希望破滅？最有前途的新體制發動機：無工質引擎，被宣佈不可能

飛行器誕生以來，引擎技術從最早期的螺旋槳推進發展到了噴氣式推技術，飛行速度也從亞音速提高到了超音速甚至高超音速，但這些依賴大氣層的推進方式無法進入宇宙空間！

因此科學家又發明出了火箭技術，這種自帶燃料和氧化劑的發動機有著強大的推力，使探測器到達火星、木星甚至飛向太陽系外！但火箭發動機有一個致命的缺點：燃料消耗速度太快，比沖是衡量火箭對燃料利用率的一個重要指標，即使頂尖的RD-180液氧煤油機的比沖也只有338S（真空）。

為了應對漫漫宇航旅途（太陽系內就動輒上億千米），科學家又開發出了離子電推發動機，和之前的發動機相比，這絕對是革命性的，它將燃料（汞或者氙等）離子化後在電場作用下加速到每秒上千公里速度，以最小的燃料消耗飛持續最長時間的動力飛行，現在的離子發動機已經比較大規模裝在探測器上應用了，未來的載人行星探測必將大放異彩！

關鍵缺點：必須催生一種新體制發動機

儘管發動機技術一直在進步，從大氣層內走向宇宙空間，從粗暴的化學燃料火箭走到了精細化利用燃料的離子電推發動機，但有一點一直都沒有改變過，那就是利用燃料的高速排氣動作獲得飛行器向前的動力，這很容易理解，作用與反作用的牛三定律！

SR-71黑鳥式偵察機的J58發動機打開加力時形成了明顯的馬赫環

儘管排氣速度越來越高，飛行器獲得的速度也水漲船高，但有一個問題，燃料消耗也越來越少，比如最後的電推進發動機，不僅要使用排氣用的工質，還需要電能，在太陽系土星軌道內，獲得電力並不難，太陽能電池即可免費獲得！

木星探測器朱諾的巨大太陽能電池

但問題是工質是有限的，必須從地球上帶出去！比如離子發動機用的工質汞或者氙，儘管消耗遠比化學燃料發動機要低，但總是要耗盡的，怎麼辦？

新體制發動機出現

1998年，Roger Shawyer設計出了一種看起來「不可能的發動機」，一個密封的錐套形銅棺，一頭大，一頭小，根據羅傑的說法，只要在管子內部載入微波，它們將在一個方向比另一個方向上產生壓力差，從而取得向前的推力，而且它不使用任何工質，因而被稱為是 射頻（ RF） 諧振腔推進器，或者稱EM DRIVE。

我們的直覺認為它違反了動量守恆定律和牛頓第三定律，但沒有違反能量守恆，當2001年向全球公佈時，很多人第一反應就是民科，畢竟民科最喜歡幹的事情就是這些看上去高大上卻毫無鳥用的東西！但隨著各方對其研究的深入，還真覺得有一些門道：

EmDrive首創者Roger Shawyer

2004年，西門子和IEE的專家對這種引擎的工作方式存在異議，理論和實驗存在致命缺陷，公司對其不感興趣，也不會尋求專利保護。

2008年，西北工業大學的楊娟教授對這種電-微波諧振腔推進器背後的電磁理論非常感興趣，因此介入研究，並且在2010年測試了多種不同的諧振腔體對推力的貢獻，據說在2500W的功率輸入下獲得了720毫牛的推力（沒有確切來源），這個指標比離子電推都要高得多。

2011年，Fetta測試了諧振腔超導後的推力，當設備啟動時，感測器的推力指標發生了變化，表明可能存在不明推力。

2016年11月17日，NASA在《推進與動力雜誌》上發表了一篇論文，描述了對這種引擎進行了真空環境的測試，根據測試結果估計，每千瓦能量能產生1.2毫牛頓的推力。

2018年，DARPA開始在EM DRIVE上開始投入資金測試，而據傳聞，美國政府正在波音X-37B上測試EmDrive的版本，不過據公開的資料，軍方僅僅承認了使用霍爾效應推進器進行了電推進系統測試。

EM DRIVE到底有什麼意義？

相信很多朋友都看得雲裡霧裡，這推力僅僅是毫牛級別，推根羽毛的費勁，有啥用呢？其實不然，比如離子電推的也就幾十毫牛或者上百毫牛，了不起多個並聯也許可達數牛頓，不要看它小，因為太空中沒有空氣阻力，重力也相對平衡狀態，因此持續不斷的推力可以讓其加速到極高速度。

而且離子電推需要燃料，EM DRIVER不需要燃料，只要有電即可，至少在太陽系內取得電要比燃料容易得多，另外不需要攜帶燃料節省空間與重量，優勢非常明顯，因此儘管EM DRIVE不甚明朗，但各國科研機構仍然不遺餘力地去研究，那是因為科學界的引擎推進機制太需要一種革命性的技術來更新！

NASA Eagleworks團隊於2016年對EmDrive進行了測試。

因此只要有一絲希望，科學家都會在上面消耗大量的時間來確認到底行不行，這萬一要是真的能成功呢？太陽系裡不是可以橫著走了？

希望破滅：最有希望的無工質推進引擎，被科學家宣佈不可能？

2018年，德累斯頓大學在發佈的最新結果中稱，EM DRIVE沒有表現出可測量的推力，一個說法是EM DRIBE無法產生任何推力，另一個說法則是再次證明了EM DRIVE無用。負責人馬丁教授稱，EM DRIVE的推來來自通電導線切割地球磁場的磁力線所致，這也解釋了此前一些實驗中該「引擎」在不同方向上推力不同的原因！

不過Roger Shawyer審查了德累斯頓大學的所有實驗過程以及論文，認為馬丁教授帶領的實驗團隊測試方案存在巨大的問題，比如馬丁教授使用的並不只是單純的銅腔，還包括了一些介電材料和絕緣體，教授認為這些有助於增加推力，但羅傑認為這些材料會破壞銅制諧振腔，並且必須精心調節。

而據後來DARPA公開的資料稱，他們將繼續支援McCulloch的工作，並且對新的試驗非常感興趣，因為最新的試驗表明該引擎將會產生有意義的推力，

EM DRIVE推力計算公式

但一直到現在，關於EM DRIVE的研究仍然在進行，而各種理論解釋也不斷出爐，但到底是否能產生有價值的推力仍然存在非常大的變數，而對於是否存在違反動量守恆定律和牛頓第三定律的情況，也在繼續討論中！

但科學界對它的未來並不是特別看好，比如紐約州立大學石溪分校的保羅·薩特在談到該引擎的未來時，他的評價是：

「 可以繼續做夢！」

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