A přece se točí  
Mnozí z vás si jistě vzpomenou na kontroverzní článek o mikrovlnném pohonu, který rozpoutal bouřlivou diskusi. Příběh "EmDrive" má nadějné pokračování.


 

 

Zvětšit obrázek
Demonstrační verze elektromagnetického pohonu EmDrive

První zmínku o pokusech britské společnosti SPR Ltd (Satellite Propulsion Research), kterou někteří z vás v diskusi nazvali neuvěřitelnou pitomostí, jsme na Oslu publikovali v září loňského roku. Šlo o článek "Rozlučte se s gravitací - je tu mikrovlnný motor".  Společnost SPR Ltd v čele s Rogerem Shawyerem ve svých pokusech nelenila a zkonstruovala "demonstrační verzi" elektromagnetického pohonu EmDrive, která je kromě vyššího výkonu kontinuálně chlazená vodou a nehrozí tak shoření rezonátoru po několika vteřinách provozu.

 

 

Dalším významným posunem, tentokrát v teoretické úrovni, je nové zdůvodnění, proč to vlastně celé může fungovat. Hlavním argumentem proti je tvrzení, že z uzavřeného systému (mikrovlny z rezonátoru neunikají) nelze dostat reakci s okolím. Shawyer tvrdí, že se o  uzavřený systém nejedná, neboť se zde musí počítat s Einsteinovou speciální teorií relativity. Mikrovlny, které působí na opačné konce rezonátoru mají různou rychlost a tudíž i různý referenční rámec (Frame of reference). Z relativistického pohledu tedy o uzavřený systém nejde. Zda je tomu tak, nechám na posouzení fyzikům a raději přejdu k empirii.

 

 

 

Současnost

V prosinci 2006 požádala ministryně průmyslu Velké Británie Margaret Hodge o nezávislé posouzení Shawyerových výsledků pro potřeby grantové komise, ve kterém SPR Ltd obstálo a obdrželo zbývající část grantu, o kterém jsme psali v předchozím článku. Test byl prováděn na rotujícím rameni ukotveném na vzduchovém ložisku, přičemž při vstupním příkonu 300 W bylo dosaženo tahu 9,8 gramu, maximální rychlosti 2 cm/s a vzdálenosti 185 cm. Váha demonstrační jednotky činila 100 Kg. Podle Shawyera test zahrnoval zrychlení z klidu, zpomalení do klidu, dopředné a zpětné namontování rezonátoru, zapojení při různých počátečních úhlech a použití různých vstupních příkonů.
 

Video z testu je ke stažení na adrese http://emdrive.com/dynamictests.html

 

V současné i předchozí verzi je rezonátor tvořen měděným kuželem uzavřeným ze široké i úzké strany rovným plátem. Čistý tah je úměrný hodnotě Q rezonátoru, kde Q je poměr uchované energie k ztracené energii za jeden cyklus, tedy účinnost rezonance. Akcelerace odebírá ze systému energii a Q klesá. Současná jednotka má hodnotu Q 50 000 a produkuje specifický tah 0.315 N/kW.

 

Pokud bychom provedli srovnání EmDrive s parametry iontového motoru použitého v Evropské sondě SMART-1, dostaneme se k následujícím výsledkům:

   Iontový motor SMART-1  EmDrive 
 Stejnosměrný příkon (W)   700  700
 Tah (mN)  23  88
 Délka provozu (Roky)   1,6  15
 Váha pohonné jednotky (Kg)   94  9
 Váha nákladu (Kg)   50  50

 

Délka provozu 15 let je založena na očekávané životnosti katody magnetronu technologie TWTA, která je již kvalifikována pro nepřetržité použití ve vesmíru.

 

 

Zvětšit obrázek
První generace pohonné jednotky EmDrive produkuje specifický tah 0.315 N/kW.

Pokud by byl použit příkon 700 W jako primární pohon padesátikilové sondy, bylo by během prvního roku dosaženo zrychlení 5,6 km/s při tahu 88 mN. Poté by začal tah s rostoucí rychlostí klesat až by po patnácti letech dosáhl hodnoty 16 mN a sonda by se pohybovala rychlostí 30 km/s.

 

Největší současný přínos tkví na poli komerčních komunikačních satelitů, kde více než polovinu váhy tvoří palivo potřebné k vynesení satelitu z nízké oběžné dráhy na geostacionární dráhu a k udržování správné pozice satelitu. Typický satelit má 3 tuny z čehož 1,7 t tvoří palivo. Při použití EmDrive by 6 kW příkonu ze solárních panelů vyneslo třítunový satelit na geostacionární oběžnou dráhu za 36 dní při zanedbatelné váze pohonné jednotky. Znamenalo by to celosvětově úsporu 15 miliard britských liber během deseti let na nákladech kosmického průmyslu.

 

 

Velké plány

První generace pohonné jednotky nedosahuje nijak závratných výkonů, což ji omezuje pouze na použití ve vesmírném programu. Obrovský potenciál ovšem skrývá realizace druhé generace - tj. supravodivého rezonátoru, který by při jednom kW příkonu dokázal vyvinout tah 3 tuny, při hodnotě Q 5 000 000 000. Takový rezonátor ve skutečnosti již existuje v urychlovači částic TESLA . Nutno podotknout že při vývoji s ním měli fyzikové velké problémy, neboť se jim neustále "rozlaďoval" vlivem deformací vyvolaných vnitřním pnutím elektromagnetických vln.

 

Použití supravodivého rezonátoru by sice pořád naráželo na neduh poklesu tahu při růstu rychlosti, nicméně stále by ho šlo využít k vynulování gravitace a jako pohon by pak mohly sloužit daleko méně výkonné vrtule než u současných létajících strojů. Ani se mi nechce domýšlet, jak by to pak vypadalo při aplikaci v každodenním životě.

 

Zdroje:
http://emdrive.com

Eurekamagazine

 



Komentář osla
Opět se potvrzuje známá pravda: "Neříkejte, že něco nejde, protože se určitě objeví nějaký blbec, který to neví, a klidně to zrealizuje.

 

Autor: Jan Zikmund
Datum: 16.05.2007 15:08
Tisk článku

Fyzika v příkladech II - Samek Ladislav, Vlčák Petr
 
 
cena původní: 450 Kč
cena: 387 Kč
Fyzika v příkladech II
Samek Ladislav, Vlčák Petr

Diskuze:

pro Zephira

Mek,2007-08-19 17:20:28

Zephire nevymlouvej se na prášky to nemá význam, raději mluv o tom čemu opravdu rozumíš jestli čemu, ono už to není ani legrace stále číst na netu tvý patafyzikální šaškovský názory...:)

Odpovědět

je to blbost

Vlk,2007-07-26 15:31:38

Uvedomte si vsichni: Je to cele naprosto jasne blbost, protoze to nezachovava hybnost. Pokud zarizeni pred pokusem stoji a po pokusu leti na jednu stranu, musi po pokusu neco jineho letet na druhou stranu, aby soucet hybnosti zustal nulovy. Tohle musi platit, at uz se v samotnem zarizeni deje cokoliv, jakkoliv relativistickeho, kvantoveho ci jinak zahadneho.

A ze se to hybe? To je vysledek nejake jine sily, neboli chyby v experimentu. Pri tak velkych vykonech a proudech v zarizeni se to muze hybat z mnoha ruznych duvodu.

Bude z toho pro autora akorat velka ostuda, a mensi ostuda pro Osla, ze to uverejnil.
Prectete si blogy u puvodniho clanku v New Scientist...

Odpovědět

Je to celé nesmysl

Drabembejs,2007-06-26 00:39:03

Po tomhle článku jsem ten pohon konečně a definitivně identifikoval jako hoax.

Odpovědět

chladic

blawo,2007-06-18 13:13:29

ten chladic vpredu je super. benzinky maju po chlebe ale aspon vyroba nemrznucich zmesi nie je ohrozena :)

Odpovědět

fukoty xxxxx

antik,2007-05-19 10:12:02

ej to parada jak se to zacina uvolnovat a jiste veci zverejnovat ale toto neni nic... vzdy kdyz se neco zverejni tak uz jsou prakticky ! minimalne 2 kroky v pred... prikladem vojenske technologie...

Odpovědět

hrozne se vsem omlouvam i tady

ZEPHIR,2007-05-18 01:25:42

je mi lito ze tady placam po diskuzich o vlnovy teorii eteru a GMO, nedavno sem byl na vysetreni a zacal brat nejaky prasky a uz se citim mnohem lip, ale na druhou stranu hrozne trapne za ty veci tady, kdyz to tedka po sobe ctu...
sorry

Odpovědět


Ještě tu o tom obtloustlém mužíkovi...

Skutecny ZEPHIR,2007-05-18 11:06:34

...se žlutými zuby, plzz....

Odpovědět


Tohle není ZEPHIR

Ccecil,2007-05-18 17:38:07

A je docela trapné používat jeho nick. To umí pouze primitiv. Ikdyž s jeho názory často nesouhlasím, přesto bych si něco takového nikdy nedovolil. Vidím, že míra zhovadilosti na českém internetu roste úměrně s časem.

Odpovědět


vtipny

e - zephirovo svedomi,2007-05-18 21:43:50

mne to zas prislo docela vtipny a ani me nenapadlo, ze by to mohl byt opravdu on... a mezi nami, pokud on(a) se svymi vyplody obstastnuje diskuze nejen tehoto serveru, uroven se opravdu zhorsit uz neda

Odpovědět


Re: e - zephirovo svedomi

ZEPHIR,2007-05-19 16:43:45

Všem je přece jasný, žes to psal ty... ;-\

Odpovědět


pak je tedy vsem jasny

e - zephirovo svedomi,2007-05-20 00:32:10

ze mas navic rozdvojenou osobnost, neblbni, ber ty prasky dal a jeste jednou tam radsi zajdi

Odpovědět

Konecne se to hejbe

Saladin,2007-05-17 14:47:33

No konecne s timhle napadem trochu pohnuli. budoucnost ceka :-D

Odpovědět

Co Magnetické pole Země

Martin,2007-05-17 14:29:58

Jaký vliv má na dosažené zrychlení interakce s magnetickým polem země?

Odpovědět


Magnetické pole

Stanislav,2007-05-18 10:35:13

Sakryš, to není blbé vysvětlení. Pak by ale ta věc jednak nefungovala v obecném vesmíru, a navíc při použití jako pohon vozidel by to nejezdilo na sever a na jih ... :-P
P.S. A supravodivou pixlou by mag. pole odstínili, tzn. by to nemělo dělat nic ... :-)

Odpovědět


web

PT,2007-05-18 17:27:57

no podle jejich webu to vliv nema
http://emdrive.com/faq.html

reaguji tam zhruba na vsechny "alternativni" vysvetleni co tady byla zminena...

Odpovědět

Pokles tahu s rychlostí - styďte se

edison,2007-05-17 14:01:45

Obecné zdůvodnění poklesu tahu s rychlostí při limitovaném výkonu je možné s pomocí fyziky pro ZŠ:
1. Energie je dráha krát síla (tah).
2. Výkon je energie za jednotku času.
3. Rychlost je dráha za jednotku času.
4. Výkon je tedy součin rychlosti a síly.
5. Při konstantním výkonu tedy musí s rostoucí rychlostí klesat síla.
Výšeuvedené platí pro jakékoli silové působení a je úplně jedno, zda uvažujeme o raketě, letadle, vlaku, jeřábu, ...

Odpovědět


tohle

pavelm,2007-05-17 14:42:31

tohle moc dobře nechápu...

Odpovědět


hmm

PT,2007-05-17 16:31:05

myval jsem v tom kdysi jasno, no uz to je zda se pryc, pritom tomu neni tak davno. :) nebo spis :(
jenom otazka - z F=m*a ale vychazi ze zrychleni bude stale stejne, nehlede na rychlost, ne? nebo je v tehle uvaze chyba? Kdyz tedy pusobim stejnou silou, proc bych nemel zrychlovat stale stejne?

Odpovědět


chybka

PT,2007-05-17 17:00:49

mival...

Odpovědět


Jak uz jsem psal drive...

nezmar,2007-05-17 17:42:44

Jak uz jsem psal, z vykonu nic nespocitas. Tah reaktivniho motoru je dan soucinem spotreby paliva S [kg/s] a rychlosti vypousteni spalin V [m/s] (V je rychlost proti rakete) F=-S*V. To vyplyva jednoduse ze zakona zachovani hybnosti (prirustek hybnosti rakety=-hybnost spalin). Ten vykon nakonec bude sedet taky, ale musi se do toho zapocitat kineticka energie rakety i spalin.

Odpovědět


pro PT

Colombo,2007-05-17 18:56:07

Ano, máš pravdu. Pokud budeš působit konstantní silou bude zrychlení konstatní. Ale zapoměl si na jevy, které se na základní škole neprobírají: tření. Čím větší rychlost, tím tření bude větší a bude vytvářet větší odpor.

Odpovědět


Ano

pavelm,2007-05-17 19:26:11

Ano, tření je pro kosmické lety velká překážka.

Odpovědět


k te energii

PT,2007-05-17 21:48:47

Nehlede samozrejme k treni, tak jak vztahnou F=ma - tj konstantni zrychlovani (tj mam-li nejaky pohon, co generuje stale stejnou silu, nezavisle na rychlosti) k te kineticke energii 0.5*m*(v^2- v_nula^2). Nebo je to (v- v_nula)^2 ?

Odpovědět


to pavelm

Colombo,2007-05-17 22:22:21

tak ted si mi to fakt nandal.

Jak jiste vis, pro kosmicke lety neni prekazka. Let v kosmu je pomerne jednoduchy, to co je v modernim vesmirnem vyzkumu problem c. 1 je co? No prece dostat ty veci do vzduchu. Jakmile je to ve vesmiru tak staci na sondy vodikovy pohon(bo jak se tomu nadava) ktery spociva v neustalem vystrelovani atomu vodiku a tim neustale a konstantni zrychlovani.

Odpovědět


Paradox

Ludva,2007-05-19 20:42:54

Tady se projevuje paradox v tom, že na zrychlení (třeba auta) o určitý přírůstek rychlosti je nutno více energie, pokud se to auto pohybuje rychleji. Pro raketu to ovšem nemůže platit - nemá žádný kontakt s okolím a tah raketového motoru na rychlosti nezávisí (není k čemu ji vztáhnout). Vysvětlení ovšem není složité, pokud pozorujeme raketu třeba z té soustavy, z níž odstartovala, tak vidíme že zrychluje "snáze" při stále stejném výkonu i tahu motoru proto, že energie se celou dobu tahu motoru ukládala i do kinetické energie paliva, jehož spaliny nyní vytékají tryskou. Platí všechny zákony zachování - energie i hybnosti. Je zajímavé, kolik je takových zdánlivých paradoxů - a to ani nejsme v oblasti relativistické fyziky. Vzhledem k tomu, že ta věc o níž se tady píše prý nic neemituje, tak by tam asi neměl být důvod ke snížení tahu. Kdyby něco takového fungovalo, tak by to bylo moc pěkné, můj soukromý názor je, že to spíš vypadá jako pěkný kandidát na bludný balvan.

Odpovědět


Závislost tahu na rychlosti ukazuje na chybu

Pavel,2007-05-19 21:41:26

Ta závislost tahu na rychlosti jasně ukazuje na chybu v teorii. Protože pokud opravdu závisí tah na rychlosti, pak dva pozorovatelé pohybující se vůči sobě rovnoměrně přímočaře by viděli (uvědomme si, že je řeč o hluboce podrelativistických rychlostech, a proto lze plným právem použít Newtonovu mechaniku), že ten motor letí někam jinam, dotaženo do extrému jeden by viděl průlet kolem Venuše a druhý kolem Pluta - a to je zjevný rozpor.

Odpovědět


...závislost tahu na rychlosti ukazuje na chybu..

ZEPHIR,2007-05-21 22:55:22

V jaký teorii?

Odpovědět

pohon pro výtah

Marek,2007-05-17 11:41:58

Tedy jestli to funguje a jestli bude fungovat druhá generace jak píšou: "This would lead to a static specific thrust of 3.15 x 104 N/kW (3.2 tonnes / kW)." :-) tak se mi to jeví jako idealní pohon pro vesmírný výtah. To jsem zvědav co se z toho vyklube...

Odpovědět


pokud to dobře chápu

pavelm,2007-05-17 13:43:10

Je to jen topná spirála+ten pytel na výpary.

Odpovědět


chybička

pavelm,2007-05-17 13:45:48

se vloudila

Odpovědět


Kdepak

edison,2007-05-17 13:54:01

Pokud by se podařilo dosáhnout deklarovaných parametrů, pak je to konec vesmírného výtahu, raketové kosmonautiky, letectví i povrchové dopravy, v podobě, jak ji dnes známe.

Odpovědět

to Nezmar, PT

Arccos,2007-05-17 07:55:46

PT má naprostou pravdu, je úplně jedno, z jaké rychlosti kam zrychlujete. Je mylné počítat energii z absolutní rychlosti - vždy se totiž jedná o přírůstek energie a ten je při jakékoliv rychlosti při zanedbání TR stejný.

Odpovědět


Nulovou hladinu si samozrejme musim zvolit.

nezmar,2007-05-17 08:53:59

Tu energii a rychlost beru samozrejme vztazenou k nejake inercialni soustave, jinak to nema cenu pocitat.

On je samozrejme nesmysl uvadet vykon raketoveho motoru a pocitat z nej tah. Takovy motor ma konstatni tah bez ohledu na rychlost (nevi k jake inercialni se ma priklonit)

Odpovědět


Dodatek

nezmar,2007-05-17 09:13:31

dE=F*ds=F*v*dt

Odpovědět

,2007-05-16 21:20:20

Pokud by byl použit příkon 700 W jako primární pohon padesátikilové sondy, bylo by během prvního roku dosaženo zrychlení 5,6 km/s při tahu 88 mN.
Zrychlenie 5,6 km/s?
Nie rychlost?

Odpovědět


zrychleni

lis,2007-05-17 14:05:19

da se to chapat jako ze to ma zrychleni 5,6 km/s za rok

Odpovědět


,2007-05-17 22:56:50

Aby sa to tak dalo chapat, muselo by to tak byt napisane.

Odpovědět

snížení tahu

MildaIV,2007-05-16 17:23:14

Tím snížením tahu při vyšších rychlostech trpí i iontový motor ?

Odpovědět


Zdá s, že naši fyzikové na Aldebaranu....

ZEPHIR,2007-05-16 19:21:53

...tuto záležitost vyloučili, takže to prostě nemůže fungovat....

http://www.aldebaran.cz/forum/viewtopic.php?t=623

Odpovědět

to archimedes

PT,2007-05-16 17:22:44

to archimedes: tak to co pises je podle me spatne - neni dulezite z jake rychlosti zrychlujes (kdyz nebereme v potaz relativitu.
k zrychleni o 1m/s je potreba stejne mnozstvi energie, at uz jedeme 10 m/s nebo 1000 m/s. rozdil enerige snadno spocitatelny jako E=0.5 * m * (v_cilova - v_nula)^2

Odpovědět


Nikoliv

nezmar,2007-05-16 23:19:04

Rozdil energie je E1-E2=0.5*m*(v1^2-v2^2). A tedy na rychlosti zalezi.

Odpovědět


automobilismus

Lukas,2007-05-17 09:48:48

Trochu mimo, ale musim reagovat
Zase si nekdo mysli, ze kdyz jede 2 x rychleji autem, tak
mu bude stacit take 2 x delsi brzdna draha. :[

Odpovědět


To Lukas

Pavel,2007-05-17 10:15:35

Nebude, ale bude brzdit dvakrát delší dobu. O to jde.

Odpovědět

A ještě jedna poznámka

Pavel,2007-05-16 15:52:56

Když je ten motor chlazený vodou, jak ta voda cirkulovala? Nemohlo být roztočení toho motoru způsobené zrychlující se cirkulací vody v chlazení a/nebo roztočením rotoru čerpadla?

Odpovědět


Jasně

Jan Zikmund,2007-05-16 16:24:23

Samozřejmě to taky mohli mít zkopce nebo to mohli pohánět větráčkem od počítače. Pochybuju ale, že by za to pak dostali ty granty.

Odpovědět

Nerozumím

Pavel,2007-05-16 15:31:12

Proč by měl tah s rostoucí rychlostí klesat? Rostoucí rychlost vzhledem k čemu? Nebo že by existovala absolutní vstažná soustava rostl by odpor etheru?

Odpovědět


zrovna tohle...

Archimedes,2007-05-16 16:26:35

...by bylo v poradku - protoze kineticka energie telesa nestoupa s rychlosti linearne, ale s druhou mocninou, je rekneme urychleni o 1mm/s pri rychlosti 10km/s tisickrat energeticky narocnejsi, nez pri 10m/s.
Zrovna tohle u EmDrive problem neni, to by divne nebylo ;)

Odpovědět


Zpomalení

Jan Zikmund,2007-05-16 16:37:27

To zpomalení jim vychází v rovnicích, podle kterých to má fungovat. Doporučuji prostudovat materiály SPR Ltd v sekci Theory: http://emdrive.com/theory.html

Odpovědět


Tak jsem tam kouknul

Pavel,2007-05-16 20:26:17

A hned na druhé stránce vidím zásadní chybu, která není nikde dál komentovaná - je zanedbána interakce záření se stěnami rezonátoru, aniž by bylo někde ukázáno, že to lze udělat.

Odpovědět


to Archimedes

tvaruzek,2007-05-17 21:54:54

prvni tvrzeni O.K. - opravdu plati Ekin = 1/2 * m * v^2,
zato druhe je naprosty nesmysl (F = m * a, pro nerelativisticke rychlosti - o kterych mluvis - samozrejme neni hmotnost funkci rychlosti)

Odpovědět


to tvaruzek

Archimedes,2007-05-21 13:55:29

Mluvil jsem o energii, ne o sile, to jsou ponekud odlisne veliciny :)
Taky (coz nebylo pro prvni prispevek podstatne) je nutne si uvedomit, ktere veliciny se pri prechodu z jedne soustavy do druhe zachovavaji a ktere ne.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace