• 
• 

Chińczycy budują "niemożliwy" silnik

10-03-2009 12:55

Emdrive · relatywistyczny silnik elektromagnetyczny · Chiny · Roger Shawyer · NSTAR · NASA · silnik jonowy

Chińscy naukowcy twierdzą, że potwierdzili teorię, która ma umożliwiać zbudowanie "niemożliwego" relatywistycznego silnika elektromagnetycznego dla pojazdów kosmicznych. Jeśli im się to uda, mogą zdobyć olbrzymią przewagę w badaniach i militaryzacji kosmosu.

Brytyjski naukowiec, Roger Shawyer, zaproponował teorię napędu elektromagnetycznego, który wykorzystuje mikrofale do przetworzenia energii elektrycznej w ciąg.

Uczony opublikował w New Scientist artykuł na temat Emdrive'a (od electromagnetic drive - napęd elektromagnetyczny). Jego teoria została szeroko skrytykowana przez naukowców.

John Costella, australijski fizyk, napisał: Powszechnie wiadomo, że relatywistyczny napęd elektromagnetyczny Rogera Shawyera narusza prawo zachowania pędu, jest więc kolejnym z całej rzeszy 'perpetum mobile', które pojawiały się przez setki lat i które nie działały. Jego analizy są nic niewarte, a jego silnik nie może istnieć.

Trzeba tutaj zauważyć, że Shawyer nie jest przypadkową osobą. Pracował on nad rozwojem radarów i systemów komunikacyjnych, był jednym z menedżerów w europejskiej firmie kosmicznej EADS Astrium.

Mimo to, wielu z góry odrzuciło jego teorię, a brytyjski rząd wstrzymał finansowanie jego prac.
Bo też i niełatwo uwierzyć, że może istnieć silnik działający bez paliwa. Jednak, jak czytamy w udostępnionych przez Shawyera dokumentach, jego pomysł polega na wykorzystaniu dwóch praw fizyki. Pierwsze z nich do dobrze znany fenomen ciśnienia promieniowania. Jest to ciśnienie wywierane na powierzchnię przez promieniowanie elektromagnetyczne. Jeśli teraz przypomnimy sobie II zasadę dynamiki Newtona (zmiana ruchu jest proporcjonalna do przyłożonej siły poruszającej i odbywa się w kierunku prostej, wzdłuż której siła jest przyłożona) to możemy stwierdzić, że fala elektromagnetyczna poruszająca się z prędkością światła ma pewien pęd, który może przekazać urządzeniu. Jeśli ta sama fala wędruje z prędkością, która jest jedynie ułamkiem prędkości światła, to jej pęd będzie odpowiednio mniejszy. Shawyer zauważa, że już w latach 50. ubiegłego wieku dowiedziono, że prędkość i siła wywierana przez falę elektromagnetyczną mogą być różne, w zależności od geometrii falowodu.

Doszedł on w ten sposób do wniosku, że jeśli fala elektromagnetyczna będzie wędrowała po stożkowym falowodzie umieszczonym pomiędzy dwoma odbijającymi ją lustrami i będzie charakteryzowała się dużą różnicą prędkości na obu końcach falowodu, to różnica sił wywieranych przez nią na oba lustra spowoduje pojawienie się siły ciągu. Siłę tę można z kolei zwielokrotnić umieszczając lustra w odpowiedniej odległości, która musi stanowić wielokrotność połowy długości fali elektromagnetycznej.

Shawyer wyjaśnia dalej, że - jak widać na diagramie - jego system jest zamknięty, więc można dojść do wniosku, że ciąg się nie pojawi. Jednak, zauważa, powinniśmy wziąć pod uwagę szczególną teorię względności, zgodnie z którą przy prędkościach dochodzących do prędkości światła musimy używać osobnych układów odniesienia. Tym samym jego system należy rozważać jako otwarty, z falą elektromagnetyczną i falowodem posiadającymi różne układy odniesienia.

Obecnie chińska Politechnika Północnozachodnia w Xi'an pracuje nad prototypową wersją silnika Shawyera. Pracami kieruje profesor Yang Juan, który wcześniej pracował nad mikrofalowymi przyspieszaczami plazmowymi.

Shawyer porównuje swój C-Band Emdrive do już istniejącego silnika jonowego NSTAR, używanego przez NASA. Siła ciągu Emdrive'a ma wynosić 85 mN, podczas gdy maksymalna siła ciągu NSTAR to 92 mN. Jednak Emdrive ma ważyć mniej niż 7 kilogramów, czyli znacznie mniej niż 30-kilogramowy NSTAR. Ponadto NSTAR zużywa 10 gramów paliwa na godzinę, a Emdrive w ogóle nie potrzebuje paliwa. Wystarczy mu dostawa energii elektrycznej.

Jeśli Emdrive naprawdę będzie działał, to czeka nas przełom w badaniach kosmosu. Dzięki takiemu silnikowi satelity i pojazdy kosmiczne będą poruszały się szybciej i dłużej. Nie będzie niebezpieczeństwa skażenia toksycznym paliwem. Sondy kosmiczne polecą dalej i dotrą do celu szybciej. Co więcej, będą mogły się zatrzymać, by go zbadać. Jak twierdzi Shawyer, załogowy pojazd kosmiczny wyposażony w Emdrive dotarłby na Marsa w ciągu 41 dni.

Autor: Mariusz Błoński

Źródło: Emdrive

Dobra... ale jak osiągnąć prędkość relatywistyczną, żeby można było wykorzystać napęd?

2009-03-10 14:58

Krzysiekk86

Ponadto NSTAR zużywa 10 gramów paliwa na godzinę, a Emdrive w ogóle nie potrzebuje paliwa. Wystarczy mu dostawa energii elektrycznej.

Paliwo jest nośnikiem energii. Energia elektryczna, to też pewien nośnik energii - zatem opisywanemu silnikowi jest potrzebne paliwo.. W przeciwnym razie wychodziło by, że produkuje on energię, co jest sprzeczne z zasadą zachowania energii, wg której energię można jedynie przetwarzać z jednej formy w drugą.
Kwestię zasady zachowania pędu tutaj pomijam, bo historia nie jeden raz nauczyła nas, że zbytnia sceptyczność owocowała wyjściem na idiotę - czasem eksperyment pokazywał że teoria jest źle sformułowana W końcu teoria jest dopasowywana do natury - natura nie dopasowuje się do tego, co sobie ktoś wymyślił.. Może ten gość faktycznie odkrył jakąś lukę w fizyce? Zobaczymy Chińczycy przetestują, a potem najwyżej cały świat będzie zalany chińskimi silnikami Tak, jak jest zalany chińską elektroniką, ubraniami, zabawkami i chińskimi zupkami

2009-03-10 19:54

lucky_one

Relatywistyczne w sensie że standardowe podejście wyrzuca jakąś rozpędzoną masę - spalonych gazów w silnikach chemicznych czy jonów (dodatnich) w silnikach jonowych...
Problem w tym że taką masę dość trudno jednak rozpędzić, szczególnie do prędkości zbliżonych do relatywistycznych ... no i trzeba ją ze sobą wziąść - przez to zdecydowana większość masy takiego pojazdu to musi być paliwo i maksymalna prędkość jest mocno ograniczona.
Problem znacznie się poprawia przy bezmasowych cząstkach jak fotony - czyli np. używając laserów albo mikrofal jak w zaprezentowanym podejściu. Mimo zerowej masy, usyskują pęd - właśnie dzięki szczególnej teorii względności (p^2=E^2-m^2). Jak zamontujemy reaktor jądrowy to masę paliwa można praktycznie pominąć. Lasery mają na razie dość niską wydajność ... nie wiem dlaczego nie myśli się o czymś jak anteny radarów - wydają się też emitować kierunkowo?

2009-03-10 22:28

Jarek Duda

'chinskie zupki' wymyslil i wprowadzil na rynek japonczyk

2009-03-11 12:02

Ashton

Nie ma takiego pojecia "ramy referencyjne".
Reference frame to układ odniesienia, od biedy układ wspolrzednych (i zapewne w takim rozumieniu bylo to wyrazenie uzyte).
BTW, nie czytalem orginalnej pracy Shawyera, ale wyglada, że zapomnial o oddzialywaniu pole E-M z.. bocznymi sciankami falowodu. Jesli przy urzadzeniu, z ktorego mikrofale nie wyceikaja uzyskaja chocby nanuniutony ciagu, do diabla z silnikiem, beda dostawac noble przez 5 kolejnych lat
Co do silnikow wykorzystujacych jako naped pole e-m (mikrofale, swiatlo..) to E=c*P, rozniczkujemy i mamy
moc(w watach) = c* ciag(w newtonach).
c=3*10^8.
83mN przy takim napedzie (i fizyce z tego wszechswaita wymagają 24MW

2009-03-12 10:04

bartekltg

@ Jarek Duda
Zgadzam się z Tobą, aczkolwiek należy tu chyba zwrócić uwagę na jedną rzecz - pęd jest proporcjonalny zarówno do prędkości jak i do masy. Bezmasowe fotony, mimo wysokiej prędkości, mają niski pęd, więc ciężko będzie im rozpędzać statek kosmiczny o dużej masie. Paliwa bazujące na masie uzyskują większy pęd, więc łatwiej jest nimi rozpędzić statek kosmiczny.
Niemniej zgodzę się, że taki napęd fotonowy wystarczy na dłużej (dzięki choćby wspomnianemu reaktorowi atomowemu, czy dajmy na to żaglom słonecznym do ładowania akumulatorów) niż napęd masowy. (W pierwszym wypadku po prostu reaktor jest w stanie pracować przez bardzo długą ilość czasu, a w drugim jest możliwość 'odnawiania' zapasów paliwa)
Interesuje mnie, czy nie byłoby dobrym pomysłem zastosowanie antymaterii i zjawiska kontrolowanej anihilacji Też mielibyśmy napęd odrzutowy (dwa fotony poruszające się w przeciwnych kierunkach) i to bardzo wydajny (niewielkie porcje paliwa wystarczały by do wytwarzania dużych ilości energii). Cały problem w tym, że nie potrafimy jeszcze panować nad antymaterią ani skutecznie jej magazynować  No ale może za jakieś 50 lat będzie to realne
@Ashton
Zupki chińskie faktycznie pochodzą z Japonii, ale to Chińczycy są światowymi kopierami/plagiatorami, zalewającymi wszystkich tanimi podróbkami markowych produktów (choć nieraz nawet te markowe produkty są wyrabiane w Chinach - tyle chyba tylko, że przy wnikliwszej kontroli jakości)

2009-03-12 10:13

lucky_one

Pęd nie jest proporcjonalny do predkosci. Ta proporcjonalnosc wystepuje dla czestek masowych (niezerowa masa spoczynkowa m0) przy niewielkich predkosciach.  p = m0*v/sqrt(1-v^2/c^2), co dla malych V/C sprowadza sie do swojskiego m0*V. Preoporcjonalny do masy tez nie jest - przyklad fotonu [trzeeba bylo by sie zapytac, czy jest proporcjonalny, ale przy czym stałym. Jesli bedziemy zmieniac mase, a trzymac predkosc, ped bedzie proporcjonalny, ale nie dojdziemy tak do fotonu, jesli bedziemy trzymac energie czasteczki, a zmniejszac bedziemy mase, zastosuje sie wzror ktory podawales, p=1/c sqrt(E^2-c^4m^2), liniowosci niet, za to mozemy dojsc do fotonu].
>czy nie byłoby dobrym pomysłem zastosowanie antymaterii i zjawiska kontrolowanej anihilacji
Byloby swietnym pomyslem (pomijajac marudzenie o bezpieczenstwie), tylko nie umiemy nawet wytwarzac antymaterii na taka skale, a i sprawnosc procesu mizerna.
Nie czytales Aniolow i demonow, antymaterie trzyma sie w zaawansowanych słoikach po ogorkach

2009-03-12 10:39

bartekltg

Odnośnie identyfikacji RZECZYWISTEGO perpetuum mobile należy wykazać ostrożność badawczą. Rzecz bowiem w tym, że perpetuum mobile może TEORETYCZNIE zaistnieć tylko z powodu niezidentyfikowania źródła energii. Tak więc jeśli źródło energii pozostaje niezidentyfikowane, to mamy do czynienia w RZECZYWISTOŚCI tylko z pozornym perpetuum mobile. Fizyka to nauka dla szaleńców w pomysłach na interpretację rzeczywistości. Ja się ciągle dziwię, że tak wielu ciągle wierzy, że jeśli brak jest teoretycznego uzasadnienia działania urządzenia wykazującego "cechy" perpetuum mobile - to się to odrzuca bez badań. Tymczasem w fizyce niezmiernie istotnymi są metody eksperymentalne w poszukiwaniu nowych praw, nowych zjawisk. Jesli zatem nawet jakiś oszust donosi o działaniu urządzenia niezasilanego energią ("konwencjonalnie), to należy to zawsze badać - a nie odrzucać od razu. Oczywiście większość takich badanych urządzeń okaże się oszustwem - ale tak już jest w naszej rzeczywistości, także naukowej. Badać nawet rzeczy nieprawdopodobne!

2009-03-12 14:15

j50

Popieram j50!
A co do pędu, to wiem że w fizyce nieklasycznej nie jest on proporcjonalny do masy.. Albo inaczej - nie jest proporcjonalny do masy spoczynkowej, której np fotony nie mają. Mają za to masę relatywistyczną gdy są w ruchu. W każdym razie nie wgłębiając się w detale fizyczne.. Udało się kiedyś komuś przesunąć piłeczkę ping-pongową za pomocą świecenia na nią latarką? Pal licho latarkę - weźmy sobie nawet wielki 1000-Watowy halogen.. No właśnie - a wystarczy wziąć drugą piłeczkę i lekko popchnąć ją w stronę pierwszej.. Żeby mieć analogię do konwencjonalnego paliwa, można piłeczkę wprawić w ruch za pomocą powietrza sprężonego w tłoku poruszanego silniczkiem na 1,5-Voltową baterię - zużyjemy o niebo mniej energii elektrycznej, a uda się poruszyć piłeczkę..
O to mi chodziło - że fotony niosą ze sobą znacznie mniej energii niż rozpędzona masa, nawet jeśli jest niewielka. Ktoś mógłby powiedzieć "a co z laserami?" - no właśnie.. A z laserami było by tak, że co najwyżej przepaliłby tę piłeczkę, ale by jej nie poruszył..
Ja wiem że gdyby świecić na taką piłeczkę w próżni, i bez grawitacji, to teoretycznie ona powolutku zaczęłaby się poruszać przy świetle odpowiedniej mocy.. Ale właśnie to chciałem pokazać - że potrzeba niewiarygodnie silnego światła w porównaniu z energią produkowaną konwencjonalnie aby osiągnąć efekt choć troszkę zbliżony.

2009-03-13 09:30

lucky_one

lucky_one napisał(a):
Ktoś mógłby powiedzieć "a co z laserami?" - no właśnie.. A z laserami było by tak, że co najwyżej przepaliłby tę piłeczkę, ale by jej nie poruszył..

A to nie do końca. Kiedyś na Discovery leciał program w stylu "Beyond 2000", w którym w jednym z odcinków, pod lekkim i specjalnie wyprofilowanym oraz wypolerowanym dyskiem umieszczono silny laser impulsowy. Kilka "strzałów" i dysk odfruwał na kilkanaście metrów w górę. Poza technologią, wszystko to kwestia rozwiązań technicznych.

2009-03-13 15:19

wilk

Aby podrzucic _swiatlem_ 1g na 10m trzeba wladowac 2MJ. Takie systemy sa dosc duze [ http://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility ]. RZeczywiscie strzelali czyms takim, czy moze jednak kawalek krazka odparowal
>Poza technologią, wszystko to kwestia rozwiązań technicznych.
Pare osob tutaj wlasnie mowi, ze to nie tylko kwestia technologii
produkcji switla. Problem stanowi zapotrzebowanie na energie!
Jesli wyslesz pojazd kosmiczny z reaktorem atomowym, bardziej bedzie oplacac sie miec nieco mniejszy reaktor i troche gazu, ktory bedziemy uzywac np w silniku jonowym.

2009-03-13 15:54

bartekltg

wilk napisał(a):
Poza technologią, wszystko to kwestia rozwiązań technicznych.

?!

2009-03-13 19:35

mikroos

Wydaje mi się, że problemem nie jest zapotrzebowanie na energię, bo ono zawsze będzie, nieważne jak wydajny będzie napęd a stworzenie odpowiednio wydajnego źródła energii lub jak najmniej stratnego jej konwertera. Kwestie techniczne niemniej są niezwykle istotne, bowiem nawet mając odpowiednio wydajny napęd i żródło zasilania sposób jego wykorzystania czy też podejście do pewnych rozwiązań mogą zniweczyć najśmielsze pomysły. Tym samym cel tkwi w tym, aby uzyskać jak największą sprawność całości rozwiązania. Silniki jonowe są obecnie jednymi z najbardziej wydajnych i przyszłościowych rozwiązań, lecz nie zapewniają odpowiednio dużego pędu - choć mogą działać nieprzerwanie przy małym zużyciu paliwa, to dają dość małe przyspieszenie.

2009-03-13 19:47

wilk

mikroos napisał(a):
?!

Tak? A pełnym zdaniem?

2009-03-13 19:51

wilk

To znaczy, że napisałeś to tak, jakbyś stwierdził, że mamy już morze, tylko wody nie mamy

2009-03-13 21:14

mikroos

komentarze [20] »