Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Двигун майбутнього | Журнал Популярна Механіка

  1. Двигун на мікрохвилях
  2. Російська «Гравицапа»
  3. підозрілі випробування
  4. здоровий скептицизм
  5. Варп-двигуни
  6. Боротьба з лженаукою
  7. Робота триває

Реактивні двигуни мають свої обмеження. З їх допомогою можна дістатися лише до найближчих планет Сонячної системи - Марса, Венери, і то вкрай повільно, але про досягнення інших систем навіть у межах нашої Галактики мови не йде. Тому причиною і шалену кількість палива, необхідне для маневрування, і знос, і складність управління. Втім, є інший шлях. Дуже спірне. Дуже підозрілий. Але раптом?

Новина, що сколихнула наукову громадськість, прозвучала в кінці липня 2014 року. Як стверджували численні таблоїди, NASA схвалило і за підсумками випробувань визнало працюючим двигун, який зовсім не використав палива і створював тягу за рахунок генеруються магнетрон мікрохвиль.

Тут же посипалися спростування і пояснення. спори про дивну силовий агрегат не вщухають досі і, мабуть, не вщухнуть до створення повністю робочої моделі або до появи доказів того, що пристрій є шахрайством. Так чи інакше, в наявності два факти: немає, фахівці NASA не оголосив «хвильової» двигун працює і не підтвердили, що з його допомогою людство полетить в дальній космос; да, фахівці NASA протестували пристрій і призначили дати нових випробувань. Значить, є про що поговорити.

Значить, є про що поговорити

Двигун на мікрохвилях

Двигун EmDrive британський інженер Роджер Шоуер задумав ще на початку 2000-х років і створив під його розробку невелику компанію. Перше явище дивного апарату світу відбулося через шість років.

EmDrive є конусоподібний резонатор, на більш вузькому кінці якого встановлений потужний магнетрон - електронна лампа, яка генерує мікрохвилі. Коли магнетрон працює, мікрохвилі, відбиваючись від ретельно розрахованої форми резонатора, посилюються від одного кінця пристрою до іншого. За твердженням автора, завдяки цьому виникає ледь помітне дисбаланс тисків, який і створює тягу - нехай крихітну, але зате не вимагає величезної кількості палива і зовсім безвідхідну. Інакше концепт називається «резонансним двигуном» (а не «релятивістським», звичайно, як не дуже влучно обізвала його преса).

Електромагнітний двигун Шоуера За твердженням Шоуера, магнітні хвилі, що потрапили в резонатор, створюють зовнішню тягу Електромагнітний двигун Шоуера За твердженням Шоуера, магнітні хвилі, що потрапили в резонатор, створюють зовнішню тягу. Ні довести, ні спростувати це експериментально поки не виходить.

А ось далі починається фантастика. Шоуер стверджує, що завдяки безпосередньому перетворенню електрики в тягу не відбувається втрати моменту імпульсу, якась неминуче мала б місце при наявності проміжних ланок. І при цьому двигун нібито не порушує законів Ньютона. Звучить дивно. Взагалі-то будь-які електромагнітні хвилі мають момент, і побудувати на цьому принципі ракету можна, тільки ось зроблено це задовго до Шоуера, і ефективність такої системи практично дорівнює нулю.

Хвилі Шоуера замкнені всередині резонатора - як він може передавати енергію зовнішнього пристрою? Уявіть собі радіокерований гелікоптер, до якого прикріплена коробка. Він злетить і підніме коробку. А тепер закріпіть його всередині коробки, запустіть і закрийте кришку. Ніякого польоту не буде. Або інший варіант: уявіть, що ви штовхаєте автомобіль, сидячи всередині. Приблизно так виглядає ідея Шоуера. Але британський департамент торгівлі і промисловості виділив інженеру грант, а NASA провела випробування як EmDrive Шоуера, так і аналогічної системи, розробленої американським інженером Гвідо Фетті. Відбувається щось дивне, але що?

Російська «Гравицапа»

Спроби побудувати рушій без витрачання робочого тіла, тобто, по суті, без палива, були й раніше. Відомої псевдонаукової історією було створення і випробування чотири роки тому пристрої, прозваного в наукових колах «гравіцапа», а напівофіційно називався гравітаційним двигуном. Ініціатором його створення став фізик Спартак Поляков, а розробником - заступник генерального директора ГКЦ імені М.В. Хрунічева Валерій Меньшиков.
У пресі в зв'язку з появою «гравіцапи» піднявся значний шум, а Меньшиков отримав кошти не тільки на розробку безпаливних рушія (про принцип роботи якого не поширювався взагалі), але і на випробувальний запуск його в космос. Випробування відбулися на борту супутника «Ювілейний» в 2010 році - планувалося включити «гравіцапа» сумарно на 207 секунд і відхилити супутник на 1 км. Але результат, як і слід було очікувати, виявився негативним. Комісія РАН по боротьбі з лженаукою за підсумками випробувань домоглася зупинки фінансування псевдонаукового проекту, і про «гравіцапа» з тих пір нічого не чути.

підозрілі випробування

Перша «ластівка», що позначила науковий інтерес до EmDrive, пролетіла в 2012 році, коли китайська команда, зацікавилася розробкою Шоуера, побудувала власний двигун за таким же принципом і оголосила, що в ході випробувань отримана тяга близько 72 м Цього, до речі, досить , щоб приводити в рух невеликий випробувальний супутник.

Перший повнорозмірний екземпляр EmDrive був виготовлений в травні 2010 року Перший повнорозмірний екземпляр EmDrive був виготовлений в травні 2010 року. Виглядає він як деталь пароплава з роману в стилі стімпанк - ця асоціація виникає через використання міді в якості основного матеріалу.

Паралельно аналогічний пристрій представив американський розробник Гвідо Фетта. Але після тестування обох систем фахівці NASA на чолі з Гарольдом Уайтом випустили офіційний документ - той самий, що кинув світову громадськість в шок. Озаглавлений він так: «Аномальне створення тяги за допомогою досвідченого резонансного пристрої». Так, в заголовку дійсно є слово «аномальний». Випробування показали наступні результати: для CannaeDrive при частоті мікрохвиль приблизно 935 МГц була отримана тяга близько 30-50 мН (3-5 г), а для EmDrive при частоті 1933 МГц і напрузі 17 В тяга склала 91 мН. Випробування зайняли вісім днів, шість з них пішли на настройку та перевірку обладнання, а два - безпосередньо на виміри. Приладом для вимірювання послужив крутильний маятник, найточніше з можливих пристроїв для подібних досліджень, а проводили заміри у вакуумній камері, в якій зазвичай розраховують тягу іонних двигунів. Теоретична потужність космічного двигуна, заснованого на цій технології, може становити до 0,4 Н на 1 кВт. Це дозволяє в майбутньому побудувати корабель для польоту на Марс - при наявності 2-мегаватного реактора двигун може створювати тягу в 800 Н, приводячи в рух 90-тонний космічний корабель, причому вся місія з урахуванням 70-денного перебування на Червоній планеті займе всього вісім місяців . Майбутнє вже тут? Мабуть, поки немає.

здоровий скептицизм

Що ж бентежить скептиків в цих дослідженнях? По-перше, підозріле наукове обгрунтування. Важко повірити, але і Шоуер, і китайська група, і лабораторія NASA пояснюють наявність тяги зовсім по-різному! Причому ні одне пояснення толком не співвідноситься із сучасною наукою.

Варп-двигуни

Варп-двигуни

Одне з основних напрямків діяльності лабораторії Eagleworks - дослідження можливості створення варп-двигунів. Двигун викривлення - це гіпотетичне пристрій, який, грунтуючись на викривленнях простору-часу, здатне переміщати космічний корабель зі швидкістю, що перевищує світлову. Найбільш відомий експеримент лабораторії з інтерферометром Уайта-Джудея. В ході експерименту порівнюються фази двох лазерних променів, один з яких прямий, а другий теоретично проходить через область викривлення простору, створену тороідальним пристроєм розробки того ж Уайта. Правда, до варп-двигунів лабораторія поки не наблизилася ні на крок.

Так, з теорією поганенько. Але ж результати, показані на серйозних тестах, здавалося б, очевидна. Справа в тому, що тут теж не все просто. Говорити про «схвалення NASA» в повній мірі не можна, тому що в цій організації 18 000 співробітників і сотні підрозділів. Випробування ж проводило підрозділ Eagleworks Labs, що складається з п'яти чоловік і спеціалізується на нестандартних движителях, - тобто ця лабораторія в різний час відчувала навіть вічні двигуни! Та й керівник лабораторії Уайт відомий своїми неортодоксальними науковими ідеями і прагненням зробити прорив у фізиці за всяку ціну. Тому коректною, а не «жовтої» формулюванням була б така: «Експериментальна лабораторія провела попередні дослідження резонансного двигуна». Не більше того.

По-друге, бентежить і те, що навіть в звіті NASA забагато білих плям. Із звіту не дуже зрозуміло, яка частина досліджень проводилася в вакуумі, а яка - в атмосфері. Є також і дивні пасажі, наприклад такий: «Тяга спостерігалася по обидва боки пристрою, в тому числі і з тієї, де ми не очікували її зафіксувати». Це означає, що двигун працює при правильній установці і ... при неправильній теж. А якщо його догори ногами перевернути, він теж буде працювати?

Нарешті, дослідники цілком серйозно застосовують термін «реактивна передача імпульсу через квантовий вакуум віртуальної плазми», який не співвідноситься з сучасною фізикою жодним чином. Тому що ніякого «квантового вакууму віртуальної плазми» не існує. В американських наукових колах застосування такої термінології називають ефектом «Стартрек», згадуючи легендарний науково-фантастичний серіал «Зоряний шлях», сценарій якого ряснів псевдонауковими поясненнями різних технологій.

В американських наукових колах застосування такої термінології називають ефектом «Стартрек», згадуючи легендарний науково-фантастичний серіал «Зоряний шлях», сценарій якого ряснів псевдонауковими поясненнями різних технологій

Боротьба з лженаукою

Від інших підозрілих або відверто псевдонаукових проектів і EmDrive Шоуера, і CannaeDrive Фетті відрізняє одне: принцип роботи озвучений, креслення відкриті, і будь-яка лабораторія в світі може при бажанні побудувати аналог і випробувати його (як і надійшли китайці). Навіщо трьох незалежних і досить авторитетним групам дослідників в різний час оголошувати про успіх проекту, якщо цей проект шахрайський?

Насправді в сучасній теоретичній фізиці безліч білих плям, і вчені цього не приховують. Ми не знаємо дуже багато чого, в тому числі пов'язаного і з фундаментальними, основними законами. Проблема в тому, що «закриття» цих плям маленькими приватними лабораторіями малоймовірно, зате інформаційна галас навколо їхніх робіт може перешкодити більш надійним науковим дослідженням. Втім, найбільш ймовірне пояснення отриманих NASA результатів - це помилка при дослідженнях. Крутильний маятник - надчутливий прилад, і він міг зафіксувати тягу, що виникає, наприклад, при термальному розширенні або стисненні пристрою.

Крутильний маятник - надчутливий прилад, і він міг зафіксувати тягу, що виникає, наприклад, при термальному розширенні або стисненні пристрою

Робота триває

У EmDrive занадто багато неясного, щоб списувати цей двигун з рахунків. Дослідники поки не змогли довести ні його неспроможності, ні його працездатності. Істина, як то кажуть, десь поруч.

У 2015-2017 роках проводяться незалежні тести системи в одному з найбільших дослідницьких центрів NASA, Клівлендської Glenn Research Center. Там систему будуть відчувати за схожою з Eagleworks Labs методикою. Потім підуть випробування в лабораторії реактивного руху NASA поблизу Лос-Анджелеса. Нарешті, в чергу на дослідження встала ще одна група незалежних експертів - лабораторія прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса (Балтімор), причому вони будуть використовувати не крутильний маятник, а крутильні ваги Кавендіша, то є інший прилад.

Все це говорить про те, що вже до кінця наступного року ми будемо точно знати, чи є ідея Шоуера космічним проривом або черговим псевдонаукових божевіллям. Ми щиро вболіваємо за перше. Але рахунок, здається, на користь другого.

Стаття «Двигун, якого не може бути» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №11, Січень 2014 ).

Але раптом?
Хвилі Шоуера замкнені всередині резонатора - як він може передавати енергію зовнішнього пристрою?
Відбувається щось дивне, але що?
Майбутнє вже тут?
А якщо його догори ногами перевернути, він теж буде працювати?
Навіщо трьох незалежних і досить авторитетним групам дослідників в різний час оголошувати про успіх проекту, якщо цей проект шахрайський?