Svarkin-spb.ru

На пути к «вечному» двигателю

На пути к «вечному» двигателю

На протяжении ряда столетий многие изобретатели пытались построить такую машину, которая совершала бы полезную работу, не потребляя при этом извне какой-либо энергии. Иначе говоря, они стремились создавать энергию из ничего. Такую фантастическую машину назвали вечным двигателем, или перпетуум мобиле, что значит вечное движение.

Работая над созданием вечного двигателя, изобретатели, проявляя смекалку, остроумие, выдумку, пытались использовать самые различные явления природы — силу тяжести, магнетизм и пр.

Действительно, заманчиво иметь машину, которая совершала бы работу, не требуя затрат, например топлива, электрической или механической энергии. Единственное, что понадобилось бы, это периодически её смазывать.

Изобрести вечный двигатель считалось не меньшим счастьем, чем добыть сказочную скатерть-самобранку или найти фантастический кошелёк, из которого можно без конца вытаскивать золотые монеты. В средние века многим казалось, что изобретение вечного двигателя принесёт богатство, откроет неисчерпаемые творческие возможности. Подобное представление о вечном двигателе мастерски показано в произведении А. С. Пушкина «Сцены из рыцарских времён»: «Постой! — говорит Мартын, — ну а если опыт твой тебе удастся и у тебя будет и золота и славы вдоволь, будешь ли ты спокойно наслаждаться жизнию?

— Займусь, — отвечает Бертольд, — ещё одним исследованием: мне кажется, есть средство открыть perpetuum mobile.

— Что такое perpetuum mobile?

— Perpetuum mobile, то есть вечное движение. Если найду вечное движение, то я не вижу границ творчеству человеческому… видишь ли, добрый мой Мартын, делать золото — задача заманчивая, открытие может быть любопытное, но найти perpetuum mobile… о!»

Любопытно, что стремление изобрести вечный двигатель возникало словно эпидемия, поражающая постепенно одну страну за другой. В Европе оно, проникнув из Греции, захватило сперва итальянских физиков, учёных и изобретателей. Затем эта «болезнь» распространилась среди учёных и изобретателей Франции, Германии, потом Англии, Америки и России.

По различным документам, чертежам и литературным данным можно установить, что первая попытка изобрести вечный двигатель относится к XIII веку. Впервые модель колёсного вечного двигателя появляется в 1245 году. Его предложил французский архитектор времён Людовика Святого Виллар д’Оннекур.

С XIII по XVII век над изобретением вечного двигателя работали главным образом учёные. Среди них можно встретить довольно крупных для того времени людей науки. Но, начиная с XVII века, учёные постепенно прекратили это бесплодное занятие. Однако над осуществлением этой заманчивой, но бесплодной мечты продолжают, к сожалению, работать ещё и по сей день.

Вечный двигатель пытаются изобрести вот уже более семисот лет. За это время создано множество проектов и моделей. В Британское патентное бюро, например, лишь за вторую половину XIX века было представлено более 500 проектов вечных двигателей, а в России с 1915 по 1916 год только в отдел изобретений Московского Военно-промышленного комитета поступило 28 проектов.

В наше время хотя и редко, но всё же встречаются заблуждающиеся изобретатели вечного двигателя.

Каков же результат упорного труда огромного числа изобретателей, с такой настойчивостью стремившихся создать вечный двигатель на протяжении многих столетий? Не напрасно ли трудились изобретатели? Можно ли изобрести вечный двигатель?

Об этом мы и расскажем в нашей книжке.

1. Колёсные вечные двигатели

В 1245 году французский архитектор Виллар д’Оннекур разработал чертёж, а затем изготовил модель колёсного вечного двигателя. Устройство его несложно (рис. 1).

Рис. 1. Модель колёсного вечного двигателя с откидывающимися грузами Виллара д’Оннекура (XIII век).

На ось, укреплённую в поперечных планках станины, надето свободно вращающееся колесо. К его ободу прикреплены на шарнирах семь стержней, имеющих на концах грузы. Колесо должно вращаться против часовой стрелки. Справа стержни с грузами прилегают к ободу колеса, а слева откидываются и являются продолжением спиц колеса. Таким образом грузы слева находятся значительно дальше от оси вращения колеса, чем грузы справа. На основании этого В. д’Оннекур считал, что равновесие колеса будет постоянно нарушенным и оно должно вращаться вечно, не требуя постороннего подталкивания. Вращение колеса должно поддерживаться непрерывными толчками откидывающихся грузов.

Но… это предположение изобретателя оказалось неправильным. На самом деле всё происходило иначе: колесо, совершив несколько оборотов, останавливалось. Вращение его прекращалось как только энергия, сообщённая колесу при пуске, оказывалась израсходованной на преодоление трения. Чтобы колесо вращалось, его требовалось вновь и вновь подталкивать, сообщать ему новую порцию энергии через некоторые промежутки времени.

Двумя столетиями позже среди многих был предложен вечный двигатель, показанный на рисунке 2.

Рис. 2. Колёсный вечный двигатель с откидывающимися грузами; колесо на одну треть погружено в воду (XV–XVI век).

Чертёж его обнаружен в записках и набросках знаменитого итальянского художника и учёного Леонардо да Винчи, жившего в 1452–1519 гг. Достоверно известно, что он не занимался изобретательством вечного двигателя. По-видимому, этот чертёж попал к нему на заключение от какого-либо итальянского изобретателя.

В этом проекте неизвестного изобретателя XV–XVI веков повторяется идея конструкции вечного двигателя В. д’Оннекура. Здесь тоже есть колесо с семью откидывающимися грузами. Но изобретатель погрузил одну треть его в воду, обоснованно предполагая, что вес этой части колеса и грузов уменьшится по известному закону Архимеда: тело, погружённое в жидкость, теряет столько в весе, сколько весит вытесненная им жидкость.

Читать еще:  Как расшифровать номер постановления штрафа ГИБДД

Однако это усовершенствование не принесло успеха изобретателю. Нетрудно заметить, что потеря веса колеса, погружённого в жидкость, одинакова как справа от вертикальной линии, проведённой через ось колеса, так и слева. Следовательно, такое усовершенствование не улучшало условий движения колеса.

Этот вечный двигатель, как и предыдущий, вращался лишь до израсходования на преодоление трения энергии, сообщённой ему при пуске. Беспрерывное вращение его было возможно только в том случае, если колесо подталкивали со стороны через некоторые промежутки времени.

На протяжении веков многие изобретатели неоднократно пытались создать вечный двигатель по принципу, впервые предложенному В. д’Ониекуром. Но всё напрасно. Ведь допустить возможность вечного двигателя подобной конструкции значит считать, что тело способно подняться за счёт энергии падения вновь до той высоты, с которой оно упало. «Ни одно тело не может при помощи своего движения, падения вернуться на первоначальную высоту; движение его имеет конец», — писал Леонардо да Винчи. «Искатели вечного движения, какое количество пустейших замыслов пустили вы в мир, идите к искателям золота»…. «О, исследователи вечного движения, сколько суетных планов вы создали при подобных исканиях».

Однако, как и прежде, попытки построить вечный двигатель продолжались.

Но тщетно. Двигатели не работали. Например, итальянский архитектор Александро Капра из Кремоны предложил в 1683 году колёсный вечный двигатель с восемнадцатью откидывающимися грузами. В этом проекте (рис. 3) откидывающихся грузов чётное количество.

Вечный двигатель «третьего рода»

Научного термина «вечный двигатель третьего рода» не существует (это шутка), но существуют до сих пор изобретатели, которые хотят извлечь энергию из «ничего». Или почти из ничего. Теперь «ничего» получило название «физический вакуум», и они хотят извлекать неограниченное количество энергии из «физического вакуума». Их проекты по простоте и наивности не уступают проектам их предшественников, живших столетия назад. Новые вечные двигатели получили название «Вакуумно-энергетические установки»; изобретатели сообщают фантастические КПД подобных двигателей — 400%, 3000%! Их пытаются создать сейчас, к сожалению, в уважаемых конструкторских бюро, что говорит о недостаточной подготовке современных инженеров в области физики. Обсуждение того, почему так происходит, выходит за рамки нашего плаката. Но эти инженеры хотя бы добросовестно заблуждаются.

К сожалению, существует другая категория создателей вечных двигателей. Это — мистификаторы, хитрецы и жулики. Приведем только два примера.

Леонардо да Винчи — талантливый инженер и мистификатор

Леонардо да Винчи был не только великим художником, но и инженером, устроителем праздников, увеселительных аттракционов. Он тоже несколько лет упорно пытался создать вечный двигатель и пришел к выводу, что это невозможно. Вот его слова, очень важные для понимания проблемы вечного двигателя, сказанные в конце XV века: «Поиск конструкции вечного колеса — источника вечного движения — можно назвать одним из наиболее бессмысленных заблуждений человека. В течение веков все, кто имел дело с гидравликой, военными машинами и прочим, тратили много времени и денег на поиски вечного двигателя. Но со всеми ними случалось то же, что с искателями золота (алхимиками): всегда находилась какая-нибудь мелочь, которая мешала успеху. Моя небольшая работа принесет им пользу: им не придется больше спасаться бегством от королей и правителей, не выполнив обещания».

Несмотря на такое ясное понимание невозможности создать вечный двигатель, в записных книжках Леонардо есть строки, которые говорят, что он был готов представить публике якобы «работающую модель» вечного двигателя. В комментарии к рисунку мнимого вечного двигателя Леонардо написал: «Сделай модель под большим секретом и широко объяви о ее демонстрации». Этот вечный двигатель был основан на законе Архимеда и, зная, что двигатель работать не будет, Леонардо намеревался организовать незаметный поток «живой воды» (то есть приводить в движение двигатель незаметно организованным внешним потоком воды). Историки строят догадки, почему Леонардо да Винчи прибегал к мистификации, но факт остается фактом. Даже крупными естествоиспытателями часто движут не научные мотивы. Что же говорить об обычных инженерах, которые, беззаветно веря своей догадке, втягиваются в опасную игру с сильными мира сего, пытаясь получить от них средства на разработку своих, в данном случае нереальных, устройств. Часто они должны «спасаться бегством от королей и правителей, не выполнив обещания». Вот история с Петром Первым, который чуть не купил за огромные деньги якобы вечный двигатель.

Петр Первый и Орфиреус

Петр I был выдающимся организатором промышленного производства и кораблестроения. Он вникал в технические детали большинства проектов и, естественно, его тоже волновала проблема вечного двигателя. В 1715–22 годах Петр потратил много усилий, чтобы купить вечный двигатель доктора Орфиреуса. «Самодвижущимся колесо» Орфиреуса было, вероятно, самой успешной мистификацией вечного двигателя. Изобретатель соглашался продать свою машину лишь за 100 тысяч ефимков (талеров), что составляло тогда огромную сумму. В начале 1725 г. царь хотел лично осмотреть вечный двигатель в Германии, но вскоре Петр умер.

Вот типичный путь успешного инженера, ставшего, хочется верить в силу обстоятельств, жуликом. Орфиреус родился в Германии в 1680 г., изучал богословие, медицину, живопись и, наконец, занялся изобретением «вечного» двигателя. До смерти в 1745 г. он жил на приличные доходы, которые получал, показывая свою машину сначала на ярмарках, а потом у могущественных покровителей, таких как польский король и ландграф Гессен-Кассельский.

Ландграф Гессен-Кассельский устраивал серьезные испытания вечному двигателю Орфиреуса. Двигатель закрыли в комнате и запустили, а затем комнату заперли, опечатали и поставили охрану. Через две недели комнату вскрыли, а колесо все еще вращалось «с неослабевающей быстротой».

Читать еще:  Чехлы на Шевроле-Круз: нюансы выбора, как одеть

Тогда ландграф устроил еще одно испытание. Машину запустили снова и теперь в течение сорока дней в комнату никто не входил. После вскрытия комнаты машина продолжала работать.

Изобретатель-жулик получил от ландграфа бумагу, где говорилось, что «вечный двигатель» делает 50 оборотов в минуту, способен поднять 16 кг на высоту 1,5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. Поэтому Петр Первый и заинтересовался чудесной машиной.

Но не все верили Орфиреусу. Тому, кто уличит его в жульничестве, предлагалась очень крупная премия в 1000 марок.

Но, как это часто бывает, Орфиреус стал жертвой домашней склоки. Он поссорился с женой и ее служанкой, которые знали тайну «вечного двигателя». Оказывается, «вечный двигатель» действительно приводился в движение людьми, незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка. Орфиреус был действительно очень хорошим изобретателем и рискованным человеком, если смог прятать в закрытой комнате ландграфа Гессен-Кассельского этих людей несколько недель. Ведь они должны были не только что-то есть, но и просто ходить в туалет.

Характерно, что Орфиреус упорно утверждал, что жена и прислуга донесли на него по злобе: «весь свет наполнен злыми людьми, которым верить весьма невозможно».

Посланец Петра Первого библиотекарь и ученый Шумахер, который занимался подготовкой сделки с Орфиреусом, писал Петру, что французские и английские ученые «ни во что почитают все оные перепетуи мобилес и сказывают, что оное против принципиев математических». Это говорит о том, что уже за сто тридцать лет до формулировки закона сохранения энергии большинство ученых были убеждены, что вечный двигатель создать невозможно.

Новые источники энергии (7 стр.)

1150 год, идеи индийского математика Бхаскара по созданию “самовращающегося колеса”.

1235 год, чертежи французского строителя Хоннекурта (Villand de Honnecourt).

1470 год, рисунки Леонардо да Винчи.

1518 год, Мимара (Mimara) разработал самовращающуюся мельницу.

1610 год, Корнелиус Дреббел (Cornelis Drebbel), английский автор подводной лодки, предложил схему вечного двигателя.

1630 год, Роберт Фладд (Robert Fludd) разработал большое количество устройств.

1635 год, в Англии выдан первый патент на “перпетуум-мобиле”. К 1903 году было выдано более 600 подобных патентов.

1638 год, Сомерсет (Edward Somerset) продемонстрировал королю Франции несколько работоспособных устройств.

1686 год, Боклер (Bockler) сконструировал “самовращающуюся” водяную мельницу.

1712 год, Бесслер (Johan Bessler), так же известный, как Орфериус (Orffyreus), построил несколько различных моделей вечного двигателя.

1720 год, известный физик и химик Бернулли (Jean Bernoulli) разработал “устройство флюидной энергии”.

1790 год, Конрад Шиверс (Conradus Schiviers) построил действующую модель “самовращающегося” колеса.

1827 год, Виллиям Конгрив (William Congreve) предложил устройство, работающее при помощи капиллярного взаимодействия.

1866 год, Генри Принц (Henry Prince) предложил схему вращающегося устройства, часть колеса которого погружена в воду.

1868 год, австриец Алоис Драш (Alois Drasch) одним из первых авторов запатентовал “самовращающееся” устройство в США.

Как видите, среди изобретателей необычных источников энергии, иногда, встречаются уважаемые в обществе и в мире науки имена, хотя, большинство авторов осталось неизвестными, а их работы не вызвали понимания.

Джоуль также был увлечен идеей создания вечного двигателя, и считал данную тему “весьма практичной”. Вспомним мнение другого известного человека. Тесла писал: “Возможно, и даже вероятно, что со временем будут открыты и другие ресурсы энергии, о которых мы сейчас не знаем. Мы, может быть, даже найдем способы применить такие силы, как магнетизм и гравитация, для привода машин без использования каких-либо других средств. Вот пример, лучше всего иллюстрирующий представление о том, что мы могли бы надеяться этого достичь. Представим диск из какого-нибудь однородного материала идеальной формы и установленный так, чтобы он мог вращаться без трения в подшипниках на горизонтальной оси над землей. Этот диск, идеально таким образом сбалансированный, будет оставаться в покое в любом положении. Далее, возможно, что мы узнаем способ заставить такой диск вращаться под воздействием гравитации и выполнять работу без приложения какой-либо силы извне. Если бы это можно было сделать, то получилось бы то, что по научному называется “перпетуум мобиле”, вечный двигатель, машина, создающая свою собственную двигательную энергию. Чтобы заставить такой диск вращаться под воздействием силы гравитации, мы только лишь должны изобрести экран от этой силы. С помощью такого экрана мы могли бы сделать так, чтобы эта сила не действовала на одну половину диска, и тогда он станет вращаться. По крайней мере, мы не можем отвергать такую возможность, пока мы полностью не познали природу силы гравитации. Допустим, что эта сила обусловлена движением, которое похоже на поток воздуха сверху к центру Земли. Воздействие такого потока на обе половины нашего диска было бы равным, и в нормальных условиях он бы не вращался. Но если бы одна его половина была бы закрыта пластиной, тормозящей это движение, то он бы вращался”.

Итак, возможность создать такой “самодействующий двигатель”, работающий в потоке эфира, втекающего в центр планеты, по мнению Тесла, была бы идеальным способом получения энергии для развития человечества.

Читать еще:  Разновидности курток байкера

Он писал: “Ветряк, солнечный двигатель, двигатель, работающий от земного тепла, все имеют ограничения по количеству получаемой энергии. Нужно открыть некий новый путь, который позволил бы нам получать больше энергии”.

Начнем рассмотрение конструкций с наиболее известного примера механического устройства такого типа. Почти во всех книгах и статьях по данной теме упоминается Бесслер. Напомню кратко его историю.

Иоганн Элиас Бесслер (Карл Орфиреус), родился в Саксонии в 1680 году. Первая известная выставка “Самодвижущееся колесо” была организована им в городе Гера в 1712 году. Тонкое колесо 3 фута диаметром и 4 дюйма толщиной вращалось на горизонтальной оси с постоянной скоростью около 60 оборотов в минуту, и могло поднимать вес в несколько фунтов. Однако эта демонстрация устройства не принесла Бесслеру прибыли. Люди не верили в возможность самовращения, обвиняя его в мошенничестве. В 1713 году изобретатель показывал в городе Драшвиц около Лейпцига новое колесо 5 футов в диаметре и 6 дюймов толщиной. Эта модель вращалась с частотой 50 об/мин и могла поднимать вес 40 фунтов. В 1715 году Орфериус переехал в город Мерсебург, Германия, и сконструировал третью машину. Колесо имело 6 футов в диаметре, 12 дюймов толщиной и вращалось со скоростью 42 об/мин. Заинтересованность в приобретении вечного двигателя Орфиреуса проявил граф Карл Гессен-Кассельский, которому изобретатель был рекомендован самим Профессором Лейбницем.

12 ноября 1717 года, в присутствии лейденского физика Гравесанда и императорского архитектора Фишера, машина была торжественно запущена в специально выделенной для этого комнате замка Карла. Затем комнату заперли, и запечатали личной печатью графа. Через две недели, 26 ноября, граф в сопровождении своей свиты вошел в охранявшееся помещение и обнаружил, что колесо двигателя вращается с прежней скоростью. После этого машину остановили, изобретатель тщательно осмотрел ее, и опять привел в движение. Через 40 дней, 4 января 1718 года, печать на дверях комнаты снова вскрыли, и убедились в том, что колесо продолжало вращаться. В третий раз комнату запечатали на целых два месяца. По истечении этого срока, проверяющих ожидала та же картина, что и раньше: колесо вращалось с “неослабевающей быстротой”.

Гравесанд в письме Исааку Ньютону от 1721 году упоминает машину Орфериуса, как “нечто весьма удивительное, но заслуживающее дальнейшего исследования”. Позднее он в своем сочинении “О возможности вечного движения”, изданном в Гааге в 1727 году, описывает ее как “полое колесо или барабан шириной около 14 дюймов и в 12 футов диаметром”.

При этом, его крайне удивляла легкость конструкции колеса, изготовленного из деревянных реек, которые были обтянуты вощеным полотном, скрывавшим внутреннее устройство колеса от посторонних глаз. Барабан был насажен на ось диаметром около 6 дюймов, имеющую с обеих сторон железные наконечники, длиной по 3/4 дюйма каждый, на которых эта ось вращалась. Полагаю, что подшипников Бесслер не использовал, и обошелся железными осями, забитыми в торцы оси (бревна).

Воодушевленный благожелательными отзывами публики о выставленном в его замке “удивительной машине”, граф Карл Гессен-Кассельский выдал изобретателю “премию”, богатый дом, и должность с окладом при его дворе.

Большой интерес к вечному двигателю Орфиреуса проявил также Царь Петр Первый, который через своих подданных вел длительные переговоры с изобретателем о покупке его технологии. Он узнал о машине Орфиреуса в 1715 году, во время своего путешествия по Европе. Царь Петр поручил дипломату Остерману познакомиться с этим изобретением более подробно. Библиотекарь Шумахер, которого отправляли в Европу с целью покупки произведений искусства, прислал царю детальный отчет о переговорах. В отчете Шумахер сообщал, что Орфиреус готов продать свой вечный двигатель за сто тысяч талеров, потому что “это настоящий перпетуум мобиле и никто, кроме как человек злонамеренный, отрицать это не посмеет”. Для скептиков хочу заметить, что, в те времена, обман графа или царя был бы жестоко наказан. Хотя бы по этой причине, можно увеличить нашу степень доверия к сведениям про проекты Орфериуса. В январе 1725 года, царь Петр даже готовился к путешествию в Германию, чтобы лично осмотреть удивительный механизм. Подробно историю жизни и изобретений Орфериуса можно прочитать в книге “The Perpetual Motion Mystery”, R.A.Ford.

Схема колеса Орфериуса частично известна по старинным гравюрам, рис. 1, но внутреннее устройство нам представляется только по догадкам. На рис. 2 показано предполагаемое устройство его машины, в которой грузы движутся по направляющим. Большую роль могут играть пружины на внешних концах направляющих, обеспечивающие упругую передачу импульса от грузов колесу, при их смещении на периферию. Маятник, как и в часах, нужен для ограничения скорости вращения. Без ограничения скорости, такая машина может ускоряться до саморазрушения, что не входило в планы изобретателя.

Рис. 1. Схема “колеса Орфериуса”

Рис. 2. Предполагаемое устройство колеса Орфериуса

Изобретение Орфериуса так и не было раскрыто для публики, но оно стало широко известно, чем дало направление поиска многим изобретателям.

Конечно, Орфериус не был первым, кому пришла в голову замечательная мысль об избавлении человечества от необходимости добычи топлива. Наиболее ранние сведения о системах подобного типа датированы 1150 годом. Математик – изобретатель Бхаскар, из Индии, использовал тангенциально расположенные трубки, в которых наполовину налита вода или ртуть, рис. 3.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector