О.Е. Акимов
Двигатель EmDrive, Тесла и энергия эфира (КП 50)
В предыдущей части КП 49, которая называлась "Мир быстро меняется, очень быстро", рассматривался принцип действия лазерного гироскопа. При этом был продемонстрирован фильм с сайта www.chipdip.ru. В этом фильме случайно попала фотография электромагнитного двигателя, о котором я раньше ничего не слышал и принял его за лазерный гироскоп. Но один из зрителей, просмотревший фильм КП 49 Алексей Сугоняев сообщил мне, что это вовсе не лазерный, а необычный двигатель. Принцип действия его активно обсуждают. Сейчас мы эту тему немножко развернем.
Под сокращенным названием EmDrive подразумевается Электромагнитный двигатель — Electro Magnetic Drive несколько необычного принципа действия. Однако энтузиасты новых космических устройств уверяют мировое научное сообщество, что указанные аномальные двигатели вскоре заменят нормальные двигатели, работающие на традиционной реактивной тяге. Производитель фирма "Чип и Дип" вставили в свой видео-ролик "Лазерные гироскопы" очень распространенную в интернете фотографию M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, German. В нижеследующем коротком обзоре я воспользовался статьей "EmDrive: все что вам нужно знать о двигателе на электромагнитной тяге" (07.11.2015). В ней, в частности, говорится:
"EmDrive – это двигатель-загадка. Впервые разработка была представлена аэрокосмическим инженером Роджером Шоером (Roger Shawyer) в 2001 году, а суть технологии может быть описана, как «бестопливный ракетный двигатель», в том смысле, что для него не требуется горючего, в традиционном представлении. Отсутствие на борту больших объемов топлива сделает космические корабли более легкими, их будет проще приводить в движение и, теоретически, их производство станет намного дешевле. Кроме того, гипотетический двигатель позволит достигать неимоверно высоких скоростей: астронавты смогут добираться до внешних границ Солнечной системы всего лишь за считанные месяцы".
Двигатель работает за счет магнетрона, испускающего микроволны в закрытую металлическую камеру в форме усеченного конуса (см. ниже две схемы — на русском и ангдийском языках).
Таким образом, нам приходится поверить Барону Мюнхгаузену, который рассказывал, будто он вытащил себя вместе с лошадью за волосы из болота.
Двигатель EmDrive использует электромагнитный микроволновый резонатор для прямого преобразования электромагнитной энергии в механическую тягу без необходимости использовать какое-либо топливо. Устройство впервые предложил Роджер Шойер (Roger Shawyer) из британской исследовательской компании Satellite Propulsion Research. Объяснения автора принципа действия своего двигателя подавляющим большинством экспертов была отвергнута и названа нелепой. Многие, вообще, сильно сомневались в реальности получения ощутимого ускорения.
"В 2001 году Шойер получил от британского правительства грант в размере £45000 на тесты для EmDrive. Он заявил, что в ходе испытаний получена тяга силой 0,016 Н, для чего потребовалось 850 Вт энергии. Затем, в 2008 году группа китайских ученых Северо-западного политехнического университета во главе с Ян Хуаном (Yang Juan), по их заявлению, подтвердила дееспособность технологии создания тяги за счет электромагнитного резонанса и позднее разработала свою собственную рабочую модель двигателя. С 2012 по 2014 год было проведено несколько удачных тестов, в которых удалось получить тягу силой 750 миллиньютон при затраченных на это 2500 ватт энергии".
Наконец, "в 2014 году исследователи NASA протестировали свою модель EmDrive, причем испытания проходили также в условиях вакуума. И снова ученые отрапортовали об успешном эксперименте (зафиксирована тяга в 100 мкН). А в 2015 году эта же группа NASA протестировала другую версию двигателя Cannae Drive (бывший Q-drive), созданную инженером-химиком Гвидо Фетта (Guido Fetta) и заявила о положительном результате. И уже в конце 2015, еще один эксперимент от НАСА, проведенный группой Eagleworks (космический центр имени Джонсона) окончательно подтвердил состоятельность технологии.
Практически в одно время с американцами, немецкие ученые из Дрезденского технологического университета также опубликовали результаты, в которых предсказуемо подтвердили наличие «невозможной» тяги. Будет ли передана работа на рассмотрение экспертам или нет, ученые из Исследовательского центра Гленна, Кливленд, штат Огайо, Лаборатории реактивного движения НАСА и Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса уверены, что продолжать эксперименты стоит".
Почему к EmDrive такой повышенный интерес и почему столько людей хотят его протестировать?
Потому что космический корабль, "оснащенный двигателем EmDrive, способен добраться до Луны всего за несколько часов, до Марса – за 2-3 месяца и до Плутона – примерно за 2 года (для сравнения: на то, чтобы долететь до Плутона зонд New Horizons потратил более 9 лет). Это достаточно громкие заявления, однако, если выяснится, что технология имеет под собой реальное основание, эти цифры не будут настолько фантастическими. И это с учетом, того, что нет нужды перевозить тонны горючего, производство космических аппаратов станет более простым, а сами они будут намного легче и значительно дешевле".
Главная претензия к Шойеру: нарушение закона сохранения импульса, а заодно и закона сохранения энергии. Непонятно, откуда его установка получала импульс. Слова, будто энергия ЭМ двигателя черпалась из "вакуума" или "эфира", физиков не больно-то устраивала, так как они не находили "опоры", куда бы уходила отдача, т.е. некий импульс –Р, раз уж существует импульс +Р.
Обывателям, может быть, и хватало куцего разъяснения вроде того, что "энергия берется из эфира". Но дотошные исследователи тыкали пальцем в конкретную точку этого самого загадочного эфира и спрашивали изобретателя "вечного двигателя", питающегося якобы неиссякаемой эфирной энергией: "Покажи, Дорогой, опору для реакции, т.е. точку приложения двух противоположных, но равных по величине импульсов, иначе, третий закон Ньютона, гласящий: всякое действие порождает противодействие, не выполняется"
Это только на первый взгляд всё выглядит просто: магнетрон генерирует микроволны, энергия их колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности, а факт наличия стоячей волны электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе специальной формы является источником тяги. Тяга создаётся в замкнутом контуре, полностью изолированном от внешней среды, без выхлопа. Таким образом, данная система преобразует электромагнитную энергию в кинетическую энергию механического движения. Существует масса других систем, которые делают что-то подобное. В этом отношении EmDrive ничем не примечателен. Концептуальные проблемы возникают тогда, когда мы замечаем, что начальный импульс системы увеличивается, когда она начинает двигаться. Но откуда он берется?
Сам Роджер Шойер предполагает, что принцип работы двигателя основан на теории относительности. Двигатель преобразовывает электричество в микроволновое излучение, которое испускается внутри закрытой конической полости, что приводит к тому, что микроволновые частицы (фотоны) прилагают к большей плоской части поверхности полости большее усилие, чем в более узком конце конуса, и тем самым создают тягу, без нарушения закона сохранения импульса.
Исследователи НАСА, которые испытывали EmDrive, предполагают, что тяга создаётся благодаря «квантовому вакууму виртуальной плазмы» частиц, которые появляются и исчезают в замкнутом контуре пространства-времени. То есть система на самом деле не изолированная, поэтому она не нарушает закон сохранения импульса благодаря эффектам квантовой физики.
Уже говорилось, что в 2012 году группа китайских физиков опубликовала результаты измерений тяги электромагнитного двигателя, которая составила 70-720 мН при мощности микроволнового излучателя 80-2500 Вт, при ошибке измерений менее 12%. Это слегка превышает тягу ионного двигателя. Затем, в 2014 году один американский ученый построил EmDrive и убедил НАСА, проверить полученные им результаты.
Немецкий инженер Пол Коцыла (Paul Kocyla) сконструировал маленький карманный EmDrive, а сейчас собирает деньги в рамках краудфандинговой кампании. Чтобы запустить прототип в космос на мини-спутнике PocketQube, требуется 24 200 евро. За три месяца удалось собрать 585 евро.
Когда речь заходит об аномальных двигателях, вроде EmDrive, или установках, питающихся энергией эфира, тут же вспоминают об удивительных легендах, воспевающих героическую жизнь и славные дела Николы Теслы (1856 – 1943) — физика сербского происхождения, известного инженера-изобретателя, плодотворно работавшего в области электротехники и радиотехники. Ему посвящено несколько фильмов, в которых он предстает в ярком мифологическом свете. Одним из них является короткий (менее 12 минут) фильм под названием "10 удивительных фактов о Николе Тесла". Я взял из него несколько ярких стоп-кадров, чтобы "разбавить" ими фрагменты пресного текста, лишенного всякого фантастического налета.
Тесла родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891 году получил гражданство США. Известен благодаря вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, конструированию синхронного генератора и асинхронного двигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции. Сторонник существования эфира: известны многочисленные эксперименты, доказывающие не только его наличие в природе, но и полезность для общества. В знак признательности его именем названа единица измерения магнитной индукции.
В 1875 году поступил в Грацский технический университет, где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока. В январе 1880 года он уехать в Прагу, где поступил на философский факультет Пражского университета, но проучился всего один семестр.
До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля.
Работа в телеграфной компании не давала Тесле осуществить свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока. В конце 1882 года он устроился в Континентальную компанию Эдисона (Continental Edison Company) в Париже. Одной из наиболее крупных работ компании было сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. В начале 1883 года компания направила Николу в Страсбург для решения ряда рабочих проблем, возникших при монтаже осветительного оборудования новой железнодорожной станции. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя, а в 1883 году демонстрировал свою работу двигателя в мэрии Страсбурга.
К весне 1884 года работы на страсбургской ж/д станции были закончены, и Тесла вернулся в Париж, ожидая от компании премии в размере 25 тыс. долларов. Попробовав получить причитающиеся ему премиальные, он понял, что этих денег ему не видать и, оскорблённый, уволился. Один из администраторов Континентальной компании Чарлз Бечлор (Charles Batchelor), уговорил Николу отправиться в США, для чего написал рекомендательное письмо своему другу Томасу Эдисону. 6 июля 1884 года он прибыл в Нью-Йорк. Тесла устроился на работу в компанию Томаса Эдисона (Edison Machine Works) в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлением личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле, заметив, что иммигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Тесла немедленно уволился.
Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Теслу.
С осени 1886 года и до весны молодой изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги «Тесла арк лайт компани» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели.
Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная в Америке под названием «Война токов» (War of Currents).
В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Теслы более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тыс. долларов за каждый. Вестингауз также пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Работа не приносила изобретателю удовлетворения, мешая появлению новых идей. Несмотря на уговоры Вестингауза, через год Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке.
Годы с 1888 по 1896 были наиболее плодотворными: он получил множество патентов на изобретения. В 1891 году на публичной лекции Тесла описал и продемонстрировал принципы радиосвязи. Руководство Американского института электроинженеров (American Institute of Electrical Engineers) пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед аудиторией, включавшей выдающихся электротехников того времени, и имел большой успех. В 1893 году вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрёл мачтовую антенну. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км).
В мае 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо Спрингс (Colorado Springs) в штате Колорадо. Здесь он организовал небольшую лабораторию. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. Ко вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере (через пять с лишним десятилетий этот эффект был подробно исследован и позднее стал известен как «Резонанс Шумана»). Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.
Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. Кроме множества индукционных катушек и прочего оборудования он спроектировал «усиливающий передатчик». На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного тока, напряжением в несколько тысяч вольт, во вторичной катушке возникало напряжение в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.
При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км. Первый запуск эксперимента прервался из-за сгоревшего генератора на электростанции в Колорадо Спрингс, который был источником тока для первичной обмотки «усиливающего передатчика». Тесла вынужден был прекратить эксперименты и самостоятельно заниматься ремонтом вышедшего из строя генератора. Через неделю эксперимент был продолжен.
На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.
Свои заметки и наблюдения от опытов в лаборатории в Колорадо Спрингс Никола Тесла заносил в дневник, который позднее был опубликован под названием «Colorado Springs Notes, 1899—1900». Осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк.
В 60 км севернее Нью-Йорка на острове Лонг-Айленд Никола Тесла приобрёл участок земли 0,8 км². Здесь Тесла планировал построить лабораторию и научный городок. По его заказу архитектором В. Гроу был разработан проект радиостанции — 47-метровой деревянной каркасной башни с медным полушарием наверху. Сооружение подобной конструкции из дерева порождало множество сложностей: из-за массивного полушария центр тяжести здания сместился вверх, лишая конструкцию устойчивости. С трудом удалось найти строительную компанию, взявшуюся за реализацию проекта. Строительство башни завершилось в 1902 году. Тесла поселился в небольшом коттедже неподалёку.
Изготовление необходимого оборудования затянулось, поскольку финансировавший его промышленник Джон Пирпонт Морган разорвал контракт после того, как узнал, что вместо практических целей по развитию электрического освещения Тесла планирует заниматься исследованиями беспроводной передачи электричества. Узнав о прекращении Морганом финансирования проектов изобретателя, другие промышленники также не захотели иметь с ним дела.
После 1900 года Тесла получил множество других патентов на изобретения в различных областях техники (электрический счётчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и пр.). Летом 1914 года Сербия оказалась в центре событий, повлекших начало Первой мировой войны. Оставаясь в Америке, Тесла принимал участие в сборе средств для сербской армии. В 1915 году в газетах писали, что Тесла был номинирован на Нобелевскую премию по физике. Одновременно был заявлен и Томас Эдисон. Изобретателям предлагалось разделить премию на двоих. По утверждениям некоторых источников, взаимная неприязнь изобретателей привела к тому, что оба отказались от неё. 18 мая 1917 года Тесле была вручена медаль Эдисона, хотя сам он решительно отказывался от её получения.
В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок. В 1917—1926 годах Никола Тесла работал в разных городах Америки. С лета 1917 до ноября 1918 года он работал на «Пайл Нэшнл» в Чикаго; в 1919—1922 годах был в Милуоки с Эллисом Чалмерсом; последние месяцы 1922 года прошли в Бостонской «Уолтем Уотч Компани», а в 1925—1926 годах в Филадельфии Тесла разрабатывал для «Бадд Компани» бензиновую турбину.
Осенью 1937 года в Нью-Йорке Теслу сбила машина такси, когда он ночью переходил дорогу. Он получил перелом рёбер. Болезнь вызвала острое воспаление лёгких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался на несколько месяцев прикован к постели и снова встать смог в начале 1938 года.
В Европе началась война. Тесла глубоко переживал за свою родину, оказавшуюся в оккупации, неоднократно обращаясь с горячими призывами в защиту мира ко всем славянам. 1 января 1943 года Элеонора Рузвельт, супруга президента США, выразила пожелание навестить больного Теслу. Посол Югославии в США Сава Косанович (приходившийся племянником Тесле), посетил его 5 января и договорился о встрече. Он был последним, кто общался с Теслой. Тесла умер в ночь с 7 на 8 января 1943 года. 12 января тело кремировали, и урну с прахом установили на Фэрнклиффском кладбище в Нью-Йорке. В 1957 году она была перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде.
(Данный текст взят из русскоязычной Википедии)
Смотрите фильм:
https://youtu.be/9JfxM9reXJ4
|
|