Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?

Автор:
boroda3
Печать
дата:
13 сентября 2017 01:23
Просмотров:
2940
Комментариев:
13
Представленный в 1999 году двигатель EmDrive до сих пор вызывает многочисленные споры. С одной стороны, он вроде бы нарушает третий закон Ньютона и потому отвергается большинством ученых, считающих его очередной ошибкой или мистификацией наподобие пресловутого "вечного двигателя". А с другой - уже немало независимых доказательств того, что этот двигатель действительно работает.

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?




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

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?

Основной элемент EmDrive - резонатор.


Британский подданный и инженер Роджер Шойер, предложивший концепцию EmDrive в 1999 году, основал компанию Satellite Propulsion Research Ltd в 2001 году специально для разработки этого электромагнитного двигателя собственной конструкции. Инженер ранее работал в военной промышленности, принимал участие в космических проектах, включая разработку европейской системы глобальной навигации "Галилео".
Придуманный им двигатель на первый взгляд нарушает закон сохранения импульса - он, по мнению автора, создаёт тягу из-за отражения электромагнитного излучения от стенок отражательной камеры без какого бы то ни было реактивного выброса.
Критики идеи утверждали, что согласно закону сохранения импульса, идея Шойера не сработает – чтобы получить ускорение в одном направлении, необходимо выбрасывать некое вещество в другом направлении, а EmDrive – система закрытая. Однако Шойер утверждает, что следуя физике, описанной в СТО, EmDrive на самом деле подчиняется законам сохранения импульса и энергии.

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?

Роджер Шойер и его прототип EmDrive.


Из-за сомнительной природы двигателя его долго не принимали всерьёз, однако в 2008 китайские физики объявили о подтверждении работоспособности заявленной конструкции, затем последовало еще несколько сообщений от инженеров-энтузиастов, так что постепенно накапливалось всё больше подтверждений тому, что этот странный двигатель всё-таки работает.
После этого за проверку работоспособности в конце концов принялось НАСА - агентство с достаточно хорошей репутацией.
Испытания были проведены в 2013 году в лаборатории НАСА Eagleworks Laboratories, и по их результатам агентство в апреле 2014 на конференции по двигателям подтвердило, что двигатель, испытанный ими, действительно создаёт (пусть и небольшую, 30-50 мкН) тягу: "Данные по тяге у модели TM212 при давлении, не превышающем 8е-6 мм рт. ст., полученные от тестов по прямому, обратному и нулевому движению, позволяют заключить, что система выдаёт постоянную тягу с отношением тяги к мощности равным 1,2 +- 0.1 мН/кВт".
За проверку отвечал профессор Гарольд Уайт, который представил свою теоретическую модель работы двигателя. Он считает, что ускорение системе придают виртуальные частицы, которые рождаются в квантовом вакууме и ведут себя так же, как рабочее тело в ионных двигателях - только в данном случае рабочее тело извлекается из "самой ткани пространства-времени", что позволяет не тащить его с собой.
Правда, сам Шойер весьма прохладно отнесся к результатам. "Всё это уже было проделано 10 лет назад. Если вам интересно рыться в рассекреченных бумагах, вы можете заметить, что уровни достигнутой нами тяги выше, чем у НАСА", - сказал он.

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?

Проверка в NASA


Тем не менее, многие физики не сочли объяснение достаточно убедительным и посчитали полученные результаты ошибкой или действием каких-то побочных эффектов, не учтенных в эксперименте. Другие ученые попытались дать объяснение наблюдаемому эффекту.
В частности, учёный из Плимутского университета Майк Макалох [Mike McCulloch] в своей работе предлагает использовать для этого такой экзотический эффект, как излучение Унру. Теория достаточно странная, но неплохо согласуется с результатами.

После NASA инженеры не успокоились - за исследование взялись немцы из Дрезденского технологического университета. В представленной 27 июля 2015 года презентации профессор Мартин Таджмар указывает, что он с командой провели в лаборатории все тесты и подтвердили наличие реальной тяги у двигателя. При этом, как честно указывает учёный, "природа наблюдаемой тяги пока не ясна".
Как говорится в презентации: "Мы пронаблюдали тягу, совпадающую с предсказанными значениями, устранив при этом очень много возможных источников ошибок, что даёт основание для дальнейших исследований. На следующих этапах необходимо будет применить улучшенную магнитную изоляцию, дальнейшее проведение тестов в вакууме и улучшенные модели двигателя с увеличенными показателями тяги, и применением электронного управления, которое позволит настраивать устройство для поиска оптимального режима работы".

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



Захватывающая в своей странности ситуация с "невозможным" двигателем EmDrive на электромагнитных волнах получила развитие после повторного теста НАСА, вновь принесшего положительные результаты. Инженеры агентства уверяют, что провели работу над ошибками и устранили все недочёты, которые могли повлиять на полученный результат в прошлый раз. Тем не менее, работающий на непонятном принципе двигатель продолжает выдавать тягу.
На форуме в октябре 2015 года НАСА инженер Пол Марч [Paul March] рассказал о достигнутом на сегодняшний день. Инженеры, в частности, установили в тестовой камере дополнительную электромагнитную изоляцию, по меньшей мере на порядок уменьшившую влияние паразитных магнитных полей, и тем самым исключили возможное влияние на двигатель силы Лоренца. Также было усовершенствовано заземление крутильного маятника, и проведены другие работы над улучшением тестовой установки.
Тем не менее, при мощности в 80 Вт в установке всё ещё присутствует тяга порядка 100 мкН - как выразился Марч, наблюдаются "аномальные признаки тяги".

В начале сентября 2017 года китайские ученые заявили о создании "рабочей" версии микроволнового двигателя EmDrive, работу которого невозможно объяснить в рамках классической физики, сообщает Daily Mail со ссылкой на телеканал CCTV-2. Технические подробности изобретения не приводятся. Однако в ролике о нем (на чисто китайском языке) говорится, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.
Ранее, в декабре 2016 года, китайские ученые заявили, что прототип EmDrive прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда подробностей также не сообщалось.

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

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?


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

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

Невозможный двигатель - прорыв или ошибка?

4 не понравился
27 понравился пост
 
Незарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

Комментарии

 
 

 
 
 
Glass0824
Дата:
(13 сентября 2017 01:57)
#1
давайте будем честны, направленное движение нейтронов под воздействием эл.тока открыто уже давно.
а так же попытки использовать это свойство в качестве движителя.
КПД слишком мало.
https://youtu.be/wxrn597p8dA
Новосибирск [ссылка]
7 / 0
 
 
 
 
 
 
Pipinovich
Дата:
(13 сентября 2017 05:18)
#2
Они что упираются в то что энергия не должна обладать массой? Просто как бы Е=мс^2... По сути батарея агрегата постоянно разряжается теряя энергию, а значит по теории Эйнштейна она теряет и массу. Это как с включенным в космосе фонариком, который двигается пока не сядет батарейка. Правда свет не только волна но и частица, так что в этом случае точно действует третий закон Ньютона.
Хабаровск [ссылка]
7 / 2
 
 
 
 
 
 
Zoran
Дата:
(13 сентября 2017 06:39)
#3
Цитата: Pipinovich
Они что упираются в то что энергия не должна обладать массой? Просто как бы Е=мс^2... По сути батарея агрегата постоянно разряжается теряя энергию, а значит по теории Эйнштейна она теряет и массу. Это как с включенным в космосе фонариком, который двигается пока не сядет батарейка. Правда свет не только волна но и частица, так что в этом случае точно действует третий закон Ньютона.

Самое замечательное возражение против ваших рассуждений - если бы всё было именно так, то электрическая энергия натекала бы в квартиры из розеток. Затапливала бы их своей массой. hi haha
И наоборот, генераторы электростанций переставали бы весить и улетали из них через крышу.

Если я правильно помню статью, ппрочтенную на вики пару лет назад тяга должна быть в сторону большего диаметра, разве нет?
Цитата: Glass0824
давайте будем честны, направленное движение нейтронов под воздействием эл.тока открыто уже давно.

Сам ты нейтроны. Принцип совершенно другой. bye
 
yes улыбаемся и пашем yes
Томск [ссылка]
9 / 4
 
 
 
 
 
 
zamokzz
Дата:
(13 сентября 2017 07:37)
#4
Да русские ещё в древности на таких движках летали по лесам и полям (вспомним Бабу Егу на своей ступе) thumbup
Красноярский край > Минусинск [ссылка]
6 / 0
 
 
 
 
 
 
Ecet
Дата:
(13 сентября 2017 09:22)
#5
Если есть расход энергии - то никакого нарушения нет. Фотоны тоже обладают массой, абстрактно, тот самый фонарик в космосе - фотонная ракета, но с очень низкой тягой.
Вон те же Вояджеры - отклонились с расчетного курса из за ИК излучения от приборов, никто же не говорит, что они нарушают закон. А тут вдруг нарушает.
Возможно мы действительно на пороге технологического прорыва, как век назад, когда подняли в небо первый аэроплан. Хотя по мнению многих он "нарушал".
Томск [ссылка]
5 / 6
 
 
 
 
 
 
boroda3
Дата:
(13 сентября 2017 11:37)
#6
Цитата: Ecet
Если есть расход энергии - то никакого нарушения нет. Фотоны тоже обладают массой, абстрактно, тот самый фонарик в космосе - фотонная ракета, но с очень низкой тягой...

Проблема в том, что резонатор не излучает. Никакие фотоны никуда не выходят - они все остаются внутри закрытого резонатора. Фотонный излучатель - это тоже реактивный принцип безвозвратного отбрасывания постоянной массы.
В закрытой системе этот принцип работать не может - потому что рабочее тело (жидкость, газ, ионы, фотоны), ускоряясь, сообщают системе импульс в одну сторону, а когда встречаются со стенкой и тормозятся - точно такой же, но в противоположную. В итоге суммарный импульс равен нулю.

Насколько я понимаю (и если это так), то здесь тоже реактивный принцип, но с переменной отбрасываемой массой. В объеме резонатора возникают виртуальные частицы, ускоряются электромагнитным полем в резонаторе, придавая ему импульс - как в обычной реактивной системе. Но поскольку время жизни виртуальных частиц ничтожное, они исчезают раньше, чем долетают до стенки - и, соответственно, не передают ей обратный импульс, а при правильно подобранных параметрах возвращают энергию электромагнитному полю (либо искажают его при неправильных параметрах).
Фактически, энергия электромагнитного поля посредством виртуальных частиц напрямую преобразуется в механическую силу - и частично тратится на нагрев из-за потерь в металле резонатора. Если резонатор будет близок к идеальному (с очень низкими потерями и предельно оптимальной формой силовых линий), то КПД такого преобразования будет близок к 100%.
Об этом, кстати, говорил и Шойер - что работает над сверхдобротными резонаторами (кто не знает, добротность - это мера потерь в резонаторе) и планирует получить КПД около 88%. Напомню, КПД лучших химических реактивных двигателей около 1%, ионных - от силы 30..40%.
Томск [ссылка]
8 / 0
 
 
 
 
 
 
Ecet
Дата:
(13 сентября 2017 21:38)
#7
Цитата: boroda3
Проблема в том, что резонатор не излучает.

Блин, я так понял что он открытый.
Это всё тогда напоминает популярный в начале 90х эффект Казимира, когда на очень близком расстоянии проводящие листы начинают притягиваться под действием флуктуаций вакуума. Может они за счет повышения энергетики колебаний на резонансе как-то разогнали этот эффект?
По слухам наш ВПК экспериментирует с подобными устройствами, но там высокодобротный резонатор заполняется водой, она начинает кипеть и вроде как при этом выделяется энергии больше, чем затрачивается. И на этом принципе можно делать замену реактору на АПЛ. Работает или нет - не знаю.
Томск [ссылка]
0 / 5
 
 
 
 
 
 
Tipo
Дата:
(13 сентября 2017 22:16)
#8
Ура, Скоро мы сможем летать на БЕЗУМНОЙ СКОРОСТИ.
[ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
G_Kar
Дата:
(13 сентября 2017 22:40)
#9
Интересная хрень. Я по ссылке на ютюб зашел и залип в закладках "похожее видео" :)
 
Баянистофоб.
Томская область > Северск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
boroda3
Дата:
(13 сентября 2017 23:12)
#10
Цитата: Ecet
Это всё тогда напоминает популярный в начале 90х эффект Казимира, когда на очень близком расстоянии проводящие листы начинают притягиваться под действием флуктуаций вакуума. Может они за счет повышения энергетики колебаний на резонансе как-то разогнали этот эффект?

В основе те же "кипящие" виртуальные частицы, но эффект другой - предположительно, это эффект Унру.
А энергетика - да, влияет, конечно. Чем больше плотность энергии, тем больше виртуальных частиц рождается, и чем больше напряженность ускоряющего поля, тем больше даст импульс каждая из них за время своей жизни. Вероятно, чем больше энергия, тем лучше, ограничивает только электрическая прочность диэлектрика резонатора.
Форма резонатора и тип колебаний в нем, вероятно, важны для формирования такой картины силовых линий, чтобы частицы давали импульс преимущественно в одном направлении, а не в разных, но тут все не так просто - получается довольно сложная картина полей (см ниже), трудно представить общую картину векторов ускорения по объему. Однако направление электрических силовых линий (красные стрелки) именно параллельны оси резонатора.


Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 
 
 
 
Glass0824
Дата:
(14 сентября 2017 00:08)
#11
Цитата: Zoran

Цитата: Glass0824
давайте будем честны, направленное движение нейтронов под воздействием эл.тока открыто уже давно.

Сам ты нейтроны. Принцип совершенно другой. bye

возможно я ошибаюсь - не специалист, но сути это не меняет.
Новосибирск [ссылка]
1 / 1
 
 
 
 
 
 
Ecet
Дата:
(14 сентября 2017 09:10)
#12
Цитата: boroda3
В основе те же "кипящие" виртуальные частицы, но эффект другой - предположительно, это эффект Унру.

Ох доиграются наши ученые))) тут же главное за эффект зацепиться. Даже если этот ведролёт не полетит, но покажет наличие эффекта, открывающего более явную дверь в физику этих виртуальных частиц и их энергий, свойств - понесется как в 20 веке с атомной энергией понеслось.
Томск [ссылка]
0 / 6
 
 
 
 
 
 
MIHEY_II
Дата:
(14 сентября 2017 15:56)
#13
Цитата: boroda3
Цитата: Ecet
Это всё тогда напоминает популярный в начале 90х эффект Казимира, когда на очень близком расстоянии проводящие листы начинают притягиваться под действием флуктуаций вакуума. Может они за счет повышения энергетики колебаний на резонансе как-то разогнали этот эффект?

В основе те же "кипящие" виртуальные частицы, но эффект другой - предположительно, это эффект Унру.
А энергетика - да, влияет, конечно. Чем больше плотность энергии, тем больше виртуальных частиц рождается, и чем больше напряженность ускоряющего поля, тем больше даст импульс каждая из них за время своей жизни. Вероятно, чем больше энергия, тем лучше, ограничивает только электрическая прочность диэлектрика резонатора.
Форма резонатора и тип колебаний в нем, вероятно, важны для формирования такой картины силовых линий, чтобы частицы давали импульс преимущественно в одном направлении, а не в разных, но тут все не так просто - получается довольно сложная картина полей (см ниже), трудно представить общую картину векторов ускорения по объему. Однако направление электрических силовых линий (красные стрелки) именно параллельны оси резонатора.


Блин , борода , ты не так ,случайно, выглядишь ?


Томск [ссылка]
0 / 0
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Информация

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оставлять свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Пожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. Также вы можете войти на сайт, используя существующий профиль в социальных сетях (Вконтакте, Одноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Наверх