EmDrive дает тягу из-за плохого экранирования
В течение нескольких лет ученые ведут обсуждение «невозможного двигателя» EmDrive, который дает «лишнюю» тягу, которая берется как бы из ниоткуда. Его многократно проверяли, как обычные энтузиасты, так и ученые из НАСА. Каждый раз оказывалось, что двигатель хотя бы и очень малую тягу, но дает. И это каждый раз вызывало удивление и непонимание экспертов.
На днях стало известно о результатах проверки «невозможных» двигателей (не только EmDrive) со стороны ученых из Дрезденского технического университета. Результаты неутешительны для тех, кто уже собирался лететь на EmDrive к звездам. Ученые, проводившие эксперименты, уверены, что тяга возникает из-за плохого экранирования двигателя.
EmDrive был представлен широкой общественности в 1999 году Роджером Шойером. На Geektimes он неоднократно описывался. В частности, говорилось, что конструкция двигателя — это несколько элементов, включая несимметричный резонатор и магнетрон. Последний направляет на резонатор электромагнитное излучение, провоцируя появление стоячих электромагнитных волн. Из-за того, что конструкция несимметрична, волны создают разное давление на стенки двигателя и дают тягу.
Ранее утверждалось, что работа двигателя нарушает закон сохранения импульса. Два года назад НАСА опубликовало результаты исследования двигателя. Тогда ученые выяснили, что в случае подведения электрической мощности в 60 Вт двигатель дает тягу около 80 микроньютонов. После того, как столь авторитетная организация опубликовала такие результаты, с ними уже мало кто хотел спорить, хотя до этого момента большое количество ученых подвергали сомнению существование тяги.
Относительно недавно к хору голосов, ратующих за «двигатель нового типа» присоединились и китайцы, которые заявили, что EmDrive работает. Тем самым они подтвердили результаты опытов их коллег из НАСА. Сообщалось даже, что ученые из КНР решили испытать двигатель на орбите Земли.
Точность устройства настолько высока, что оно позволяет зафиксировать силу тяги величиной в несколько микроньютонов. Для того, чтобы обеспечить чистоту экспериментов, ученые решили снизить до минимума влияние факторов, которые могли бы дать лишнюю тягу. Для этого двигатель поместили в условия почти полного вакуума, установили систему мониторинга микроклимата установки и защитили двигатель от наводок при помощи дополнительных экранов.
Несмотря на все принятые меры предосторожности двигатель продолжал работать, его тяга составила около 4 микроньютонов. Это даже несколько больше, чем показывали результаты нескольких других экспериментов. Но проблема в том, что были зафиксированы и смещения камеры. Хуже всего для стройной теории «невозможного двигателя» то, что тяга сохранялась даже в том случае, если электромагнитные колебания внутри подавлялись.
По мнению специалистов все это потому, что никакой неучтенной тяги нет, а проблема — с внешними факторами, пускай и малозаметными. Один из факторов — магнитное поле Земли. Выше уже говорилось, что несмотря дополнительную защиту двигателя экранами тяга все равно появлялась. Поэтому и был сделан вывод о тяге в качестве проявления воздействия магнитного поля Земли.
Кроме EmDrive испытывались и другие двигатели, включая двигатель Маха, который был предложен Джеймсом Вудвартом в 1990 году. Здесь для работы используются принцип, что инерционная масса тела возникает лишь за счет гравитационного взаимодействия со всеми телами Вселенной. Взаимодействие изменяется в том случае, если колеблются отдельные части тела, что позволяет колебаться и массе тела. Если подобрать изменения установив определенный порядок, можно добиться тяги. Тяга получилась тоже небольшой — что-то около 1,2 микроньютона. Но как оказалось величина тяги все равно зависела от угла поворота двигателя, что указывает на наличие внешних факторов, как и в случае с EmDrive.
Пока что доказательства «неработоспособности» двигателей являются лишь косвенными, но ученые работают над тем, чтобы ознакомить со своим трудом других коллег. Многие ученые и раньше высказывались в отношении работы EmDrive в том духе, что несмотря на то, что внешний фактор, который обеспечивает «лишнюю» тягу, пока не найден, вся конструкция не может нарушать законы физики. Речь идет либо о погрешности, либо о том самом неучтенном факторе. Единороги — не существуют, как бы нам того ни хотелось.
Источник
Испытания EmDrive показали, что двигатель не создает тяги
В ходе испытаний «невозможного» двигателя EmDrive в Техническом университете Дрездена обнаружилось, что он не создает никакой тяги. Причиной, по которой эта тяга наблюдалась ранее, назвали тепловой эффект.
EmDrive спроектировала компания SPR Ltd. Он представляет собой установку из магнетрона и резонатора, в котором тяга создается благодаря стоячей волне электромагнитных колебаний. Разработки EmDrive ведутся с 1999 года, однако эксперименты до сих пор не дали подтверждения работоспособности двигателя.
SPR Ltd объясняла, что принцип работы двигателя нарушает закон сохранения импульса. Компания поясняла, что электромагнитная волна, распространяющаяся со скоростью света, имеет определенный импульс, который она передает отражателю, в результате чего возникает некая крошечная сила. Суть EmDrive заключается в том, что, если микроволны отражаются внутри трубки, то они прикладывают больше силы в одном направлении, чем в другом, создавая чистую тягу без необходимости в пропелленте.
Согласно утверждению SPR Ltd, такая накопленная в большом количестве сила способна обеспечить работу EmDrive.
Ученые критически относились к данной идее, так как традиционная наука не признает, что импульс может возникать без объяснимого толчка.
Тем не менее, несколько исследовательских групп, в том числе НАСА Eagleworks и DARPA, продолжали изучение способностей EmDrive. Эксперименты НАСА и команды китайских ученых демонстрировали, что крошечная сила возникает.
Однако теперь физики из Дрезденского технологического университета заявили, что все эти многообещающие результаты были лишь ложными срабатываниями, которые объясняются внешними силами.
Ученые недавно представили свои выводы в трех докладах на Space Propulsion Conference 2020 +1 с такими заголовками, как «Высокоточные измерения тяги EmDrive и устранение ложноположительных эффектов».
Используя новую измерительную шкалу и разные точки подвески двигателя, они «смогли воспроизвести кажущуюся силу тяги, аналогичную той, которая была измерена командой НАСА, но также и они исчезают с помощью точечной подвески». Ученые использовали для измерения тяги специализированную установку, нечто вроде крутильных весов, которые были изобретены в конце XVIII века для проверки и измерений законов Кулона и Ньютона. В отличие от обычных крутильных весов с нитью, в разработке дрезденских исследователей использовались чувствительные крутильные пружины, удерживающие камеру с двигателем. Смещение камеры измерялось при помощи лазерного интерферометра.
Предыдущие эксперименты Технического университета также демонстрировали, что тяга двигателя сохранялась и составляла около 4 микроньютонов. Однако при этом были зафиксированы смещения камеры. Исследователи затруднялись объяснить природу наблюдаемой тяги, но предполагали, что она вызвана внешними факторами.
По результатам своих экспериментов немецкие ученые сообщили, что у них получилось значительно улучшить измерительную технологию, которая может пригодиться для работы с новым концептом.
Источник
Опровергнута работоспособность нарушающего законы физики двигателя
Ученые Технологического университета Дрездена опровергли утверждение, что двигатель EM Drive способен генерировать тягу без реактивного выхлопа. Оказалось, что в испытаниях, проведенных командой лаборатории НАСА Eagleworks, была допущена ошибка, из-за которой специалисты перепутали эффект от нагрева измерительного инструмента с признаками тяги. Об этом сообщает издание Universe Today.
По словам разработчиков двигателя, EM Drive работает за счет отражения электромагнитного излучения от внутренних стенок сужающейся полости, что якобы создает тягу. Мировое сообщество ученых изначально отнеслось скептически к этой идее, поскольку EM Drive в таком случае должен был нарушать основополагающие физические законы: согласно принципу сохранения импульса, покоящийся объект не может двигаться без приложенной к нему силы. Однако в 2016 году специалисты Eagleworks подтвердили наличие слабой тяги, возникающей словно бы из ниоткуда.
В своем исследовании немецкие ученые воспроизвели экспериментальную установку, с которой работали в НАСА. Оказалось, что мнимая тяга стала результатом теплового эффекта, повлиявшего на шкалу измеряющего тягу прибора. При работе и нагреве двигателя происходила деформация крепежных элементов, в результате чего шкала сбивалась. Этот недостаток удалось устранить с помощью улучшенной конструкции подвески, а новые измерения не подтвердили работоспособность двигателя.
Источник
Физик: двигатель EmDrive не нарушает законов физики или вообще не работает
МОСКВА, 12 сен – РИА Новости. Все последние заявления китайских ученых об успешном создании и испытании микроволнового ракетного двигателя EmDrive, скорее всего, основаны на ошибочных данных, но при этом само устройство в любом случае не нарушает законов физики, считает физик Брайс Кассенти (Brice Cassenti) из университета Коннектикута (США).
«Работа EmDrive нарушает третий закон Ньютона, говорящий о том, что сила не может возникать сама по себе без взаимодействия физических тел. И действие, и противодействие являются прямым результатом работы закона сохранения импульса. Если этот закон будет нарушаться, то тогда вся современная физика, построенная на его базе, будет неправильной. Поэтому многие из нас считают, что все утверждения о работе EmDrive являются продуктом ошибочных замеров»,— заявил Кассенти, комментируя заявления китайских ученых о создании «рабочей» версии EmDrive.
В 2001 году американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер заявил о создании двигателя, который, как тогда заявили и как сегодня продолжают считать его оппоненты, нарушает все известные законы физики.
Это устройство, работающее на базе микроволнового излучения, представляет собой особую коническую камеру-резонатор, к которой подключен мощный магнетрон – источник микроволнового излучения. При определенной геометрии этого конуса, данное устройство будет загадочным образом двигаться в сторону узкой его части с крайне малой, но силой, если внутри конуса будут «гулять» микроволны.
Подобное поведение EmDrive, как сразу заявили тогда физики, является невозможным с точки зрения законов физики – подобная манера движения, при которой не тратятся ни топливо, ни вырабатывается направленный пучок излучения, противоречит закону сохранению импульса. Эту проблему можно просто представить себе таким образом – если человек сядет в коробку и начнет толкать ее противоположные стенки, то он не будет двигаться вперед, а будет шататься на месте.
Тем не менее, Шоер не отказался от своей идеи, и ее через несколько лет проверил ряд физиков-профессионалов, в том числе и одна из лабораторий НАСА. Эти тесты, как писал один из изначальных скептиков, привели к неожиданным для ученых результатам – оказалось, что изобретение Шоера действительно работает. В декабре прошлого года об успешном завершении подобных испытаний заявили ученые из Китая, создавшие копию EmDrive и готовящиеся запустить ее в космос для окончательной проверки работоспособности.
Как подчеркивает Кассенти, чьи слова передает пресс-служба университета Коннектикута, и опыты китайских ученых, и результаты замеров физиков из лаборатории Иглворкс в Центре космических полетов НАСА имени Джонсона, не являются подделкой или элементарным враньем. Они действительно увидели реальные изменения в положении EmDrive, однако эти сдвиги могли произойти не из-за появления «невозможной» силы тяги, вырабатываемой двигателем Шоера, а из-за различных побочных эффектов, не учтенных при замерах.
К примеру, продолжает ученый, некоторые части EmDrive могли расшириться под действием электрических токов, возникающих внутри устройства, и это расширение могло быть воспринято приборами и экспериментаторами как свидетельство того, что двигатель действительно вырабатывает тягу. С другой стороны, он признает, что физики НАСА и, возможно, их китайские коллеги пытались ликвидировать все побочные эффекты и учитывали их существование.
В целом, как он отмечает, все опыты с EmDrive указывают на существование неких любопытных физических эффектов, которые вряд ли выходят за пределы Стандартной модели физики, но которые было бы интересно изучить и объяснить. По этой причине, по мнению Кассенти, и Китай, и НАСА проводят опыты с EmDrive, а результаты этих экспериментов публикуются в рецензируемых журналах.
Даже если EmDrive работает, как считает Кассенти, он вряд ли будет нарушать существующие законы физики — скорее всего, его работа будет объясняться какими-то эффектами, укладывающимися и в выкладки Ньютона, и в общую теорию относительности, о которых мы пока не знаем.
Окончательная проверка его работоспособности, как подчеркивает ученый, будет возможна лишь в космосе, где на работу двигателя не будут влиять другие силы. В таком случае инженеры смогут точно измерить реальную силу тяги и проверить, может ли EmDrive действительно открыть дорогу для путешествий в дальний космос.
Источник