В далёком прошлом изобретать “вечные” двигатели было приятно и не особенно трудно. Закон сохранения энергии ещё не был открыт и доказан. В тоже время работоспособность многих конструкций казалось настолько очевидной, что скрупулёзно её оценивать считалось попросту излишнем. Отметим, что и сейчас не всегда легко теоретически доказать неработоспособность некоторых конструкций. Характерные вариации старинных “вечных” двигателей приведены ниже.
Сколько таких двигателей было изготовлено в металле (дереве и пр.) неизвестно, также как неизвестны оправдания авторов за неработоспособность их конструкций, ведь знаменитую фразу “хотели как лучше, а получилось как всегда” они в то время ещё не могли знать, чтобы её воспользоваться.
Начиная с 1775 года, в котором Парижская академия наук приняла решение не рассматривать проекты “вечных” двигателей из-за очевидной невозможности их создания, число изобретателей таких устройств практически сошло на нет. Однако после разработки квантовой теории и переосмысления понятия вакуума с пустоты на возможного поставщика некой материи, число разработок “вечных” двигателей вновь стало расти. Только здесь их авторы уже не покушаются на закон сохранения энергии, а объясняют эффективность своих конструкций тем, что дополнительная энергия поступает в двигатели или из других измерений, или гипотетических силовых полей типа торсионных, либо каких-то других альтернативных источников.
Моё мнение о возможности этого осторожное. Как остроумно замечено в одной книге, если закон сохранения энергии представить в виде хранения определённой суммы денег в сейфе, то замена одной тысячной купюры на 10 сторублёвок сумму не изменит, то есть закон не нарушится, но что-то в мире ведь очевидно изменится. Поэтому теоретически не исключена вероятность существования двигателя, в ходе работы которого, например, уменьшится скорость вращения Земли (уж извините за эти крамольные мысли).
Я же в статье хочу рассказать об инерцоидах, дискуссия о работоспособности которых активно велась в СССР в 70…80 годы прошлого века, а конкретнее о “тележке Толчина”.
Этот инерцоид разработал, безусловно очень талантливый, пермский изобретатель В.Н.Толчин, который также пытался теоретически обосновать его работоспособность, написав и издав несколько брошюр. Внешне конструкция выглядит простой и состоит из платформы с колёсами, к которой сверху прикреплена коробка. В коробке размещён инерционный механизм с автономным двигателем. Никакого привода у колёс нет, нет также пропеллера или сопла. По замыслу изобретателя двигаться тележка должна только исключительно за счёт сил инерции, развиваемых эксцентрично расположенными на вращающейся оси маховиками.
Прежде чем перейти к описанию результатов демонстрационных опытов, наверное требуется пояснить, почему я назвал такой инерцоид замаскированным “вечным” двигателем. Ведь для движения тележки (если движение начнётся) необходима будет постоянная работа автономного двигателя инерционного механизма, то есть по этой причине кажется, что инерцоид даже и не претендует на роль “вечного” двигателя. Но это не так, давайте рассмотрим это подробнее.
Главным критерием отнесения механизма к “вечному” двигателю является факт нарушения закона сохранения энергии в ходе его работы. Если движение тележки начнётся, то это будет свидетельствовать о нарушении закона сохранения количества движения (уравнения импульсов), так как среднее приращение количества движения всех масс инерционного механизма за время одного цикла работы в точности равняется нулю. Вероятно в популярной статье не стоит дальше углубляться в доказательства и приводить математические выкладки (хотя они и несложные), отмечу только что из закона сохранения количества движения однозначно вытекает закон сохранения энергии. Для рассматриваемого случая он нарушается и, следовательно, инерцоид является “вечным” двигателем, хотя и очень хорошо замаскированным.
Но вернёмся к демонстрационным опытам. Как пишут классики “и на глазах у изумлённой публики” тележка, после включения инерционного механизма, начинала двигаться и даже запрыгивать на небольшие ступеньки. Даже то, что уже небольшой подъём становился для инерцоида непреодолимым препятствием, не снижал восторг участников демонстрационных опытов. И вместо того, чтобы выяснить, что же на самом деле наблюдалось в ходе их проведения, принимались поспешные выводы о том, что основные законы механики должны быть переработаны в соответствие с физической сущностью механических процессов. Один из докторов технических наук в своей статье под названием “Не вопреки Ньютону”, с упоением разгромил в ней его учение. Фамилию не называю, хотя она известна. Вероятно у него, также как у многих других людей, ошибочно оценивших результаты опытов, есть и по настоящему достойные заслуги.
Самое поразительное, что объяснение результатов опытов оказалось удивительно простым. Конструктивное исполнение инерционного механизма формировало в сторону движения короткий импульс, но с большой амплитудой, а в противоположную сторону длительный импульс маленькой амплитуды. Количественно импульсы были естественно равны, но импульс с большой амплитудой преодолевал силу трения качения тележки и продвигал её вперёд, в то время как следовавший за ним меньший по амплитуде импульс (хотя и более длительный) не мог вернуть тележку назад, так как был не способен преодолеть эту силу.
После широкого обнародования этого объяснения ажиотаж вокруг “тележки Толчина” и в целом вокруг инерционных движителей спал, хотя и сейчас остались энтузиасты, проектирующие новые их виды, один из которых побывал даже в космосе. Но это как говорится, совсем другая история.