[科普中国]-射频共振空腔推进器

射频共振空腔推进器（RF resonant cavity thruster）或称相对性推进器是一种尚具争议性的新型态推进装置，最常见的称呼为“电磁推进器”（EmDrive、电磁驱动引擎），由英国航空太空工程师Roger Shawyer发明，他在2000年创建Satellite Propulsion Research 。这种技术可以用来促进交通工具革命，包括地面交通，海洋交通，航空和太空载具。

简介射频共振空腔推进器（RF resonant cavity thruster）或称相对性推进器是一种尚具争议性的新型态推进装置，最常见的称呼为“电磁推进器”（EmDrive、电磁驱动引擎），由英国航空太空工程师Roger Shawyer发明，他在2000年创建Satellite Propulsion Research。这种技术可以用来促进交通工具革命，包括地面交通，海洋交通，航空和太空载具。

至2016年底，相对性推进器研究已经逐渐进入主流科学界实验如NASA，但批评家认为相对性推进器违反动量守恒。一些科学家及美国太空总署林顿·约翰逊太空中心鹰工厂（Eagleworks）实验室，德国德累斯顿工业大学、西北工业大学已经完成原型设计。目前有一些实验观察到相对性推进器产生小型推力，但也受到其他科学家怀疑。目前相对性推进器研究正在进行中，仍没有令人信服的物理原理出现。2017年 NASA将进行太空实验。1

历史英国航空太空工程师Roger Shawyer在2000年创建Satellite Propulsion Research，致力于相对性推进器研究。Shawyer在2003年进行实验，并称相对性推进器实验产生16毫牛顿推进力。

2006年，美国工程师Guido Fetta仿照EmDrive制作出一台原型机“Cannae Drive”。

2006年9月8日，英国科学杂志《新科学人》以EmDrive为封面，发表文章认为该装置似乎是可信的。科幻作家格雷格·伊根公开表示该文章“一味追求轰动效应，作者缺乏基本的科学知识”。格雷格·伊根的文章被美国数学物理学家约翰·拜艾兹转发在自己的部落格。之后《新科学人》迅速发表澄清声明，并附上专家们对EmDrive持否定意见的公开信。

2010年，中国西北工业大学杨涓教授带领的团队开始相对性推进器设计。2013年，杨涓制作出EmDrive原型机，并发表公布测试结果：2.5千瓦电量产生720毫牛顿推进力，实验记录比Shawyer更好，达到更高功率。杨涓注意到此结果得出的推力比同类实验大百倍，因此表示在作出更多实验前不会评论这个实验，并期望其他团队作重复其实验引证，她在接着的一次同样的实验中不能重复之前的结果，因此认为之前的实验有错误。

2013年8月，美国国家航空航天局在德州林顿·詹森太空中心对两台Cannae Drive进行为期8天的实验，并于2014年6月4日将实验结果在美国航天航空学会（AIAA）第50届联合推进大会上发表。实验数据显示，28瓦的电力产生30至50微牛顿的推力。

2014年10月，Roger Shawyer在多伦多航太会议上演讲并发表论文。

2015年根据英国《每日邮报》报导，美国国家航空航天局工程师鲍尔·马尔希（Paul March）表示在高度真空中，以一输入功率50W的相对性推进器产生50μN的推力，torrand new null-thrust tests.马尔希解释相对性推进器机制不是洛伦兹力（Lorentz force）或热力学。但当试图以反向测试验证时，其中一实验设备（120W RF 放大器）烧毁了，因为未能完成测试及得出实验报告。

2015年7月，德国德累斯顿工业大学Martin Tajmar教授在美国航天航空学会推进和能源论坛展示EmDrive更加精密的实验结果，过程中测得微小的推力，但当把被测试的EmDrive向垂直方向旋转90°、理论上应无推力的情况下，却测得相对大得多的推力，意味着实验中存在着干扰，因此得出无法证实相对性推进器能产生推力。该团队计划在较好磁屏蔽环境下再尝试。

2016 年，中国西北工业大学杨涓的团队发表文章记述了他们进行的另一次实验，当中使用了较精细的设置。包括了发射微波的电源在推进器内外两不同情况。结果电源在外时测得了微小推力，但电源在内时却没有。因此推断在外部电源情况测得的推力是噪声所致。

2016年11月17日, NASA鹰工厂实验室的论文《" "Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum"》 发表在同行评议期刊《推进与动力杂志》（Journal of Propulsion and Power）上。鹰工厂论文描述了对 EmDrive进行的测试，测试在接近真空（类似于太空）的环境下进行。他们把引擎放到一个叫做扭摆的装置上，启动引擎，然后通过它运行的距离来推算推进力的大小。他们估计，EmDrive消耗每千瓦功率能够产生1.2毫牛顿的推进力。

2018年，德国德累斯顿工业大学太空工程研究所物理学家Martin Tajmar领导的团队发表独立测试结果，表明推力并非来自 EmDrive，而只是椎室内供电电线与地球磁场的电磁相互作用，因为EmDrive并没有完全屏蔽地球磁场影响的设备。1

原理科学家Roger Shawyer提出在椎体内发射微波，微波在密闭空间内反复地反弹，进而产生的辐射压推动椎体前进。

射频共振空腔推进器原理有几种可能：

量子真空凭空产生的虚粒子推动射频共振空腔推进器

通过改变射频共振空腔推进器前后的时空来产生推进力

微波存在更高维度，射频共振空腔推进器内部在高维空间前进

马赫效应（Mach effect）：詹姆斯·伍德瓦德于1990年提出，即在加速物体所受的力中，有一部分力不会产生动能，而是转化为势能储存在物体中，使物体的静止质量出现波动，从而产生实验中观察到的推力。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所