Смотреть страницы статьи в формате PDF.

В фундаментальном плане реактивный способ движения опирается на законы Ньютона и до недавнего времени оставался единственным известным способом передвижения в космосе с помощью ракет. «Ракета для меня только способ, только метод проникновения в глубину космоса, но отнюдь не самоцель… Будет иной способ передвижения в космосе – приму и его…» – писал основоположник отечественной космонавтики К. Э. Циолковский .

В основу работы нереактивного квантового двигателя (КвД) положена квантованная структура космического вакуума из квантонов (рис. 1), от которой можно отталкиваться с помощью КвД, создавая новые нереактивные силы тяги в соответствии с фундаментальной теорией суперобъединения .

Рис. 1. Квантованная структура космического вакуума

Рис. 2. Деформация (искривление по Эйнштейну) сетки поля СЭВ массой Земли

Квантон как квант пространства-времени является носителем сверхсильного электромагнитного взаимодействия (СЭВ), которое можно представить в виде силовой упругой энергетической сетки, пронизывающей всю Вселенную. Квантовая гравитация рассматривает силы тяготения как результат деформации (искривления по Эйнштейну) силовой сетки поля СЭВ (рис. 2), создавая градиент энергии в виде силы F_T тяготения:

   (1)

Формула (1) положена в основу работы нереактивного квантового двигателя. На рис. 3 представлен в разрезе квантовый двигатель с конусным рабочим органом из ферродиэлектрика, на который накладывается система скрещивающихся неоднородных электрических Е и магнитных Н полей, создающих градиент энергии в направлении оси вращения конуса (1) (патент РФ № №2185526) . 

Рис. 3. Квантовый двигатель с конусным рабочим телом 1, 2 – магнитная система, 3 – электрическая система

Рис. 4. Создание градиента энергии W и силы F_T тяги внутри конусного микроволнового резонатора

 На рис. 4 представлена схема квантового двигателя EmDrive английского инженера Роджера Шойера, в котором градиент энергии сила тяги F_T создаются внутри микроволнового конусного резонатора. На рис. 5 представлен общий вид двигателя EmDrive. Сам инженер Шойер и его последователи не смогли объяснить природу создания силы тяги в конусе EmDrive .

Рис. 5. Общий вид микроволнового двигателя EmDrive

Аналогичный принцип положен в основу работы квантового варп-двигателя, который разрабатывается в НАСА . В Китае квантовый двигатель был испытан на орбите . Российская академия наук на своем сайте сделала заявление, что квантовый двигатель не противоречит законам физики .

В настоящее время нами рассмотрено несколько разных способов создания нереактивной тяги с различными рабочими органами квантового двигателя, помимо конусных .

Эффективность работы нереактивного квантового двигателя характеризуется удельной силой тяги F_y, которая измеряется отношением силы F_т тяги двигателя в ньютонах (Н) на стенде к потребляемой электрической мощности W (Вт) двигателя в киловаттах (кВт):

(2)

К испытанию были представлены два изделия:

1.      Шасси на колесах с импульсным квантовым двигателем внутри типа КвД-1-2009 образца 2009 года с горизонтальной силой тяги с вращающимися рабочими органами. На общем фото (рис. 6) этот аппарат представлен в центре на переднем плане;

2.      Антигравитатор с КвД внутри с вертикальной тягой. На фото (рис. 6) стенд с антигравитатором находится справа на переднем плане.

Рис. 6. Участники испытаний 03.03.2018 квантового двигателя КвД-1-2009 с горизонтальной и вертикальной тягой. В центре председатель комиссии О. Д. Бакланов, справа М. В. Саутин, слева В. С. Леонов, А. А. Кубасов и другие члены комиссии

Рис. 7. Схема измерения силы F_T тяги КвД-1-2009

1 – шасси с КвД-1-2009, 2 – динамометр, 3 – растяжки, 4 – упор

Измерения силы тяги F (рис. 7) в импульсе производили механическим динамометром ДПУ-0,5-2 со шкалой на 500 кг силы по броску стрелки, которая фиксировалась с помощью цифровой кинокамеры. Динамометр приходилось придерживать руками во избежание боковых вибраций (рис. 8).

Было сделано более 20 повторностей измерений импульса силы в опытах с фиксацией силы диапазоне от 110 до 500 кгс. Для большей достоверности выборка измерений делалась по пяти минимальным результатам. В среднем минимальная величина импульса силы составила 139 Н.

Рис. 8. Фото фиксации величины импульса силы F_T тяги в 450 кгс, создаваемого КвД-1-2009

Питание КвД-1-2009 осуществляется от трехфазной сети переменного тока 220/380 В, 50 Гц. Максимальные значение потребляемой мощности в импульсе – 12 кВт.

Таким образом, усредненное минимальное значение силы тяги квантового двигателя 139 Н при максимальной потребляемой мощности 12 кВт представлены в таблице 1:

Таблица 1

Технические характеристики квантового двигателя КвД-1-2009

Итак, удельная сила тяги квантового двигателя КвД-1-2009 в наихудшем варианте составила 115 Н/кВт. Антигравитатор с КвД внутри с вертикальной тягой показал еще лучшие результаты. Для сравнения: лучшие образцы ЖРД имеют удельную силу тяги, не превышающую 0,7 Н/кВт (таблица 2). На основании формулы (1) было получено выражение, связывающее удельную силу тяги F_y и удельный импульс I_y у ЖРД:

(3)

Таблица 2

Удельная сила тяги F_y для ряда отечественных ЖРД

Как видно из таблицы 2, удельная сила тяги лучших отечественных ЖРД с разной тягой в диапазоне от 3,15 до 423,4 тонн не превышает 0,7 Н/кВт. Это в 165 раз хуже, чем у опытного образца квантового двигателя КвД-1-2009, удельная сила тяги которого составила более 115 Н/кВт. Для сравнения: НАСА на двигателе EmDrive получила удельную силу тяги 1,2 мН/кВт , в 1000 раз меньше, чем у КвД. В перспективе в режиме рекуперации энергии удельная сила тяги КвД составит более 1000 Н/кВт: это в 1428 раз выше, чем у ЖРД, который не имеет такой перспективы развития. Из таблицы 2 также видно, что чем выше у ЖРД удельный импульс, тем меньше удельная сила тяги.

Итак, по удельной силе тяги КвД превосходит ЖРД более чем в 100 раз. Полученный результат означает, что для создания одинаковой силы тяги квантовому двигателю КвД необходимо затратить как минимум в 100 раз меньше энергии (или топлива), чем ЖРД. Будущее принадлежит квантовым двигателям и новым космическим технологиям.

Основные выводы и рекомендации:

1. Дано краткое описание идеи и технологии неракетного нереактивного квантового двигателя В. С. Леонова, разработанного в России в ГК «Квантон».

2. Общественная комиссия специалистов в 2018 г. провела контрольные испытания  опытного образца нереактивного квантового двигателя типа КвД-1-2009, измерив импульс силы тяги, потребляемую мощность и высокую удельную силу тяги КвД, которая составила 115 Н/кВт (11,7 кгс/кВт). Протокол испытаний опубликован на официальном сайте ГК «Квантон» .

3. В сравнении с реактивным ЖРД, удельная сила тяги которого не превышает 0,7 Н/кВт (0,07 кгс/кВт) у лучших отечественных образцов, полученная удельная сила тяги у КвД 115 Н/кВт (11,7 кгс/кВт) показывает, что энергетически КвД как минимум в 100 раз экономичнее ЖРД.

4. Такой резкий скачок в увеличении удельной силы тяги в 100 раз и выше у КвД по сравнению с ЖРД объясняется отказом от использования химического топлива и процессов его горения для создания реактивной тяги. При горении топлива основное количество тепловой энергии бесполезно выбрасывается наружу через сопло ЖРД. КвД же не «отапливает» атмосферу и космос.

5. Двигатель КвД-1-2009 создает импульс силы тяги без выброса реактивной массы, не используя химическое топливо. Питание квантового двигателя производится электрической энергией, исключая электрореактивный эффект. Вектор тяги квантового двигателя может изменяться в пространстве в любом направлении.

6. Создание квантового двигателя стало возможным в результате разработки В. С. Леоновым фундаментальной теории суперобъединения, которая выводит российскую науку в мировые лидеры. Принцип работы квантового двигателя основан на квантовой теории гравитации (КТГ) в рамках теории суперобъединения. Согласно КТГ, в квантовом двигателе реализуется эффект создания сил искусственного тяготения (антигравитационный эффект) в результате деформации (искривления по Эйнштейну) квантованного пространства-времени внутри рабочих органов квантового двигателя.

7. Высокая величина удельной силы тяги у квантового двигателя подтверждает перспективы его применения для космоса.

8. В направлении создания квантовых двигателей работают НАСА (США), Великобритания, Китай и другие страны. Китай испытал в космосе на своей орбитальной станции небольшой микроволновый квантовый двигатель типа EmDrive с тягой 72 Н и собирается увеличить его тягу в 100 раз. В России при испытании КвД-1-2009 сила тяги составила от 110 до 500 кг (от 1100 до 5000 Н).

9. В настоящее время Россия является лидером в разработке теории и конструкций квантовых двигателей. Необходимо организовать новые исследования, испытания (в том числе в независимых сертифицированных лабораториях) и производство образцов квантовых двигателей в нашей стране.

Интересные факты:

1. Квантовый двигатель можно условно отнести к нереактивным: сила тяги в нем возникает в результате реакции отталкивания рабочих органов квантового двигателя от квантованного пространства-времени.

2. При создании одинаковой силы тяги квантовый двигатель затратит как минимум в 100 раз меньше энергии, чем жидкостный реактивный двигатель.

Литература:

1. Идеи Циолковского и проблемы космонавтики. Избранные труды I–V чтений К. Э. Циолковского. М.: Машиностроение, 1974. 5 с.

2. Leonov V. S. Quantum Energetics. Volume 1. Theory of Superunification. Cambridge International Science Publishing, 2010, 745 p.

3. Патент РФ №2185526. Способ создания тяги в вакууме и полевой двигатель для космического корабля (варианты) / Леонов В.С.; опубл. 20.07.2002, Бюл. № 20.

4. Roger Shawyer. Second generation EmDrive propulsion applied to SSTO launcher and interstellar probe // Acta Astronautica. 2015. Vol. 116. Pp. 166–174.

5. Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester. Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum // Journal of Propulsion and Power. 2017. Vol. 33. No. 4. Pp. 830–841.

6. China claims to have a working version of NASA's impossible engine orbiting the Earth - and will use it in satellites 'imminently' [Электронный ресурс] // Daily Mail Online. URL: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-4052580/China-claims-built-working-version-NASA-s-impossible-engine-says-s-orbiting-Eart (Дата обращения: 16.01.2019).

7.  РАН: «Невозможный двигатель» из КНР не противоречит законам физики. И действительно может работать без топлива [Электронный ресурс] // Сайт РАН. URL: http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=b4f09fbd-802f-4e33-92c3-2ef287f5f974&print=1 (Дата обращения: 16.01.2019).

8.  Леонов В.С. Нереактивные квантовые двигатели для освоения космоса // К. Э. Циолковский. Проблемы и будущее российской науки и техники. Материалы LII научных чтений памяти К. Э. Циолковского. Калуга: Политоп, 2017. С. 31-33.

9.  Кричевский С.В. Экологические аэрокосмические технологии и проекты: методология, история, перспективы // Воздушно-космическая сфера. 2018. № 3. С. 78-85.

10.  Результаты измерения удельной силы тяги антигравитационного квантового двигателя без выброса реактивной массы. Анализ, сравнения и перспективы применения квантовых двигателей [Электронный ресурс] // Сайт НПО «Квантон». URL: http://www.quanton.ru/news/16.html.

References

1. Idei Tsiolkovskogo i problemy kosmonavtiki. Izbranniye trudy I–V chteniy K.E. Tsiolkovskogo. Mo.: Mashinostroyeniye, 1974. 5 p.

2. Leonov V.S. Quantum Energetics. Volume 1 Theory of Superunification. Cambridge International Science Publishing, 2010. 745 p.

3. Leonov V.S. Sposob sozdaniya tyagi v vakuume i polevoy dvigatel' dlya kosmicheskogo korablya (varianty). Patent RF №2185526 (2002).

4. Roger Shawyer. Second generation EmDrive propulsion applied to SSTO launcher and interstellar probe // Acta Astronautica, 2015, vol. 116, pp. 166–174.

5. Harold White, Paul March, James Lawrence, Jerry Vera, Andre Sylvester. Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum // Journal of Propulsion and Power. 2017, vol. 33, no. 4, pp. 830–841.

6. China claims to have a working version of NASA's impossible engine orbiting the Earth - and will use it in satellites 'imminently' // Daily Mail Online. URL: http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-4052580/China-claims-built-working-version-NASA-s-impossible-engine-says-s-orbiting-Eart (Retrieval date: 16.01.2019).

7. RAN: «Nevozmozhny dvigatel» iz KNR ne protivorechit zakonam fiziki. I deystvitelno mozhet rabotat bez topliva. RAS. URL: http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=b4f09fbd-802f-4e33-92c3-2ef287f5f974&print=1 (Retrieval date: 16.01.2019).

8. Leonov V.S. Nereaktivniye kvantoviye dvigateli dlya osvoeniya kosmosa. K.E. Tsiolkovsky. Problemy i buduschee rossiyskoy nauki i tekhniky. Materialy LII nauchnykh chteniy pamyati K.E. Tsiolkovskogo. Kaluga: Politop, 2017, pp. 31-33.

9. Krichevsky S.V. Ekologicheskiye aerokosmicheskiye tekhnologhii i proekty: metodologhiya, istoriya, perspektivy. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2018, no. 3, pp. 78-85.

10. Rezultaty izmereniya udelnoy sily tyaghi antigravitatsionnogo kvantovogo dvigatelya bez vybrosa reaktivnoy massy. Analiz, sravneniya i perspektivy primeneniya kvantovykh dvigateley. Available at: NPO “Kvanton” website. URL: http://www.quanton.ru/news/16.html (Retrieval date: 16.01.2019).

© Леонов В.С., Бакланов О.Д., Саутин М.В., Костин Г.В., Кубасов А.А., Алтунин С.Е., Кулаковский О.М., 2018

Смотреть страницы статьи в формате PDF.

История статьи:

Поступила в редакцию: 23.12.2018

Принята к публикации: 16.01.2019

Модератор: Дмитрюк С.В.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Леонов В.С., Бакланов О.Д., Саутин М.В., Костин Г.В., Кубасов А.А., Алтунин С.Е., Кулаковский О.М. Неракетный нереактивный квантовый двигатель: технология, результаты, перспективы. // Воздушно-космическая сфера. 2019. №1. С. 68-75.