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大推力量子發(fā)動機
【摘要】與利用反沖原理的火箭發(fā)動機不同，量子發(fā)動機利用單鏈式電磁波對恒定電流產(chǎn)生的電磁力來推進。這種發(fā)動機技術(shù)遇到的瓶頸是：高強度激烈變化的單極電磁場會使超導體發(fā)熱，失去超導性，甚至將超導體熔斷。這大大地限制了發(fā)動機的最大功率和使用壽命。解決的辦法就是將超高頻高幅單鏈式電磁波解調(diào)成超低頻高幅單鏈式電磁波，使通恒定電流的超導體受到一個超低頻單向振蕩的無源的單極磁場的作用，從而實現(xiàn)大推力推進。 【關(guān)鍵詞】單向振蕩；單鏈式；單極光子；直線式 火箭起飛前要攜帶大量的推進劑，剩下的空間非常小，無論是從速度上，還是從載量上來講，用火箭推進的飛船均不適用于遙遠的星際航行。在航天飛機這項堪稱火箭時代最龐大，同時也是最悲壯的航天工程以失敗告終之后，一項具有革命性的推進技術(shù)誕生了——它就是磁單極量子推進技術(shù)。 一個脫離了電荷獨立存在于空間——時間中的單向振蕩（磁場方向不變大小呈周期性變化的振蕩與電流方向不變大小呈周期性變化的直流振蕩一樣都是單向振蕩）的量子電磁場只能表現(xiàn)出單個磁極的力學效應(yīng)，因此叫做磁單極量子，或單極光子。磁單極量子推進技術(shù)與利用反沖原理的噴氣推進技術(shù)和激光熱推進技術(shù)（即利用激光來加熱工質(zhì)的推進技術(shù)），以及無工質(zhì)微波推進技術(shù)等不同，它利用單鏈式電磁波對恒定電流產(chǎn)生的電磁力來推進。這種推進技術(shù)遇到的難題是如何把超高頻單鏈式的電磁波所含有的電磁能最大限度地轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)前進的動能。磁單極量子解調(diào)技術(shù)的發(fā)明解決了這一難題。 磁單極量子解調(diào)技術(shù)利用波的疊加原理，讓兩列時間相差半個周期的超高頻單鏈式電磁波經(jīng)過長度相等的路徑后疊加，解調(diào)出超低頻單鏈式電磁波，從而在空間中造成超低頻單向振蕩的無源的單極磁場。這種技術(shù)可用來制造大推力量子發(fā)動機。 圖1 直線式量子發(fā)動機的原理示意圖 圖1所示是一臺直線式量子發(fā)動機的原理示意圖，它主要由一個大功率磁單極解調(diào)器和一個超導直導線陣列構(gòu)成。磁單極解調(diào)器主要由一個超高頻高幅直流脈沖器[1]，AB兩根長度相差半個波長的傳導線，兩根互相平行且一模一樣的天線等組成。超導直導線陣列與兩根天線所在的平面垂直，且超導直導線陣列與每根天線之間的距離相等。每兩根相鄰的超導直導線之間的距離均為波長的偶數(shù)倍，超導直導線陣列與磁單極解調(diào)器之間隔著一定的距離，圖中的箭頭表示直流脈沖傳導的方向。 直流脈沖器輸出超高頻高幅直流脈沖，通過AB兩根長度相差半個波長的傳導線傳給雙天線，使雙天線產(chǎn)生單向振蕩的原磁場，從而激發(fā)出兩列時間相差半個周期的超高頻單鏈式電磁波。兩列時間相差半個周期的超高頻單鏈式電磁波經(jīng)過兩段長度相等的波導管從兩個并排在一起的長方形孔射向超導直導線陣列，在超導直導線所處的空間中造成如圖2中所示的兩個超高頻單向振蕩的量子電磁場，疊加成一個如圖3所示的場強高達2萬高斯的超低頻單向振蕩的無源的單極磁場。 圖2 兩個超高頻單向振蕩的量子電磁場 圖3 場強高達2萬高斯的超低頻單向振蕩的 無源的單極磁場 圖4 用線圈做天線的直線式量子發(fā)動機的原理示意圖 因為磁單極解調(diào)器解調(diào)出的磁場是脫離了電荷獨立存在于空間——時間中的無源的磁場，所以，它對恒定電流產(chǎn)生的電磁力屬系統(tǒng)的外力，可推動系統(tǒng)前進。 圖4所示是一臺用線圈做天線的直線式量子發(fā)動機的原理示意圖。 它的解調(diào)器里面有兩組用一個個直徑相等的線圈做成的天線陣列，可藕合成兩股時間相差半個周期的超高頻超高幅單鏈式電磁波，通過兩個并排在一起的孔射向超導線圈陣列，在每個通恒定電流的超導線圈所處的空間中解調(diào)出場強高達10萬高斯的超低頻單向振蕩的無源的單極磁場，使每個通恒定電流的超導線圈產(chǎn)生方向一致的電磁力，形成強大的合力，推動系統(tǒng)前進。 將解調(diào)波源源不斷地射入回旋式量子發(fā)動機[2]的量子回旋管中，便可為回旋式發(fā)動機提供源源不斷的動力。 將一個個量子發(fā)動機按一定的規(guī)律組合在一起，讓每個量子發(fā)動機同時輸出動力便可獲得超強的推力。 與大推力火箭發(fā)動機相比，大推力量子發(fā)動機具有體積小，重量輕，可長期重復使用，維護簡便，成本低，安全系數(shù)高等優(yōu)點。 用大推力量子發(fā)動機來推進的量子動力飛船無需攜帶任何推進劑便可飛出地球。量子動力飛船可一邊繞著恒星轉(zhuǎn)，一邊吸收恒星的能量以1G（10m/s）的加速度不停地加速，經(jīng)過一年的加速期后，飛船的速度就會增加到接近光速。這時，再調(diào)整航向朝目的地所在的恒星系飛去，然后，吸收那里的恒星的能量來減速。因為這種飛行方式就好像是從一個恒星系躍遷到另一個恒星系似的，所以叫做星際躍遷。大推力量子發(fā)動機可把人類從近太空時代推進到星際時代，實現(xiàn)人類跨躍恒星系去旅行的夢想。 參考文獻 [1]李昌穎.單極量子發(fā)生器[N].武漢科技信息快報社， 2011，5. [2]李昌穎.如何制造量子發(fā)動機[N].武漢科技信息快報社，2011，3.
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