"Niemożliwy" silnik osiąga coraz lepsze wyniki?

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy z Politechniki Północnozachodniej z Xi'an donoszą o bardzo obiecujących wynikach testów "niemożliwego" relatywistycznego silnika eletromagnetycznego. Urządzenie EmDrive, którego pomysłodawcą jest brytyjski naukowiec Roger Shawyer, zostało powszechnie odrzucone, jako niezgodne z zasadami fizyki, a tym samym niemożliwe do wykonania. Shawyer, by zweryfikować swoją teorię - o której pisaliśmy przed kilku laty - zbudował nawet w 2003 roku prototypowy silnik. Został jednak skrytykowany, mimo iż jego przeciwnicy nie zbadali silnika.

Chińczycy zainteresowali się projektem Shawyera w 2008 roku. Najpierw przeprowadzili analizę twierdzeń Brytyjczyka pod kątem teorii kwantowej i stwierdzili, że jego rozważania są prawidłowe i można uzyskać dodatni ciąg. W 2010 roku poinformowali o otrzymaniu pierwszych pozytywnych wyników eksperymentów.

W swoim ostatnim artykule, opublikowanym na łamach Acta Physica Sinica, zespół profesor Yang Juan poinformował, że z kilku kilowatów mocy uzyskano ciąg rzędu 720 mN (ok. 72 gramy). To pozornie niewiele, jednak trzeba pamiętać, że wspomniany silnik ma być używany w przestrzeni kosmicznej. A tam nawet niewielki ciąg daje dobre wyniki. Dość wspomnieć, że wykorzystywany w satelitach zaawansowany silnik Boeinga XIPS, który do uzyskania ciągu wykorzystuje rozpędzane do dużej prędkości jony ksenonu, generuje ponadczterokrotnie mniejszy ciąg, zużywając przy tym dwukrotnie więcej mocy. XIPS wykorzystywany jest w roli silnika manewrowego satelitów. Służy do korekty lub zmiany ich orbit. Co istotne, silnik Boeinga waży więcej niż EmDrive, a paliwo do niego może być cięższe od samego silnika.

Olbrzymią zaletą EmDrive jest fakt, że nie wymaga paliwa. A ono może stanowić nawet połowę wagi satelity geostacjonarnego. Jeśli zatem EmDrive kiedykolwiek zostanie wykorzystany, to już przy samym starcie pozwoli na zaoszczędzenie co najmniej połowy kosztów wyniesienia satelity na orbitę. Warto tutaj wspomnieć też, że Shawyer uważa, iż jego silnik o mocy nie większej niż uzyskana przez Chińczyków może posłużyć do korekty położenia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Jego zastosowanie na ISS oznaczałoby możliwość zrezygnowania z kosztownych operacji zapewniania stacji paliwa.

Shawyer widzi jednak przyszłość swojego silnika w znacznie bardziej ambitnych zastosowaniach. Brytyjczyk zauważa, że jego ciąg jest zależny od wartości Q, która opisuje, jak dobrze fala elektromagnetyczna jest odbijana w falowodzie. Naukowiec uważa, że jeśli w falowodzie zostaną wykorzystane nadprzewodniki, to wartość Q, a zatem i ciąg, wzrosną kilkanaście tysięcy razy. To może oznaczać, że z kilowata energii uzyskane zostanie 1000 kg ciągu. Taki napęd mógłby służyć do wystrzeliwania pojazdów kosmicznych. Shawyer twierdzi, że protypowy nadprzewodzący napęd mógłby powstać do 2016 roku. To jednak dość optymistyczne założenie, zważywszy na fakt, iż teoria Shawyera nadal nie jest uznawana, więc nie ma on funduszy na kontynuowanie swoich prac.

Tymczasem profesor Yang Juan twierdzi, że dopiero w bieżącym roku poznamy jakiekolwiek szczegóły dotyczące chińskiego prototypu. Niewykluczone jednak, że chiński silnik zostanie zaprezentowany na międzynarodowej konferencji. Jeśli tak się stanie i urządzenie rzeczywiście działa, nie powinno być problemów z finansowaniem prac nad nim.

[pogo 102]

Przypomnijmy, że ten silnik wymaga tylko energii elektrycznej.

Jeśli osiągnie ciąg na poziomie 1t z 1kW energii (to nie jest sprzeczne z zasadą zachowania energii?) to dużo będzie nam jeszcze brakować by zrobić lewitujący pojazd na energię słoneczną? (na razie pomińmy możliwość uniesienia czegokolwiek więcej niż samego siebie)

[Radecki 0]

To nie jest sprzeczne z zasadą zachowania energii, ale jest sprzeczne z zasadą zachowania pędu.

[sig 11]

Interesujący napęd. A co do "lewitujących pojazdów" to mając ten kilowat mocy i nadprzewodniki być może udało by się "odepchnąć" od ziemskiego pola grawitacyjnego na zasadzie jednoimiennych biegunów magnetycznych. No chyba że te nadprzewodniki będą nadprzewodnikami tylko w próżni, jest tam w końcu niska temperatura więc w teorii nawet i obecne powinny zadziałać zgodnie z założeniami. Zaś do wspominanych przez pogo pojazdów potrzebne były by niewynalezione jeszcze wysokotemperaturowe.

 

ps inna sprawa że kilowat mikrofal zwyczajnie "usmażył by" wszelkie życie za wylotem takiego silnika, zastosowań ziemskich możemy nigdy się nie doczekać ze względu na sporą śmiertelność osób postronnych.

[Radecki 0]

do wspominanych przez pogo pojazdów potrzebne były by niewynalezione jeszcze wysokotemperaturowe.

Może takie?

-> http://www.superconductors.org/35C_sil.htm

[sig 11]

Ciekawe kiedy cena spadnie to rozsądnego poziomu, coś takiego na skalę przemysłową to rewolucja w elektronice.

[pogo 102]

Wcale nie chodziło mi o realnie działający taki "pojazd", na razie całkowicie mnie zadowala jeśli to będzie działać w laboratorium. Przydatność takiego wynalazku pomijam, na razie chce aby to zrobili jako ciekawostkę.

A jeśli chodzi o ten 1kW mikrofal... a ile ma solidna kuchenka mikrofalowa?

Poza tym widział ktoś tam jakiś "wylot" tego silnika? Otóż nie... Teoretycznie nic się z niego nie wydostaje, a jedynie wytraca energię mikrofal zmieniając ją w energię kinetyczną.

[tommy2804 1]

Ciekawa koncepcja. Gdyby okazało się, że ten silnik naprawdę działa (oczywiście musiałby zostać przebadany przez grono niezależnych specjalistów, którzy bezsprzecznie by to potwierdzili) i przy założeniu, że w w ciągu kilku najblizszych dekad dojdzie do przełomu na polu nadprzewodników wysokotemperaturowych oraz praktycznego wykorzystania fuzji termonuklearnej (którego zwieńczeniem byłby w pełni funkcjonalny reaktor) to dostalibyśmyśmy do ręki - jako ludzkość - system napędowy, który umożliwiłby rozpoczęcie eksploatacji zasobów Układu Słonecznego na niespotykaną dotąd skalę oraz wygodny i szybki sposób podróżowania po nim.

No i wreszcie awansowalibyśmy, stając się cywilizacją 1-go typu w skali Kardaszewa

[Flaku 26]

Czy to nie jest sprzeczne z zasadą zachowania pędu?

[sig 11]

A jeśli chodzi o ten 1kW mikrofal... a ile ma solidna kuchenka mikrofalowa?

Poza tym widział ktoś tam jakiś "wylot" tego silnika? Otóż nie... Teoretycznie nic się z niego nie wydostaje, a jedynie wytraca energię mikrofal zmieniając ją w energię kinetyczną.

Jeśli faktycznie nie ma wylotu to można chyba jakieś ekranowanie założyć. Swoją skoro 1 kw silnik miałby tonę "ciągu" to ciekawe co będzie jeśli przymocujemy go do wału napędowego jakiegoś generatora elektrycznego? Perpetum mobile?

[sig 11]

Czy to nie jest sprzeczne z zasadą zachowania pędu?

Całość opiera się o fizykę kwantową, a takowa nijak ma się do "zwykłej"

[pogo 102]

Swoją skoro 1 kw silnik miałby tonę "ciągu" to ciekawe co będzie jeśli przymocujemy go do wału napędowego jakiegoś generatora elektrycznego? Perpetum mobile?

Nie pamiętam jak to się liczyło, ale na moje wyczucie to się zeruje (przy założeniu, że generator nie ma żadnych strat)

[Jarek Duda 140]

Czy to nie jest sprzeczne z zasadą zachowania pędu?

Tutaj akurat nie ma problemu - fotony, czyli nośniki pola elektromagnetycznego, jak najbardziej niosą też pęd. Stąd też na przykład pomysł żagli słonecznych, w których odbijające się fotony ze słońca nadają statkowi pęd ... albo można by bezpośrednio napędzać statek laserem ("fotonowy silnik odrzutowy") ... problem w tym że raczej sensownej efektywności tak nie osiągniemy ...

Fale radiowe też niosą pewien pęd: http://en.wikipedia....iation_pressure

Pytanie czy ilościowo to tym razem może mieć sens ...?

[Przemek Kobel 65]

Myślę, że kluczem jest tu stwierdzenie (z poprzedniej notki na ten temat), że pęd może się różnić, zależnie od kształtu falowodu. Autorzy wszystkich tych mechanicznych "pędników" próbowali uzyskiwać ciąg, zaburzając symetrię pędu (jeśli jakiś wirujący ciężarek krążyłby po magicznej trajektorii, która pozwalałaby uzyskać w którymś kierunku większy, niezrównoważony symetrycznie pęd, to takie urządzenie "ciągnęłoby" przytwierdzony do niego pojazd bez użycia kół, przekładni, skrzydeł, śmigieł czy czegokolwiek znanego nam obecnie). Ponieważ uzyskanie tego efektu jest porównywalne ze zbudowaniem perpetuum mobile, nic dziwnego, że wszyscy krytykują podobne pomysły.

 

Ale jeśli Chińczy dowiodą, że Shawyer ma rację... wow.

[radar 104]

Trochę tego nie rozumiem. Patrząc na teorię http://www.rexresearch.com/shawyer/shawyer.htm można wywnioskować jedną rzecz: zbudowanie prototypu do prostej ewaluacji działa/nie działa nie powinno być ani drogie, ani czasochłonne (patrząc z punktu widzenia uczelni), ale jednak opór materii naukowej jest zbyt duży żeby w ogóle spróbować ("bo nie").

Jakbym miał trochę więcej pieniędzy niż nie mam, to sam bym się podjął finansowania prototypu na którejś z polskich uczelni.

[sig 11]

Trochę tego nie rozumiem. Patrząc na teorię http://www.rexresear...yer/shawyer.htm można wywnioskować jedną rzecz: zbudowanie prototypu do prostej ewaluacji działa/nie działa nie powinno być ani drogie, ani czasochłonne (patrząc z punktu widzenia uczelni), ale jednak opór materii naukowej jest zbyt duży żeby w ogóle spróbować ("bo nie").

Być może boją się konieczności przyznania że tak w zasadzie muszą się uczyć wszystkiego na nowo, bo definicja "niemożliwego" właśnie się zmieniła i kochane, znane na pamięć zarówno profesorom jak i studentom podręczniki fizyki trzeba wyrzucić na śmietnik zastąpić nowymi. A kadra profesorska zajmuje się różnymi rzeczami, ale nie uczeniem siebie samych.

[Przemek Kobel 65]

Mam wrażenie, że nie tyle wyrzucić, co uznać, że pewne wynikające z nich rozwiązania równań powinny być jednak brane pod uwagę, a nie omijane w ramach upraszczania obliczeń.

[Flaku 26]

Tutaj akurat nie ma problemu - fotony, czyli nośniki pola elektromagnetycznego, jak najbardziej niosą też pęd. Stąd też na przykład pomysł żagli słonecznych, w których odbijające się fotony ze słońca nadają statkowi pęd ... albo można by bezpośrednio napędzać statek laserem ("fotonowy silnik odrzutowy") ... problem w tym że raczej sensownej efektywności tak nie osiągniemy ...

Fale radiowe też niosą pewien pęd: http://en.wikipedia....iation_pressure

Pytanie czy ilościowo to tym razem może mieć sens ...?

Fotony mają pęd, ale jeśli chcielibyśmy korzystać z nich na zasadzie ogniwa słonecznego to łapane fotony też mają pęd, który powinien odpychać całe urządzenie od żródła światła, a więc musiałoby to i tak działać na zasadzie żagla.

[radar 104]

Myślę, że kluczem jest tu stwierdzenie (z poprzedniej notki na ten temat), że pęd może się różnić, zależnie od kształtu falowodu.

Pytanie czy to jest słuszne założenie czy może chodzi o coś zupełnie innego, a w latach 50-tych mogli dojść do złych wniosków?

Co jeśli to nie pęd fotonów się zmienia, a wszystko opiera się na prawdopodobieństwie uderzenia w daną ściankę? Mikrofale odbijają się losowo od ścianek w środku, nacisk wywierany na ściany boczne stożka się znosi*, natomiast częstość padania mikrofal na ściany górną i dolną zależy od ich powierzchni i stąd wynika różnica i pojawia się zaburzenie równowagi?

* - oczywiście w stożku ściany nie są równoległe do wysokości więc pojawi się jakaś wypadkowa siła skierowana przeciwnie do oczekiwanej.

 

Mam 2 pytania, bo zgłupiałem czytając powyższe wypowiedzi:

czy foton lepiej będzie przekazywał energie, gdy będzie lepiej odbijany czy lepiej pochłaniany i dlaczego?

 

czy magnetron się nie zużywa?

 

radar

[thikim 119]

Wypadkowa powierzchnia na która będzie działał ciąg do przodu i do tyłu są równe. Nachylone ściany też dają odpowiedni ciąg i z tego to wynika. Tak więc nie tędy droga radar.

[Przemek Kobel 65]

czy magnetron się nie zużywa?

 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Magnetron

 

Nie ma części mechanicznych, a te, które pracują termicznie da się wykonać tak, żeby działały dłuuugo.

[radar 104]

Wypadkowa powierzchnia na która będzie działał ciąg do przodu i do tyłu są równe. Nachylone ściany też dają odpowiedni ciąg i z tego to wynika. Tak więc nie tędy droga radar.

Nie, no oczywiście, że się znoszą, inaczej nie potrzebowalibyśmy mikrofal tylko wystarczyłyby "piłeczki"

 

http://pl.wikipedia.org/wiki/Magnetron

 

Nie ma części mechanicznych, a te, które pracują termicznie da się wykonać tak, żeby działały dłuuugo.

Tego "tajnego" linka znalazłem wcześniej, dzięki, ale nie jest tam napisane nic o MTBF. Moje pytanie wynika z tego, że:

- nie wiem jaka jest odporność na zużycie

- oczekują nie-wiadomo-jak-długiego-czasu-pracy

- na alledrogo w kategorii części do agd można znaleźć sporo oferowanych magnetronów, czyli jednak się psują

 

Inne pytanie: skoro liczy się pęd fotonu (czy tam ich różnica w różnych częściach falowodu) to nie lepiej wykorzystać mikrofal jako tradycyjny silnik odrzutowy, czyli skierować wylot z magnetronu do tyłu? Chyba, że chodzi o zwielokrotnione użycie pędu tego samego fotonu?

 

radar

[Przemek Kobel 65]

- nie wiem jaka jest odporność na zużycie

 

Jak pisałem, nie ma tam pracy mechanicznej. Nic się nie ściera, nic nie trzeba smarować, nic się nie wygina. Mangetron po prostu trwa.

 

 

- na alledrogo w kategorii części do agd można znaleźć sporo oferowanych magnetronów, czyli jednak się psują

 

Najczęściej "uchodzi" z nich próżnia. Spory problem w kosmosie, prawda? Drugi problem to zanieczyszczenie katody. Dlatego napisałem, że da się je tak zbudować, żeby do tego nie dochodziło. Trzeci problem, związany z drugim, to możliwość odbicia fal z powrotem do magnetronu (wtedy on ogrzewa sam siebie i zaczynają dziać się /parować i osadzać/ dziwne rzeczy), ale tutaj zasada działania urządzenia jest taka, że całość promieniowana albo jest w komorze rezonansowej, albo została "przetworzona" na pęd.

 

Inne pytanie: skoro liczy się pęd fotonu (czy tam ich różnica w różnych częściach falowodu) to nie lepiej wykorzystać mikrofal jako tradycyjny silnik odrzutowy, czyli skierować wylot z magnetronu do tyłu? Chyba, że chodzi o zwielokrotnione użycie pędu tego samego fotonu?

 

To chyba trochę inna fizyka działa. Jeśli poświecisz 1000-watowym promiennikiem, na pewno nie dostaniesz tony ciągu. Może kilka pikogramów.

[mzp 1]

Witam,

 

wydaje mi się że ten wynalazek to udana kalka koncepcji pędnika wymyślonego przez polskiego konstruktora garażowego pan Łągiewki.

http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2305735-120.html

[Przemek Kobel 65]

Pana Łągiewkę również miałem na myśli, ale np. Amerykanie mają kilka zarejestrowanych patentów np. na "bezwładościowe silniki manwerowe" do satelitów, w których napędem ma być właśnie sterta dziwacznie krążących ciężarków. Jakoś nikomu do tej pory nie zadziałało. (Obrazek powyżej bardziej kojarzy mi się z jak najbardziej działającym amortyzatorem Łągiewki - o ile pamiętam, zasady działania swojego "pędnika" nie chciał upubliczniać).