Схема вечного двигателя колесо
Леонардо да Винчи и принцип невозможности вечного двигателя.
Представление о невозможности вечного двигателя является одним из самых важных положений физики, которые школа надежно вкладывает в учащихся. И у многих создается внутренняя убежденность, что тот, кто пытается построить вечный двигатель, или неграмотный, или сумасшедший. При таком подходе мы незаслуженно принижаем роль в развитии науки и техники многих поколений средневековых ученых.
Между тем мотивы попыток построения вечного двигателя вполне понятны. Во-первых, создание эффективных и недорогих машин и источников энергии есть одна из важнейших задач общества. (Интересно отметить, что идей и попыток разработки вечного двигателя не было в Античном мире, несмотря на существование развитых научных школ. Причина проста: широкое использование дешевой рабочей силы рабов.) Первые изобретения в этой области отмечаются в различных странах в XII XIII веках в связи с потребностями ремесленного производства. Во-вторых, имеется очень сильный психологический фактор тот, кому удастся решить эту проблему, облагодетельствует человечество, и его имя останется в веках. И наконец, в-третьих, каждый может наблюдать вечные, безостановочные движения в природе: движение Луны, планет, течение рек. Если такое движение имеет место в природе, неужели же человек с техническим опытом и научными знаниями не сможет создать искусственный, рукотворный вечный двигатель? Если твоя модель не работает, попытайся внести усовершенствования. Такие мысли, возможно, подвигали многих людей, связанных с наукой и техникой, к активным поискам конструкции вечного двигателя.
Предшественники
Считается, что первая схема вечного двигателя была предложена индийцем Бхаскара около 1150 года. Как показано на рисунке 1,а, устройство должно было представлять колесо с набором трубок с тяжелой жидкостью (ртутью), закрепленных под некоторым углом к радиусу. По мнению изобретателя, перетекание жидкости в трубках должно было создать несимметрию в распределении грузов, которая и обеспечивала бы вечное вращение. Известный французский архитектор и инженер примерно через его лег предложил аналогичную схему вечного двигателя, показанную на рисунке 1,6. Предполагалось, что нечетное число грузов на колесе обеспечит несимметрию и будет причиной вечного движения. По-видимому, попытки сделать двигатель именно в виде «вечного колеса» опирались на наиболее распространенный в средневековой Европе двигатель водяное колесо. Одна из модификаций схемы (рис. 1, в) была предложена в 1438 году из Сиены (город недалеко от Флоренции родины Леонардо да Винчи).
| ||||
Работа Леонардо над проблемой вечного двигателя
Было бы удивительно, если бы (1452 1519) оказался в стороне от такой важнейшей проблемы, как создание вечного двигателя. И он, неизменно добивавшийся успешного понимания практически любых явлений, за которые брался, действительно неоднократно обращался к ней. Сохранившиеся трактаты и записные книжки Леонардо позволяют увидеть последовательное нарастание уровня его проникновения в эту сложнейшую проблему.
Первый уровень изучение известных или слегка измененных схем вечного двигателя типа колеса с грузами. Леонардо неоднократно бывал в крупнейших университетских центрах Италии Болонье, Парме, Пизе, Риме, работал в библиотеках, активно общался с коллегами. Не исключено, что он изготавливал и исследовал модели различных известных двигателей. Однако ни один из них не работал. «Препятствия не могут согнуть меня. Любое препятствие вызывает усилие», и Леонардо пошел дальше.
Второй уровень существенные изменения в схеме колеса. Внутренняя убежденность в возможности разработки конструкции для получения вечного движения заставила Леонардо да Винчи попытаться добиться положительного результата посредством разумных существенных модификаций известных схем «вечного колеса». «Следы» таких попыток можно найти в его записях, из которых легко понять общую идею добиться несимметрии вращающего момента с помощью введения дополнительного физического эффекта. Так, в схеме, изображенной на рисунке 2, нижняя часть колеса погружалась в воду, и выталкивающие силы, действующие на полые коробки, должны были бы создать дополнительные усилия, обеспечивающие вращение колеса.
| ||||
Третий уровень разработка принципиально новых схем для получения вечного движения. На рисунке 3 показана страница из записной книжки Леонардо, датируемой 1487 годом, здесь предложены модификации вечного двигателя с винтом Архимеда. Предполагалось, что вода будет подниматься первым винтом малого диаметра на некоторую высоту, сливаться в чашу, а затем возвращаться по второму винту (или вращая колесо, как показано па нижней схеме слева) на исходный уровень. Существенной особенностью этих модификаций двигателя является больший радиус возвращающего воду винта (что действительно должно было создать больший вращающий момент, чем на первом колесе, но отнюдь не большую работу за цикл). Комментарий к чертежу «вода по винту возвращается на первый винт и повторяет этот процесс неограниченно долго» свидетельствует, что в то время Леонардо не сомневался в возможности осуществления вечного двигателя.
| ||||
Четвертый уровень анализ распределения нагрузок в схеме «вечного колеса». Многочисленные неудачи в попытках получения вечного движения, несмотря на различные способы усовершенствования схемы, заставили Леонардо да Винчи остановиться и попытаться найти причину неудач. Трудность решения такой задачи современному читателю станет более ясной, если напомнить, что на рубеже XIV XV веков еще даже не было таких физических понятий, как работа и энергия. И все же Леонардо смог показать, почему не может работать наиболее популярный вечный двигатель в виде колеса с несимметричным распределением грузов. В его записных книжках сохранились рисунки, свидетельствующие, что для анализа поведения колеса при повороте Леонардо внимательно изучил, как изменяется причина вращения несимметрия распределения грузов относительно оси (т.е. вращающий момент) в более простых для анализа системах из небольшого числа грузов для разных вариантов колеса. В таких упрощенных схемах ученый смог заметить, что «определяющим является не избыток числа грузов с одной стороны относительно оси, а их расстояние до оси, т.е. положение центра масс.
На рисунке 4 представлен знаменитый чертеж колеса с вычислениями положения центра масс. Здесь показано, что горизонтальная координата центра масс системы грузов совпадает с положением оси (справа от оси центр масс 4 грузов находится на расстоянии 7 интервалов, слева центр масс 7 грузов на расстоянии 4 интервалов от оси). Следовательно, вместо ожидавшегося perpetuum mobile схема представляет собой perpetuum stabile.
| ||||
Пятый уровень заключение о невозможности вечного двигателя. Итак, Леонардо да Винчи в течение нескольких лет пытался создать непрерывно работающий двигатель, проводя существенные улучшения известных конструкций и изобретая принципиально новые схемы. Затем он детально разобрался во внутренних причинах, запрещающих работу наиболее типичного двигателя в форме колеса с откидывающимися грузами (возможно также и с некоторыми другими схемами с использованием воды). И вот теперь он, не считая более необходимым детально разбираться в причинах, мешающих работе других двигателей, формулирует в жесткой форме заключение о невозможности реализации непрерывного движения в схеме любого типа, т.е. впервые формулирует принцип невозможности создания вечного двигателя:
«Я пришел к выводу о невозможности нахождения непрерывного движения, а также вечного колеса. 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 мною времени и денег на поиски вечного двигателя. Но со всеми ними случалось то же, что с искателями золота : всегда находилась какая-либо мелочь, которая мешала успеху. Моя небольшая работа принесет им пользу: им не придется больше спасаться бегством от королей и правителей, не выполнив обещания».
Далее следует довольно пространное упоминание о, по-видимому, хорошо известном в то время скандале, связанном с попыткой построить в Венеции установку, работающую на неподвижной воде. В комментарии по тому же поводу, написанном позднее сбоку мелким почерком, вода названа дословно «спокойной, на уровне моря». В основном тексте и в других местах Леонардо употребляет образный термин «мертвая вода» («aqua morta»).
Запись о неработающем двигателе на «мертвой воде» неупомянутой схемы (поскольку теперь уже для Леонардо это не имеет значения) есть свидетельство его убежденности в общности сделанного вывода.
«Какая либо мелочь (!)» этими словами Леонардо да Винчи декларирует, что в любой известной схеме вечного двигателя и в любой схеме, которая может быть предложена в будущем, существуют некоторые внутренне присущие эффекты, накладывающие вето на вечный двигатель. На современном языке физики слова «какая-либо мелочь» могут означать разные виды неучтенных потерь или превращений энергии таких, как тепловая энергия (нагревание, плавление, испарение), возбуждение механических и электромагнитных волн и т. п. вплоть до излучения нейтрино в ядерных процессах.
Схема вечного двигателя колесо
наилучший пример механического вечного двигателя
Источник информации: Ричард Форд «Загадка вечного двигателя» 1987 г., США
Эксперименты и природные явления дают нам основание полагать, что гравитационные или силы Архимеда могут быть использованы для совершения полезной работы. Для этого необходимо рассматривать неравновесное состояние динамической и механической системы. Природа гравитации, центробежные и центростремительные силы, Архимедовы силы, а также процессы ударного взаимодействия и передачи упругого импульса – все это чрезвычайно важно для того, чтобы обсуждать принципы работы колеса Орфериуса, построенного в Германии в 1700 годах. В основном информация об этом изобретении доступна из пяти источников:
1. Perpetuum Mobile (второй выпуск 1870), автор Генри Дирк (Henry Dircks)
2. Strangest of All, 1962, автор Френк Эдвардс (Frank Edwards)
3. Oddities, A Book of Unexplained Facts (1965), автор Раперт Гоулд (Rupert Gould)
4. Физика для начинающих (1975), автор Ян Перельман
5. Nature Engine (1971)Автор Дипанкар Дата (Dipankar R.Dutta)
Изобретатель Иоганн Бесслер (Bessler) родился в Германии в 1660 году (хотя некоторые говорили, что он родился во Франции, но сам изобретатель отмечал, что он из Саксонии). Мы немного знаем о его раннем детстве, кроме того, что оно было трудным, связанным с переездами по разным городам. Он изучал теологию, медицину и живопись. Когда он был юношей, то получил хорошие навыки в изготовлении часов и признание как гения механики. Однако ему было трудно найти работу, поэтому он много путешествовал. Первая известная выставка «Самодвижущееся колесо» была организована в городе Гера в 1712 году. Тонкое колесо 3 фута диаметром и 4 дюйма толщиной вращалось на
горизонтальной оси с постоянной скоростью около 60 об/мин и могло поднимать вес в несколько фунтов. Однако эта демонстрация устройства не принесла молодому Бесслеру ни прибыли, ни репутации. Однако Бесслер получил неприятности и нажил себе врагов, потому что внутренняя конструкция его колеса была скрыта, и люди не могли поверить в то, что они видят, обвиняя его в мошенничестве. Некоторые предполагали, что колесо вращается срытой веревкой. Другие говорили, что животное бегает внутри, как в беличьем колесе, либо применяется какая-то скрытая пружина.
В 1713 году изобретатель показывал в городе Драшвиц около Лейпцига новое колесо 5 футов в диаметре и 6 дюймов толщиной. Эта модель ускорялась до скорости 50 об/мин и могла поднимать вес 40 фунтов. Затем Бесслер снова путешествовал и в 1715 году добрался до города Мерсебург, Германия. В этом году он сконструировал третью, самую большую машину. Новое колесо имело 6 футов в диаметре, 12 дюймов толщиной и вращалось со скоростью 42 об/мин. Внутренний механизм также был скрыт от постороннего взгляда. Новости об этих самодвижущихся колесах быстро распространялись по Германии, при чем изобретатель постоянно подвергался нападкам в прессе, критике со стороны своих врагов.
Для того чтобы заставить замолчать своих оппонентов, Бесслер пригласил комитет из 11 уважаемых граждан и профессоров для того, чтобы проверить свое изобретение 31 октября 1715 года. Четвертого декабря был подписан сертификат, подтверждающий, что это устройство является истинным вечным двигателем, имеющим способность вращаться в любом направлении, требующим небольших усилий для старта, при этом требуются большие усилия для того, чтобы остановить его движение, а также обладающим достаточной мощностью для того, чтобы поднимать 70 фунтов на высоту более 8 метров.
По необъяснимым причинам в конце 1715 года Бесслер взял себе новое имя – Орфериус. Он сказал, что это имя появляется при выстраивании букв алфавита по кругу. Буквы O-R-F-F-Y-R-E были получены как диаметрально противоположные буквам B-E-S-S-L-E-R. Наверное, это было символическим изображением того, как его колесо работает, либо это имело некоторое теологическое значение.
Изменение имени, очевидно, принесло ему изменение в жизни. В 1716 году Стецнбрук опубликовал памфлет, в котором предлагал Орфериусу 1000 талеров за демонстрацию устройства, которое реально сможет проработать месяц, либо поднять 70 фунтов веса. Математик Вагнер из Лейпцига опубликовал статью, в которой он заявлял, что такое колесо бросает вызов законам природы. В 1716 году Беслер был в Хессе-Касл, полунезависимой провинции Германии. Здесь события пошли лучше, и Орфериус получил некоторую помощь. К этому времени новости о самодвижущихся колесах не только достигли членов немецкой аристократии, но также через Европу распространились и в России. Фактически многие точные исторические записи про изобретения Орфериуса были сделаны русскими историками.
Информация про изобретение Орфериуса привлекла внимание Карла, принца Хессе-Касла. К тому времени Орфериус находился без работы, был арестован и сидел в тюрьме. После встречи принца Карла и изобретателя, они обсудили возможности совместной работы над устройством Орфериуса. Изобретатель получил статус гостя принца, был обеспечен едой, инструментом, одеждой, получил работу как городской советник, это довольно важный пост для того времени. Итак, Орфериус начал строить свое последнее, самое большое колесо. Вдобавок к той помощи, которой принц Карл обеспечил изобретателя, он информировал многих ученых в Европе об этом проекте. Петр I, царь России, также получил известие об изобретении Орфериуса и выразил свой интерес в покупке секрета данного изобретения.
Документированные проверки изобретения:
В начале 1716 года устройство было построено в небольшом помещении на территории замка. Это помещение имело оборонное значение, поэтому имело только одну входную дверь, и его толстые стены были около 4 футов толщиной. Эти обстоятельства облегчали охрану и строгие условия тестирования устройства.
В ноябре 1717 года Карл и приглашенные официальные лица начали тестирование колеса. Это был огромный барабан 12 футов диаметром и 12 дюймов толщиной. Колесо было изготовлено из легкого дерево и весило примерно 200 фунтов. Торец барабана был закрыт тканью, чтобы скрыть механизм. Колесо было установлено на два деревянных столба в центре комнаты, достаточно далеко от всех стен. Однодюймовая горизонтальная железная ось опиралась в столбы, поддерживая колесо. На конце каждой оси был установлен маятник, цель которого, как пояснил изобретатель, делать движения колеса более плавным и ограничивать скорость его вращения. Среди проверяющих лиц, которые помогали принцу Карлу были барон Фишер, придворный архитектор австрийского императора, профессор Гравесант из университета города Лейден, близкий друг Исаака Ньютона. Осмотрев колесо, они не обнаружили никакого свидетельства жульничества. Затем они попросили Орфериуса запустить устройство, и изобретатель с небольшим усилием крутанул колесо. Оно начало вращаться. Через 2-3 оборота колесо достигло своей максимальной скорости 26 об/ мин. При каждом обороте слышалось падение восьми грузов внутри колеса. Профессор прислонил свое ухо к поддерживающему столбу, но не мог услышать никаких звуков кроме этих. Например, он не слышал звуков пружинного привода. Машина проверялась в работе два дня. При этом колесо перемещалось в различные места комнаты. 12 ноября колесо было приведено в движение, после чего это помещение было закрыто на замок и официально опечатано восковой печатью. Около входа было приставлено два охранника. 26 ноября проверяющие вошли в комнату и обнаружили, что колесо по прежнему вращается с постоянной скоростью 26 об/мин. Оно было остановлено, проверено и опять запущено. 4 января 1718 года проверяющие внезапно потребовали обеспечить им доступ в комнату. Печати были вскрыты, они вошли и увидели колесо в рабочем состоянии, вращающимся со скоростью 26 об/мин.
После этого барон Фишер и профессор Гравесант спросили принца Карла о цене за секрет этого изобретения. Принц от лица изобретателя ответил, что требуется 20 тысяч фунтов. Профессор Гравесант спросил Орфериуса насколько сложен внутренний механизм. Орфериус ответил, что механизм настолько прост, что любой плотник легко сможет сделать его, если ознакомится с конструкцией в течение 5 минут. Профессор сказал, что он напишет письмо Ньютону, чтобы вызвать его интерес к этому открытию. В этом письме он написал: «-«Изобретатель использует механику, но он не опытный математик, и его машина – это что-то элементарное и выдающееся. Дальше я привожу описание внешних частей конструкции, поскольку ее внутреннее устройство изобретатель не разрешил посмотреть. Это полое колесо, своего рода барабан около 14 дюймов толщиной и 12 футов в диаметре… Через центр барабана проходит ось около 6 дюймов в диаметре, которое заканчивается на торцах железными осями диаметром примерно 3/4 дюйма. Я проверил эти оси и уверенно заявляю, что ничего кроме самого колеса не приводит их в движение. Когда я повернул колесо с небольшим усилием, он сразу начало движение. Чтобы остановить его, приходилось применять значительно большее усилие. Колесо набирало свою максимальную скорость 26-28 об/мин примерно через 2-3 оборота после начала вращения».
Это письмо цитируется по книге Диркса (Dircks) “Perpetum Mobile”.
Кроме этого письма Ньютону есть письмо барона Фишера его другу доктору Дезагульеро: «Имею честь сообщить вам некоторые новости о вечном двигателе в Касселе, которое мне рекомендовали увидеть, когда я был в Лондоне. Хотя я скептически отношусь к вещам, которые я не могу понять, но я не вижу никаких причин, почему бы эта машина не оправдывала бы свое имя вечного двигателя. У меня хорошая причина поверить в это, поскольку я участвовал в экспериментах… Это колесо около 12 футов диаметром, закрытое тканью с торцов. При каждом обороте колеса можно было слышать, как 8 грузов внутри колеса падают и стукаются о корпус барабана на той стороне, в направлении которой колесо вращается. Колесо вращается с постоянной скоростью 26 об/мин. Когда к оси подсоединили Архимедов винт для подъема воды, то под нагрузкой колесо делало 20 об/мин. Для того, чтобы остановить колесо, необходимо удерживать его за край обеими руками. Если попытаться остановить его немедленно, оно может приподнять человека над землей.
Процесс запуска колеса является настоящим доказательством того, что это действительно вечный двигатель. Я запускал его легким толчком, и к моему великому удивлению я наблюдал как скорость вращения колеса увеличивается все больше и больше, и через некоторое время достигает максимума. Это увеличение скорости очень убедительно… Даже если бы я наблюдал вращающееся колесо целый год, я бы не поверил, что это вечный двигатель, потому что могло быть предположение о том, что его скорость постепенно уменьшается. Я также вращал колесо в другую сторону. Кроме того, я тщательно проверял оси колеса, чтобы найти какой-то скрытый привод.
Я сказал принцу о том, что мы непременно сформируем в Лондоне компанию для того, чтобы купить этот секрет. Принц готов продать это изобретение за 20 тысяч фунтов в пользу изобретателя. Если мы договоримся, то конструкция будет раскрыта и проверена. Если движение будет доказано как вечное движение, то 20 тысяч фунтов будут переданы изобретателю, а если нет, то деньги будут возвращены. Сделка должна быть оформлена соответствующими документами. Учитывая, что вы являетесь одной из наиболее просвещенных наций в Европе, вы обязаны знать секреты вечного движения».
Мы не знаем, отвечал ли Ньютон на письмо профессора Грависанта, поскольку его ответ не был опубликован. Через день после окончания тестирования Орфериус разобрал колесо на отдельные части. В общем, он был разочарован молчаливой реакцией проверяющих и ждал ответа от принца.
27 мая 1718 года принц Карл дал Орфериусу сертификат в том, что «вечный двигатель Орфериуса делает 26 об/мин, может поднимать 16 кг груза на высоту 1,5 метра и может производить полезную работу». Слава Орфериуса быстро распространялась и достигла дворца русского царя Петра I. Русский царь был очень заинтересован в механических изобретениях, особенно из Западной Европы. Он и до этого требовал, чтобы его дипломат Остерман добывал всю информацию, которую он сможет найти по самодвижущемуся колесу. С 1715 по 1722 год большое количество переписки по этой теме было собрано библиотекарем Петра I мистером Шумахером. В этой переписке с Петром I Орфериус установил цену за его секрет в 100 тысяч рублей. В январе 1725 года Петр I решил посетить Германию, чтобы на этот раз лично увидеть вечный двигатель, однако, заболел и умер в конце января.
Существует еще несколько документов о последующих событиях, например, в письме от 18 мая 1727 года, написанное профессору Грависанту, указано, что Орфериус собирается построить новую конструкцию, однако дальнейших записей по публичной демонстрации новой конструкции не было. Орфериус умер в ноябре 1745 года.
Принц Карл был единственным человеком кроме Орфериуа, который видел изнутри эту загадочную конструкцию. В своих записях принц Карл отметил, что механизм настолько прост, что даже помощник плотника может это сделать. Отсюда мы можем сделать вывод, что эта конструкция была в основном сделана из дерева. По объяснению самого Орфериуса принцип работы состоял в том, что грузики на одной стороне колеса были дальше от оси, чем грузики на другой стороне колеса. Постоянный дисбаланс приводил к вращению колеса. Секрет состоял в том, что на одной стороне колеса грузики упирались в небольшие выступы, которые мешали грузам возвращаться в исходное положение после того, как они проходили через верхнюю точку. Единственно описание этого изобретения опубликовано в октябре 1719 года в “Das Triumphirende Perpetuum Mobile Orffyreanum. ” (Триумфальный вечный двигатель Орфериуса): «Внутреннее устройства машины соответствует законам природного механического вечного движения, поэтому оно организовано таким образом, что определенное смещение грузов, приведенных один раз в движение, создает и увеличивает силу за счет их собственного колебания, это движение должно продолжаться так долго, как сохраняется данная суперпозиция грузов. В отличие от всех других механизмов, таких как часы или пружины, или другие устройства, в которых требуется сначала их завести или поднять груз на определенную высоту, и они будут работать в зависимости от своего первоначального привода, в нашей конструкции представлено само по себе вечное движение. Устройство работает постоянно, поскольку оно никогда не может найти точку равновесия».
По-поводу возможного жульничества предполагалось следующее:
1. Возможно, где-то в полой оси был скрыт приводной ремень. Это предположение не обосновано, потому что опора колеса при тестировании могла передвигаться по комнате.
2. Предполагалось, что внутри колеса был скрыт человек, однако, в маленьких конструкциях внутри недостаточно было места для человека.
3. Было также предположение, что Орфериус использовал скрытую пружину, потому что он был хорошим часовым мастером. На это можно возразить то, что принц Карл не нашел свидетельств такого механизма. Кроме того, несколько часовых мастеров заявляли о том, что они могли воспроизвести устройство Орфериуса, но никто не смог публично подтвердить своей заявки. К тому же никакой пружинный привод не в состоянии разогнать колесо до максимальной скорости так быстро и затем поддерживать эту скорость несколько недель.
Итак, мы имеем объяснение Орфериуса о том, что его устройства работают за счет колеблющихся грузов. Это надо понимать как особый режим работы, сочетающий гравитационные, центробежные и центростремительные силы. Таким образом, это устройством является свидетельством того, что механика Ньютона предлагает неполное описание сил природы, особенно гравитации и взаимосвязи между действием и противодействием.
Для экспериментаторов, которые хотят своими руками поработать с вечным двигателем мы предлагаем следующие руководства и наши предположения.
Во-первых, обсудим известные характеристики колеса Орфериуса:
1. Колесо было главным образом сделано из дерева. Мы допускаем использование металлических частей для осей механизма.
2. Механизм был настолько прост, что его мог изготовить помощник плотника. Технология восемнадцатого века!
3. Колеса были сконструированы таким образом, что могли вращаться либо в одном направлении, либо в обоих направлениях.
4. Колеса работали за счет колеблющихся грузов, которые постоянно обеспечивали неравновесное состояние.
5. Движение колеса было плавным, и его максимальная скорость ограничивалась двумя противоположными маятниками.
6. Существовало соотношение между размером колеса и его естественной скоростью вращения.
7. Механизм требовал определенного минимального толчка для того, чтобы вызвать колебание грузов и начать работать.
8. Для достижения своей максимальной скорости колесу требовалось 2 или 3 оборота.
9. Когда колесо вращалось, то было слышно, как 8 грузов мягко ударяются о корпус, падая на опускающейся стороне колеса.
10. Механизм был так сконструирован, что если скорость становилась слишком большой, то возникал беспорядок, и мощность уменьшалась. Поэтому требовался регулятор скорости.
11. Использовались небольшие выступы для того, чтобы останавливать колеблющиеся грузы на поднимающейся стороне колеса, предотвращая их естественный поворот. Эти выступы играли свою роль после того, как колеблющийся груз проходил свою верхнюю точку.
12. Когда колесо работает, то никаких посторонних звуков не замечается.
Возможная конструкция колеса
На Рис. 1 приводится предположительная схема колеса Орфериуса.
Маятники, которые контролируют скорость вращения, здесь не показаны. Очевидно, что в квадрантах I и II каждый из 8 грузов опирается на край колеса. Если скорость вращения становится слишком большой, то центробежная сила в квадранте IV будет мешать грузам занимать правильную позицию, поэтому нужен регулятор скорости. Отметим, что оси каждого из 8-и грузов могли бы быть гибкими. Исторически мы имеем такие примеры из развития часовых маятников. Возможно, что Беслер применял эластичность (упругость) для того, чтобы создавать механическое движение в своей конструкции. Итак, возможно, что оси 8-и грузов внутри колеса были выполнены из тонкой упругой деревянной доски. Эта особенность объясняет работу устройства при прохождении квадранта IV, что существенно для постоянного неравновесия в системе.
Пожалуйста, заметьте, что Ричард Форд не делает заявления о конструкции, а только высказывает свои предположения.
Книги, в которых для нас сохранилась история колеса Орфериуса, заставляют задуматься о судьбе этого открытия. Как такое простое изобретение, открывающее новые фундаментальные принципы, было так долго спрятано от научных исследований?
Еще раз обращаясь к историческим источникам, можно отметить, что изобретение Орфериуса является аналогом более ранней работы английского изобретателя маркиза Вольчестера (Эдвард Соммерсмет), который опубликовал в 1663 году книгу «»Век изобретений»», описывающую самодвижущиеся колеса. Фактически, обе конструкции похожи по своим концепциям и внешним характеристикам.
Мы надеемся, что пришло время для пересмотра классической механики. Все ли законы механики универсально справедливы для всех форм движения? Надо построить действительно полное основание классической механики. В этом направлении не будет реального прогресса, если проблема механического вечного двигателя не будет изучена с точки зрения сил гравитации, центробежного и центростремительного движения и третьего закона Ньютона.
Сегодня в гонке технологий мы наблюдаем постоянное увеличение сложности устройств. Истощение земных ресурсов и рост загрязнений требуют изменить наш образ мышления. Предполагая, что колесо Орфериуса является простым, фундаментальным и гениальным открытием, мы получаем вывод о том, что передовая наука требует пересмотра.
В тексте предложена предположительная конструкция колеса. Однако при внимательном изучении текста статьи становится очевидным, что прилагаемый чертеж не соответствует оригинальной конструкции Орфериуса вследствие того, что в тексте статьи недвусмысленно указано свидетельство очевидца :
«При каждом обороте колеса можно было слышать, как 8 грузов внутри колеса падают и стукаются о корпус барабана на той стороне, в направлении которой колесо вращается.»
Исходя из этого, приведенный чертеж не может соответсвовать оригиналу , поскольку в нем смещение груза происходит в поднимающейся части устройства, а не в опускающейся, как указано очевидцем.
Кроме этого, в свидетельстве очевидца находится явное указание на количество грузов, используемых при строительстве колеса — 8 штук, что дает дополнительную помощь для реальных попыток воспроизвести устройство.
Стоит обратить внимание на высказывания о том, что «ученик плотника» 18 века может построить колесо, что говорит о конструкции, созданной полностью из деревянных деталей. Поэтому не стоит применять «гибкие доски», либо создавать усложненные конструкции. Все гениальное- просто.
Всем экспериментаторам желаем удачи. Дополнение :
«Несбалансированное колесо» – широко известная схема. Грузы с одной стороны колеса, вращающегося в вертикальной плоскости, самостоятельно перемещаются к оси, а с другой стороны — к периферии колеса, за счет специальных механических приспособлений. Можно сказать, что создается постоянный эффект смещенного центра тяжести. Один из изобретателей, которому удалось построить подобное колесо -Хьюго Е. Фрага, Гавана, Куба (The Perpetual Motion Mystery, R.A. Ford, Lindsay Publications Inc., Bradley, IL 60915, USA, 1987), Рис.5.
Наиболее ранние сведения о системах подобного типа датированы 1150 годом, изобретатель Бхаскар, Индия, использовал тангенциально расположенные трубки, в которых наполовину налита вода. Во Франции в 1235-1240 годы Виллиям д’Оннекур демонстрировал самовращающееся колесо с семью грузами. В Италии в 1438 году Мариано ди Жакопо построил систему из восьми радиально расположенных в плоскости вращения стержней, которые могли сгибаться посередине, подобно локтевому суставу. В данной системе сгибание возможно только в одном направлении, благодаря чему левая половина системы отличается от правой и обеспечивается вращение. Один из наиболее старинных, известных и убедительно документированных случаев демонстрации вечного вращения колеса со смещенным центром тяжести относится к 1620-м годам. Эдуард Соммерсет (маркиз Вустерширский) построил колесо около 4 метров диаметром, которое имело 14 грузов по 25 килограмм каждый. Испытания машины с блеском прошли в Лондоне в присутствии короля Карла, герцога Гамильтон и герцога Ричмондского, о чем имеется запись в архивах.
В другой схеме, известной еще по рисункам Леонардо да Винчи, падающие вертикально вниз грузики или вода вращают колесо, производя полезную работу. Подъем грузов или воды вверх происходит по спирали. Разумеется, работа потенциального поля, как утверждает классическая механика, не зависит от траектории. Однако, при вращении создается центробежная сила, уменьшающая вес тела, поднимаемого в исходное состояние по спирали. Леонардо также нарисовал эскиз системы, в которой подъем воды производится “винтом
Архимеда” малого диаметра, то есть с большим центробежным ускорением, а вниз вода спускается через винт большего диаметра, вращая его своим весом. Описания этих и других систем опубликованы в книге «Вечный двигатель — прежде и теперь» Бродянский В.М., Москва, Энергоатомиздат, 1989 г.