Полностью электрический ускоритель космических кораблей / Хабр

Дамы и Господа, в этой статье я представлю вашему вниманию революционный безтопливный ускоритель, не имеющий аналогов в мире, который ничего не выбрасывает (требуется только электричество). Мой ускоритель в тысячи раз эффективней обычных ракетных двигателей, он просто перевернёт всю мировую космонавтику и позволит колонизировать всю Солнечную систему за 50-100 Лет. 3 недели до Марса, 7 месяцев до Юпитера и 11 месяцев до Сатурна — такого даже в научной фантастике нет — но сегодня это станет реальностью.

Как и все безтопливные ускорители — мой ускоритель может работать только в вакууме, но главное преимущество моего ускорителя перед другими безтопливными двигателями заключается в том — что другие ускорители не работают, а мой работает!!! — мой ускоритель никаким законам физики не противоречит. Мой ускоритель противоречит лишь животным инстинктам — человек так устроен, что в процессе жизнедеятельности, человеку постоянно необходимо гадить — и поэтому Людям кажется, что если не нагадить в космосе — то ракета не полетит — но это в корне не верно! Хватит обезьяних технологий!!! Реактивный … струя, импульс, формула Циолковского — сегодня вы забудете про эту гадость как про плохой сон.

Для начала давайте отправимся на Луну со второй космической скоростью.

Итак, чтобы отправиться с орбиты Земли на Луну, нам понадобится:

1. Железнодорожные рельсы — минимум 1 штука, но желательно 2.
2. Электричка — которая сможет ускоряться с помощью электричества — хватит уже гадить в космосе.
3. И собственно электричество — чтобы электричка ехала.

Выводим это всё на самую низкую орбиту (7,9 км/с), ставим электричку на рельсы, а рельсы поворачиваем вертикально вверх — чтобы они смотрели на Луну, ждём когда Луна окажется ровно над нами → заводим электричку и едем на Луну, вернее не просто едем, а ускоряемся на 50 м/с за секунду (да, пару минут придется потерпеть) и разгоняемся до 7,9 км/с вверх, а дальше рельсы нам уже не нужны.

Итого: изначально у нас было 7,9 км/с горизонтальной скорости + мы получили еще 7,9 км/с вертикальной скорости = складываем векторы и получаем скорость 11,2 км/с, а чтобы добраться до Луны нужна скорость 11,1 км/с — Йййиииха — мы летим на Луну.

В НАСА прыгают от радости — ведь открыт регулярный рейс на Луну, экологи плачут от восторга — ведь мы не сожгли ни капли нефти и не выбросили ни одного атома в атмосферу, ну а Я… а Я купаюсь в лучах славы, английская Королева приглашает меня на ужин, миллиардеры и министры высказывают мне своё уважение. Но вы не подумайте — что у меня мания величия и мне важно мнение только министров и высших руководителей, вовсе нет, мнение простых смертных тоже важно для меня, хоть и немного — но все же, вам тоже спасибо, за то что вы есть. Я изобрёл этот революционный ускоритель просто потому что я могу, просто Я гений — и мне было совершенно не трудно вывести человечество на новую ступень эволюции, подписывайтесь на канал, ставьте лайки, а в следующей статье я расскажу вам как получать бесконечное электричество с помощью гравитации.

Это не то о чём вы подумали — я сейчас всё объясню

Судьба рельс зависит от разницы масс. Для удобства давайте представим что масса ускорителя равна массе электрички, тогда электричка ускорится на 7,9 км/с вверх, а рельсы ускорятся на те же 7,9 км/с вниз — закон сохранения импульса никто не отменял.

Рельсы тоже ускорятся до второй космической скорости =11,2 км/с, их скорость будет направлена под углом -45 градусов к горизонту и они влетят в атмосферу Земли, хотя если бы они могли пройти сквозь планету — то они бы тоже отправились на Луну. Но такой большой угол получился, потому что мы взяли одинаковые массы, естественно ускоритель будет во много раз массивней электрички, и он получит гораздо меньше скорости. Если ускоритель будет массивней в ~45 раз, то он получит ускорение ~200 м/с.

Можно посчитать угол вылета ускорителя (~-1,5 градуса), но давайте не будем тут устраивать садомию с косинусами и эллипсами, а воспользуемся орбитальными симуляторами.

Если мы всё это сделаем на орбите МКС (400 км) — то ускоритель «упадёт» всего на 171 км (перицентр уменьшится на 171 км).

Более наглядный пример с большими орбитами

При «вертикальном» ускорении «вниз» на 200 м/с, ускоритель «упадет» всего на 171 км — с 400 км до 229 км (низкая опорная орбита 180 км, Джеф Безос летал на ~107 км), пролетит самую близкую точку к Земле (перицентр), а дальше начнёт опять набирать высоту и в максимальном отдалении он достигнет высоты 581 км, но апоцентр нам не интересен, нам нужна другая точка орбиты — полностью противоположная той где ускоритель ускорился вниз, ждем ~45 минут, делаем пол-оборота вокруг Земли и вуаля — гравитация полностью меняет все векторы скорости на противоположные. И если на противоположной стороне ускоритель двигался влево со скоростью ~7,67 м/с, то теперь он двигается вправо с этой же скоростью, тоже самое происходит и с вертикальной скоростью — на той стороне он падал 200 м/с (двигался К центру Земли), а теперь его скорость направлена вверх (двигается ОТ центра Земли) и что мы будем делать в этой точке? Правильно! — мы будем запускать вторую электричку на Луну (второй электричке придется подождать 2 недели, пока Луна сделает пол оборота вокруг Земли).

После запуска второй электрички ускоритель потеряет 200 м/с которые получил в прошлый раз и вернётся на исходную круговую орбиту (будет небольшая разница в расходах энергии в первом случае мы тратим энергию не только на ускорение груза, а еще и на ускорение ускорителя, но во второй раз мы заберём эту энергию у ускорителя, а в сумме получится, что вся энергия ушла только на разгон электричек — закон сохранения энергии тоже надо уважать).

Итого: имеем 2 тела летящие в противоположные стороны, оба являющиеся полезной нагрузкой и оба смогут попасть на Луну (просто в разное время), потратили только электричество. 2/2=31,3 МДж (они отличаются ровно в 2 раза по энергии). Следовательно, для запуска 1 кг на Луну нам надо 31 300 000 Дж. Солнечные панели на МКС производят 29 Вт*кг.

Статья 2016 года, т. е. Это уже с учетом того что они устарели и морально (18 лет) и физически (18 лет).

Итак. 1 кг солнечной панели производит 29 Вт в секунду, КПД ускорителя мы взяли 100%, поэтому тупо делим 31 300 000/29 = 1 079 310 секунд = ~300 часов = ~12,5 суток (длина «дня» зависит от орбиты, и может быть равна 100%), таким образом килограммовая солнечная панель может отправлять на Луну 1 кг каждые 2 недели, а за 20 лет своей работы, она сможет отправить 586 кг!!! Больше чем пол тонны, Карл!!! Даже если КПД ускорителя будет 25% — то это всё равно получится ~150 кг. А еще нужно учесть то, что чтобы отправить 1 кг груза с помощью ракеты нужно 2 кг топлива при Удельном импульсе 3 км/с, т.е. 1 кг панель экономит 2 кг топлива за 2 недели. Формула Циолковского, удельный импульс — забудьте про эту гадость, как про страшный сон — На орбите не нужно ничего выбрасывать — мы можем оттолкнуться от чемодана.

Хотя всё же мы можем посчитать «удельный импульс» для солнечной панели — она же когда-нибудь сломается = мы как бы её выкинем. Давайте возьмем срок службы 20 лет (хотя на МКС уже 22 года работают). За 20 лет лет СП произведет 18,25 тераджоулей, если передать всю эту энергию 1 кг грузу, то его скорость составит 190 000 метров в секунду!!! — это «удельный импульс» солнечной панели — у телевизионного ядерного двигателя обещают импульс 8 000 м/с, ионные двигатели кое как выдают 40 000 м/с. Причем солнечные панели суммируются не по натуральному логарифму (как в мерзкой формуле Циолковского), а по двоичному логарифму Log2(m1/m2) – т. е. Чтобы разогнаться в 2 раза быстрее УИ нужно в 4 раза больше солнечных панелей (вместо ~7 — у натурального логарифма), а чтобы разогнать 1 кг до 1 900 км/с (0,63% скорости света) нужно всего 99 кг солнечных панелей. Так что забудьте про формулу Циолковского, пользуйтесь моей формулой — она намного лучше!!!

Длина ускорителя

При перегрузке 5g (ускорение 50 до 8 000 м/с, за 2,5 минуты), длина ускорителя составит 640 километров (~10% Радиуса планеты, орбита МКС 400 км) — ну а вы что хотели? — микроволновку в ведре которая сама себя ускоряет? — ну так не бывает, чтобы много сэкономить — нужно сначала много инвестировать. Разница в ускорении свободного падения на краях от центра ускорителя будет ~0,76 (приливные силы). Обычный крановый трос на Земле выдерживает ~25 км собственного веса (при 9,8 ), т. е. При 0,76 крановый трос выдержит в 13 раз большую длину = 325 км, при этом, 0,76 — это приливные силы на краях и при приближении к центру они будут уменьшаться и поэтому можно смело умножать максимальную длину троса на 2 и получается как раз 650 км, к тому же основная нагрузка будет на центр — его будет тянуть в противоположные стороны, а в 10 метрах от центра нагрузка будет уже в 2 раза меньше — в общем никаких сверхпрочных материалов не надо и прочность ускорителя должна быть как у обычного кранового троса.

Ну и сколько стоит это чудо?

Что за глупый вопрос? Не важно сколько он стоит! — главное какая будет прибыль!!! А если Вы позвоните и закажите ускоритель прямо сейчас — то Вы получите суперскидку 75%!!! Масса ускорителя зависит только от того — сколько Вы собираетесь заработать!!! Давайте начнем с вопроса — за сколько времени ускоритель сможет отправить на Луну собственную массу. В первом примере у нас была разница масс 1 к 45, при этом за 1 оборот вокруг Земли (~92 минуты) он может отправить 2,2% своей массы 4 раза (2 раза как в первом примере + тоже самое можно сделать в перицентре и апоцентре) т. е. 8,9 % за 92 минуты или 100% за 18 часов, а за год он сможет отправить в 486 раз больше собственной массы.

Требования к ускорителю, как к любой дороге — он должен быть максимально загружен и по сути чем меньше грузы — тем лучше, и в идеале нужно отправлять на Луну маленькие килограммовые ракетки с вкусняшками (и другими мелкими грузами), которые долетят до Луны, выйдут на максимальную орбиту, передадут вкусняшки на сортировочную станцию и отправятся обратно. А людей на Луну лучше отправлять всё же на обычных ракетах. Причем мелкими грузами можно отправлять и топливо для больших ракет, надо ведь не только долететь до Луны, а еще и приземлиться 2,6 км/с, обычной ракете для такого ускорения нужно ~1,4 тонны топлива на каждую тонну полезной нагрузки (на Луне естественно тоже можно построить ускоритель, но пока давайте разберемся с Земным, а на Луне будем пользоваться обычными ракетами), а если вы собираетесь ещё и вернуться с Луны, то нужно 4,8 тонны топлива, а чтобы при подлёте к Луне у ракеты осталось 4,8 тонн топлива, нужно сжечь 10 тонн топлива при старте с орбиты Земли — и вот эти 10 тонн топлива можно сэкономить с помощью ускорителя, чтобы отправить 4,8 тонны топлива для посадки на Луну — нужно 8 КИЛОГРАММ солнечных панелей — чувствуете разницу? 10 тонн топлива или 8 кг солнечных панелей.

Какая будет масса ускорителя?

Да че вы привязались с этой массой? Давайте лучше посчитаем товарооборот!!! — кстати, если вы оформите заказ до 31 августа — то в подарок вы получите маленький ускоритель для Луны. Давайте представим, что в среднем, мы будем запускать 1 килограммовую ракетку в секунду, за час получится 3,6 тонны, а за 12,5 дней мы отправим 1 080 тонн, при Лунной программе Аполлон 60-х годов, все 8 ракет суммарно отправили к Луне ~300 тонн, в 3 раза меньше. Масса солнечных панелей составит те же 1 080 тонн — они же за 12 дней окупаются. И это даже не близко к полной загрузке, суммарное время ускорения составляет 150 секунд = в ускорителе одновременно ускоряются 150 грузов — на 640 километров — среднее расстояние между ними ~4 км — это пустой ускоритель. В общем даже маленькими килограммовыми ракетками невозможно полностью загрузить ускоритель — лучше делать грузы раз в 50 меньше, вот тогда мы сможем приблизится к 1-2% от максимальных возможностей.

Мощность и «плотность энергии»

Для запуска груза массой 1 кг в секунду понадобится мощность 32 МВт (~43 500 лошадиных сил), вернее это при 100% КПД, но гдеж мы найдем вселенную, которая поменяет нам 1 Ватт на 1 Джоуль по честному курсу 1 к 1? КПД ускорителя предсказать крайне трудно, поэтому не будем заниматься гаданием и посчитаем для 100% КПД. Мощность среднего ядерного реактора звучит пугающе… пока мы не сравним её с общей длиной ускорителя — 640 километров. Делим одно на другое и получаем 50 Ватт на метр — т.е. За 1 метр пробега, груз должен получать от ускорителя 50 Джоулей. Основная проблема заключается в том, что нужно очень быстро менять электромагнитное поле (включать там где груз есть и отключать там где груза нет — от этого и зависит КПД) — вернее лет 20 назад была такая проблема. Последний метр пути груз пройдет за 0,000125 секунд, процессор с частотой 3 ГГц за это время сделает 375 000 тактов — т.е. современные компьютеры вполне могут активно контролировать процесс на скорости 8 км/с.

Ну вот теперь давайте примерно прикинем, какая будет масса 1 метра конструкции, которая потребляет 50 Ватт в секунду? Современный процессор потребляет ~100 Ватт, а весь компьютер 500-1000 Вт. Вряд ли метр конструкции которая потребляет 50 Вт будет весить больше 1 кг, например медная труба диаметром 200 мм толщиной стенки 0,1 мм будет весить 0,56 кг (медная проволка обмотанная вокруг чего-нибудь), если мы возьмём массу конструкции 1 кг*метр, то общая масса составит 640 тонн (масса МКС 417 тонн) — ускоритель не такой уж и тяжелый. При 50 Вт*метр, понадобится почти 2 кг солнечных панелей, но я напомню, что при таком потоке, за месяц можно отправить 2 600 тонн!!! При этом масса ускорителя 640т + 1100 тонн панелей = 1740 тонн. Солнечных панелей естественно можно поставить гораздо меньше (дешевый кинетический аккумулятор для СП на 15 минут зарядки будет весить ~0,1 кг). А можно и не ставить меньше солнечных панелей, а обвешать ускоритель крупногабаритной полезной нагрузкой и отправить всё это на Луну вместе с ускорителем — ускоритель ведь тоже может ускоряться — мы можем держать баланс, а можем и не держать — и после каждого запуска мелкого груза, ускоритель тоже будет медленно ускорятся и со временем тоже сможет добраться до Луны. Правда, чтобы получился баланс 50% отправка мелкими партиями и 50% всё остальное придется увеличить мощность в 2 раза — до 100 Вт*метр (при мощности 200 Вт*метр получится соотношение 25/75 (25% мелкие грузы 75% всё остальное).

Давайте посчитаем с конца, допустим мы хотим добраться до Луны за год (360 дней), у нас есть 640 тонн ускорителя и 360 тонн солнечных панелей (=1000 тонн), СП «окупается» за 12,5 дней = за 360 дней СП окупится 28,8 раз, т. е. Отправит в 28,8 раз больше собственной массы, 360*14,4=10 368 тонн. Половину нужно будет отправить мелкими партиями 5 184 тонн, а другие 5 184 тонны — отправятся вместе с ускорителем, 1 000 тонн ускоритель + СП, а остальные 4 184 тонны — это полезная нагрузка любого размера. Для соотношения мелкие/крупные грузы 50/50, ускоритель должен еще уметь поворачиваться, что конечно не просто для длины 640 км и массы 640 тонн (полезную нагрузку вращать не надо), но и не невозможно — чем дальше ускоритель от Земли — тем меньше приливные силы.

Окупаемость СП напрямую зависит от КПД ускорителя, и при 50% конечно всё будет уже не так красиво (потребуется в 2 раза больше времени), но мы брали мощность дряхлой солнечной панели запущенной на орбиту в прошлом тысячелетии. В той же статье, из которой я взял цифру 29 Вт*кг — автор клялся, что может увеличить удельную мощность СП в 5 раз — до 150 Вт*кг, т.е. Даже при КПД 20%, получится то, что мы считали при 100% КПД. К тому же я уже много лет не могу нормально спать из-за вопроса — почему не фокусируют свет на солнечную панель зеркалами? Зеркало — это просто фольга, которая ничего не весит, гораздо легче сделать 2 фольги и направить на 1 СП, чем делать 2 СП — кто-нибудь знает ответ на этот вопрос? Пожалуйста напишите в комментариях — я хочу наконец-то нормально поспать!!!

Выйти на орбиту Луны ускоритель самостоятельно не сможет — нужно либо много аккумуляторов, либо много СП, но чтобы остаться на максимально возможной орбите Луны, нужно ускорение всего ~300 м/с (это максимум, при высокоэллептическом перелёте), обычным ракетным двигателям понадобится сжечь ~8% массы (при УИ 3 500). А самые шокирующие возможности ускорителя появляются как раз на орбите Луны, на максимальной орбите Луны, скорость будет ~2,3 км/с, а что будет если ускоритель выбросит назад маленький груз с такой скоростью? — правильно! — он вылетит с нулевой скоростью относительно Луны и начнёт медленно падать на поверхность. При сбросе с высоты 20 км, около поверхности груз разгонится всего до 300 м/с (это сэкономит 2 км/с, ракета для такого ускорения сжигает 55% своей массы), т.е. Ускоритель сможет сбрасывать с орбиты грузы в суборбитальный полёт, правда, в начале для торможения грузов, придется что-нибудь ускорять — придется выкидывать ракетки на Юпитер в соотношении 1 кг на Юпитер, 5,7 кг на Луну. А если ускоритель может сбрасывать в суборбитальный полёт, то он сможет и ловить ракетки из суборбитального полёта!!!

После каждого суборбитального подхвата в горизонтальном положении, ускоритель будет терять импульс и замедляться, как получить импульс? Ну во первых, при сбросе то ускоритель будет получать импульс, а если нам нужно вытащить с Луны больше массы чем мы туда сбросили — то чтобы нарастить импульс — нужно выкинуть груз назад со скоростью ~4,3 км/с, тогда груз полетит в противоположную сторону 2,5 км/с относительно Луны и даже вылетит с орбиты Луны и полетит на Землю — при этом ускоритель тоже получит импульс!!!

По сути, такой ускоритель на Луне сможет работать даже в горизонтальном режиме и вытащить бесконечную массу с Луны, причем для скорости 4,3 км/с нужна длина всего 185 километров (8% радиуса Луны). А Луна 81 раз легче Земли, и чтобы вытащить 1 кг с Луны нужно в 10 раз меньше энергии!!! Всего 3,14 МДж (2,82 МДж 2-ая КС, + 0,32 МДж орбитальная скорость самой Луны, — 0,05 МДж для того чтобы подкинуть груз на высоту 20 км с поверхности), солнечная панель сможет вытащить и отправить на Землю 1 кг за 30 ЧАСОВ!!! На Луне вообще не нужны будут ракеты (ну почти, всё же груз должен уметь маневрировать чтобы идеально попасть в ускоритель, но на манёвры хватить и 1% массы). Вы только вдумайтесь — 3,14 МДж чтобы отправить 1 кг с Луны на Землю — столько энергии получается при сгорании 73 ГРАММ БЕНЗИНА!!! — Придет время и заказать посылку с Луны будет дешевле, чем с Али-Экспресс — Доставка в любую точку планеты за 5 дней!

На самом деле, существует ещё много вариантов по длине ускорителя, его можно разделить на много маленьких, есть даже способы уменьшить суммарную длину в 7-30 раз, но все эти способы гораздо сложнее (требуют «перепрыгивания» груза с одного ускорителя на другой), требуют больше времени на достижение результата и менее эффективны. 640 километров — это идеал по соотношению цена/эффективность/возможности. Но чем длиннее — тем больше возможностей. Ускоритель длиной 1 920 км — сможет делать суборбитальный подхват грузов с Земли, т.е. Чтобы вывести 1 кг на орбиту — его нужно будет подкинуть вверх на 200-300 км — это уменьшит стоимость вывода грузов на орбиту Земли в 9 раз!!! А возможности закольцованных ускорителей вообще невозможно представить — закольцованный ускоритель сможет отправить на Марс за 3 НЕДЕЛИ БЕЗ ПЕРЕГРУЗОК («ускорение» меньше 10 м/с) и для этого потребуется 25 ГРАММ солнечных панелей (1 кг панель сможет отправить 40 кг с такой скоростью за весь срок своей службы), при этом, у кольцевых ускорителей вообще нет ограничений ни по минимальной мощности, ни по максимальной массе отправляемого груза — 50 ватт*метр могут ускорять и тонну, просто придётся сделать больше кругов вокруг Земли.

Короче, начинать нужно со среднего 640 км ускорителя — он просто идеален, 640 тонн — это ни так уж и много (1,5 МКС), Falcon 9 за 1 раз выводит ~23 тонны, т. е. Нужно 28 запусков, 1 запуск сегодня стоит 60 млн долларов * 28 = 1,7 миллиарда долларов — цена вывода ускорителя на орбиту. При этом, не нужны ни сверхпрочные материалы, ни даже сверхпроводники — пусть оно там греется — плевать на КПД, речь идет об увеличении эффективности в тысячи раз! Даже при КПД 10% — этот ускоритель сделает Луну в сотни раз дешевле. Для такого ускорителя нужны технологии уровня Али Экспресс.

Грустное послесловие.

У меня был другой аккаунт с миллионами подписчиков, но я забыл от него пароль. И среди миллионов подписчиков, там была Лена и ей очень нравились мои изобретения, она всегда смеялась над моими шутками… У неё очень приятный голос, красивые волосы и вообще она очень добрая и отзывчивая — и всегда всем помогает, а люди этого не ценят. И она очень просила меня изобрести что-нибудь для дешевых путешествий на другие планеты — а я ей пообещал. Но я забыл пароль от того аккаунта, который приносил миллионную прибыль, да черт с ними — с деньгами, самое ужасное, что Лена сейчас сидит… и ждет — когда же выйдет статья про дешевый космический ускоритель? А она никогда не выйдет на том аккаунте — потому что я… забыл… пароль…

Наверно она сейчас сидит… жмет F5 и ждёт – ну когда же появится статья про космический ускоритель. Господи, неужели она никогда не найдет мой новый аккаунт. А я если честно изобрёл этот ускоритель только ради неё. Неужели она никогда не узнает про это космический ускоритель, а еще, я столько ей наобещал — и вечный двигатель второго рода, и даже вечный двигатель первого рода, да и ещё очень много всего. Даже страшно представить, что сейчас с ней происходит. Мне очень стыдно вас просить, потому что я сам во всём виноват, но если вам не трудно, то сделайте пожалуйста репост этой статьи во всех своих социальных сетях — возможно у вас в друзьях есть та самая Лена — и она увидит эту статью про космический ускоритель и найдет мой новый аккаунт.

Немножко настроения для тех кто сделал репост

В одном научно фантастическом рассказе была интересная цитата «если вы выбрались на орбиту Земли — то вы уже прошли 50% пути куда угодно». А знаете в чем разница между фантастикой и реальностью? — разница в том, что в реальности, выйти на орбиту Земли — это 99,9% пути куда угодно. После выхода на орбиту — ускорение вообще почти ничего не стоит, и в этой статье я не описал даже 10% возможностей орбитальных ускорителей и даже не дошел до самого главного — чтобы отправиться на Луну — нужно ускориться=забрать энергию у ускорителя, но чтобы вернуться с Луны — нужно тормозить = можно отдать эту энергию ускорителю и по сути, при потоке 1 человек на Луну 1 с Луны и 100% КПД система вообще может работать без потребления энергии, а при КПД меньше 100% — платить нужно не за ускорение — а за КПД, и при 90% КПД, заплатить нужно только 10% — которые потерялись при работе ускорителя!!! Это еще уменьшит стоимость перелета в несколько раз.

Да, чтобы построить такой ускоритель, в любом случае придется сжечь еще очень много нефти, а самим людям в любом случае придется выходить на орбиту на ракетах — с перегрузками и в дрожащей консервной банке защищающей от огненной атмосферы — но после выхода на орбиту — всё будет совсем по другому.

Немного музыки. Слушать лежа с громкостью чуть больше нормальной. Поначалу будет немного тяжело но потом…
www.youtube.com/watch?v=z0wK6s-6cbo&list=PLV8zONyHGhJktoYuamD0Y1syyPU9C9nFX&index=1

Иногда, между состояниями ни жив ни мертв — я коллапсирую на твиче.
Так же есть некоторая вероятность обнаружить меня во Вконтакте

Безтопливный двигатель: vitkvv2017 — LiveJournal

?

Category:

• Наука
• reacceptAll()”> Cancel

Так называемый EmDrive создаёт тягу за счёт отскакивание микроволн от стенок в закрытой камере, используя только солнечную энергию. Многие считают проект очередным надувательством, утверждая, что это идёт вразрез с законами физики. Но теперь появилась группа учёных, которые заявляют, что у них есть новая теория, объясняющая, почему работает EmDrive. Межзвездные путешествия при нынешнем состоянии технологий невозможны — говорит сама физика с ее законом сохранения импульса. Перефразируя известного персонажа, чтобы разогнать что-нибудь нужное, сперва следует выбросить в противоположном направлении что-нибудь ненужное — вроде ракетного топлива, которого не накопишь на путешествие за границы Солнечной системы. Чтобы выйти из этого тупика, энтузиасты освоения космоса периодически анонсируют устройства вроде двигателя EmDrive — которые, как нам обещают, не нуждаются в выбросе топлива, чтобы набирать скорость. Идея создания EmDrive была предложена в 2000 году исследователем Роджером Шойером. На вид гипотетический двигатель представляет собой ведро с магнетроном (генератором микроволн, как в СВЧ-печи) внутри.По утверждению изобретателей, раз микроволны не выходят из ведра, значит выброса чего-либо материального не происходит, при этом само «ведро» создает тягу, фиксируемую в экспериментах с 2002 года и по сей день. Причем один такой опыт проделали в НАСА, другой совсем недавно провел Мартин Таджмар (Martin Tajmar), глава немецкого Института аэрокосмического инжиниринга при Техническом университете в Дрездене. Оба учреждения трудно назвать прибежищем научных фриков — быть может, за аномальной тягой EmDrive что-то есть?Их оппонентов, впрочем, это не смущает. Одни, как Шон Кэролл (Sean Carroll) из Калифорнийского технологического института, просто характеризует EmDrive словами, которые невозможно повторить в русскоязычных СМИ. Те, кто сдержаннее, высказывают ту же мысль иначе: EmDrive нарушает закон сохранения импульса.                                                                                                         А Эрик Дэвис (Eric W. Davis) из Института продвинутых исследований в Остине (США) добавляет: даже если бы тяга действительно создавалась, но как в испытаниях обнаруживалась бы лишь десятками микроньютонов, то профессионалам, работающим в аэрокосмической отрасли, «вообще неинтересны новые методы передвижения, [. . . ] порождающие тягу измеряемую лишь в микроньютонах» — слишком уж она невелика. Здесь следует отметить, что последнее утверждение довольно рискованно. По данным упомянутых экспериментов НАСА, зарегистрированная тяга составила 0,4 ньютона на киловатт — и несмотря на то, что эта цифра действительно ничтожна, двигатель с такими параметрами доставил бы New Horizons к Плутону за полтора года, вместо десятилетия, потребовавшегося на практике. Иными словами, для действительно дальних перелетов ситуация крайне далека от «незаинтересованности». Принцип работы EmDrive, Изображение: M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, German

Но таинственный двигатель поставил учёных в тупик, так как мы уже говорили очевидно, что этот двигатель нарушал закон сохранения импульса, гласящий, что каждое действие должно быть равно противодействию. Это означает, что ракета может двигаться с ускорением вперёд только тогда, когда прилагается сила равной величины в другом направлении — в виде выхлопных газов ракеты. Но согласно статье, опубликованной в AIP Advances, EmDrive производит выхлопные газы, как и любой другой ракетный двигатель. «EmDrive работает точно так же, как и любой другой двигатель», — говорит автор статьи профессор физики в Университете Хельсинки доктор Арто Аннила. «Его топливом являются входящие фотоны микроволновой длины». Исследователи предполагают, что фотоны, выходящие из двигателя, взаимодействуют друг с другом, и поэтому общий эффект получается нулевым. «В камере фотоны будут отскакивать в разные стороны, и неизменно некоторые из них будут оказывать деструктивное воздействие». «Тогда два фотона будут определённо находиться в противоположных фазах на 180 градусов». «При полной интерференции электромагнитные поля двух фотонов нивелируются, но сами фотоны продолжают распространяться. Идея схожа с тем, как распространяются волны на воде, когда гребень одной волны точно приходится на нижнюю точку другой волны, ослабляя друг друга. «Спаренные фотоны без электромагнитного поля выйдут из камеры, — сказал доктор Аннила. – Этот выход спаренных фотонов является выхлопом EmDrive».

«Когда камера несимметрична, то истечение спаренных фотонов также будет асимметричным. Поэтому потеря импульса спаренных фотонов происходит неравномерно. Другими словами, возникает тяга». «Тяга без выхлопных газов, конечно, невозможна, — утверждают авторы статьи. — Тем не менее, некоторые резонансные камеры, получающие топливо в виде микроволн, обеспечивают тягу без видимых выхлопных газов». Согласно их теории, EmDrive вырабатывает выхлопные газы, но их просто не видно. Учёные считают, что фотоны теоретически можно обнаружить с помощью интерферометра, инструмента, который используется для обнаружения гравитационных волн. Сложнее вопрос о том, работает ли EmDrive на самом деле, или в экспериментах «регистрируется» несуществующая тяга. Мартин Таджмар — известный «разрушитель мифов», экспериментатор, поставивший несколько «аномальных» экспериментов, найдя источники их аномалий в трудно обнаруживаемых ошибках измерения. В этот раз он привлек крутильные весы и проводил сам эксперимент в глубоком вакууме, чтобы исключить влияние конвекции воздуха. Все это не помогло убрать аномальную тягу. Однако оппоненты не утратили своего скепсиса.                                                                                                                              Тот факт, что тяга не исчезала сразу после выключения EmDrive, может указывать на то, что речь идет о каком-то тепловом эффекте, влияющем на показания регистрирующих приборов. Следует отметить, что Таджмар в своей работе детально описывает предпринятые меры по теплозащите и магнитному экранированию, которых его критики (являющиеся физиками-теоретиками) почему-то не замечают. Более всего смущает тезис Эрика Дэвиса о том, что работа Таджмара «не будет принята рецензируемыми журналами», только потому, что она не предлагает теоретического механизма, который мог бы объяснять наблюдавшуюся аномальную тягу. Очевидно, Дэвис в курсе того, как в XIX веке Майкельсон и Морли опубликовали в American Journal of Science описание эксперимента, также не предложив никакого внятного теоретического механизма, который мог бы объяснить его. Если бы тогда журнал стоял на позициях Дэвиса, результаты важнейшего эксперимента, вызвавшего кризис теории эфира и в конечном счете возникновение теории относительности, просто не были бы опубликованы. Эксперименты по бета-распаду в 1914-1930 годах формально и вовсе нарушали закон сохранения энергии, но трудно представить себе, как кто-то из физиков той поры говорит: «данные об этом не попадут в рецензируемые журналы, потому что не объяснены теоретически». Повторимся: отсутствие теоретического объяснения тяги EmDrive действительно означает, что, скорее всего, он не работает — по крайней мере, не работает так, как это описывает его создатель Роджер Шойер (Roger Shawyer). Но и позиция Дэвиса, сводящаяся к утверждению «не стоит тратить время на эксперименты, если у них нет теоретического объяснения», несомненно, необычна для ученого. источники

Tags: необычное

Subscribe

• 8 самых неприятных фильмов которые, тем не менее, стоит посмотреть

  Кино не всегда играет в угоду чувствам зрителя — нередко искусство бьет наотмашь и доносит авторский посыл шокирующими методами. Подобные «прививки»…

• 11 затертых клише из романтических фильмов, которые вызывают мысль: «Ох, зря нас за наивных держат»

  Романтические фильмы любят многие, и киношники выпускают все новые и новые. Но чем больше мы смотрим их, тем заметнее становится, что некоторые…

• Как изменились лица 18 моделей, о которых еще несколько лет назад говорил весь мир

  Успех в модельном бизнесе невозможен без яркой харизмы моделей и их уверенности в себе. Эти качества не только ведут девушек к сердцам известных…

Photo

Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq

EmDrive, предполагаемый бестопливный двигатель, снова сбит с ног

Автор:

Исаак Шульц 04 Мы можем получать комиссию за ссылки на этой странице.

Изображение: Luis M. Molina/Gizmodo (Getty Images)

Пять лет назад исследователи НАСА экспериментировали с объектом под названием EmDrive (или электромагнитным приводом), Y-образной металлической камерой, в которой, как они сообщали, тяга могла быть производится без топлива. Такое приспособление опровергло бы основные принципы физики, какими мы их знаем, и устранило бы огромный барьер для путешествий в дальний космос, сведя на нет необходимость носить с собой топливо. В конечном счете, надежда на EmDrive заключалась в том, что двигатели без топлива сделают путешествие к отдаленным объектам, таким как внешняя Солнечная система и даже близлежащие внесолнечные системы, такие как Альфа Центавра, управляемыми в человеческих масштабах времени.

Прототип NASA EmDrive 2013-14 гг. Изображение: Wikimedia Commons (добросовестное использование)

Если это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, другие ученые думали так же. После того, как эта статья была опубликована в Journal of Propulsion and Power, появилось множество исследований, объясняющих, где первоначальная математика EmDrive пошла не так. Надежды на бестопливный двигатель точно не оправдались; они постепенно развенчиваются в исследованиях смерти на 1000 человек. Самые последние усилия включают три статьи, представленные на конференции Space Propulsion 2020+1 исследователями из Дрезденского технологического университета в Германии.

«Когда мощность поступает в EmDrive, двигатель прогревается», — сказал соавтор исследования Мартин Тамджар, физик из Дрезденского технического университета, немецкому изданию GleWi. «Это также приводит к деформации крепежных элементов весов, в результате чего весы перемещаются к новой нулевой точке. Мы смогли предотвратить это в улучшенной структуре. Наши измерения опровергают все утверждения EmDrive как минимум на 3 порядка».

Упс. Очень жаль, потому что бестопливный двигатель был бы благом для исследования человеком космоса, ближнего и дальнего. Но немецкая команда использует свой EmDrive уже несколько лет, используя модель технологии, основанную на дизайне НАСА 2016 года. Они до сих пор не нашли доказательств, подтверждающих первоначальные утверждения.

Принцип EmDrive заключался в том, что микроволны, прыгающие внутри камеры, будут создавать неравномерную силу, достаточную для создания мизерной тяги. Критики говорят, что это нарушает основные законы физики: казалось, что EmDrive создает импульс, а не тягу, возникающую из известных физических явлений.

«Я считаю, что история с EMDrive закрыта», — сообщил Таймар Gizmodo по электронной почте. «Я не видел достоверных доказательств (опубликованных измерений, соответствующих высоким экспериментальным стандартам), которые требуют дальнейшего изучения».

При предварительном тестировании результатов НАСА та же немецкая команда также обнаружила небольшой эффект тяги, но они не были в этом уверены. С тех пор они пытаются приглушить все внешние шумы, чтобы увидеть, действительно ли EmDrive производит их сам. В одном из новых исследований авторы пришли к выводу, что эффект тяги на самом деле был просто вибрацией устройства, артефактом его работы.

Альфа и Бета Центавра, Проксима Центавра обведена красным. Изображение: Wikimedia Commons (добросовестное использование)

EmDrive был любимым проектом DARPA, научно-исследовательского подразделения Министерства обороны США. Инвестиции DARPA в проект продлятся до мая 2021 года, так что на финансирование проекта, на который когда-то возлагали столько надежд, осталось очень мало времени.

Фантазия об EmDrive пока остается таковой, хотя это не помешает ученым заняться проблемой топлива, которая остается колоссальной баррикадой для нас, крошечных людей, отважившихся зайти дальше нашего собственного космического порога. С другой стороны, с каждой проходящей статьей кажется, что «Невозможный драйв» оправдал свое прозвище.

Эта история была дополнена комментариями Мартина Таймара.

Выработка электроэнергии бестопливным двигателем в изолированной системе производства электроэнергии

• Идентификатор корпуса: 212524544

  title={Выработка электроэнергии бестопливным двигателем в изолированной системе производства электроэнергии},
  автор={Абатан О.А. и Адевале Ао},
  год = {2014}
} 

• Абатан О.А., Адевале Ао
• Опубликовано в 2014 г.
• Машиностроение

Использование нетрадиционных источников энергии стало очевидным из-за быстрого истощения традиционных источников энергии. Недавняя тенденция использования солнечной энергии, энергии ветра и приливов становится популярной среди возобновляемых источников энергии. В настоящее время для децентрализации системы производства электроэнергии предпринимаются попытки в направлении производства малой мощности и распределения ее на местах. В данной статье основное внимание уделяется появлению бестопливного двигателя как возможной альтернативы изолированной выработке электроэнергии из… 

Преобразование энергии ветра с помощью асинхронного генератора с самовозбуждением

Описана схема преобразования энергии ветра с использованием асинхронной машины, приводимой в действие ветряной турбиной с регулируемой скоростью. Управление возбуждением было достигнуто за счет использования конденсатора с одной емкостью и…

Асинхронный генератор с самовозбуждением с отличным контролем напряжения и частоты

• R. Bonert, S. Rajakaruna

• Engineering

• 1998
900 53

А конденсатор- Асинхронный генератор с возбуждением, используемый с гидравлической турбиной в автономной генерирующей системе, может обеспечить высококачественное регулирование напряжения и частоты, не сравнимое с другими малыми генерирующими…

Однофазный автоматический регулятор напряжения для синхронного генератора

• Мэтью Э. Обох, Дж. Брайма

• Инженерное дело

• 2014

Автоматический регулятор напряжения (АРН) ) широко используется в промышленности для получения стабильности и хорошее из различных электрических аппаратов. Чтобы получить выходную мощность генератора, поле…

Усовершенствованный электронный регулятор нагрузки для асинхронного генератора с самовозбуждением в приложениях Micro-Hydel

• Б. Сингх, С. Мурти, С. Гупта

• Инжиниринг

  IECON’03. 29th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IEEE Cat. No.03Ch47468)

• 2003

В этой статье описывается математическое моделирование асинхронных генераторов с самовозбуждением (SEIG) с усовершенствованным электронным контроллером нагрузки (IELC) ​​для микрогиделей. приложения, питающие различные…

Автономный асинхронный генератор с оконечным регулятором импеданса и без управления турбиной

• Р. Бонерт, Г. Хупс

• Машиностроение

• 1990

Асинхронные генераторы с гидравлическими турбинами часто используются для когенерации. Та же конфигурация турбогенератора может быть использована для автономной генерации, если подключен регулятор импеданса…

Анализ и проектирование электронного регулятора нагрузки для асинхронных генераторов с самовозбуждением

В данной статье представлен анализ и проектирование электронного регулятора нагрузки ( ELC) для трехфазных асинхронных генераторов с автовозбуждением (SEIG), подходящих для автономной пико-гидроэнергетики с…

Влияние нагрузки последовательного резонансного контура на асинхронный генератор в изолированной электростанции

• К. Субраманиан, Рэй Кальян Кумар

• Инженерия, физика

  2009 Международная конференция по достижениям в области вычислительной техники, управления и телекоммуникационных технологий

• 2009

Аннотация — В этой статье оценивается влияние нагрузки трехфазного инвертора, питаемого последовательным резонансным контуром, на асинхронный генератор (АСГ). Влияние тока, потребляемого резонансным контуром, на…

Исследование влияния нагрузки последовательного резонансного контура на асинхронный генератор с преобразователем AC-DC-AC в качестве выравнивателя нагрузки

Влияние изменения частоты на последовательный резонансный контур и его влияние на входную сторону неуправляемого выпрямителя были исследованы экспериментально и результат показывает, что коэффициент мощности был улучшен, даже несмотря на то, что ток нагрузки отстает от напряжения источника.

Космический трехфазный активный преобразователь переменного тока в постоянный ZVS-PWM нового поколения с векторным управлением напряжением и резонансным звеном постоянного тока с вспомогательным трансформатором

В этой статье представлен новый прототип трехфазного преобразователя активной мощности переменного/постоянного тока с плавным переключением перехода при нулевом напряжении, управляемого ШИМ, который включает в себя резонансный…

Стационарный анализ конденсатора с самовозбуждением Генераторы

• А.