Самовращающиеся колеса и неуравновешенные грузы
|
Можно смело утверждать, что все ранние попытки построить вечный двигатель связывались с созданием такого колеса, которое вращалось бы само по себе. Нетрудно понять, почему именно колесо оказалось в центре внимания изобретателей, раздумывавших над тайнами вечного движения. Если первым орудием человека был каменный топор, то первым механизмом стало вращающееся на оси колесо. Использование колеса лежало в основе всех ранних механизмов, созданных руками человека, будь то приводимый в движение лошадьми круг для подъема пустой породы из шахт или воды из колодцев, или водяное колесо, с помощью которого мололось зерно на мельницах, или различные колеса, приводящие в движение ветряные мельницы. Корончатые колеса, колеса со штифтами, осуществлявшие изменения ориентации оси вращения, прерывистые передачи, подъемные устройства — вот далеко не полный перечень простейших механизмов, в основе которых лежало использование колеса. Все это великое множество устройств создавалось механиками средневековья и Возрождения, которые одной и той же идее (идее вращающегося колеса) придавали на практике столь разнообразные формы.
В предыдущих главах я показал, в каких направлениях работала творческая мысль инженеров и философствующих механиков самого раннего периода. Сегодня достаточно заглянуть на ветряную мельницу, прислушаться к шуму работающих механизмов, посмотреть на отполированные детали зубчатых передач, чтобы убедиться в том, что первые создатели колесных механизмов слишком мало значения придавали проблеме трения. Многие из них, как мне кажется, неосознанно верили, что трение — это некое постоянное свойство, присущее любому механизму. Единственный путь для уменьшения его влияния они видели в том, чтобы создавать устройства как можно большего размера, полагая, что чем больших размеров будет механизм и чем больше в нем будет разных колес, тем ближе они подойдут к созданию механизма, в котором трение вообще отсутствует. Потом останется ввести в конструкцию машины какой-нибудь элемент (пусть это будет еще одно колесо или черпак для воды), и можно будет не только полностью преодолеть силу трения, но и достичь такого совершенства всей системы, когда колеса станут вращаться сами по себе. И как ни наивно выглядит это убеждение сегодня, ему можно найти свое оправдание. Ведь если мы попытаемся представить, что у нас нет ни опыта, ни знаний людей двадцатого столетия, то вечное движение действительно может показаться одним из явлений природы, которое нужно использовать с наибольшей для человека пользой. В 70-х годах прошлого столетия немецкий филолог Гейгер выдвинул весьма интересную гипотезу и вскоре отыскал убедительные доводы того, что буддистские молитвенные колеса (на которых укреплялись тексты молитв верующих и которые вращались под действием силы воды) были первым вариантом водяного двигателя. 
Рис. 9. В различных вариантах персидского колеса использовались либо полые спицы, которые наполнялись водой через отверстия в ободе и опорожнялись через ступицу, либо изогнутые спицы, сделанные наподобие гребного колеса. Эти колеса назывались соответственно «рогатым барабаном» или насосом де ла Фейе и приводились в действие потоком речной воды. Примитивным средством для подъема воды было так называемое персидское колесо. Действуя автоматически в текущем потоке воды, оно поднимало ее на определенную высоту. Чрезвычайная простота и доступность устройства вдохновляли бесчисленное множество создателей вечных механизмов. Существует одно непременное условие работы этого простейшего водоподъемника: чтобы персидское колесо вращалось, его диаметр должен быть больше той высоты, на которую нужно поднять воду. Водоподъемник состоял из деревянного колеса, свободно вращающегося на валу. По ободу колеса на осях подвешен ряд черпаков. Когда поток поворачивает колесо, черпаки попадают в воду и погружаются в нее. Колесо продолжает поворачиваться, перенося черпаки и поднимая их до уровня желоба, отводящего воду от устройства. Здесь черпаки переворачиваются, выливают воду и пустыми совершают вращение с колесом, пока снова не погрузятся в воду. Существовал вариант персидского колеса, в котором вместо черпаков использовались полые изогнутые трубки. Иногда такое устройство называли насосом де ла Фейе. Он годился для подъема воды только до уровня оси колеса. Работал он за счет наполнения водой полых трубок через отверстия на ободе. Во время вращения колеса вода выливалась из трубок в водоприемник, расположенный ниже его оси. На репродукции очень старой гравюры изображены и полые трубки, и качающиеся черпаки. Существовал еще один вариант персидского колеса, получивший название рогатого барабана. Персидское колесо почти полностью вышло из употребления к 1840 году, но на протяжении многих столетий оно с успехом использовалось на ирригационных работах, не требуя почти никакого ухода за собой. Колесо вращалось и совершало необходимый объем работы в тех случаях, когда имелся достаточно мощный поток воды. При этом, однако, оно расходовало гораздо больше энергии, чем может показаться на первый взгляд. Приблизительные оценки показывают, что эффективность устройства (за исключением того случая, когда оно находилось в потоке воды, приводящем в движение мельничное колесо) составляет всего лишь пятнадцать-двадцать процентов от эффективности водяного колеса. Заметим, что с помощью лошадей, вращавших персидское колесо, аналогичным образом могла подниматься и стоячая вода из водоемов. Персидское колесо было грубым вариантом устройства, известного еще Витрувию и описанного им в 50 году до н. э. В Европу оно, очевидно, попало из Египта. Это водоподъемное колесо — tympanum — использовалось для осушения болот и представляло собой разновидность винта Архимеда, но только как бы расплющенного. Французский инженер и мостостроитель Перронэ применил один из вариантов тимпанума для откачки воды из отгороженных запрудами участков русла рек при строительстве мостов в Нейи и Орлеане. Такое же устройство, получившее название черпакового колеса, использовалось в начале прошлого столетия для осушения болот в Восточной Англии. Эти колеса, приводимые в действия паровыми машинами, оказались более эффективными, чем насосы и ветряные мельницы голландского типа, ранее применявшиеся для этих же целей. Еще одним вариантом персидского колеса была noria, хорошо известная в прошлом веке в Китае и вообще в странах Востока. Эти колеса, приводимые в движение потоком воды, имели очень большие диаметры, достигавшие иногда восьмидесяти-девяноста футов (по данным надежных источников)1. Одно такое колесо диаметром в тридцать футов было сделано из бамбука и приводилось во вращение потоком речной воды. Оно несло двадцать черпаков, которые поднимали за один оборот двенадцать галлонов воды2. Совершая четыре оборота в минуту, колесо за день переносило более трехсот тонн воды. Но и здесь фактическая эффективность устройства была очень низкой, и если бы не даровая энергия, создаваемая потоком текущей воды, затраты на эксплуатацию нории (в единицах цены расходуемой энергии) никогда бы не окупились. 
Рис. 10. Одним из вариантов нории является система из трех колес, предложенная Якобом Леупольдом. Задуманная как средство для выполнения ирригационных работ, установка внешне напоминала вечный двигатель. Из-за низкой эффективности практического применения не получила Все приведенные примеры свидетельствуют о культе колеса и о той важной роли, которую оно играло в практической жизни человека, определяя также и направление развития его технической мысли. Не удивительно, что колесо использовалось и в вечной мельнице — устройстве, очевидная простота которого не давала повода усомниться в том, что оно будет работать. За счет использования нескольких цепей с черпаками можно было поднять воду на большую высоту, на промежуточных высотах передавая дополнительное количество энергии на центральный вал. После этого вода падала вниз на водяное колесо, приводя все устройство в движение. Колеса, вращаемые силой воды или ветра, — это легко осуществимая затея. Подлинным же испытанием для изобретателя вечного двигателя являлось создание такого колеса, которое вращалось бы без воздействия внешней силы.
Из тех отдаленных времен, когда появилась упомянутая нами санскритская работа по астрономии, мы перенесемся В тринадцатое столетие и рассмотрим наброски, оставленные архитектором Виларом де Оннекуром (их оригинал в настоящее время хранится в Париже). В них мы находим рисунок вечного двигателя и следующие слова о нем: «Много раз искусные умельцы пытались изобрести колесо, которое вращалось бы само по себе. Вот способ создать такое колесо с помощью нечетного числа деревянных молоточков или посредством ртути». На рисунке, сопровождающем описание, изображено четыре деревянных молоточка, расположенных на опускающейся части колеса, и три молоточка — на его поднимающейся части. Опускающиеся молоточки, таким образом, не уравновешены поднимающимися. Подобное асимметричное расположение молоточков являлось, как видим, условием вращения колеса. Для выполнения этого условия было необходимо, чтобы самый верхний молоточек на опускающейся стороне упал бы до того момента, когда его ручка примет вертикальное положение. До тех пор пока это будет происходить с каждым молоточком верхней части опускающейся стороны колеса, оно будет вращаться до полного износа. Но — увы! — единственный способ осуществить такое вращение заключается в использовании какой-нибудь внешней силы для движения молоточка. И опять наши поиски окончились неудачей — наши и Вилара де Оннекура. Двумя столетиями позднее Леонардо да Винчи сделал наброски шести конструкции перпетуум-мобиле. Однако до сих пор неизвестно, являются ли они его изобретениями или заимствованы у других авторов. Начиная с этого времени многие создатели вечных двигателей направляли свои усилия на конструирование различного рода автоматически вращающихся колес.
К 1685 году искатели вечного движения все еще пытались использовать кажущиеся магическими свойства «быстрого серебра» (ртути) для вращения колес. Спицы неуравновешенных колес делались полыми, и на конце каждой из них помещался кожаный мешок. Ртуть должна была вытекать из особого резервуара, как только в процессе вращения колеса он оказывался выше горизонтальной оси. По внутреннему каналу спицы она попадала в мешок на опускающейся стороне, ускоряя таким образом вращение. Однако и для тех изобретателей, которые использовали в своих колесах ртуть, и для тех, кто в целях экономии заменял ее свинцовыми шариками, вечное движение оставалось несбыточной мечтой. Все их попытки кончались неудачей.
Тогда же появилось несколько странных механизмов, которые принесли их авторам шумную, но быстро проходящую славу создателей перпетуум-мобиле. Прежде чем подробно рассказывать об этих устройствах, мне хотелось бы напомнить читателю о том, что создавались они в такое время, когда мир был более доверчив и менее искушен, чем сегодня, и поэтому умному и ловкому человеку тогда было гораздо легче одурачивать окружающих. Первая таинственная история о самостоятельно вращающемся колесе рассказана маркизом Ворчестерским в его книге «Столетие изобретений». В описании изобретения, названного маркизом «полезным изменением центров» и включенного в книгу под номером LVI, говорится: «Необходимо обеспечить, чтобы все грузы на опускающейся стороне колеса постоянно находились дальше от его центра, чем грузы на его поднимающейся стороне. При этом число грузов и их вес на каждой стороне колеса должны быть одинаковы. Чтобы поверить в эту вещь, ее надо увидеть. Она испытывалась под моим руководством в присутствии ныне покойного короля (благословенной памяти) в Тауэре. Его величество сопровождали два чрезвычайных посла, а также герцог Ричмонд и герцог Гамильтон с большой свитой своих подданных. Колесо в окружности имело четырнадцать футов и несло сорок грузов, каждый весом в пятьдесят фунтов. Сэр Уильям Бальфур, тогдашний комендант Тауэра, и еще несколько лиц могут подтвердить это. Все они видели, что до того как эти большие грузы проходили положение равновесия в нижней точке колеса, они откидывались на фут дальше от центра, а по мере того как они поднимались вверх, они сдвигались на фут ближе к центру. Судите о последствиях сами». У нас нет причин сомневаться в том, что маркиз действительно сконструировал свое колесо и что оно демонстрировалось в Тауэре. Я не сомневаюсь и в том, что оно действительно вращалось. Однако я не могу себе представить, каким же образом колесо могло продолжать вращение, после того как его впервые привели в действие. Можно предположить, что колесо таких размеров, если оно изготовлено с очень большой точностью и снабжено подшипниками, сила трения в которых сравнительно невелика, действительно могло вращаться длительное время наподобие обычного маховика. Имея четырнадцать футов в диаметре и две тысячи фунтов веса, оно, должно быть, производило большое впечатление на зрителей. Вращалось колесо, вероятно, достаточно долго, чтобы убедить легковерную публику в том, что она является свидетельницей самостоятельного вращения колеса. Нужно заметить, что и сами маховики в те времена были большой редкостью. Их назначение в механике еще не было до конца понято, и столь явные технические возможности оставались неизвестными широкой публике. Многие писатели прошлого намекали на то, что маркиз Ворчестерский изобрел вечный двигатель. Однако, как я уже говорил, иллюзорная идея вечного двигателя владела умами людей задолго до семнадцатого столетия. Наверняка маркиз знал, что его усилия не увенчались успехом. Я уверен, что он оправдывался перед самим собой, рассуждая, что его колесо должно было работать вечно, как он о том и заявлял, а свои неудачи полностью относил на счет технических неточностей в работе изготовителей двигателя. Будь их мастерство выше, колесо работало бы вечно. Таково старое оправдание изобретателей машин вечного движения. Механиком у маркиза Ворчестерского служил некто Каспар Калтофф, и нет сомнений в том, что колесо он собирал в спешке, чтобы успеть выставить его для обозрения по случаю визита Карла II в Тауэр. Существует предположение, что вскоре после этого маркиз прекратил работу над своим двигателем. Несколькими годами раньше он занимался усовершенствованием изобретенной им «машины, управляющей водой» (water-commanding engine), проводя многочисленные эксперименты в своем замке Реглан в Монмаутшире. После поражения Карла I в борьбе за власть3. Эдуард Сомерсет маркиз Ворчестерский бежал во Францию. Когда же, наконец, он вернулся на родину, его арестовали и заточили в лондонский Тауэр. Именно к этому времени относят изобретение описанного выше колеса. Может быть, благодаря этому изобретению маркиз был освобожден Карлом II. Он поселился в Воксхолле, где под покровительством акта английского парламента до конца своих дней продолжал трудиться над улучшением своей машины, в конечном счете лучшим своим изобретением. Маркиз не дожил до того дня, когда его эксперименты получили практическое воплощение, но его машина стала предтечей парового двигателя, принесшего процветание Англии во время промышленной революции. Самовращающееся же колесо осталось бесполезным прожектом. Примерно в 1715 году инженер-механик (в те времена людей этой профессии называли просто механиками) саксонец Иоганн Эрнст Элиас Бесслер (1680-1745) изобрел машину, наделавшую много шума по всей Европе. Вскоре после этого Бесслер сменил свое имя и взял другое — Орфиреус, составленное, как он говорил, из двух рядов букв, между которыми располагалось его настоящее имя и из которых поочередно были выбраны буквы верхнего и нижнего рядов. В молодости получив хорошее духовное образование, Бесслер, тем не менее, занялся механикой и вскоре стал весьма опытным часовых дел мастером. Судя по отзывам современников, это был человек с противоречивым, вспыльчивым и весьма переменчивым характером. Интерес к идее вечного движения возник у него очень рано, и он провел эксперименты не менее чем с тремястами различными механизмами, пока, наконец, не изобрел устройство, которое, казалось, заработало. Однако правители земли Гессен, где он жил, обложили это устройство таким тяжким налогом, что изобретатель вынужден был разрушить свое детище. Несмотря на это, Орфиреус вскоре построил второе колесо и показал его ландграфу Гессен-Кассельскому, который разрешил поместить колесо в одной из комнат своего замка. Комната держалась на запоре, а замок был опечатан личной печатью ландграфа. Когда по истечении двух месяцев комнату отперли, колесо по-прежнему вращалось с первоначальной скоростью. В замок стекались короли, принцы, ландграфы, не говоря уже о многочисленных ученых мужах, чтобы подивиться на колесо и уехать убежденными в абсолютной достоверности устройства. Колесо это, одно из нескольких самовращающихся колес, которые, как утверждают, построил Орфиреус, имело в диаметре двенадцать футов, а толщина его достигала четырнадцати дюймов. Сделано оно было из легких сосновых досок и покрыто вощеной оболочкой, прятавшей внутреннее устройство механизма. Диаметр вала, на котором колесо вращалось, равнялся восьми дюймам. Некий барон Фишер после осмотра колеса в кассельском замке Виссенштайн писал французскому натурфилософу доктору Жану Дезагюлье: «Колесо вращается с поразительной скоростью. Посредством привязанного к его валу каната оно приводит в движение архимедов винт, с помощью которого осуществляется подъем воды. И при этом колесо совершает двадцать оборотов в минуту. Я несколько раз проверял это, пользуясь часами, и скорость каждый раз была одной и той же. Если бы какой-нибудь человек попытался внезапно остановить колесо, оно подняло бы его на воздух. Будучи все же остановленным, колесо так и пребывало неподвижным (в этом заключается убедительное доказательство наличия вечного движения). Очень осторожно я вновь привел колесо в движение, чтобы посмотреть, сможет ли оно без постороннего вмешательства набрать прежнюю скорость вращения (в чем я очень сомневался). К моему величайшему удивлению, я увидел, что мало-помалу скорость вращения колеса увеличивалась до тех пор, пока оно не сделало два оборота. После этого колесо набрало прежнюю скорость. Этот эксперимент, демонстрирующий увеличение скорости вращения колеса — от очень низкой первоначальной до необычайно высокой конечной, — гораздо сильнее убедил меня в том, что я вижу перед собой вечное движение, чем целый год наблюдений, во время которых скорость вращения могла незаметно гаснуть, пока колесо вообще не остановилось бы. Увеличивать скорость, а не терять ее, увеличивать ее до определенного предела, несмотря на сопротивление воздуха и силу трения, — вот истинное доказательство достоверности работы механизма». По всей вероятности, колесо было остановлено, чтобы предохранить его от чрезмерного изнашивания. Однако изобретатель держал в тайне секрет устройства. Ландграф одарил Орфиреуса «чудесным подарком» и был допущен к осмотру колеса, но предварительно изобретатель взял с него слово не рассказывать никому об увиденном и не использовать полученные сведения. За свой секрет Орфиреус запросил с ландграфа сумму, соответствующую примерно двадцати пяти тысячам фунтов стерлингов, вряд ли кто-либо смог бы выплатить ловкачу эту кучу денег. Орфиреус написал несколько памфлетов, восхваляя в них достоинства своего колеса4, демонстрировал публике, как оно поднимало и опускало камни или воду. К колесу, которое, как мы уже упоминали, было заперто в одной из комнат замка, никто из посторонних не допускался. Желающие взглянуть на его работу могли удовлетворить свое любопытство, взобравшись по веревке, спущенной из бойницы в стене замка. По мнению изобретателя, этого было вполне достаточно для знакомства с механизмом. И все-таки находились люди, которые не верили Орфиреусу. Один из них по имени Крузац писал: «Во-первых, Орфиреус — глупец, во-вторых, совершенно невозможно, чтобы один глупец смог открыть то, что большое число умных людей искало без всякого успеха, в-третьих, я не верю в невозможное... в-пятых, служанка Орфиреуса, сбежавшая от него из страха быть удушенной, письменно показала, что он взял с нее страшную клятву молчания и пытался заключить в тюрьму до окончания работ над этой машиной... в-восьмых, действительно, в его доме есть устройство, получившее название вечного двигателя, но оно мало, и его нельзя переносить в другое место». Эти странные комментарии могли натолкнуть на мысль, что дела с «вечным» колесом Орфиреуса обстоят не совсем благополучно (не говоря уже о столь печально закончившихся приготовлениях его автора к духовной карьере). Подозрения эти так никогда и не подтвердились, однако последующие события еще больше их усилили. Ландграф пригласил лейденского профессора Гравезанда (1688-1742), философа и инженера, чтобы тот исследовал таинственное колесо, насколько это было возможно без изучения внутреннего устройства машины. Потом голландский ученый писал сэру Исааку Ньютону об изобретении Орфиреуса: «Оно состоит из нескольких перекрещивающихся кусков дерева, скрепленных ободом, и покрыто сверху холстиной, скрывающей его внутреннее устройство от посторонних глаз. Сквозь центр колеса проходит ось диаметром около шести дюймов, на обоих концах заканчивающаяся железными топориками диаметром около трех четвертей дюйма. Я осмотрел эти топорики и теперь твердо убежден в том, что колесо вращается без какого-либо внешнего воздействия. Когда я с большими предосторожностями тронул колесо, оно двинулось, но стоило мне убрать руку, как оно тут же остановилось. Однако, когда я сообщал ему значительную скорость вращения, мне всегда приходилось прикладывать усилие, чтобы остановить его. Через два-три оборота после пуска колесо набирало максимальную скорость, а затем вращалось, делая двадцать пять — двадцать шесть оборотов в минуту. Такое вращение сохранилось в течение двух месяцев в одном из апартаментов замка, причем двери и окна его были заперты и опечатаны». Как видно из письма, профессор в какой-то мере верил в то, что колесо способно было вращаться без воздействия какой-либо внешней силы. Не следует забывать, однако, что ничего не стоило одурачить почтенного ученого, чья вера в правдивость ближних была, по всей вероятности, непоколебима. Орфиреус, узнав, что его колесо стало предметом обследования, пришел в такую ярость, что разнес его в щепки, а на стене комнаты оставил записку, где сообщал, что вынудила его к такому шагу наглость профессора и, по сути, самого ландграфа. Сведений о том, получил ли Гравезанд ответ на свое письмо от сэра Исаака Ньютона, у нас нет. Неизвестна и дальнейшая судьба Орфиреуса и его странных колес. Нет, однако, сомнений в том, что колесо Орфиреуса приводилось в действие каким-то механизмом, имевшим вал очень большого диаметра. Обман был искусным. Вспомним, что одно время Орфиреус был часовых дел мастером, а даже в те времена можно было сделать часы, которые длительное время работали бы без подзавода. Поэтому тридцать — сорок дней непрерывной работы механизма — это, в сущности, не так уж много. Устройство, несколько более сложное, чем колесо Орфиреуса, изобрел около 1790 года доктор Конрад Шивьерс. Оно состояло из разделенного на секции колеса, напоминающего водяное, и замкнутой цепи, проходящей по блокам. Над колесом в желобе помещались шары, которые, скатываясь по наклонной плоскости один за другим, падали в секции колеса и поворачивали его. А затем в нижней части колеса каждый шар попадал в один из черпаков, расположенных на замкнутой цепи, и с ее помощью мог якобы подняться в верх и снова оказаться в желобе. Колесо должно было приводить в движение цепь, а цепь, в свою очередь, заставлять двигаться колесо...
Но даже хорошо сконструированное устройство не могло заставить двигаться самое себя. К этому же урожаю относилось изобретение некоего Джона Хейвуда. Его колесо было насажено на коленчатый вал, к концу которого крепилось несколько стержней. Стержни проходили вдоль главного колеса, от одной его стороны до другой, и оканчивались маленькими колесиками, перекатывавшимися по внутренней стороне обода. Хейвуд полагал, что в такой конструкции всегда будет сохраняться преобладание в весе опускающейся части колеса — той, по которой перекатывалось маленькое колесико. Точки, где стержни поддерживались коленчатым валом, постоянно менялись. При этом образовывались рычаги, чьи более длинные плечи всегда оказывались в опускающейся части колеса. Изобретение Хейвуда представляло собой, таким образом, устройство, в котором одно движение могло будто бы поддерживать другое. Все устройства, о которых я говорил в данной главе, — это лишь отдельные примеры многочисленных попыток создать самый, вероятно, популярный тип вечного механизма. 
Рис. 15. Об этой сложной схеме самовращающегося колеса 25 июля 1749 года сообщал журнал "Газетер"; опубликована она была в сентябре того же года. Представляя читателям подробную инструкцию по изготовлению колеса, изобретатель советовал: "Длину рычагов можно увеличить при необходимости; чем больше будет спиц, тем длиннее будет рычаг; для выполнения очень тяжёлой работы каждой спице придайте 6 грузов вместо 3, например 2 больших и 4 малых, соответственно увеличьте размеры самого колеса. Вот еще несколько более поздних изобретений. Ловким обманом была интересная конструкция неуравновешенного колеса, построенная неким Э. П. Уиллисом из Коннектикута. Ангрист склонен считать это устройство наиболее изящным среди аналогичных перпетуум-мобиле. Состояло оно из большого зубчатого колеса, расположенного под углом к горизонтальной плоскости и снабженного сложной системой грузов и стержней, которые предназначались для вращения меньшего, махового колеса. Вся установка была смонтирована на раме и помещена в запаянный стеклянный футляр. 
Рис. 16. В последние десятилетия 19 века вечные двигатели, аналогичные изображённому на рисунке, создавались повсюду. В этом двигателе использовано колесо, подобное водяному. Оно должно приводиться в движение с помощью тяжёлых шаров, необходимый запас которых имеется в устройстве. Энергия, вырабатываемая таким мотором, передаётся ремнём на блок, расположенный вверху справа. Уиллис получил разрешение на демонстрацию своего изобретения на выставке в Нью-Хавене, где оно вызвало большой интерес посетителей. Затем в 1856 году он перевез механизм в Нью-Йорк. Там устройство было обследовано патентным экспертом, тем самым, который в 1871 году язвительно заявил, что каждый год изобретатели представляют ему на рассмотрение тот или иной вариант флуддовской водяной мельницы замкнутого цикла. Устроители выставок, заметил эксперт, были достаточно осторожны, чтобы не объявлять Уиллиса изобретателем вечного двигателя, однако они не потрудились дать какое-либо объяснение работе устройства. 
Рис. 17. В этом устройстве правая сторона замкнутой цепи движется вниз под действием падающих шаров. После выполнения операции шары попадают во вращающийся винтообразный подъемник. Вращение подъемника поддерживает зубчатая передача. С его помощью шары вновь попадают в углубления — чашки. В верхней части устройства имеется регулятор, который не допускает слишком высокого темпа работы механизма. 
Рис. 18. Уникальная система, в которой использованы две спиральные решетки различных размеров, несущие шары. Основаниями решетки опираются на оси /, верхние концы которых связаны с кривошипами Я. Коническое зубчатое колесо соединяет кривошипы таким образом, чтобы движение решетки А, вызванное падением в нее тяжелых шаров Ь, передавалось решетке В, поднимающей шары вверх. Шары перекатываются из одной решетки в другую по горизонтальным желобам. Большие шары в верхней части каждой решетки играют роль маховиков. Несмотря на то, что стеклянный футляр не давал возможности рассмотреть устройство вблизи, эксперт заметил необычную и, по всей видимости, ненужную стойку, расположенную почти вплотную к краю полого маховика. Тайна устройства была раскрыта. Заключалась она в том, что постоянный поток сжатого воздуха, незаметно поступающий в футляр извне, заставлял вращаться маховик, который, в свою очередь, приводил в движение большое зубчатое колесо. Разновидностью колес с неуравновешенными грузами были колеса, приводимые в движение маятником. Некоторые из них представляли собой электромагнитные устройства, но все они действовали за счет колебаний маятника, который с помощью храпового регулятора поворачивал колесо на определенный угол. Колесо же при этом сообщало маятнику количество энергии, достаточное для поддержания его колебаний. Когда У. Литон, один из читателей журнала «Инглиш микэник», обратился к его редактору с подробным описанием изобретенного им механизма, он постарался избежать какого бы то ни было упоминания о вечном движении. Письмо Литона, опубликованное 8 августа 1866 года, содержало рисунок изобретения. 
Рис. 19. Колеблющийся "вечный" механизм Литтона, 1866 год. 
Рис. 20. Целью этого устройства является получение вечного колебательного движения. Центральный мостик D, установленный на опоре, несет шар X, который может по нему перекатываться. Мостик связан посредством раздвигающейся трубки G с осями двух колес М. Эти колеса, в свою очередь, соединены с парой шаров N, которые движутся по изогнутым направляющим I. Когда шар X оказывается в положении, показанном на рисунке пунктирными линиями, шары вкатятся вверх по направляющим I, и мост их опускается вправо. Затем шары N откатываются назад, шар X занимает прежнее положение, и мостик наклоняется влево. После этого весь цикл повторяется. Изобретатель писал: «Сэр! Позвольте мне предложить вниманию ваших читателей проект устройства, сохраняющего в процессе работы собственную энергию. Я полагаю, что он непременно привлечет к себе внимание тех, кто питает интерес к этой области механики. Механизм, построенный по этому проекту, будет постоянно находиться в движении и совершать определенную полезную работу. Благодаря колебаниям коромысла с грузами АА, рычажки ВВ последовательно опускаются и поворачивают храповые колеса СС. Потери энергии во время цикла движения восполняются дополнительным импульсом, производимым регулятором храпового типа D. Изобретатель этого устройства с благодарностью примет во внимание все замеченные подписчиками ошибки в конструкции или расчетах, если таковые обнаружатся». 
Рис. 21. Чарлз Бетчелер из американского штата Айова получил патент на этот механизм в 1870 году. На двойной раме расположены два вала. Оба они приводятся в движение с помощью сцепленных зубчатых передач G, но вращаются при этом в противоположных направлениях. На каждом валу находится центральная зубчатая передача и пересекающая его рукоятка В, на каждом конце которой расположено по сцепленному зубчатому колесу. К осям зубчатых колес прикреплены грузы грушевидной формы (они помечены буквами Е). Пересекающая рукоятка первого вала наклонена вправо относительно такой же рукоятки второго вала. Действие маятниковых грузов создает постоянный момент вращения, и результирующая сила может передаваться на любую сторону механизма с помощью зубчатых колес или блочного колеса D. Предприимчивый мистер Литон, по существу, сконструировал качающийся маятник с той только разницей, что, в отличие от всем известного часового маятника, его устройство использовалось не для регулирования расхода энергии, а для ее выработки. Поскольку у качающегося коромысла, несущего грузы АА, было две точки опоры, требовался дополнительный груз для того, чтобы опустить находящееся вверху плечо коромысла. Затем (и с той же целью) этот дополнительный груз следовало передвинуть к другому концу коромысла. Однако храповой регулятор Д вряд ли мог служить этим целям, так как на практике он создавал лишь некоторое дополнительное трение и только уменьшал вероятность движения устройства. Что же касается так называемого «импульса» в каждом такте работы, то откуда ему было взяться! К чести изобретателя, он высказал готовность учесть все поправки читателей, а это было большой редкостью среди его коллег. Некий австралиец, обратившийся 16 ноября 1900 года в «Инглиш микэник», заявил, что им раскрыт секрет вечного движения и что у него дома находится модель гравитационного колеса. «От центра этого колеса расходятся стержни, к которым прикреплены концентричные кольца. Предполагается, что эти стержни или грузы будут выполнять роль балансира или приводного устройства. Они расположены столь удачно, что во время движения колеса две трети общего веса грузов будет приходиться на его нижнюю часть, чем и обеспечивается непрерывное, вечное движение». После того как потерпела фиаско Компания южных морей, образованная в 1711 году и вошедшая в летопись грандиозных финансовых афер под названием «Мыльный пузырь южных морей», министр юстиции Англии провел в палате лордов закон, призванный очистить страну от нелегальных компаний, занимающихся размещением ценных бумаг. В основном эти компании занимались тем, что облегчали карманы и кошельки богатых глупцов. Одно из таких предприятий имело пышное название «За колесо для вечного двигателя. Капитал в один миллион». По всей вероятности, министр юстиции имел более ясное представление о вечном движении, получаемом с помощью колеса, чем члены этой акционерной компании. 1 1 фут = 30.48 сантиметра. - Прим ред. 2 1 галлон = 4.546 литра. - Прим ред. 3 Карл I проиграл битву при Несби 14 июля 1645 года. 30 января 1649 года он был обезглавлен. 4 Один такой панегирик был написан по-латыни и назывался «Торжествующий перпетуум-мобиле Орфиреуса», другой (под тем же названием) был написан по-немецки. |
загрузка...