Von Zeit zu Zeit sind ehrliche Internetnutzer fasziniert von Berichten über die EmDrive-Mikrowellenmaschine, die aus einem Mikrowellengenerator und einem Resonator besteht und unter Verstoß gegen die Naturschutzgesetze Traktion erzeugt. Aus den populären Beschreibungen der Erfindung ist es unmöglich, das Prinzip ihrer Wirkung zu verstehen, selbst unter Autoren mit Titeln. Sieht so aus, als würden sie ihn einfach nicht kennen.
Ich beschloss, etwas tiefer zu graben und fand in mindestens zwei Quellen, wonach ich suchte:
Roger Scheuers Patentbeschreibung und
Scheuers Artikel .
Die Erfindung ist im Wesentlichen ein geschlossener Radiowellenresonator, der durch eine konische und zwei flache Oberflächen begrenzt ist - "Abdeckungen", wie in Fig. 1 gezeigt:
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Abb. 1
Es stellt sich heraus, dass das beanspruchte Funktionsprinzip darin bestand, dass, wenn sich die elektromagnetische Welle zum schmalen Ende des Resonators bewegt, die Gruppenwellengeschwindigkeit (V1) abnimmt, wenn sie sich zu der breiten bewegt, die sie zunimmt (V2). Daher sollte die Reaktion, wenn die Welle vom breiten Ende des Resonators reflektiert wird, größer sein als vom schmalen Ende.
Der resultierende Schub (F) sollte auf das breite Ende gerichtet sein.
In der Tat ist aus der Theorie der Wellenleiter bekannt, dass die Gruppengeschwindigkeit einer Welle in der Nähe einer kritischen Frequenz stark vom Durchmesser des Wellenleiters abhängt (anscheinend wurde dieser Kegel von EmDrive als Wellenleiter mit variablem Querschnitt betrachtet).
Auch die direkte Abhängigkeit des Wellenimpulses von der Gruppengeschwindigkeit widerspricht nicht der Theorie. Zunächst wird das elektromagnetische Feld im Resonator jedoch als Ergebnis einer Überlagerung von Wellen betrachtet, von denen jede, wenn sie sich zwischen den Wänden bewegt, keine Zunahme von Geschwindigkeit und Impuls im absoluten Wert erhält und nur die Richtung ändert, wenn sie von den Wänden reflektiert werden. Daher geben diese Wellen keinen Grund, an dem Gesetz der Impulserhaltung zu zweifeln.
Zweitens tragen die Wellen nicht nur einen Impuls entlang der Achse des Wellenleiters oder Resonators, sondern erzeugen auch Druck (P) auf die konische Wand (Abb. 1). Das Ergebnis dieses Drucks hat eine axiale Komponente (F1), die der von Scheuer angegebenen Zugkraft (F) entgegengesetzt ist. Er hat diese Komponente nicht berücksichtigt, aber es gibt keinen Grund zu bezweifeln, dass sich diese Kräfte ausgleichen werden.
Mein Wunsch, die Wahrheit herauszufinden, war auf die Tatsache zurückzuführen, dass ich vor sehr langer Zeit einen ähnlichen Motor ohne Rückstoß entwickelt habe, nur mit einer einfacheren und offensichtlicheren Idee, die ich sicherstellen möchte.
Berücksichtigen Sie dazu die Kräfte, die mit dem Strom i auf den Rahmen wirken (Abb. 2, oben).
deren Eigenschaften liegen dem Betrieb der meisten Elektromotoren zugrunde. Die auf die Elemente des Rahmens einwirkenden Kräfte (F) neigen dazu, ihn zu brechen. In diesem Fall entspricht jedes Element des Rahmens einem anderen mit der entgegengesetzten Richtung der auf ihn einwirkenden Kraft, so dass ihre Resultierende gleich Null ist.
Abb.2Löschen Sie ein Stück des Rahmens, wie in Abbildung 2 unten gezeigt. Gleichstrom kann nicht mehr fließen, aber für einen Wechselstrom ist der Spalt aufgrund der Kapazität der offenen Enden des Rahmens kein Hindernis. Dieser Strom durch den Hohlraum wird als Vorspannungsstrom bezeichnet und spielt eine wichtige Rolle in der Maxwell-Theorie des elektromagnetischen Feldes.
Wie Sie sehen können, wird die auf das rechte Element des Rahmens ausgeübte Kraft F jetzt nicht durch das linke Element ausgeglichen, das nicht vorhanden ist, und der Rahmen sollte entgegen dem Erhaltungsgesetz einen Impuls erhalten.
Der Strom in einem solchen offenen Rahmen ist möglicherweise nicht sehr klein. Wenn sich die Stromfrequenz für gegebene Größen der Resonanz nähert (Theorie der langen Leitungen), nähert sich ihr Wert dem Kurzschlussstrom.
Übrigens spielt die Strahlung in diesem Argument keine Rolle, da Sie den Rahmen auf dem Bildschirm platzieren oder durch ein Segment einer geschlossenen Koaxialleitung ersetzen können. Ein Modell eines solchen Geräts wurde gebaut und getestet, aber es kam nicht zu Veröffentlichungen und Weltruhm.
PS Ich habe die Idee mit einem Rahmen auf einem Gerät aus einem Viertelwellen-Koaxialresonator und einem Röhrengenerator getestet, der auf eine Frequenz von etwa 400 MHz abgestimmt ist. Die Form eines Koaxialresonators ist ein stark vergrößertes Segment einer an einem Ende geschlossenen koaxialen Übertragungsleitung. Das Ergebnis war Null.
Die Beschreibung ist kein Angebot zum Bauen und Erleben, sondern ein gutes Beispiel für ein physikalisches Paradoxon, das jeder Leser zu lösen versuchen kann.