射频共振空腔推进器
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/EmDrive_built_by_Eagleworks_inside_the_test_chamber.jpg/220px-EmDrive_built_by_Eagleworks_inside_the_test_chamber.jpg)
射频共振空腔推进器(英语:RF resonant cavity thruster),或称相对性推进器,是一种尚具争议性的新型态推进装置,最常见的称呼为“电磁推进器”(EmDrive、电磁驱动引擎),由英国航空太空工程师Roger Shawyer发明,他在2000年创建Satellite Propulsion Research[1][2] 。这种技术可以用来促进交通工具革命,包括地面交通,海洋交通,航空和太空载具[3][4][5][6][7][8]。
至2016年底,相对性推进器研究已经逐渐进入主流科学界实验如NASA,但批评家认为相对性推进器违反动量守恒。一些科学家及美国太空总署林顿·约翰逊太空中心鹰工厂(Eagleworks)实验室,德国德累斯顿工业大学、西北工业大学已经完成原型设计。目前有一些实验观察到相对性推进器产生小型推力,但也受到其他科学家怀疑。之后对于相对性推进器的研究仍进行中,至今从未获得令人信服的物理原理或实验结果。
概念主张
[编辑]科学家Roger Shawyer提出在椎体内发射微波,微波在密闭空间内反复地反弹,进而产生的辐射压推动椎体前进。
射频共振空腔推进器原理有几种可能:
- 量子真空凭空产生的虚粒子推动射频共振空腔推进器
- 通过改变射频共振空腔推进器前后的时空来产生推进力
- 微波存在更高维度,射频共振空腔推进器内部在高维空间前进
- 马赫效应(Mach effect):詹姆斯·伍德瓦德于1990年提出,即在加速物体所受的力中,有一部分力不会产生动能,而是转化为势能储存在物体中,使物体的静止质量出现波动,从而产生实验中观察到的推力。
研究发展
[编辑]英国航空太空工程师Roger Shawyer在2000年创建Satellite Propulsion Research,致力于相对性推进器研究。Shawyer在2003年进行实验,并称相对性推进器实验产生16毫牛顿推进力。[9]
2006年,美国工程师Guido Fetta仿照EmDrive制作出一台原型机“Cannae Drive”。同年9月8日,英国科学杂志《新科学人》以EmDrive为封面[10],发表文章认为该装置似乎是可信的。科幻作家格雷格·伊根公开表示该文章“一味追求轰动效应,作者缺乏基本的科学知识”。格雷格·伊根的文章被美国数学物理学家约翰·拜艾兹转发在自己的部落格[11][12]。之后《新科学人》迅速发表澄清声明,并附上专家们对EmDrive持否定意见的公开信。
质疑观点
[编辑]无法证实
[编辑]2010年,中国西北工业大学杨涓教授带领的团队开始相对性推进器设计。2013年,杨涓制作出EmDrive原型机,并发表公布测试结果:2.5千瓦电量产生720毫牛顿推进力,实验记录比Shawyer更好,达到更高功率[8][13]。杨涓注意到此结果得出的推力比同类实验大百倍,因此表示在作出更多实验前不会评论这个实验,并期望其他团队作重复其实验引证,她在接着的一次同样的实验中不能重复之前的结果,因此认为之前的实验有错误。[14]
2013年8月,美国太空总署在德州林顿·詹森太空中心对两台Cannae Drive进行为期8天的实验,并于2014年6月4日将实验结果在美国航空航天学会(AIAA)第50届联合推进大会上发表。实验数据显示,28瓦的电力产生30至50微牛顿的推力。2014年10月,Roger Shawyer在多伦多航太会议上演讲并发表论文。2015年根据英国《每日邮报》报导,美国太空总署工程师鲍尔·马尔希(Paul March)表示在高度真空中,以一输入功率50W的相对性推进器产生50μN的推力, torr and new null-thrust tests.[15]马尔希解释相对性推进器机制不是洛伦兹力(Lorentz force)或热力学。但当试图以反向测试验证时,其中一实验设备(120W RF 放大器)烧毁了,因为未能完成测试及得出实验报告。[16]
2015年7月,德国德累斯顿工业大学Martin Tajmar教授在美国航空航太学会推进和能源论坛展示EmDrive更加精密的实验结果,过程中测得微小的推力,但当把被测试的EmDrive向垂直方向旋转90°、理论上应无推力的情况下,却测得相对大得多的推力,意味着实验中存在着干扰,因此得出无法证实相对性推进器能产生推力。该团队计划在更好的磁屏蔽环境下再尝试。
2016年,中国西北工业大学杨涓的团队发表文章记述他们进行的另一次实验,当中使用较精细的设置,包括发射微波的电源在推进器内外两不同情况。结果电源在外时测得微小推力,但电源在内时却没有。因此推断在外部电源情况测得的推力是噪讯所致。[14]同年11月17日, NASA鹰工厂实验室的论文《" "Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum"》 发表在同行评议期刊《推进与动力杂志》(Journal of Propulsion and Power)上。鹰工厂论文描述对EmDrive进行的测试,测试在接近真空(类似于太空)的环境下进行。他们把引擎放到一个叫做扭摆的装置上,启动引擎,然后测量它运行的距离来推算推进力的大小。他们估计,EmDrive消耗每千瓦功率能够产生1.2毫牛顿的推进力。[17]
反驳结论
[编辑]2018年,德国德累斯顿工业大学太空工程研究所物理学家Martin Tajmar领导的团队发表独立测试结果,表明推力并非来自 EmDrive,而只是椎室内供电电线与地球磁场的电磁相互作用,因为EmDrive并没有完全屏蔽地球磁场影响的设备。[18]
参考资料
[编辑]- ^ EmDrive.com. Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) web site. Roger Shawyer / SPR Ltd. [2021-08-09]. (原始内容存档于2015-05-06).
- ^ Satellite Propulsion Research. Aerospace Member Directory. ADS Group. [2015-05-02]. (原始内容存档于2014-07-09).
- ^ Hambling, David. Chinese Say They're Building 'Impossible' Space Drive. Wired. Wired. 24 September 2008 [2015-05-02]. (原始内容存档于2015-05-06).
- ^ Hambling, David. Video: 'Impossible' Space Drive In Action?. Wired. Wired. 2 October 2008 [2015-05-02]. (原始内容存档于2015-05-16).
- ^ Hambling, David. 'Impossible' Device Could Propel Flying Cars, Stealth Missiles. WIred. Wired. 29 October 2009 [2015-05-02]. (原始内容存档于2015-05-03).
- ^ Hambling, David. Propellentless Space Propulsion Research Continues. Aviation Week & Space Technology. 5 November 2012 [2015-05-02]. (原始内容存档于2017-01-20).
- ^ Hambling, David. EmDrive: China's radical new space drive. Wired UK. Wired UK. 6 February 2013 [2015-05-02]. (原始内容存档于2015-04-26).
- ^ 8.0 8.1 Hambling, David. Nasa validates 'impossible' space drive. Wired UK. Wired UK. 31 July 2014 [31 July 2014]. (原始内容存档于2014-08-01).
- ^ 10 週就能把人送上火星的 EmDrive 引擎,是偽科學還是世紀大發現?. TechNews 科技新报. [2018-06-15]. (原始内容存档于2020-12-04) (中文(台湾)).
- ^ Shawyer, Roger. A Theory of Microwave Propulsion for Spacecraft (Theory paper v.9.3) (PDF). New Scientist. September 2006 [2016-09-06]. (原始内容存档 (PDF)于2017-09-07). 参数
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) (帮助) - ^ Egan, Greg. Baez, John C. , 编. A Plea to Save New Scientist. The n-Category Café (a group blog on math, physics and philosophy). 19 September 2006 [2016-09-06]. (原始内容存档于2020-11-09).
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- ^ Brady, David A.; White, Harold G.; March, Paul; Lawrence, James T.; Davies, Franck J. Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum. 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics. 30 July 2014 [31 July 2014]. doi:10.2514/6.2014-4029. (原始内容存档于2015-06-11). 简明摘要 (PDF) – NASA (30 July 2014).
- ^ 14.0 14.1 Yang, Juan; Liu, Xian-chuang; Wang, Yu-quan; Tang, Ming-jie; Luo, Li-tao; Jin, Yi-zhou; Ning, Zhong-xi. Thrust Measurement of an Independent Microwave Thruster Propulsion Device with Three-Wire Torsion Pendulum Thrust Measurement System. Journal of Propulsion Technology. February 2016, 37 (2): 362–371 [2016-09-15]. (原始内容存档于2018-01-28) (中文).
- ^ Wang, Brian. Update on EMDrive work at NASA Eagleworks. NextBigFuture. 6 February 2015 [2016-09-15]. (原始内容存档于2016-03-15).
- ^ Wang, Brian. NASA Emdrive experiments have force measurements while the device is in a hard vacuum. NextBigFuture. 7 February 2015 [2016-09-15]. (原始内容存档于2015-02-08).
- ^ NASA Eagleworks. Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum. AIAA ASSOCIATION. 17 November 2016 [2016-12-02]. (原始内容存档于2020-11-15).
- ^ NASA’s EM-drive is a magnetic WTF-thruster. Ars Technica. [2018-06-15]. (原始内容存档于2021-02-16) (美国英语).
外部链接
[编辑]- 官方网站, Cannae
- 官方网站, Emdrive
- Broadcast 2722 EM Drive(页面存档备份,存于互联网档案馆) @ The Space Show
- videos of presentations on EM Drive, Mach Effect, Cannae by March, Woodward, Tajmar and others at the 2016 Breakthrough Propulsion Workshop(页面存档备份,存于互联网档案馆) @ Space Studies Institute YouTube Playlist
- The FACTS as we currently know them about the EmDrive and Cannae Drive(页面存档备份,存于互联网档案馆) - subreddit thread
- So, about that EM drive...(页面存档备份,存于互联网档案馆) - History, Politics And Current Affairs forum (Space and Technology section) thread
- 神奇电磁引擎(页面存档备份,存于互联网档案馆)
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