Наш мир пронизан миллиардами магнитных полей различного происхождения. Магнитные поля от далёких галактик и туманностей достигают Землю с расстояний миллионов световых лет, переплетаясь с гигантскими полями Солнца и самой Земли. От воздействия последнего, минералы с большим содержанием FeO и F2O3 за сотни миллионов лет превратились в природные магниты – магнетиты.
В древности этот минерал носил более поэтические названия. У греков он был геркулесовым камнем, египтяне называли его костью Ора. У многих народов название ассоциировалось со словом любящий, любовник. Это было связано со свойством минерала привлекать к себе железные изделия. Согласно древним легендам Орфей пел ”…железо тянется к магниту, как невеста к жениху”.
Самым известным применением магнита стало его использование в компасе, ну и затем конечно в радиоэлектронике, в многочисленных бытовых приборах, игрушках и пр. После изобретения и освоения в производстве очень мощных неодимовых магнитов, несравненно более сильных, чем природные, у ряда инженеров возникла идея создать на их основе высокоэкономичные и экологически чистые двигатели. Это желание подогревалось предположением, что в процессе притягивания магнитом других намагниченных тел его магнитная сила не изменяется.
Такое предположение вызывает сомнение, и чтобы его оценить рассмотрим простой пример. Допустим к потолку прикреплены 50 неодимовых магнитов диаметром 50 и высотой 30 миллиметров каждый. С расстояния в один метр подкатим на стокилограммовой тележке стальную плиту массой 1000 кг. Пускай при этом расстояние по вертикале между плитой и магнитами составит 50 миллиметров. Магниты эту плиту легко притянут к себе, так как сила на отрыв у каждого из таких магнитов превышает 100 кг.
В итоге имеем затраты энергии на подкат тележки приблизительно 220 Дж, а полученная энергия от выполнения работ по подъёму листа составит 490 Дж. Налицо нарушение закона сохранения энергии, если исходить из предположения что магнит не теряет свою силу. Более того, притянув плиту, магнит будет вынужден постоянно терять свою внутреннюю энергию, пока её удерживает. Хотя с формальной точки зрения работа не происходит, так как нет перемещения плиты, но ведь её притяжение к Земле никто не отменял и магниту нужно этой силе тяжести непрерывно противостоять.
Такие результаты являются плохой новостью для разработчиков. Но есть и хорошая, неожиданно официальная наука однозначно не определилась в толковании процесса взаимодействия постоянных магнитов с притягивающими телами. Даже выдающийся физик 20 века Р. Фейнман признался в своих лекциях о неясностях механизма такого взаимодействия. Одна из разработанных теорий допускает возможность “подпитки” постоянных магнитов энергией из магнитного поля Земли или из внутренних структур атомов. По своему это логично, ведь именно магнитное поле Земли позволило сформировать постоянные магниты. Здесь оставим за скобками вопрос, откуда взялось само магнитное поле Земли и как быстро оно способно восполнить энергию магнита.
Как бы то ни было, разработки таких двигателей в настоящее время постоянно ведутся. В начале пытались реализовать схемы, в которых силовые линии магнита в нужный момент перекрывались экранирующими пластинами. Этот путь оказался тупиковым, так как даже стальная пластина, имея недостаточную толщину, не обеспечивала необходимую надёжность прерывания этих линий. Увеличение же её толщины приводило к расширению зазора между магнитом и движущимся рабочим телом, что значительно ухудшало тяговое усилие.
Сейчас более перспективной признаётся схема, в которой отсутствует необходимость ввода экранирующей пластины. В этой схеме, в качестве рабочего движущего тела используется катушка из диэлектрического материала с намотанным на неё медным проводом. При протекании по проводам электрического тока (от отдельного источника питания) катушка начинает притягиваться к магниту, при отключении тока без усилий от него отделяется. Очевидно, что принципиальных трудностей в реализации этой конструкции нет, и она окажется вполне работоспособной, хотя известные трудности на пути её создания конечно имеются.
Я искренне желаю удачи разработчикам этих двигателей. Однако, и это исключительно моё мнение, перспектив у таких двигателей нет. Они будут в чём-то вроде двигателей работающих на аккумуляторах, только в них вместо запасённой энергии аккумулятора будет безвозвратно расходоваться энергия, имеющаяся в неодимовых постоянных магнитах. И рассчитывать на то, что эти магниты будут являться источником неисчерпаемой энергии, или, что их энергия будет быстро восполняться из магнитного поля Земли, крайне сомнительно.