Энтерпрайз-9».0005 Предложенный НАСА варп-корабль может доставить нас к Альфе Центавра всего за две недели
Эксперименты с EmDrive
Инженеры из NASA Eagleworks Laboratories пытались выяснить, реальны ли результаты тяги ЭМ-двигателя в течение многих лет. Ранее в 2015 году ученые НАСА исключили один из основных источников ошибки, показав, что двигатель EmDrive работает в вакууме.
Теория Шойера также была подтверждена другими странами. В прошлом году китайские ученые независимо друг от друга доказали теорию EmDrive, сконструировав аналогичный двигатель, который мог генерировать 720 мН (миллиньютонов) тяги, используя 2,5 кВт энергии. В июле 2015 года исследователи из Германии представили собственные измерения тяги другого экспериментального EmDrive.
Недавно Пол Марч, один из людей, работающих над EmDrive НАСА, опубликовал неофициальное обновление на форуме NASA Spaceflight. Одним из потенциальных источников тяги является сила Лоренца, когда два взаимодействующих магнитных поля применяют комбинацию электрической и магнитной силы в одной точке. Причина, по которой сила Лоренца может быть проблемой, заключается в том, что магнитное поле, создаваемое Землей, может взаимодействовать с полем ЭД-двигателя, что сделает необъяснимую тягу бесполезной в глубоком космосе.
Марч сказал, что недавние обновления EM Drive могут решить эту проблему.
«Я скажу вам, что мы впервые построили и установили магнитный демпфер с закрытой поверхностью 2-го поколения, который уменьшил магнитные поля рассеяния в вакуумной камере по крайней мере на порядок и любые взаимодействия сил Лоренца, которые он мог вызвать. Я также изменил схему заземляющего провода маятника крутящего момента и одноточечное расположение заземления, чтобы свести к минимуму взаимодействие тока контура заземления с оставшимися рассеянными магнитными полями и несбалансированными [постоянными] токами от ВЧ-усилителя, когда он включен… Наконец, мы переделали тестовую статью о медной усеченной вершине ».
Объяснение инженера НАСА более подробно, но, вкратце, он говорит, что они уменьшили взаимодействие силы Лоренца до менее чем одного микроньютона (мкН), тем не менее, они по-прежнему наблюдают более 100 мкН силы/тяги, создаваемой всего лишь 80 Вт мощность (имейте в виду, что их входная мощность для этого эксперимента намного меньше по сравнению с китайским экспериментом). Чтобы представить действие силы Лоренца в перспективе, скажем, что она размером с комара, опирающегося своим весом на поверхность.
Был второстепенный вопрос, который Марч затрагивает в своем длинном объяснении. Другим потенциальным источником загрязнения, вызывающим тягу, может быть тепловое расширение, которое становится еще большей проблемой в вакууме или открытом космосе из-за изоляции.
«Эти новые сигнатуры положительной и отрицательной тяги все еще загрязнены термически индуцированными смещениями базовой линии центра тяжести (cg) TP при нулевой тяге, вызванными расширением медного усеченного и алюминиевого ВЧ-усилителя и его радиатора при нагревании ВЧ. , даже несмотря на то, что эти медные и алюминиевые смещения ЦГ теперь борются друг с другом… Сейчас мы работаем над новым интегрированным монтажным устройством подсистемы испытательного изделия с новой подсистемой управления температурным режимом с фазовым переходом, которая должна смягчить эту проблему смещения базовой линии ЦГ, вызванную тепловым воздействием, один раз и один раз. для всех.»
Команда НАСА в настоящее время работает над инструментом анализа теплового расширения, но пока результаты обнадеживают. В конце концов, Марч говорит, что «сигналы аномальной тяги остаются», что является поводом для радости.
ИСТОЧНИК: NASA EM WRAP DRIVE
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Гибридные реактивные двигатели
Продолжительные авиаперелеты могут уйти в прошлое после того, как BAE Systems инвестировала в компанию, работающую над сверхскоростными двигателями, способными развивать скорость, в пять раз превышающую скорость звука.
Фирма потратила 20,6 млн фунтов стерлингов на покупку 20% акций Reaction Engines, которая уже 20 лет работает над революционным синергетическим воздушно-реактивным ракетным двигателем (SABRE).
В 2013 году Джордж Осборн объявил, что правительство инвестирует 60 миллионов фунтов стерлингов в компанию, базирующуюся в Оксфордшире. Инвестиции позволяют компании перейти от исследований к испытаниям и разработкам.
Sabre — это гибридный ракетно-реактивный двигатель, работающий двумя способами.
В воздушно-реактивном режиме он всасывает воздух для сжигания водородного топлива — как обычные реактивные двигатели, путешествующие в атмосфере Земли.
Когда он достигает пятикратной скорости звука и начинает покидать атмосферу, он переходит в режим ракеты и использует теплообменник для охлаждения воздушного потока с 1000°C до минус 150°C за сотые доли секунды. Это позволяет двигателю создавать собственный жидкий кислород и экономить на расходах на его перевозку на борту.
Посмотрите видео выше, чтобы увидеть, как это будет работать на самолете Skylon компании Reaction Engines.
Самолет с таким двигателем может разгоняться до 25-кратной скорости звука в космосе, что может сократить время в пути из Великобритании в Австралию всего до четырех часов.
Компания планирует провести наземные испытания двигателя к 2020 году и начать беспилотные испытательные полеты к 2025 году.
Реактивные двигатели смогут воспользоваться инженерным талантом и ресурсами BAE в рамках рабочего партнерства.
[История по теме: Посмотрите удивительное видео с замедленной съемкой авианосца, сшиваемого вместе]
Говоря о сделке, управляющий директор BAE Group Найджел Уайтхед сказал, что сотрудничество дает BAE systems стратегический интерес к технологиям со значительным потенциалом в будущем: «“ Наше партнерство с Reaction Engines является частью нашей неизменной приверженности инвестированию и разработке перспективных новых технологий. Значительный опыт проектирования и разработки BAE Systems поможет обеспечить поставку первого демонстрационного образца двигателя SABRE».
Член парламента Джо Джонсон, министр университетов и науки добавил: «Эти инвестиции BAE Systems отражают силу британской инженерии и технологий, а также наши амбиции как ведущей космической державы. Я уверен, что это партнерство укрепит обе организации, поможет создать больше рабочих мест в растущем космическом секторе Великобритании и, в конечном счете, сделает двигатель SABRE реальностью».
Очевидно, до этого еще далеко, и предстоит еще много тестов. В последние годы мы все чаще слышим о высокоскоростных путешествиях. Еще в июне слышали о гиперзвуковом аппарате, способном лететь из Нью-Йорка в Лондон за час .
Основатель Tesla Илон Маск работает в собственной частной космической фирме SpaceX, которая в начале этого года получила от Google финансирование в размере 1 миллиарда долларов.
SpaceX использовала для отправки груза на Международную космическую станцию в апреле, но до сих пор группе не удалось посадить оставшийся ускоритель.
ИСТОЧНИК: ГИБРИДНЫЙ РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Китай представил свой первый большой пассажирский самолет за последние десятилетия, чтобы бросить вызов производителям самолетов Boeing и Airbus.
C919 со 168 пассажирскими местами и дальностью полета 3444 мили был представлен на церемонии, на которой присутствовало 4000 гостей.
Первый испытательный полет C919 состоится только в 2016 году, но открытие имело огромное промышленное значение.
«Великая нация должна иметь свой собственный большой коммерческий самолет», — сказал глава гражданской авиации страны Ли Цзясян.
«Авиатранспортная отрасль Китая не может полностью полагаться на импорт», — сказал он на церемонии в ангаре возле шанхайского международного аэропорта Пудун.
ИСТОЧНИК: Китайский самолет C919
C919 должен поступить в коммерческую эксплуатацию в 2019 году.
Корреспондент BBC по экономическим вопросам Эндрю Уокер говорит, что этот самолет представляет собой «важный шаг в экономике Китая, выходящей за рамки низкозатратного производства».
Производитель C919, компания Commercial Aircraft Corp of China (Comac), сообщает, что у нее есть заказы на 517 самолетов от 21 заказчика, большинство из которых — китайские авиакомпании, а также от лизинговой компании GE Capital Aviation Services
Разработка нового самолета была задержана с тех пор, как проект был задуман в 2008 году. Если испытательные полеты пройдут успешно, C919 должен поступить в коммерческую эксплуатацию примерно в 2019 году.
Дуополия Airbus-Boeing
Китай имел амбиции построить собственную гражданскую авиастроительную промышленность с 1970-х годов, когда жена лидера Мао Цзэдуна Цзян Цин лично поддержала проект. Но большой вес Y-10 делал его непрактичным, и было выпущено всего три экземпляра.
Согласно последнему обзору мирового рынка компании Boeing, общий спрос Китая на гражданские самолеты в течение следующих двух десятилетий составит 5580 самолетов на общую сумму 780 миллиардов долларов.
C919 будет конкурировать на рынке узкофюзеляжных самолетов, где доминируют Airbus A320 и Boeing 737. Но китайский самолет — это только начало стратегии по проеданию дуополии Airbus-Boeing.
Comac также планирует создание широкофюзеляжного самолета C929 в сотрудничестве с российской Объединенной авиастроительной корпорацией, и ожидается, что компания создаст производство авиадвигателей.
Отдельная государственная компания разработала небольшой региональный самолет ARJ-21, чтобы конкурировать на рынке, где доминируют бразильская Embraer и канадская Bombardier. Первые два ARJ-21 были доставлены в прошлом году китайской авиакомпании.
Иностранные фирмы являются ключевыми поставщиками C919, включая Honeywell и Rockwell Collins в США. Двигатели для самолета изготовлены CFM International, совместным предприятием американской General Electric и французской Safran.
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Датчики системы ALTACAS содержат
. На взлеты и посадки приходится 66 процентов авиационных происшествий со смертельным исходом, но современные системы управления воздушным движением предназначены в основном для наблюдения за воздушными судами, находящимися в середине полета. Чтобы восполнить этот пробел, компания ALTACAS Technology разработала систему предотвращения столкновений воздушных судов, посадки и взлета (ALTACAS). Разработанный для модернизации существующих самолетов и в качестве дополнения к существующим системам управления воздушным движением и предотвращения столкновений нового поколения, он использует лазеры и микропроцессоры для наблюдения за взлетно-посадочными полосами и траекториями полета во время взлета и посадки.
Система ALTACAS использует лазеры для сканирования области перед самолетом, чтобы предупредить о потенциальной опасности столкновения.
ALTACAS — это автоматизированная система, позволяющая прибывающим и удаляющимся воздушным судам независимо контролировать взлетно-посадочные полосы и взлетно-посадочные полосы для более безопасного руления, взлета и посадки. путем предоставления дополнительной информации и ситуационной осведомленности. Система также действует как система предотвращения столкновений во время полета. Он отслеживает другие самолеты и потенциальные опасности в воздухе и на земле, а также вычисляет, находятся ли они на пути столкновения. Если это так, он предоставляет пилоту, другому воздушному судну и наземному управлению визуальные и звуковые предупреждения.
Предназначен для работы независимо или совместно с другими устройствами ALTACAS, установленными на других самолетах и на аэродромах. Его наиболее заметным компонентом является многонаправленный радар и корпус (MRAH), который устанавливается на крыльях или фюзеляже и состоит из вращающегося полусферического аэродинамического корпус, содержащий датчики и приемники обнаружения света и определения дальности (ЛИДАР). В дополнение к обычному радару лидар использует невидимые импульсные лазерные лучи для сканирования и отслеживания потенциальных опасностей на расстоянии нескольких миль.
Система ALTACAS может обнаруживать транспортные средства на взлетно-посадочной полосе.
Второй частью системы является блок управления и обработки (CAPU), который состоит из центрального процессора, органов управления и дисплея кабины. Он подключается к блоку удаленной обработки (RPU), установленному в системе управления движением аэродрома. Также на летном поле есть наземные датчики или осветительные приборы, активируемые датчиками (SALA). Они отслеживают выруливающие самолеты и переключают посадочные огни с синего на красный, чтобы предупредить, если взлетно-посадочная полоса недоступна для приближающегося самолета, если на пересечении взлетно-посадочных полос находится другой самолет или машина технического обслуживания находится там, где ее быть не должно.
Во время работы пилот передает в систему ALTACAS полетную информацию, такую как взлетный вес, воздушная скорость и скорость ветра. Затем система сканирует взлетно-посадочную полосу впереди и над самолетом. Если он обнаруживает другой летательный аппарат на земле или в воздухе или какую-либо другую потенциальную опасность, например наземный транспорт или БПЛА, он использует данные полета вместе с отслеживанием GPS, чтобы вычислить, находится ли он на пути столкновения. Если ответ положительный, то звучит звуковое предупреждение и отправляется предупреждающее сообщение из кабины, в котором отмечается срочность опасности. Тем временем он отправляет аналогичные предупреждения другим самолетам и наземному управлению и открывает трехстороннюю радиосвязь для решения проблемы.
Система ALTACAS включает огни взлетно-посадочной полосы красным светом, если путь заблокирован.
После взлета система продолжает отслеживать взлетный коридор на предмет приближающихся самолетов, а затем в полете выполняет 360-градусное сканирование в дополнение к другим системам предотвращения столкновений. Во время приземления он продолжает следить за приземлением и рулением.
ALTACAS Technology сообщает, что эта технология также может быть адаптирована для кораблей и поездов и доступна для лицензирования или продажи.
Видео здесь описывает возможности системы ALTACAS.
ИСТОЧНИК: ALTACAS
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Индийская организация космических исследований (ISRO) в следующем году запустит 12 спутников, разработанных студентами из различных учебных заведений. С 2009 года ведущее космическое агентство запустило пять студенческих спутников. Спутник
ISRO
Председатель ISRO А.С. Киран Кумар заявил в пятницу в Майсуру, что ожидается запуск 12 спутников в середине следующего года.
Во время выступления на тему «Индия в космосе» на первой серии лекций, посвященных столетию в Университете Майсура, он сказал, что основное внимание уделяется более легким спутникам. По его мнению, запуск спутников в космос становится проще, если спутники легкие.
Таким образом, студентам академических вузов предоставлялась возможность конструировать спутники меньшего веса.
Согласно веб-сайту ISRO, были запущены пять студенческих спутников: SRMSat, Jugnu, YOUTHSAT, STUDSAT и ANUSAT.
Один из спутников – STUDSAT – весит менее 1 кг, а YOUTHSAT весит 92 кг.
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Новая турбина низкого давления с лопатками CMC. (Изображение предоставлено GE Aviation)
General Electric на этой неделе объявила о планах строительства двух заводов в Хантсвилле, штат Алабама, которые будут поставлять передовые композитные материалы предприятиям GE и Министерству обороны США.
Предприятия стоимостью 200 миллионов долларов США будут, в частности, поставлять сырье, называемое композитами с керамической матрицей, на первый в стране завод CMC, завод GE в Эшвилле, Северная Каролина.
Несмотря на свое название, композиты с керамической матрицей не разобьются, как керамическая кружка, упавшая на пол. КМЦ такие же прочные, как металлы, но на две трети легче и работают при гораздо более высоких температурах.
К 2020 году этот материал позволит инженерам увеличить тягу реактивного двигателя на 25 процентов при одновременном снижении расхода топлива на 10 процентов.
Санджай Корреа, вице-президент программы CMC компании, сказал, что официальные лица ожидают, что эти двигатели вызовут 10-кратное увеличение спроса на CMC в течение следующих пяти лет. 9Подобные детали 0007 CMC можно использовать в двигателях пассажирских самолетов и истребителей. (Изображение предоставлено GE Aviation)
«Открытие новых заводов в Алабаме — это ключевой шаг в построении цепочки поставок, необходимой нам для производства деталей CMC в больших объемах», — сказал Корреа.
Раньше эти материалы было трудно производить, и они использовались только для космических полетов и истребителей. Однако в технологии GE чрезвычайно тонкие волокна карбида кремния встраиваются в матрицу из карбида кремния и покрывают материал запатентованным покрытием.
Помимо завода в Эшвилле, предыдущие «лаборатории бережливого производства» CMC GE в Делавэре и Огайо также изучают новые области применения материалов.
Материалы также могут обеспечить более эффективное производство энергии. Ранее инженеры GE помещали CMC в самые горячие компоненты газовой турбины и без происшествий работали тысячи часов.
См. оригинальную историю здесь…
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
Инженеры десятилетиями без особого успеха пытались разработать функциональные воздушно-водные транспортные средства. Самой большой проблемой являются противоречивые требования к конструкции: летательным аппаратам требуются большие аэродинамические поверхности, такие как крылья или паруса, для создания подъемной силы, в то время как подводные транспортные средства должны минимизировать площадь поверхности, чтобы уменьшить сопротивление.
Чтобы решить эту проблему, инженеры Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) и Института биологического проектирования Висса при Гарвардском университете взяли подсказку у тупиков. Птицы с яркими клювами — одни из самых искусных гибридных локомоторов в природе, использующие похожие взмахивающие движения, чтобы передвигаться по воздуху, а также по воде, чтобы нырять за рыбой.
«Благодаря различным теоретическим, вычислительным и экспериментальным исследованиям мы обнаружили, что механика машущего движения на самом деле очень похожа в воздухе и в воде», — сказал Кевин Чен, аспирант Гарвардской лаборатории микроробототехники в SEAS. «В обоих случаях крыло движется вперед и назад. Единственная разница — это скорость, с которой взмахивают крыльями».
Применяя это в лаборатории, группа исследователей из SEAS и Wyss продемонстрировала первого летающего, плавающего, насекомоподобного робота, прокладывая путь для будущих дуэльных воздушных водных роботизированных транспортных средств. Воздушно-водный робот является адаптацией ранее разработанного «Robobee», микроробота размером меньше скрепки, который летает и парит, как насекомое, взмахивая своими крошечными, почти невидимыми крыльями 120 раз в секунду.
Новое исследование было недавно представлено в статье на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам в Германии, где первый автор Чен получил награду за лучшую студенческую работу. Статья была написана в соавторстве с аспирантом SEAS/Wyss Фарреллом Хелблингом, научными сотрудниками SEAS/Wyss Ником Гравишем и Кевином Ма, а также Робертом Дж. Вудом, который является основателем Гарвардской лаборатории микроробототехники, профессором инженерных и прикладных наук Чарльз-Ривер. наук в SEAS и член основного факультета Института Висса.
Чтобы осуществить переход от воздуха к воде, команде сначала нужно было решить проблему поверхностного натяжения. RoboBee, разработанный в лаборатории Вуда, настолько мал и легок, что не может преодолеть поверхностное натяжение воды. Чтобы преодолеть это препятствие, RoboBee зависает над водой под углом, на мгновение выключает крылья и бесцеремонно падает в воду, чтобы утонуть.
Затем команде пришлось учитывать повышенную плотность воды. «Вода почти в 1000 раз плотнее воздуха и сломала бы крыло RoboBee, если бы мы не отрегулировали скорость ее взмахов», — сказал Хелблинг, второй автор статьи.
Команда снизила скорость крыла со 120 взмахов в секунду до девяти, но оставила прежними механизмы взмахов и конструкцию петель. Плавающая RoboBee меняет свое направление, регулируя угол взмаха крыльев, точно так же, как в воздухе. Как и летающая версия, он все еще привязан к источнику питания. Команда предотвратила короткое замыкание RoboBee, используя деионизированную воду и покрывая электрические соединения клеем.
Хотя эта RoboBee может плавно перемещаться из воздуха в воду, она еще не может переходить из воды в воздух. По словам Чена, решение этой задачи проектирования является следующим этапом исследования.
«Что действительно интересно в этом исследовании, так это то, что наш анализ движения машущих крыльев не ограничивается транспортными средствами размером с насекомое», — сказал Чен. «От насекомых миллиметрового масштаба до рыб и птиц метрового масштаба машущие движения охватывают диапазон размеров. Эта стратегия может быть адаптирована к более крупным конструкциям воздушно-водных роботов».
«Биоинспирированные роботы, такие как RoboBee, являются бесценными инструментами для множества интересных экспериментов — в данном случае по гидромеханике взмахов фольги в различных жидкостях», — сказал Вуд. «Все это стало возможным благодаря возможности создавать сложные устройства, которые точно воссоздают некоторые особенности интересующих организмов».
Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и Институтом биологической инженерии Висса.
– Подробнее см. на: http://www.uasvision.com/2015/10/28/harvard-scientists-develop-aerial-aquatic-robobee/#more-39665
~ uengineeriablog ~ Оставить комментарий
ВВС США выбрали компанию Northrop Grumman для создания следующего американского бомбардировщика-невидимки. Это историческое решение было объявлено секретарем службы Деборой Ли Джеймс в Пентагоне 27 октября.
Победа Northrop в соревновании по созданию ударных бомбардировщиков дальнего радиуса действия (LRS-B) стоимостью 80 миллиардов долларов была описана как «ошеломляющее разочарование» по сравнению с проигравшей командой Boeing и Lockheed Martin и обеспечила создателю B-2 место в списке лучших бомбардировщиков. производитель военных самолетов на десятилетия вперед.
Контракт на разработку включает опционы на первый 21 самолет из того, что может стать серийным тиражом не менее 100 самолетов. По оценкам Пентагона, стоимость разработки составляет 23,5 миллиарда долларов в долларах 2016 финансового года, а сам самолет оценивается в 564 миллиона долларов за экземпляр.
Эти затраты выгодно отличаются от стоимости каждого B-2 Northrop в 1,5 миллиарда долларов с поправкой на инфляцию, но новый самолет будет на 145 миллионов долларов дороже, чем сверхзвуковой бомбардировщик Rockwell B-1B, который стоил 410 миллионов долларов каждый в течение производственного цикла. из 100 самолетов.
«Победа Northrop в соревновании бомбардировщиков — это ошеломляющее разочарование, демонстрирующее, что аутсайдер все еще может победить самую сильную команду в отрасли», — говорит Лорен Томпсон из Лексингтонского института. «Это полностью меняет бизнес-перспективы Northrop и делает ее более устойчивой компанией с большим будущим».
Награда Northrop меняет лицо аэрокосмической промышленной базы и потенциально предотвращает распад компании. Если бы компания потеряла контракт с LRS-B, элементы могли быть проданы тому, кто предложит самую высокую цену, говорит вице-президент и консультант Teal Group Ричард Абулафия.
Вместо этого состояние Lockheed обеспечено F-35, программа Boeing KC-46 набирает обороты, а Northrop получила LRS-B.
Эта победа является серьезным моральным подъемом для операций Northrop в Палмдейле, штат Калифорния, и Мельбурне, штат Флорида, но наносит сокрушительный удар по объектам боевых самолетов Boeing в Сент-Луисе, штат Миссури, которые были унаследованы от McDonnell Douglas.
Столкнувшись с концом F-15, F/A-18E/F Super Hornet и EA-18G Growler к концу десятилетия, Boeing будет изо всех сил пытаться сохранить свои производственные мощности боевых самолетов, не получая больше заказов Super Hornet или воздуха краткосрочный контракт T-X на разработку и производство учебно-тренировочного истребителя нового поколения.
Должностные лица ВВС США заявляют, что озабоченность промышленной базой не была фактором конкуренции, но выбор Northrop потенциально предотвращает дальнейшую консолидацию промышленной базы, которая стала серьезной проблемой для Пентагона после приобретения компанией Lockheed компании Sikorsky.
«Критерии выбора источника, которые были окончательно определены, когда критерии [Запроса предложений] были опубликованы в 2014 году, не содержали промышленной базы, и они остаются неизменными до сегодняшнего дня», — говорит руководитель отдела закупок ВВС США Уильям ЛаПланте. Команда Boeing/Lockheed все еще может опротестовать присуждение контракта, и ВВС говорят, что процесс разбора полетов может начаться уже в пятницу.
Проигравшая команда выразила разочарование в заявлении, сделанном после присуждения награды, заявив, что она уже обдумывает свой следующий ход.
«Нам интересно узнать, как оценивалась конкуренция с точки зрения цены и риска, поскольку мы считаем, что объединение Boeing и Lockheed Martin предлагает беспрецедентный опыт, возможности и ресурсы для этой критически важной программы рекапитализации», — говорят Boeing и Lockheed. в совместном заявлении.
В то время как объявление решает вопрос о производителе LRS-B, большинство подробностей о дизайне-победителе, включая производительность и поставщиков, остаются строго засекреченной тайной.
Производитель двигателя не разглашается, но производитель двигателей Pratt & Whitney поздравляет победителя торгов.
«P&W поздравляет Northrop Grumman с выбором для участия в этой очень важной программе», — говорится в сообщении компании. «P&W отказывается комментировать любые другие вопросы, касающиеся программы дальнего ударного бомбардировщика».
ВВС США отказались назвать каких-либо поставщиков или предоставить какую-либо важную новую информацию, кроме генерального подрядчика, и даже обозначение самолета все еще находится на рассмотрении, говорится в сообщении.
И, несмотря на то, что ранее было заявлено, что они предоставят количество самолетов для инженерных и производственных разработок (EMD), включенное в контракт на разработку, ВВС отказались и вместо этого будут держать эту информацию в секрете. Даже сроки разработки программы LRS-B по-прежнему окутаны расплывчатыми условиями бюджетных документов, а представители ВВС заявляют, что новые бомбардировщики будут развернуты к середине 2020-х годов.
Флот LRS-B необходим для замены флота Boeing B-52H и Rockwell B-1B, у которых отсутствует низкая заметность для радаров. Управление оперативных возможностей ВВС руководило трехлетним процессом прототипирования, снижения рисков и выбора источника, при этом проект каждой стороны доводился до стадии предварительного рассмотрения проекта.