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.
Комментарии (62)
Shkaff
22.04.2018 22:01+1Иногда кажется, что НЛО сидит и думает: "что-то скучно стало на гиктаймс, надо добавить адку", и выдает приглашения таким статьям.
Tyusha
22.04.2018 22:20+1Мой принцип в таком случае: плюс в карму (за порыв), минус за публикацию (за суть).
fedorro
23.04.2018 17:33Запрета 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».
Shkaff
23.04.2018 17:43Ну 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.
NeonXL
22.04.2018 22:13+2Удлинитель, замкнутый на себя, все еще остается лучшим источником энергии для межзвездных полетов
blind_oracle
22.04.2018 22:28+2
miga
22.04.2018 23:07+1Кстати, оно будет создавать тягу :)
blind_oracle
22.04.2018 23:16Только не понятно в какую сторону :)
arheops
23.04.2018 01:55В 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).artskep
23.04.2018 08:30Но убрать нафиг парус и развернуть вентилятор все-таки практичнее (хоть и не так романтично).
Tyusha
22.04.2018 22:14+2Упрощённо 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.
ValentinovichKV
22.04.2018 23:13-2В публикации исправлена ошибка
CyberAndrew
23.04.2018 11:41+21) Какая?
2) Зачем вы все время это пишете?ValentinovichKV
23.04.2018 19:471) 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.
Astrei
22.04.2018 22:31Можете 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.
smer44
23.04.2018 01:29прочитав 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.
nomadmoon
23.04.2018 02:49Кстати вот отличный вариант для «что полезного можно было бы запустить в космос вместо Теслы». По крайней мере доказали бы что эта фигня не работает.
artskep
23.04.2018 06:56Как будто это кого-то остановило бы.
Ну запускали «гравицапу» на «Юбилейном». Что-то от этого изменилось? Увы…nomadmoon
25.04.2018 02:43У 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?
Kiano
23.04.2018 07:42Так 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?
misato
23.04.2018 08:58Не 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.
maaGames
23.04.2018 11:06Мне особенно нравятся схемы фломастером на листочке в клеточку.)
Срочно оформляйте патент — это не очень дорого.
CyberAndrew
23.04.2018 12:04Насчет 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.mayorovp
24.04.2018 10:31Да 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).
coal
23.04.2018 21:13Занятно, 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.
artskep
23.04.2018 21:36Могу 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.coal
23.04.2018 21:50прочитайте 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).
artskep
23.04.2018 21:56Сначала 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»…coal
23.04.2018 21:59Я 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…
artskep
23.04.2018 22:05Я вам помогу:
«Ок Гугл: Закон сохранения импульса физика учебник»coal
23.04.2018 22:09Раз 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.artskep
23.04.2018 22:16Ну, 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).coal
23.04.2018 22:26Дело 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.
coal
23.04.2018 22:04UPD: 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…artskep
23.04.2018 22:11Я 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.
coal
23.04.2018 22:14UPD: 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.
SergeyMax
У таких решений очень много преимуществ, но только один недостаток: они не работают.
natan555
поймал я мушку. оторвал ей крылышко. послушал — жужит мушка…
ValentinovichKV
В публикации исправлена ошибка
ValentinovichKV
В публикации исправлена ошибка