EmDrive — это просто


Время от времени честных интернет-пользователей интригуют сообщениями об микроволновом двигателе EmDrive, состоящем из СВЧ-генератора и резонатора, и создающем тягу в нарушение законов сохранения. Из популярных описаний изобретения невозможно понять принцип его действия, даже у титулованных авторов. Похоже, они его просто не знают.

Решил копнуть поглубже и обнаружил искомое по меньшей мере в двух источниках:
в описании патента Роджера Шойера и в статье Шойера.

Изобретение по сути представляет собой замкнутый радиоволновый резонатор, ограниченный конической и двумя плоскими поверхностями — «крышками», как показано на рис.1:

<img src="" alt=«image»/>
Рис.1

Оказывается, заявленный принцип действия заключался в том, что при движении электромагнитной волны к узкому концу резонатора групповая скорость волны (V1) уменьшается, при движении к широкому возрастает (V2). Поэтому реакция при отражении волны от широкого конца резонатора должна быть больше, чем от узкого.

Результирующая — тяга (F) должна быть направлена в сторону широкого конца.

Действительно, из теории волноводов известно, что групповая скорость волны вблизи критической частоты сильно зависит от диаметра волновода, (видимо, данный конус рассматривается автором EmDrive как волновод с переменным сечением).

Также не противоречит теории прямая зависимость импульса волны от групповой скорости. Но, во-первых, электромагнитное поле внутри резонатора считается результатом суперпозиции волн, каждая из которых при движении между стенками не получает никакого приращения скорости и импульса по абсолютной величине, только меняет направление при отражении от стенок. Поэтому повода сомневаться в законе сохранения импульса эти волны не дают.

Во-вторых, волны несут импульс не только вдоль оси волновода или резонатора, но и создают давление (P) на коническую стенку(рис.1). Результирующая этого давления имеет осевую составляющую (F1), направленную противоположно силе тяги (F), заявленной Шойером. Эта составляющая им не учтена, но нет причины сомневаться, что эти силы уравновесят друг друга.

Мое желание докопаться до истины было связано с тем, что очень давно я придумал аналогичный двигатель без отдачи, только с более простой и очевидной идеей, в чем предлагаю убедиться.

Для этого рассмотрим силы, действующие на рамку с током i (рис.2, вверху),
свойства которой лежат в основе работы большинства электродвигателей. Силы (F), действующие на элементы рамки стремятся ее разорвать. При этом каждому элементу рамки соответствует другой с противоположным направлением действующей на него силы, так что их равнодействующая равна нулю.


Рис.2

Удалим кусок рамки, как показано на рис.2 внизу. Постоянный ток протекать теперь не может, но для переменного разрыв не препятствие благодаря емкости разомкнутых концов рамки. Этот ток через пустоту называется током смещения, он играет важную роль в максвелловской теории электромагнитного поля.

Как видим, сила F, приложенная к правому элементу рамки не уравновешивается теперь левым элементом, которого нет и рамка должна получать импульс, вопреки закону сохранения.

Ток в такой разомкнутой рамке может быть совсем не маленьким. Если частота тока приближается к резонансной для данных размеров (теория длинных линий), его величина приближается к току короткого замыкания.

Кстати, излучение в данном рассуждении не играет роли, так как можно рамку поместить в экран или заменить отрезком закрытой коаксиальной линии. Модель такого устройства была построена и испытана, только до публикаций и мировой известности дело не дошло.

P.S. Идею с рамкой я проверял на устройстве из четвертьволнового коаксиального резонатора и лампового генератора, настроенных на частоту примерно 400 мгц. Коаксиальный резонатор по форме — сильно увеличенный отрезок коаксиальной передающей линии, замкнутой на одном конце. Результат был нулевой.
Описание это не предложение строить и испытывать, это хороший пример физического парадокса, который каждый читатель может попытаться решить.
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 69
  • +25
    У таких решений очень много преимуществ, но только один недостаток: они не работают.
    • 0
      поймал я мушку. оторвал ей крылышко. послушал — жужит мушка…
    • –10
      В публикации исправлена ошибка
    • +1
      Так слева будет отражение, с уравновешиванием.
      • +2
        Ну так его протестировали в вакууме или нет?
        • –2
          О каком устройстве вы спрашиваете, о «ведре» или о «рамке»?
      • +7

        Иногда кажется, что НЛО сидит и думает: "что-то скучно стало на гиктаймс, надо добавить адку", и выдает приглашения таким статьям.

        • –5
          Мой принцип в таком случае: плюс в карму (за порыв), минус за публикацию (за суть).
          • –11
            В публикации исправлена ошибка
            • 0
              Запрета на публикацию бреда в правилах сайта нет. Да и это же не научный журнал, чтобы рецензировать все посты. Вдруг что-то стоящее написано, а никто не увидит т.к. модератору показалось что это неверно. А после публикации прочитавшие сами раздадут минусов, чтобы выразить свое отношение к подобным «публикациям».
              • 0

                Ну в песочнице сидят месяцами гораздо более адекватные посты.
                Почему бы этот пост было не оставить в песочнице на усмотрение сообщества, если кому-то понравится — дадут инвайт.

            • +10
              Удлинитель, замкнутый на себя, все еще остается лучшим источником энергии для межзвездных полетов
              • +7
                image
                • +2
                  Кстати, оно будет создавать тягу :)
                  • –13
                    В публикации исправлена ошибка
                    • 0
                      Только не понятно в какую сторону :)
                      • 0
                        В сторону винта.
                        • 0
                          В данном случае происходит усиления потока. Поток от винта захватывает окружающий воздух, после чего отражается от паруса(поскольку он выгнут) и создает тягу в обратном направлении в верхней части паруса, а также вправо и влево. В нижней части паруса поток закрыт, вправо и влево — уравновешено.

                          И да, лодка движется нормально, носом вперед(ну или не совсем вперед, если парус несимметричный).
                          • +2
                            Но убрать нафиг парус и развернуть вентилятор все-таки практичнее (хоть и не так романтично).
                        • 0
                          Оно будет создавать еще бОльшую тягу, если воздух будет забираться через заборную трубу, имеющую вход по направлению движения.
                        • +8
                          Пропеллер — для слабаков, вот вариант для истинно сильных духом:
                          image
                          • +1
                            Если не ошибаюсь, разрушители мифов тестировали такой способ движения и он даже сработал… но ОЧЕНЬ малоэффективно.
                          • 0
                            Тут есть недоработка. Парус нужно развернуть выпуклой частью под острым углом к плоскости крыльчатки вентилятора так, чтобы поток частично попадал на вогнутую часть паруса, поддерживая ей вогнутость, и частично обтекал выгнутую. Так мы создадим разность давлений, тянущую полотно в ту же сторону, в которую содзаёт тягу непосредственно вентилятор. Так парус будет усиливать тягу. Прям как открытые винты самолёта, дующие на крыло и создающие этим дополнительную подъёмную силу.
                        • +6
                          Упрощённо говоря, сила разрывающая рамку с током, это сила Ампера при взаимодействии двух противолежащих участков рамки. Если вы убираете левый вертикальный сегмент, то для правого не остаётся «партнёра» с противонаправленным током, чтобы возникала сила Ампера. Поэтому никакой отличной от нуля равнодействующей не будет. Это, повторюсь, упрощённо. В реальности конечно происходит взаимодействие всех участков проводника со всеми, независимо от их ориентации. Поэтому появится сила, которая будет стремиться распрямить эту П-образную скобу с током. Но опять-таки, равнодействующая нулевая. Более того, замечу, что на оставшийся правый вертикальный участок будет действовать сила направленная наоборот влево.

                          Меня удивляет, что вы можете указать на ошибку в EmDrive, но не видите её в собственном изобретении.

                          • –11
                            В публикации исправлена ошибка
                            • +6

                              1) Какая?
                              2) Зачем вы все время это пишете?

                              • 0
                                1) По ошибке под номерами 1 и 2 был вставлен один и тот же рисунок
                                2) Я сообщил об этом после каждого комментария, их было немного вначале.
                            • +1

                              ..

                            • 0
                              Можете пояснить что с чем взаимодействует на вашем последнем рисунке с разомкнутой рамкой? Что такое сила F в Вашем понимании?

                              Если имели в виду силу Ампера, то Вы забыли дорисовать внешнее магнитное поле без которого это работать не будет.

                            • +3
                              прочитав статью, я изобрёл более простой эм — драйв.
                              если ведро залить водой и создавать звуковые колебания ударяя по нему кувалдой с частотой резонанса, то из тех же соображений на узкий конец будет меньшее давление и это ТОЖЕ должно создавать тягу по ТОМУ же принципу.
                              • +4
                                правильная карнитка для этого эффекта будет:
                                image
                                • 0
                                  Кстати вот отличный вариант для «что полезного можно было бы запустить в космос вместо Теслы». По крайней мере доказали бы что эта фигня не работает.
                                  • +1
                                    У китайцев вроде как давно летает
                                    • +1
                                      Как будто это кого-то остановило бы.
                                      Ну запускали «гравицапу» на «Юбилейном». Что-то от этого изменилось? Увы…
                                      • 0
                                        У гравицапы принципиально другая идея была вроде бы (инерционный двигатель), ну и да, теперь мы знаем что гравицапа (по крайней мере в авторском исполнении) не работает, а на счет EmDrive до сих пор копья ломают.

                                        P.S. Опять же — а вдруг заработает?
                                      • 0
                                        EmDrive'у нужен очень сильный аккумулятор. Как вывести на орбиту очень большой аккумулятор, не объясняя публике зачем ты это делаешь?

                                        Кстати, никто не будет публично ставить такой эксперимент, потому что придётся оглашать результат. Если он окажется положительным, то начнётся новая гонка вооружений.

                                        И насколько помню, Тесла впоследствии сместилась с курса.
                                      • 0

                                        Так а где и как Вы испытали модель? Что показали испытания?


                                        З.ы. а как так получилось, что у статьи -4 и у всех комментов про исправление "ошибки" тоже? Кто-то методично заморочился?

                                        • +4

                                          Это те самые восемь троллей, просто ещё не все проснулись.

                                          • 0
                                            Ошибка была одна — вставлен не тот рисунок.
                                          • +2
                                            Не готов комментировать рамку с током, но хотел бы заметить, что интерес к EmDrive как и происходит из-за того, что «какая-то тяга» найдена экспериментально, и никто пока не может внятно объяснить, откуда она.
                                            • 0
                                              Мне особенно нравятся схемы фломастером на листочке в клеточку.)

                                              Срочно оформляйте патент — это не очень дорого.
                                              • 0

                                                Насчет рамки не очень понятно, как будет течь ток в разомкнутой цепи. Ток — это поток электронов. Значит в цепи в одной точке (разорванной точке сверху или снизу) эти электроны будут убывать, а в другой прибывать. Это возможно, если первоначально сделать в одной точке электронов больше, чем в другой. Но как только количество электронов уравняется, ток прекратится. Что будет дальше поддерживать ток в вашей теории — непонятно. И пока течет ток, импульс действительно будет. Но нужно учитывать какой импульс был во время зарядки этого конденсатора. Если их просуммировать, наверняка будет 0.
                                                Если же будет течь переменный ток, то:
                                                1) На месте разрыва должен быть источник тока, который по сути и будет являться левой вертикальной линией, и опять получаем импульс = 0.
                                                2) Даже если у нас есть такой магический источник переменного тока, который создает напряжение из ниоткуда в разомкнутой цепи (видимо черпая из и отправляя электроны в параллельную вселенную), то импульс будет то вправо, то влево, и в среднем опять 0.
                                                Он будет создавать ток то вправо, то влево, и в среднем импульс будет = 0.

                                                • 0
                                                  Да нет, если на месте разрыва представить конденсатор — то переменный ток будет вполне нормально течь, тут автор прав.

                                                  Что же до направления импульса — тут автор утверждает что проводники со встречным направлением токов всегда отталкиваются, независимо от направления тока (и здесь он тоже прав). Вот только на самом деле импульс будет нулевым, потому что ток смещения не создаст нужного автору магнитного поля (он может создавать магнитное поле — но конфигурация этого поля будет совсем другая).
                                                  • 0

                                                    Ну так можно создать внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка. И автор, видимо, это и имел в виду. Тогда получается действительно импульс при переменном токе будет то вправо, то влево. Правда непонятно, что этот импульс будет уравновешивать, т.к. ЗСИ пока еще не опровержен. Т.е. когда рамка двигается вправо, то что тогда влево? ЭМ-волна?


                                                    Кстати, еще вот одна вещь, которую я не понимал в школе. Когда электрон влетает в однородное магнитное поле, то он начинает летать по кругу. Соответственно его импульс меняется. А что тогда уравновешивает его импульс?


                                                    И еще одна вещь, которую я не понимал даже после университетского курса электродинамики сплошных средств: почему притягиваются магниты? Я понимал, что такое ротор, дивергенция, градиент, но ответа на этот вопрос так и не нашел.

                                                    • 0
                                                      Кстати, еще вот одна вещь, которую я не понимал в школе. Когда электрон влетает в однородное магнитное поле, то он начинает летать по кругу. Соответственно его импульс меняется. А что тогда уравновешивает его импульс?

                                                      Летающий по кругу электрон испускает электромагнитные волны. Они и уносят импульс.


                                                      И еще одна вещь, которую я не понимал даже после университетского курса электродинамики сплошных средств: почему притягиваются магниты? Я понимал, что такое ротор, дивергенция, градиент, но ответа на этот вопрос так и не нашел.

                                                      В магнитах магнитное поле возникает не само по себе, а из-за множества циркулирующих токов. Именно на эти токи и действует поле другого магнита.

                                                      • 0

                                                        С первым понятно, а со вторым не очень. Ведь на циркулирующий ток действует не сила, а момент, который старается развернуть плоскость тока параллельно магнитному полю (или перпендикулярно, не помню). Т.е. сила=0. Но ведь магниты именно притягиваются, а не только вращаются. К тому же, вроде бы, в постоянном магнитном поле магнит только вращается, но не притягивается. А когда поле у нас неоднородное (как когда рисуют магнитное поле от магнитов), вот тогда появляется притяжение. Нипонятка в общем.

                                                        • 0
                                                          Кажется, вы сами ответили на свой вопрос. Когда поле однородно — магнит только вращается, но никуда не притягивается (пример — любой компас). А вот в неоднородном поле силы Ампера перестают друг друга компенсировать, и кроме момента появляется, собственно, притяжение или отталкивание.
                                                          • 0

                                                            Спасибо, что разъяснили. Этот вопрос мучал меня много лет, нигде не мог найти ответа на него, а тут за минуту разъяснили :) Поставил бы вам + в карму, да не могу.

                                                • 0
                                                  Последний пример для разомкнутой рамки не будет работать, потому что в ней может течь только переменный ток, соответственно суммарная сила будет переменна по знаку со средним значением ноль.
                                                  • 0
                                                    Остаётся только вращать рамку при сменен направления тока)
                                                  • –1
                                                    Занятно, что теории мультивселенных, повсеместно публикуемые на гиктаймс, не вызывают никаких нареканий, а вызывают сплошную радость и положительную карму. А идею примерно того же рода заминусовали в плинтус. Хоть бы объяснили автору в чем ошибка заключается, а то как-то голословно минуса выглядят.
                                                    • +3
                                                      Могу только предположить, что теории мультивселенных (большинство из них, как правило) ненаучны, а то, что здесь написано это антинаучно.
                                                      Т.е. предполагать другие вселенные за пределами наблюдаемой можно сколько угодно. Но наука эти гипотезы всерьез не рассматривает, т.к. фальсифицируемости нет. Ну, очередная околонаучная фантастика — делов-то… От подобного заявления науке от этого не горячо не холодно.

                                                      А эта «полурамка» в которой возникает какая-то сила (как и изначальная схема работы EmDrive) — это уже антинаучно, т.е. противоречит существующим научным знаниям (как минимум закон сохранения импульса). Подобные заявления можно делать только при серьезных экспериментальных доказательствах, но никак не на основании безграмотного рисунка с векторами. А вот подобное заявление, сделанное под видом научного бьет по науке напрямую (потому что работать, очевидно, оно не будет).
                                                      ГТ пока что рассматривается как науч-поп. Так что или минусы здесь ловить, либо считать, что ГТ ничем не лучше Спид-Инфо.
                                                      • 0
                                                        прочитайте пожалуйста постскриптум, автор дописал. Он на самом деле описал в статье, что EmDrive не работает, и он это проверил экспериментально. При этом, случайно или намеренно, он всех развел (задал задачку на подумать почему не работает, всего лишь не написав результат своего эксперимента и дописав это только сейчас). Но в целом видно, что человек адекватный и с хорошей теоретической подготовкой, а сама статья была просто ошибочно интерпретирована комментаторами. Неплохой урок в чем-то… Не спешить осуждать, а просто поправить человека, если он ошибся (не в данном случае).
                                                        • 0
                                                          Сначала он поправил статью (написав кучу комментариев) в части EmDrive (вопрос с рамкой остался таким как был).
                                                          Потом (значительно позже) он дописал про то, как и чего он проверял.
                                                          То, что за несколько часов пока он строил из себя Мюнхгаузена ему накидали минусов — очевидно.

                                                          *с хорошей теоретической подготовкой*??? Вы издеваетесь???
                                                          За подобные графики с силами, происходящими в рамке, на пересдачу на первом же курсе отправляют без вопросов.
                                                          Я уж не говорю о том, что закон сохранения импульса, если что, проходят в школе.
                                                          Ахрененный теоретик, не осиливший даже школьной программы!

                                                          UPD: Хотя почитал ваши комментарии по поводу всякого экстрасенсорного… пожалуй, тут беседа «в одну калитку будет»…
                                                          • 0
                                                            Я не профессионал в данной области, не очень помню физику. И сам, к примеру, верного ответа почему так быть не может — дать не мог. Но увидел в комментариях ответ, что ток переменный и, следовательно, знак силы будет меняться, давая суммарно нулевую тягу. Возможно, статья, как и задачка была для таких, как я (не забываем, что профессионалом во всем быть нельзя, каждый спец в своей области). Хотя, дебют, конечно, был не самый удачный, такие розыгрыши может позволить себе только мастистый автор, а новичка конечно заминусуют…
                                                            • 0
                                                              Я вам помогу:
                                                              «Ок Гугл: Закон сохранения импульса физика учебник»
                                                              • 0
                                                                Раз вы уделили мне время благосклонно — можно ли еще спросить, как импульс относится к току и напряжению? Я не оспариваю это, правда не понимаю. В формуловке импульса ведь фигурирует масса? Но как масса (материальное) связана с током (нематериальное, электромагнетизм)?

                                                                Прошу понять, я не хочу спорить, просто интересно, как дилетанту.
                                                                • 0
                                                                  Ну, если вы действительно хотите узнать ответ, то отвечаю: «электромагнетизм» (как вы его описали) материален.
                                                                  Ну это так, на дилетантском уровне.
                                                                  Остальное смотрите в учебниках (скорее всего надо начинать где-то с 9 класса).
                                                                  • –1
                                                                    Дело в том, что в учебниках оно дается как эмпирический факт. То есть наблюдаемый. А вот причину явления вряд ли кто-то сможет описать. В виде — почему движение электронов приводит к возникновению поля. И почему переменное поле (нематериальное) приводит к току физических (материальных) электронов в проводнике. Это наблюдаемый экспериментальный факт, да, он не оспаривается. А вот причина этого вряд ли кому-то понятна и вряд ли где-то описана. Хотя, я просто, как дилетант, могу не знать — но это точно описано не в школьных учебниках.
                                                                    • +2
                                                                      Вы не понимаете, потому что придумываете собственные (никому, кроме вас, не понятные) определения «материальности» и «причины». При этом пытаетесь эти определения присобачить к уже существующим научным (эмпирическим, как вы заметили) фактам и теориям.
                                                                      В этом случае чего-то объяснять бессмысленно, как и обсуждение цвета глокой куздры.
                                                                      И да, вопрос «почему» вообще наукой не рассматривается, если вы не в курсе. Наука — это «как». За высшим смыслом — это к теологам. Любой поп разъяснит вам Божий Замысел, но что-то я не знаю ни одного попа, который бы на основании него вывел хоть одну формулу, применимую в жизни.
                                                                      • 0
                                                                        вопрос «почему» наукой вполне рассматривается. Сначала наука фиксирует факты, наблюдения. Затем создается теория, которая описывает посредством чего происходит то или иное наблюдаемое явление, его механику. Об этом я и написал — вы не сможете описать этот механизм, так как он пока неизвестен. Но зато, не подумав, отсылаете к школьным учебникам…
                                                            • 0
                                                              UPD: Хотя почитал ваши комментарии по поводу всякого экстрасенсорного… пожалуй, тут беседа «в одну калитку будет»…

                                                              попробуйте почитать непредвзято ту ветку. Ведь в этой ветке вы ошиблись, не поняв, что хотел сказать автор, а все перевернув наизнанку (автор здесь доказал, что EmDrive не работает, пока комментаторы думали, что он доказывает обратное). Может быть вы ошиблись и в интерпретации тех комментариев и речь там шла не о магии и экстрасенсорике? Как знать…
                                                              • +1
                                                                Я видел эту ветку почти с самого начала, так что не ошибся.
                                                                То, что автор текст начал менять после минусов в карму — проблема автора, а не законов физики.
                                                              • 0
                                                                UPD: Хотя почитал ваши комментарии по поводу всякого экстрасенсорного… пожалуй, тут беседа «в одну калитку будет»…

                                                                И, опять же, по той теме (и теме предвзятости)… Как вы относитесь к тому, что во времена СССР Ленинградским Государственным Ленинским Университетом по распоряжению руководства была выпущена научная книга экспериментального исследования телепатии посредством электромагнетизма, как среды передачи? Книга указана в комментариях той темы. Вот она

                                                                Экспериментальные исследования мысленного внушения

                                                                Это научная книга, выпущенная научным заведением. С корректно поставленными экспериментами.
                                                        • 0
                                                          извините, ошибся веткой для ответа
                                                          • +1
                                                            Вы забыли упомянуть, что в публикации исправлена ошибка.

                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                            Самое читаемое