20 юли 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Лошо екраниране е причината за тягата на "невъзможния" двигател EmDrive

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 23 май 2018 в 00:1371891
Снимка на двигателя EmDrive, подготвен за монтиране на експерименталната установка. Снимка: Martin Tajmar et al.

Двигателят EmDrive, който "се движи без гориво", е меко казано, противоречив. Има не малко статии, които обясняват, защо изглежда прекалено хубаво, за да е истина.

Този двигател като че ли произвежда тяга от нищото. Подобното на кофа устройство изглежда нарушава повечето известни закони на физиката. Но ако работи, би могло да ни доближи до мечтаните междузвездни мисии.

Една нова статия, представена тази седмица на конференцията Space Propulsion Conference в Севиля, Испания, от изследователи от Института по аерокосмическо инженерство и Техническия университет в Дрезден със сигурност ще предизвика отново дебатите около „невъзможния” двигател.

Екипът, ръководен от Мартин Таймар (Martin Tajmar) от Технологичния университет в Дрезден, изследва двигателя като част от своя проект SpaceDrive.

Първоначалните резултати показват, че силите, отчетени в предишни експерименти с EmDrive, може да не са резултат от някаква магическа невидима сила, а по-скоро заради недостатъчно екраниране на кабелите му, които взаимодействат с магнитното поле на Земята.

Групата немски учени измерва тягата на "невъзможния" двигател с помощта на торзионна установка, която последователно е усъвършенстват в продължение на четири години. Грубо казано, принципът на работа на тази инсталация прилича на торзионните везни, измислени в края на 18 век и използван за експериментално тестване на законите на Кулон и Нютон. Торзионните везни представляват балансиран лост, окачен на вертикална нишка - когато върху лоста действат външни сили, нишката се усуква под даден ъгъл и по ъгъла на усукване може да се определи големината на силата. В инсталацията на немските учени вместо нишка използват чувствителни усукани пружини, които държат камерата с двигателя, а преместването на камерата се измерва с лазерен интерферометър. Това позволява да се усети силата на тягата от порядъка на няколко микронютона.

Снимка (горе) и схема (долу) на експерименталната установка. Martin Tajmar et al.

Преди да извършат основните експерименти, физиците калибрират установката, за да се уверят, че изключват всички външни фактори. И накрая, при измерването на тягата, изследователите завъртат двигателя вътре в камерата, за да проверят дали някакви неотчетени фактори влияят върху резултатите. В идеалния случай, когато няма такива фактори, посоката на отместване на камерата трябва да бъде противоположна на посоката на тягата - така че когато ъгълът на въртене на двигателя φ = 0 градуса преместването на камерата е положително, при φ = 180 градуса е отрицателно, а при φ = 90 липсва изместване.

За съжаление, измерванията с двигателя EmDrive показват малко по-различно поведение. Разбира се, при нулев ъгъл силата на тягата достига 4 микронютона при мощност на усилвателя от порядъка на два вата, а когато двигателят е завъртян на 180 градуса, преместването сменя знака си. По този начин се оказа, че съотношението на тягата към мощността е приблизително равно на две милинютона на киловат, което е почти два пъти повече от резултатите от предишните експерименти. Но при φ = 90 градуса, учените все пак регистрират изместване на камерата, въпреки че не трябва да го има. Нещо повече, когато силата на електромагнитните колебания вътре в двигателя се потиска почти сто хиляди пъти, стойността на тягата остава практически непроменена. Това означава, че всъщност тягата, наблюдавана в експеримента, не е свързана с двигателя, а с неизвестни външни фактори.

Такъв фактор може да бъде магнитното поле на Земята. Физиците отбелязват, че са екранирали всички участващи електронни устройства и използват коаксиални кабели, където е възможно, но полето все пак може да проникне вътре в установката през местата на свързване. Разбира се, то трябва да е силно отслабено, но стойността на измерената тяга е толкова малка, но може да бъде напълно приписана на този ефект. Всъщност, интензивността на магнитното поле на Земята е приблизително 50 микротели, а силата на тока, който захранва усилвателя, достига два ампера. Използвайки закона на Ампер, лесно може да се изчисли, че при такива условия тягата от около 2 микронютона може да създаде проводник с дължина само два сантиметра. За да се премахне тази сила, усилвателят и камерата трябва да бъдат екранирани едновременно, увеличавайки размера на металната клетка Фарадей. Авторите на статията подчертават, че при всички предишни измервания на тягата на EmDrive не е извършвано такова екраниране и следователно техните резултати трябва внимателно да бъдат отново проверени.

Резултати от измерванията на тягата на двигателя EmDrive при φ = 0 градуса (a), φ = 180 градуса (b), φ = 90 градуса (d) и при φ = 0 градусов, но с потискане на електромагнитните вълни в резонатора (c). Мощността на усилвателя е в червено, с черно - измерената тяга. Martin Tajmar et al.

"Нашите резултати показват магнитно взаимодействие с недостатъчно екранираните кабели и това е основният фактор, който трябва да бъде взет предвид за двигателя [EmDrive]", пише екипът в своята статия.

Като изчисляват силите, действащи между неговите кабели и магнитното поле на Земята, учените предполагат, че регистрираната тяга от няколко микронютона може да се обясни с този процес.

И преди учените са били заблуждавани от външен източник. През 2015 г. астрономите откриват, че тайнственият сигнал, който записват от далечен източник във Вселената, всъщност е резултат от близка микровълнова печка.

Учените изследват и един друг вид двигател, наречен двигател на Мах (Mach Effect Thruster), предложен от Джеймс Уудърд през 1990 г. Той също противоречи на закона за запазване на импулса. Работата на този двигател се основава на принципа на Мах, който гласи, че инерциалната маса на тялото възниква само за сметка на гравитационното взаимодействие с всички останали тела на Вселената. Удуърд смята, че това взаимодействия може да се променят малко, ако се накарат да се люлеят отделни части на тялото - в резултат масата на тялото също ще варира и подбирайки точната честота на колебанията, може да се създаде тяга.

Както в случая с EmDrive измерванията на немските учени показват наличие на тяга от порядъка на 1,2 микронютона, но зависимостта на големината на тягата от ъгъла на завъртане на двигателя отново свидетелства в полза на външния произход на тази сила.

Резултати от измерванията на тягата на двигателя на Мах при φ = 0 градуса (a), φ = 180 градуса (b), φ = 90 градуса (c), а също при ъгъл при φ = 0 градуса, но само двигателят е завъртян на 180 градуса (d). Мощността на усилвателя е в червено, с черно - измерената тяга. Martin Tajmar et al.

Така, в края на краищата, учените не успяха да потвърдят надеждно работата на "невъзможните" от гледна точка на съвременната наука двигатели.

"Продължаваме да подобряваме настройките на измерванията и усъвършенстването на двигателите, за да можем най-накрая да преценим дали някоя от тези концепции е жизнеспособна и дали може да бъде мащабирана", коментират изследователите.

В момента обаче нещата не изглеждат добре за EmDrive.


Препоръчани материали
+ 0
- 0
Казах ли ви аз?
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.