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
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.
Если в источниках энергии произойдет такой же прорыв, и появятся компактные генераторы, способные выдавать сотни киловатт, то летающие автомобили и "прогулочные" полеты на орбиту станут обыденностью.
Ученые из КНР утверждают, что вот-вот испытают в космосе EM - drive - квантовый двигатель, не нуждающийся во внешнем источнике энергии. Это не только научно-техническая сенсация и прорыв в космических исследованиях: если китайцы и впрямь сумеют довести свой perpetuum mobile до ума, традиционные энергоносители типа российских нефти и газа когда-нибудь станут ненужными.
Китай создал силовую EM-drive-установку , работающую по квантовому принципу и не нуждающуюся во внешнем источнике энергии. Новый двигатель якобы уже испытан в лабораторных условиях и теперь должен пройти "ходовые" испытания в космосе. Он будет выведен на околоземную орбиту и пройдет ряд тестов.
Информацию выдал в эфир китайский телеканал CCTV-2, а рекламный ролик испытаний доступен на Daily Mail. Тем не менее видеозапись не дает возможности сделать обоснованное заключение о научной состоятельности заявленного проекта.
Идея perpetuum mobile , черпающего энергию из взаимодействия несимметричного резонатора и магнетрона, родилась еще 13 лет назад (то есть в 2004 году) у британского физика Роджера Шойера, основателя исследовательской компании Satellite Propulsion Research.
Рабочий прототип EM-drive был смонтирован в 2006 году, причем исследования ведутся как в китайском научном центре (лаборатория профессора Яна Цзюаня), так и в NASA (США).
Отчет об успешных испытаниях электромагнитного двигателя нового типа, проведенных лабораторией Eagleworks (подразделение NASA), появился в ноябре 2016 года в американском Journal of Propulsion and Power, который издается американским Институтом аэронавтики и астронавтики. До этого - в 2015 году - издание уже публиковало статью-отчет "Прямые измерения потоковых величин EM-drive и возможные побочные эффекты" (M. Tajmar, G. Fiedler).
Однако - при всей заманчивости мечты о вечном двигателе - существует и очевидное противоречие с азами физики: отсутствие расходуемого рабочего тела нарушает закон сохранения импульса. Полученные исследователями положительные результаты их оппоненты объясняют ошибками приборов. При этом они, что характерно, не придираются к чистоте тестов в лаборатории NASA. А ее сотрудники объясняют свой успех теорией волны-пилота. Она крайне мало изучена, но является первым известным примером теории со скрытыми переменными, представленной еще в 1927 году основоположником квантовой физики - французским ученым Луи Де Бройлем. Доработавший ее Дэвид Бом подвел теоретический фундамент под интерпретацию квантовой механики как детерминированной теории. Ее математическая доказательность, в частности, обоснована при помощи квантового лагранжиана и выводов из уравнения Шредингера.
В общем, оппонентам так и не удалось опровергнуть физико-математические построения исследователей, которые, похоже, уже несколько лет как перешли в экспериментальную фазу.
Насколько известно , в России подобные разработки не декларируются, но активно ведутся некоторыми лабораториями.
Один из компетентных научных источников нашей редакции так прокомментировал американские и китайские результаты в области EM-drive тестов: "Двигатель, предположительно, действует благодаря излучению СВЧ-волн, никакого космического излучения. И тяга не "мощнейшая", а исчезающе малая. Из-за чего столько споров насчет двигателя - его тягу очень сложно измерить".
Дискретное мнение отечественного физика совпало с заключением такого признанного авторитета в области физики, как А.П. Шергин (ученый секретарь доктор физико-математических наук профессор Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе). Он осторожно относится к результатам, полученным в американский и китайской лабораториях: "Законы сохранения энергии выполняются стопроцентно. Никаких нарушений быть не может. Когда кажется, что энергия взялась ниоткуда, то на самом деле она просто трансформировалась из другого вида энергии".
Вывод о том, что некая инновация не может работать, потому что "не может работать никогда", - довольно частая для научной среды болезненная реакция на чужое открытие. Ведь за любой устойчивой теорией стоит целая школа с признанными авторитетами, отцами-основателями и функционерами от Большой науки. Изобретатели же - это, как правило, молодые инициативные энтузиасты, которым еще только предстоит доказать свою правоту и стать маститыми учеными, а по пути ниспровергнуть часть авторитетных мнений своих предшественников (что, мягко говоря, не по нраву самим авторитетам).
Румынский энтузиаст собрал и запустил EM-drive у себя дома:
Почти за сто лет до исследований до EM-drive Никола Тесла, опередивший свое время, создавал энергетическую установку, принцип работы которой современники были явно не в состоянии понять и оценить. Загадка его экспериментов не раскрыта по сей день - возможно, потому что дармовая энергия разрушит экономику потребления ископаемого сырья и атомной промышленности. Естественно, Россия как один из крупнейших в мире экспортеров энергоносителей не особо нуждается в использовании EM-drive двигателя на земле. Тем не менее наша страна - один из признанных лидеров в области освоения космоса, а там эти двигатели могут стать незаменимыми.
катализатор, используя наночастицы железа. По их словам, он способен "вечно" из обычного углекислого газа и водорода вырабатывать смесь углеводородов, которые похожи на бензин, передает сайт со ссылкой на РИА Новости .
"За последние 200 лет, уголь, нефть и газ были главными двигателями нашей цивилизации, основой ее экономического и социального развития. Сжигание топлива привело к выбросу гигантского количества СО2 в атмосферу, что сегодня вызывает негативные изменения климата. Превращение СО2 в топливо и химикаты не только поможет нам бороться с потеплением, но и решит проблему исчерпания полезных ископаемых", — заявляют Цзянь Сунь (Jian Sun) из Института химической физики в Даляне (Китай) и его коллеги.
В последние годы ученые активно пытаются найти способ превращения атмосферного СО2 в биотопливо и другие полезные вещества. К примеру, в июле прошлого года физики из Чикаго сконструировали солнечную батарею, которая использует энергию света для расщепления СО2 и производства угарного газа и водорода, а в октябре их коллеги из Национальной лаборатории в Оак-Ридж создали катализатор, преобразующий углекислоту в обычный спирт.
В принципе, и то и другое уже можно использовать для запасания энергии, однако у этих катализаторов есть два больших недостатка. Они быстро выходят из строя и требуют очистки через несколько десятков часов работы, а также выделяют много побочных продуктов.
Сунь и его команда решили обе эти проблемы - их катализатор преобразует фактически всю углекислоту в углеводороды, составляющие основу бензина и других высокооктановых видов топлива, и при этом работает как минимум 1000 часов (полтора месяца) в "обычных" промышленных условиях.
Он состоит из двух компонентов - наночастиц из соединения оксида железа и натрия, а также так называемых цеолитов. Цеолиты представляют собой полые наночастицы из силиката алюминия, которые сегодня широко применяются для очистки воды и для "упаковки" различных катализаторов, попадание молекул которых внутрь цеолитов заметно меняет их свойства и часто заставляет их вести себя гораздо активнее, чем в свободном виде.
Как отмечают ученые, каждый компонент в данном случае играет разную роль - наночастицы железа "разрывают" молекулы углекислоты и заставляют ее соединяться с атомами водорода, а цеолиты и их начинка - способствуют объединению подобных "полуфабрикатов" в длинные цепочки углеводородов.
Комбинация этих компонентов, по словам китайских химиков, позволяет добиться фактической "вечности" такого катализатора. Его эффективность, как отмечают ученые, снизилась всего на 6% в первые 300 часов работы и потом не менялась, что говорит о том, что он стабилен и будет оставаться в таком виде гораздо дольше, чем 1000 часов. Кроме того, 96% углекислоты преобразуется в аналог бензина, и лишь 4% СО2 превращается в метан.
Более того, "букет" углеводородов можно гибко менять, повышая или понижая доли водорода и СО2 в смеси и варьируя тип цеолита, который используется в качестве "упаковки" для наночастиц железа. Используя солнечные батареи в качестве источника энергии для нагрева этой смеси газов и ее прокачки через катализатор, можно эффективно и достаточно дешево запасать солнечную энергию в виде привычного для всех топлива, не причиняя при этом вреда окружающей среде, заключают Сунь и его коллеги.
Ученые из КНР утверждают, что вот-вот испытают в космосе EM-drive - квантовый двигатель, не нуждающийся во внешнем источнике энергии. Это не только научно-техническая сенсация и прорыв в космических исследованиях: если китайцы и впрямь сумеют довести свой perpetuum mobile до ума, традиционные энергоносители типа нефти и газа когда-нибудь станут ненужными.
В общем, оппонентам так и не удалось опровергнуть физико-математические построения исследователей, которые, похоже, уже несколько лет как перешли в экспериментальную фазу.
Насколько известно, в России подобные разработки не декларируются, но активно ведутся некоторыми лабораториями.
Один из компетентных научных источников нашей редакции так прокомментировал американские и китайские результаты в области EM-drive тестов: "Двигатель, предположительно, действует благодаря излучению СВЧ-волн, никакого космического излучения. И тяга не "мощнейшая", а исчезающе малая. Из-за чего столько споров насчет двигателя - его тягу очень сложно измерить".
Дискретное мнение отечественного физика совпало с заключением такого признанного авторитета в области физики, как А.П. Шергин
(ученый секретарь доктор физико-математических наук профессор Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе). Он осторожно относится к результатам, полученным в американский и китайской лабораториях: "Законы сохранения энергии выполняются стопроцентно. Никаких нарушений быть не может. Когда кажется, что энергия взялась ниоткуда, то на самом деле она просто трансформировалась из другого вида энергии".
Вывод о том, что некая инновация не может работать, потому что "не может работать никогда", - довольно частая для научной среды болезненная реакция на чужое открытие. Ведь за любой устойчивой теорией стоит целая школа с признанными авторитетами, отцами-основателями и функционерами от Большой науки. Изобретатели же - это, как правило, молодые инициативные энтузиасты, которым еще только предстоит доказать свою правоту и стать маститыми учеными, а по пути ниспровергнуть часть авторитетных мнений своих предшественников (что, мягко говоря, не по нраву самим авторитетам).
Почти за сто лет до исследований до EM-drive Никола Тесла, опередивший свое время, создавал энергетическую установку, принцип работы которой современники были явно не в состоянии понять и оценить.
Загадка его экспериментов не раскрыта по сей день - возможно, потому что дармовая энергия разрушит экономику потребления ископаемого сырья и атомной промышленности. Естественно, Россия как один из крупнейших в мире экспортеров энергоносителей не особо нуждается в использовании EM-drive двигателя на земле.
