http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index_science.shtml?2013/02/13/519044
Китайские ученые из Северо-Западного политехнического университета в Сиане объявили об успешном испытании концептуально нового двигателя. Необычная силовая установка под названием EmDrive потенциально может использоваться на космической технике и в летающих автомобилях.
Китайская разработка основана на изобретении британского инженера Роджера Шайвера, которого в родной стране высмеяли за псевдонаучную подделку. Почему же EmDrive вызвал такую реакцию? Дело в том, что этот двигатель создает тягу необычным способом: без сгорания топлива и вообще без подвижных деталей.
EmDrive представляет собой закрытый конический контейнер, который резонирует под воздействием микроволнового излучения и создает тягу с широкой стороны "сопла". На первый взгляд двигатель, который не испускает струю раскаленных газов, не потребляет топливо, а лишь излучает микроволны, нарушает закон сохранения импульса и попросту не может создавать тягу. Тем не менее, Шайвер утверждает, что двигатель работает, а тяга появляется потому, что микроволновые волны имеют групповую скорость, которая больше в одном направлении, чем в другом. Однако может ли это создавать полезную реактивную тягу? Большинство ученых, оценивавших работу Шайвера, утверждают, что это EmDrive – ошибочная концепция, а то и шарлатанство.
Китайский прототип EmDrive. В сравнении с современными реактивными двигателями он невероятно прост и дешев в изготовлении
Чтобы доказать свою теорию, Шайвер в 2003 году построил демонстрационный двигатель, который развил крошечную тягу в 16 миллиньютонов. Однако вместо триумфа британского инженера ждала новая порция нападок. В конце концов критики, в том числе и экспериментаторы из НАСА, сошлись во мнении, что "успех" Шайвера был следствием электронных помех, неучтенного влияния сквозняка, гравитации и т.д.
Принцип работы EmDrive основан на хорошо известном явлении давления излучения: электромагнитное излучение, двигаясь со скоростью света, имеет определенный импульс, который многократно переотражается и создает тягу в одном из направлений
Китайские ученые выбрали более основательный и осторожный подход. Сначала они провели теоретические исследования и выяснили, что в принципе двигатель Шайвера может создавать тягу. Затем был создан прототип двигателя, который на испытаниях превратил пару киловатт входной мощности в около 720 миллиньютонов (72 граммов) тяги.
Такая тяга может показаться ничтожной, однако ионный двигатель XIPS компании Boeing при в 2 раза большей потребляемой мощности создает на четверть меньше тяги. При этом XIPS требует для эксплуатации не только источник электроэнергии, но и большой запас топлива.
Не исключено, что "чудаковатая поделка" Роджера Шайвера окажется настоящим прорывом, который обеспечит космическую и атмосферную технику совершенно новым потрясающе эффективным двигателем. Это фактически "антигравитация" - парение в воздухе без рева реактивных струй и шума винтов. Пока EmDrive выдает небольшую тягу, которой достаточно лишь для разгона небольших спутников (что в принципе само по себе огромное достижение). Однако Шайвер полагает, что использование сверхпроводников позволит увеличить тягу в разы – вплоть до возможности отрыва космических кораблей от поверхности планеты и выхода на околоземную орбиту. К 2016 году инженер планирует построить первый прототип на сверхпроводниках, что позволит в перспективе увеличить тягу EmDrive в тысячи раз.
За счёт сверхпроводимости в миллионы раз уменьшаются потери при переотражениях от стенок резонатора, а значит за единицу времени энергии накапливается больше и если действительно возникает разница в силах приложенных к меньшему и большему основанию конуса, то её абсолютное значение в единицу времени тоже будет большим.
Схема моторчика, кстати, очень простая - конусный резонатор, магнетрон, циркулятор, поглотитель и волноводы. Основная сложность расчёта - понять какое поле должно быть в таком резонаторе для получения максимальной тяги и как его возбудить. Если постараться, то можно сделать из микроволновки и полетать...😬
Для того чтобы понять зачем нужен поглотитель нужно хоть немного знать СВЧ-технику. СВЧ-энергия, сгенерированная магнетроном, через циркулятор (плечи 1-2) поступает в конусный резонатор, где по-видимому, совершает работу по созданию тяги. В резонаторе возникает отражённая волна которая поступает обратно в волновод и через циркулятор (плечи 2-3) проходит в согласованную нагрузку, где полностью поглощается(греет резистивный материал типа ферроэпоксида). От поглотителя почти ничего не отражается и соответственно через циркулятор (плечи 3-1) в магнетрон не попадает. СВЧ-генераторы очень не любят отражённую волну от нагрузки, так как при этом в генераторе возникает масса негативных эффектов - от затягивания частоты до тупого перегрева генератора.
Поизучал их сайт - вроде принцип как у вертушек, просто переотражений намного больше.
Principle of Operation
At first sight the idea of propulsion without propellant seems impossible. However the technology is firmly anchored in the basic laws of physics and following an extensive review process, no transgressions of these laws have been identified.
The principle of operation is based on the well-known phenomenon of radiation pressure. This relies on Newton’s Second Law where force is defined as the rate of change of momentum. Thus an electromagnetic (EM) wave, travelling at the speed of light has a certain momentum which it will transfer to a reflector, resulting in a tiny force.
If the same EM wave is travelling at a fraction of the speed of light, the rate of change of momentum, and hence force, is reduced by that fraction. The propagation velocity of an EM wave, and the resulting force it exerts, can be varied depending on the geometry of a waveguide within which it travels. This was demonstrated by work carried out in the 1950’s. (CULLEN, A.L. ‘Absolute Power Measurements at Microwave Frequencies’ IEE Proceedings Vol 99 Part 1V 1952 P.100)
Thus if the EM wave travelling in a tapered waveguide is bounced between two reflectors, with a large velocity difference at the reflector surfaces, the force difference will give a resultant thrust to the waveguide linking the two reflectors. If the reflectors are separated by a multiple of half the effective wavelength of the EM wave, this thrust will be multiplied by the Q of the resulting resonant cavity, as illustrated in fig 1.
The inevitable objection raised, is that the apparently closed system produced by this arrangement cannot result in an output force, but will merely produce strain within the waveguide walls. However, this ignores Einstein’s Special Law of Relativity in which separate frames of reference have to be applied at velocities approaching the speed of light. Thus the system of EM wave and waveguide can be regarded as an open system, with the EM wave and the waveguide having separate frames of reference.
A similar approach is necessary to explain the principle of the laser gyroscope, where open system attitude information is obtained from an apparently closed system device.
The dynamic operation also conclusively proved that the engine obeys all Newton’s laws, and that although no reaction mass is required, the engine is not a reactionless machine. Reaction occurs between the EM wave and the reflector surfaces of the resonator, and the law of conservation of momentum is maintained with the transfer of the momentum of the EM wave to the engine.
Пишут что существующие мощные сверхпроводящие микроволновые установки
имеют проблемы с мехнической прочностью, от волнового давления
At present, superconducting microwave cavities are restricted to high energy physics applications. An example is the European Tesla accelerator where 20,000 S Band niobium cavities cooled with liquid helium will form the basis of the main accelerators. Early production versions of these cavities readily achieve Q values of 5 x 109 (BAUER, S. et al ‘Production of Superconducting 9-cell Cavities for the Tesla test facility, Standford University and Forschungszentrum Rossendorf’ Accel Instruments GmBh). This would lead to a static specific thrust of 3.15 x 104 N/kW (3.2 tonnes / kW).
It is worth noting that a problem identified during the development of these symmetric cavities is the detuning caused by mechanical deformation due to internal EM radiation pressure!
PS:Что самое удивительное - в машинке работает рекуперация
Cavity acceleration produces
unequal Doppler Shifts in Ff
and Fr during each wavefront
transit.
Mathematical model
illustrates Doppler shift for
both Motor and Generator
modes. ie EmDrive is a
classic electrical machine.
ViSion Пост: 410616 От 18.Feb.2013 (19:21)
Болотов давно утверждал, что с одного ширпотребовского транзистора получал тягу в несколько десятков микроньютон.Навряд-ли у него гигаГерцы...
Утверждать не значит сделать.
Здоровый скептицизм, коллега, часто спасает от ряда неприятностей ....
Читайте мою ветку (Безопорное движение теория и практика).
На доступном и понятном языке буду все обьяснять без завумных формул.
В кратце: многие автомобилисты держали в руках стартер и знают какую отдачу он дает при прикуривании от акума, рывок дай бог. Но там идут токи в сотни Ампер.
Я разработал реверсивные движки с мощностью в десятки ват и дающие такой-же импульс за щет возвратной пружины и синхронного переключения реверса.
Время переключения составляет микросекунды зависящие от центра момента инерции в квадрате от коэфициента жесткости пружины. Увы, электромагнит-стопор даже в форсаже не работает в микросекундном диапазоне, так что реально только милисекунды. От этого напрямую зависит производительность системы тяга /кг. собственного веса.
В NASA протестировали двигатель, которого не может быть
И подтвердили его работоспособность.
Guido Fetta, разработчик двигателя Cannae Drive, очень долго добивался независимой экспертизы своего изделия. Он утверждал, что двигатель использует "реактивную передачу импульса через квантовый вакуум виртуальной плазмы", и способен создавать тягу без выброса вещества. В NASA сказали "хорошо, мы протестируем вашу дурацкую штуку, хотя знаем, что она не будет работать"... А она заработала.
Тестирование проводилось в вакуумной камере, которую обычно используют, для определения тяги ионных двигателей. Правда в первых тестах вакуума в камере не было, и двигатель работал при атмосферном давлении.
По результатам испытаний на стенде, двигатель выдал стабильную тягу от 30 до 50 микро-Ньютонов. Это в тысячу раз слабее современных ионных и плазменных двигателей, которые имеют весьма скромную тягу, по сравнению с обыкновенными жидкостными ракетными двигателями. Но и жидкостные и плазменные/ионные двигатели требуют топлива, которое, подчас, занимает более половины массы космического аппарата.
Для Cannae Drive нужно только электричество.
В отчете NASA отметили "устройство, производит силу, которая не относится ни к какому классическому электромагнитному явлению".
Ранее, похожий двигатель EmDrive британского изобретателя Roger Shawyer испытали в Китайской академии наук, и он выдал тягу в 1000 раз сильнее чем на испытаниях NASA.
Если действительно эффект будет подтвержден в дальнейших тестах, то двигатель основанный на таком эффекте, способен перевернуть как индустрию околоземных спутников, и открыть возможности человечеству к межпланетным и межзвездным перелетам. Ведь сейчас многие космические аппараты, и коммерческие в том числе, отправляются "на свалку" не из-за того, что на них вышли какие-то приборы или агрегаты, а просто потому, что закончилось топливо, необходимое на поддержание ориентации. Например, спутник "Электро-Л", хоть и не снимает Землю, но работает как ретранслятор и останется на орбите еще на два года, а потом уйдет на орбиту захоронения, из-за исчерпания запасов топлива. В DARPA даже финансируются разработки роботов заправщиков, для "воскрешения" таких спутников.
Вся эта история с "невозможным двигателем" напоминает испытания антинаучной "гравицапы", которые проводились на российском студенческом спутнике "Юбилейный" в 2009 году, но там положительных результатов получено не было. Отчет же NASA звучит, как фантастика, но в конце-концов, космонавтике давно нужна революция в технологии перелетов, так может это ее начало? [ссылка]
ViSion Пост: 410616 От 18.Feb.2013 (19:21)
Болотов давно утверждал, что с одного ширпотребовского транзистора получал тягу в несколько десятков микроньютон.Навряд-ли у него гигаГерцы...
Всего несколько Мегагерц.
_________________ Не хватит никакого здоровья, чтобы приспособиться к этому глубоко больному обществу(Кришна Мурти)/Горшки не Боги обжигают (многовековая классика)
Это его на земле тестили. Официально в космос еще не запустили.
Эта статья описывает восемь дней августа 2013 тест кампании, призванной исследовать и продемонстрировать жизнеспособность, используя классические magnetoplasmadynamics получить пропульсивной передачу импульса через квантовый вакуум виртуальной плазмы. Эта статья не будет рассматривать физику квантового вакуума плазменного двигателя, но вместо этого опишем тестовую интеграции, тестирования операций, и полученные результаты с испытательной кампании. Приблизительно 30-50 микро-Ньютонов тяги были записаны от электрического теста двигательной статье, состоящей в основном из радиочастоты (РЧ) объемного резонатора возбуждается примерно в 935 мегагерц. Тестирование проводилось на малой тяги крутильного маятника, который способен обнаруживать силу на уровне micronewton однозначных, в течение нержавеющей стали вакуумной камеры при закрытой двери, но при температуре окружающей атмосферном давлении. Несколько различных тестовые конфигурации были использованы, в том числе двух разных тестовых статей, а также реверсе ориентации тестируемого. Кроме того, тест статья была заменена РФ нагрузки, чтобы убедиться, что сила не генерируется посредством эффектов, не связанных с тестируемого изделия. Два тестовых статьи были разработаны Каннах LLC из Doylestown, штат Пенсильвания.Крутильный маятник был спроектирован, построен и управляется Eagleworks Laboratories в NASA Johnson Space Center в Хьюстоне, штат Техас. Должны были Примерно шесть дней тестового интеграции, а затем два дня тестов операций, в ходе которых, технические вопросы были обнаружены и решены. Интеграция двух тестовых статей и их вспомогательного оборудования была выполнена в итеративном режиме между испытательном стенде и вакуумной камеры. Другими словами, тест статье был протестирован на скамейке, а затем переехал в камеру, затем вернулся, сколько необходимо для решения вопросов. На протяжении всего испытания Ручное управление частотой требовалось. Тяга наблюдалось на обоих тестовых статей, хотя один из тестовых статей был разработан с расчетом, что он не будет производить тягу. В частности, один тест статья содержала внутренние физические изменения, которые были разработаны, создавая тягу, в то время как другой не сделал (с последним именуются "нулевом" тест статье). Тестовые данные, собранные включает измерения смещения крутильного маятника, которые используются для расчета сгенерированный силу, еще снимки в видимом спектре к документу физическую конфигурацию, еще снимки в инфракрасном спектре, чтобы охарактеризовать тепловую среду, и видеоизображение. Послетестовое данных включает статические и анимированные графики, произведенные во РФ объемного резонатора характеристик с помощью программного приложения COMSOL Multiphysics®. Выдержки из всего вышеперечисленного включены и рассмотрены в этой статье. Уроки, извлеченные из интеграции испытаний и операций включают идентификацию необходимости замены ручного управления резонансной целевой полости частоты с автоматизированной возможностью управления частотой. Планы на будущее испытаний включают разработку схемы автоматического управления частотой. Результаты испытаний показывают, что дизайн резонатор подруливающее РФ, который является уникальным в виде электрического устройства двигательной, производит силу, которая не может быть отнесена к любой классической электромагнитной явления и, следовательно, потенциально демонстрируя взаимодействие с квантовой вакуумной виртуальной плазмы. Планы на будущее испытаний включают независимую верификацию и валидацию на других объектах испытаний. http://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140006052
Из теории Ф.В. следует :
1.Если удастся деформировать конус домена ФВ хоть на микроскопическую величину K, получим продольную тягу
2. И не обязательно это должны быть микроволны....
va123 |
Post:410384 - Date: 16.02.13(00:28)
