Вечный двигатель

При этом, по мысли автора, такая  магнитная жидкость, «непрерывно перетекающая из правого колена в левое...», попутно должна была вращать и мельничное колесо. От идеи «вечной» мельницы автор не отходит и еще в одном проекте, который, основываясь на аналогии с приливными волнами, вызываемыми гравитационными силами Луны, он описывает следующими словами:

«В баке с магнитным раствором  устанавливается деревянное мельничное колесо, а с другой его стороны над жидкостью помещается огромный магнит. Ясно, что с этой стороны жидкость вспучится, как поверхность моря под действием притяжения Луны, и будет воздействовать большей подъемной силой на ближнюю часть колеса. Что же при этом может возникнуть, кроме постоянного вращения колеса?»

Еще один проект из категории магнитных  вечных двигателей Прахаржа — это  магнитоэлектрический мотор, показанный на рисунке ниже.

Вот как автор описывает устройство и работу своей машины:

«Внешнее кольцо, или венец, состоит  из неподвижных постоянных магнитов одинаковой полярности. Внутреннее, вращающееся  колесо имеет железные зубья (или  же магниты с полярностью, противоположной  полярности внешних магнитов), покрытые тонкими железными пластинами, прикрепленными к торцам зубьев с помощью какого-нибудь немагнитного материала. Сначала магниты статора притягивают зубья, внутреннее колесо поворачивается, и контакты (обозначенные на рисунке точками) замыкают цепь обмотки электромагнита, который намагничивает соответствующую торцевую пластину так, что она образует полюс, одноименный с полюсом статора. Таким образом, каждый зуб оказывается защищенным от притяжения противоположного магнита статора, но притягивается к следующему, расположенному от него наискосок магниту. После этого контакты размыкаются, ток прерывается, и весь процесс повторяется сначала. Так как обмотка состоит из большого числа витков и делается из тонкой проволоки, а все пластины также выполняются тонкими, то ясно, что такая машина вполне может поддерживать свое движение сама...».

Последний пример из брошюры Прахаржа: двухжидкостного perpetuum mobile .

Это описание может служить типичным образцом подхода конструктора —  самоучки к решению проблемы вечного  движения, образцом стиля его рассуждений и уровня проводимых им экспериментов.

«Если в свободно вращающуюся круговую дорожку налить ртуть и воду, то поверхности жидкостей займут положения, как это было показано на рисунке. При этом возможны следующие случаи: 1) вода перевешивает ртуть; 2) ртуть перевешивает воду; 3) обе жидкости находятся в равновесии. В первых двух случаях возникло бы постоянное вращение всего цилиндра вправо или влево — это сразу дало бы нам perpetuum mobile . Однако наиболее правдоподобным представляется третий случай. Я пытался докопаться до истины разными способами и расчетами. Один из них заключался в том, чтобы наливать жидкости разной плотности на одно и то же количество ртути. На стороне ртути при этом не произойдет никаких изменений, в то время как на другой стороне центр тяжести жидкости будет тем выше и дальше, чем легче окажется наливаемая жидкость, — но ведь равновесие должно иметь место в любом случае! ... 
   Другие способы исследования показаны на чертеже выше. Сначала в цилиндр наливаем столько воды и ртути, чтобы их общая поверхность оказалась на уровне нижней тонкой линии, а ртуть справа доходила бы до верхней тонкой линии. После этого часть ртути над их общей поверхностью отольем и дадим жидкости устояться. Что же произойдет? Вода переместится ниже (на чертеже на высоту V, что составляет 3/2 для меньшей окружности с радиусом 1/2) и оттеснит оставшуюся ртуть так, что она поднимется до верхней толстой линии. При этом центр тяжести воды, находившийся до этого правее и выше точки 1, теперь окажется строго в точке 1, т.е. вода действует теперь несколько сильнее, чем ранее...»

Далее, пытаясь все-таки создать  требуемое неравновесие сил, автор, судя по всему, обращается к законам  капиллярного поднятия жидкостей, вспоминая, что

«...ртуть поднимается по металлу, как вода по стеклу (по наблюдениям Гей-Люссака, вода между двумя вертикальными пластинками, находящимися на расстоянии 1,069 мм, поднимается до высоты 13,574 мм)... Для усиления этого эффекта нужно взять вместо колеса барабан с рифленой внутренней поверхностью и с несколькими продольными и поперечными цилиндрическими перегородками (т.е. с несколькими внутренними коаксиальными цилиндрами). При этом между каждыми двумя цилиндрами... ртуть поднималась бы вправо и вверх, например, на 1 см, что из-за большого веса ртути давало бы справа перевес в 1/4, 1/2 или более килограммов в зависимости от размеров барабана».

Библиотеки и архивы разных стран  содержат великое множество подобных инструкций по изготовлению вечных двигателей. Они отличаются друг от друга лишь большей или меньшей степенью наивности и горячности, с которой авторы пытаются обосновать или даже «доказать» реальность своих проектов. При этом упорство, проявляемое ими в попытках решить проблему вечного движения, оказывается иногда воистину достойным удивления: взять хотя бы автора брошюры, из которой мы заимствовали последние примеры, — ведь он признается, что занимался построением вечного двигателя целых тридцать два года!

Возвращение к проблеме вечного движения в космическом  веке.

Проекты вечных двигателей, о которых шла речь в предыдущем разделе, в большинстве своем относятся к 20-30-м годам прошлого столетия. С этого времени минуло уже много лет, в течение которых развитие науки и техники шло поистине семимильными шагами. Интенсивный поиск новых энергетических источников завершился открытием способов освобождения и использования ядерной энергии. Прогресс, достигнутый за это время наукой, а также приобретенный человечеством практический опыт доказали неосуществимость вечного двигателя: никакой, даже самый совершенный механизм, построенный руками человека, не сможет удовлетворить условиям, содержащимся в самом определении perpetuum mobile . И тем не менее на всем протяжении указанного периода новые проекты вечных двигателей все же продолжали возникать и ситуация, на наш взгляд, не намного улучшилась. Например, в 1970-1973 гг. в управление по делам изобретений и открытий поступало ежегодно до 50 новых проектов perpetuum mobile . Несколько ранее, этому же управлению было предложено 17 проектов только электромагнитных вечных двигателей, не считая большого числа механических, гидравлических, пневматических и других perpetuum mobile .

Определенный интерес может, по-видимому, представить распределение авторов  современных проектов вечных двигателей по социальным группам. По крайней мере 30% всех предложений исходит от пенсионеров. Правда, трудно сказать, скрывается ли за этим избыток свободного времени или желание добиться определенных материальных благ с помощью получения патентных прав на изобретение вечного двигателя. Кроме пенсионеров конструирование вечных двигателей очень часто привлекает людей, обладающих неуемной технической фантазией, наделенных изобретательской жилкой и к тому же обладающих, как принято говорить, «золотыми руками»; правда, к сожалению, сплошь и рядом оказывается, что большинству из них не хватает обычного знания основ механики и физики. В то же время удивительно совсем другое: под схемами, проектами и описаниями perpetuum mobile нередко можно найти подписи инженеров и техников крупных промышленных предприятий, а иногда даже и научных работников с учеными степенями. В одном из таких случаев сотрудники управления, заподозрив, что довольно известный инженер стал объектом дружеской шутки, попытались было в деликатной форме предупредить пострадавшего и были немало удивлены, когда тот достаточно резко и с нескрываемой обидой подтвердил, что именно он является автором поступившего проекта.

О беспрецедентном упорстве и настойчивости  изобретателей подобных машин свидетельствует  тот факт, что имена некоторых из них мы встречаем одновременно в нескольких проектах. Один такой изобретатель в течение года прислал 15 описаний различных вечных двигателей с подробнейшими инструкциями по их изготовлению. При этом в проектах, созданных в наше время, почти детская наивность соседствует с фантастической сложностью предлагаемых устройств и совершенством выполнения технических чертежей. Согласно существующим правилам, каждый поданный проект независимо от его уровня непременно должен оцениваться только специалистами. При этом акт экспертизы является обязательным документом, без которого ни один проект не может быть представлен к отклонению. В большинстве случаев, однако, этой заключительной стадии предшествуют продолжительные и зачастую совершенно бесплодные дискуссии с автором, который, как правило, отказывается признать недостатки, присущие его проекту. Поэтому иногда сотрудникам управления не остается ничего другого, как, пригласив изобретателя, попросить его продемонстрировать в работе предлагаемое им устройство или его действующую модель. В ответ чаще всего раздаются жалобы на нехватку нужных материалов, на отсутствие достаточно сильных магнитов, которые, оказывается, можно раздобыть только за границей, на трудности с изготовлением сложных деталей и т.п. Но все же иногда изобретатель удивляет своих недоверчивых оппонентов — его модель прекрасно работает! Первоначальное недоумение членов комиссии сменяется поисками истинной причины постоянного движения предложенного устройства. Как правило, ею оказываются колебания барометрического давления или изменения температуры окружающего воздуха. С этого момента в глазах специалистов такая машина выбывает из категории вечных двигателей, переходя в класс мнимых perpetuum mobile , функционирующих за счет энергии, полученной из внешних источников. К этому классу относится, например, предложенный совсем недавно проект устройства, главной частью которого является деревянный кубик, закрепленный на валу и периодически погружаемый в сосуд с водой. При увлажнении он увеличивает свой вес, но затем вал поворачивается — кубик появляется над водой, высыхает под действием теплого воздуха и вновь опускается в воду. Нетрудно узнать в этом современном проекте perpetuum mobile Иозефа Гаунера, построенный еще в 1912 г.

Не содержат принципиально новых идей и другие проекты, появившиеся в наши дни. Тут продолжает действовать правило, о котором уже говорилось выше: изобретатели вечных двигателей постоянно находятся в замкнутом круге тех же самых идей, принципов и представлений, что и их предшественники, о каком бы perpetuum mobile ни шла речь — механическом или гидравлическом, химическом или электромагнитном.

Проиллюстрируем сказанное примерами  описаний нескольких вечных двигателей, принцип действия которых уже  являлся предметом дискуссии  в прошлом и был отвергнут по вполне понятным причинам. При этом во всех случаях ограничимся лишь изложением основной идеи проекта, опуская большинство второстепенных деталей.

Механический perpetuum mobile , показанный на чертеже ниже, выгодно отличается значительной простотой конструкции.

 По существу речь идет  о традиционном маятнике, в верхней  части которого находится кольцеобразный  сегмент, прикрепленный к стержню  маятника вблизи точки подвеса.  Постоянство амплитуды колебаний  такого маятника, по мысли автора, должно обеспечиваться инерционным эффектом: перекатывающийся по сегменту шарик будет всегда двигаться в сторону, противоположную отклонению маятника. При этом вес шарика Q₁, приложенный к плечу l₁ создает момент силы, уравновешивающий собственный момент маятника P₂ l₃ (в идеальном случае должно было бы выполняться равенство Q₁ l₁ = P₂ l₂).

Весьма популярными являются проекты  разнообразных механических «вечных  моторов». Схема одного из таких  устройств, показана на данной схеме.

 Основную часть этой машины  составляет пара ротор—статор, отличительной особенностью которой является то, что изобретатель поместил статор в цилиндрическую полость внутри вращающегося ротора. При этом статор и ротор располагаются эксцентрично относительно друг друга, причем статор катится по внутреннему периметру венца ротора на нескольких стальных цилиндрах. Автор предполагал, что выбранное им эксцентрическое расположение ротора должно привести к тому, что силы, действующие на его венец, окажутся неуравновешенными и ротор будет вращаться в направлении, указанном на рисунке стрелкой. Далее движение ротора через внешнее зубчатое зацепление в нижней части машины должно было передаваться на исполнительное устройство.

Несколько проектов последних лет  основано на принципе использования  центробежных сил вращающихся неуравновешенных масс. Такой неуравновешенной системой может быть кривошипный механизм или определенная комбинация рычагов и дисков, геометрия которой изменяется при движении с помощью вспомогательных приспособлений так, чтобы результирующая сила была постоянно направлена в одну сторону. Двигатель, у которого часть этой неуравновешенной силы использовалась бы для собственного привода, подобно тому как это делается в воздушно-реактивных двигателях, мог бы, по идее изобретателя, с успехом применяться для создания дешевых транспортных средств, в которых отсутствовали бы сложные и дорогие передаточные механизмы, а изменение скорости осуществлялось бы подходящим изменением величины этой «направленной» силы.

В современных механических вечных двигателях воскресают многие старинные технические идеи, возраст которых составляет подчас несколько столетий. Тут мы сталкиваемся, например, с известным с давних времен вращающимся колесом, в камерах которого пересыпается песок; в других проектах предлагается вновь использовать удар тел или же упругие свойства материалов. С помощью этих обветшалых идей, помноженных на безудержную фантазию современных изобретателей, вновь и вновь рождаются сложные устройства, отнимающие массу рабочего времени у сотрудников патентных организаций.

Обратимся теперь к еще одному примеру  вечного двигателя — к пневмомеханическому  вечному двигателю, изображенному  на этом чертеже.

Его вращающаяся часть представляет собой круговое кольцо, служащее одновременно шкивом для привода рабочей машины. Внутри кольца на прочной неподвижной станине укреплены два нагнетательных цилиндра с поршнями. Штоки поршней снабжены роликами, катящимися по внутренней поверхности кольца. Цилиндры с помощью трубопроводов связаны с камерой высокого давления, в которую перед началом работы всей установки нагнетается под давлением в несколько атмосфер воздух. Конструктор этого устройства ошибочно предполагал, что повышение давления воздуха на поршни в цилиндрах вызовет непрерывное качение роликов по шкиву, а тем самым и постоянное вращение самого шкива в заданном направлении.

От внимания изобретателей  perpetuum mobile не ускользнули и известные свойства винтовых пружин. Из многочисленных проектов «пружинных» вечных двигателей приведем для наглядности по крайней мере один пример. На раме машины, представленной на схеме ниже, укреплено несколько стальных пружин, свободные концы которых продеты в ушки специальных защелок.

При этом ушки защелок входят в  зацепление с зубьями храпового  колеса, насаженного на один вал с приводным шкивом. Причиной постоянного движения такого мотора должно было служить предварительное растяжение пружин при его сборке, поскольку предполагалось, что храповое колесо будет преобразовывать силу тяги пружин во вращательное движение вала.

Довольно необычное решение предложил автор так называемого водородного perpetuum mobile , изображенный на принципиальной схеме нижу.

 Цикл работы этого двигателя  состоит из двух стадий —  электролитической диссоциации  воды и горения гремучего газа, т.е. смеси водорода с кислородом. В стеклянной U-образной трубке с помощью электрического тока, подводимого от аккумулятора к впаянным в ее стенки электродам, вода разлагается на кислород и водород. Продукты расщепления подаются в камеру сгорания, где происходит их соединение с выделением тепловой энергии, преобразуемой на лопатках рабочего колеса турбины в кинетическую энергию вращения. Конденсат возникших при химической реакции водяных паров, отдавая свое тепло, стекает в бак, который обеспечивает постоянство уровня воды в диссоциационном устройстве. Далее турбина приводит в действие электрогенератор, а тот в свою очередь производит подзарядку аккумулятора. Излишки электрического тока отводятся в сеть или используются каким-либо иным способом.