Сетевой журнал "Интернет и образование"

Наконец-то, сбывается вековая мечта человечества

В кои-то веки в России серьезно на государственном уровне заинтересовались альтернативной энергетикой. Свидетельство тому недавнее выступление президента Медведева с рядом экологических инициатив о мерах обязательного использования возобновляемых источников энергии. Событие историческое, тем более подкрепленное соответствующим Указом. Но речь не только о ветровой или солнечной энергии, ставших ныне  традиционными. Вокруг неисчерпаемые запасы других, скажем так, пока экзотических источниковэнергии. В первую очередь, это вездесущая на нашей планете, да и во всей Вселенной,  энергия тепловая. Правда, «взять» ее не просто, ибо она рассеяна и мало концентрирована. Очевидно, для этого понадобятся необычные, принципиально новые, неожиданные, возможно даже фантастические идеи и иные технические средства. Но главная трудность не техническая, а,   как это, ни странно,  идеологическая.  Природная тепловая энергия накрепко отгорожена от практики нерушимым Законом сохранения энергии и пресловутыми  Первым и Вторым началами термодинамики. Не буду затрагивать,  Ломоносовское толкование, Закона сохранения энергии и материи: кстати, первое в мире: Оно гласит: “Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что если что-то к чему-либо присовокупится, то столько же где-то убавиться». Проще говоря, что положишь, то и возьмешь. И никакой прибавки! Это святое. А вот истинность  Начал вызывает сомнения.  Почему осмелился обозвать их пресловутыми?

«Второе начало термодинамики Рудольф  Клаузиус,   будучи последователем Сади Карно, сформулировал в 1850 году, когда современная физика была в зачаточном состоянии, и многие открытия еще впереди. Однако второе Начало сразу стало классикой.   Клаузиус  исходит из того,  что энергия преобразуется  из одного вида в другой,  с потерями, и,  в конце концов, остаток  тепла, безвозвратно рассеивается  в окружающем пространстве.

«Еще страшней, еще чуднее»: по его  утверждению  тепло нельзя  преобразовать в механическую работу  с коэффициентом близким к единице, и   следовательно  «Невозможен процесс, единственным результатом которого явилась бы  передача тепла от более холодного тела к более горячему».   Более того, Клаузиус, вообще наложил  «вето» на вечный двигатель. 

Не подвиг ли его  на это кощунство Аристотель? За несколько сотен лет до нашей эры он  пришел к заключению, что   «Непрерывное движение можно допустить только у небесных светил,  а в подлунном  мире оно немыслимо».

Постулаты второго Начала поддержал великий ученый  Уильям Томсон (лорд Кельвин).  По его мнению «Невозможно производство работы за счет охлаждения и   израсходования    всей внутренней энергии системы. Заметим, что во всех случаях  подразумевается   закрытая изолированная система без теплообмена с окружающей средой. Но мы-то существуем в  системе открытой, где запасы энергии неисчерпаемы.  И почему обязательно надо использовать всю энергию? На первый случай, хватит  даже малой ее толики.
Сложнее не считаться с отрицанием возможности   самопроизвольного  перехода теплоты  от тел более холодных к телам более нагретым. А, ведь именно,  отсюда автоматически проистекает  запрет на создание теплового вечного двигателя. 

Когда  была создана статистическая термодинамика, основанная на молекулярных представлениях, во  второе Начало внесли поправку.  Оказывается  «Переход тепла от холодного тела к более горячему в принципе возможен, но это уничтожающе маловероятное событие. А в природе реализуются наиболее вероятные события». Что в лоб, что по лбу!

Как бы в подтверждение этого тезиса пока никому не  удалось сделать так, чтобы энергия от более холодного тела перешла к более горячему. А ведь  вечному  двигателю необходимо, чтобы при этом он  еще  совершал работу.

Не сочтите это заявление  «Наполеоновским». Но осмелюсь предположить, что мне это удалось.

Свой первый вечный двигатель, естественно,  неработоспособный, придумал еще в 1934 году, когда учился в 6 классе украинской школы в  г. Прилуки. 

Вернулся  к этому увлечению через полсотни лет, при несколько необычных обстоятельствах.
В августе 1986 г. проректор  Университета Дружбы народов им. Патриса Лумумбы  В. Шкадиков предложил мне провести изобретательский семинар с группой студентов. Но  между мной  и  десятком  «добровольцев» - выходцев из стран Африки оказалось трудно преодолимое препятствие – полное языковое непонимание. А переводчица  была далека от техники, и ни в чем помочь  не могла.  Но  общение состоялось. В виде разминки я предложил молодым людям  создать увлажнитель воздуха. Эта тема их заинтересовала. Конечно, мы побывали в нескольких магазинах бытовой техники,  посмотрели увлажнители самых разных типов.Все они были с электроприводом. Изобретать  на этой основе неинтересно. А что, если использовать  идею Иоганна Сигнера,редложил я. Он  создал первую  в мире гидравлическую   турбину - Сегнерово колесо.  Оно    расположено в горизонтальной плоскости, а вместо  спиц - трубки с изогнутыми концами. Вытекающая из них жидкость обладает реактивной силой и приводит колесо во вращение. Но в  нашем случае это был бы не увлажнитель, а «затопитель» помещения. Мы же решили создать  увлажнитель воздуха испарительного типа. Такого в магазинах  мы не нашли. Устроили нечто, вроде соревнования идей. Самым простым и основополагающим было предложение сохранить  колесо, но  повернуть его на 90 градусов и «посадить»  на горизонтальную ось. Колесо выполнить из отдельных сектров, как в древнеиндийском вечном двигателе. Таким образом,  испаряющая поверхность оказалась в вертикальной плоскости.

Другими деталями увлажнитель обрастал, как снежная баба»: трубки заменили   изолированными  друг от друга секторами. Обтянули их хлопчатобумажной тканью, и  вместо изогнутых колен приладили к секторам отростки. Еще раз все обсудили, сделали чертежи и изготовили модель.  Под колесо подставили тарелку с водой таким образом, чтобы нижняя часть колеса касалась поверхности воды. И…вдруг… колесо само собой начало медленно вращаться. «Вечный двигатель!» Неожиданно по-русски воскликнул самый ловкий «рукодельщик»  Рашид Джабау.

К этому времени в изобретательском  деле я уже был «калач  тертый» - за плечами пара десятков авторских свидетельств.  Мне мне не составило труда оформить заявку на получение очередного авторского свидетельства.  Получив согласие проректора В.  Скадикова, заявку на вечный двигатель  от имени Университета мы  подали в Комитет по делам изобретений.  1 апреля 1987 г.  Совпадение  с «Днем смеха» чисто случайное 

Но в  Советском Союзе такие чудачества  были вне закона. Наше техническое  решение изобретением признали, но  назвали «Тепловой двигатель». В таком «звании» 1 октября  1988 года его   внесли   в Государственный реестр изобретений под номером 1455040.

Конструктивно двигатель не сложный: на горизонтальной оси вращается диск – ротор, состоящий из 6  изолированных друг от друга секторов, обтянутых   хлопчатобумажной тканью.  По мере  насыщения влагой самого  нижнего сектора, равновесие  ротора нарушается,  и в силу дебаланса система приходит во вращение. На смену выходящему из воды сектору приходит соседний, и вращение становится непрерывным.

Таким образом, двигатель  напрямую преобразует  тепло окружающего воздуха в механическую работу. Иными словами происходит  самопроизвольная концентрация тепловой энергии рассеянной в окружающей среде. Правда, в силу своей недостаточной компетентности, я  не  могу обосновать принцип действия двигателя:  С одной стороны поверхность ротора  испаряет влагу, а посему охлаждается. Окружающий воздух, имея более высокую  температуру,  вправе на «законном» основании передавать тепло ротору. Это ясно, как Божий день.  Но, с другой стороны, отдавая тепло, охлаждается и сам воздух. Следовательно,  отдавать тепло      охлажденному   ротору  не имеет права.  Явное  противоречие. Как его разрешить?

Автору этих строк -  корреспонденту журнала  «Изобретатель и рационализатор»  посчастливилось  общаться с Павлом Кондратьевичем Ощепковым,  выдающимся ученым, и замечательным человеком.
Позволю себе вкратце рассказать об одной из  встреч с Павлом Кондратьевичем, оставившей заметный след в моем сердце и в  памяти.

Где-то в конце 80-х годов  прошлого века я  как-то осмелился привезти к нему и  показать в действии  свой   «вечный»  (тепловой)  двигатель. Павел Кондратьевич не счел его    образцом типичной энергетической инверсии,  ибо переход тепловой энергии в нем  происходит   при относительном равенстве теплового  состояния окружающего воздуха и ротора  двигателя.  Однако, отметил:  «Сам пример концентрации рассеянной энергии небезынтересен».  Затем, немного подумав,  добавил:  «Возможно, я не прав. В данном случае при самопроизвольном переходе тепловой энергии окружающий воздух, пусть на небольшую величину, но  охлаждается. Так, что в принципе  можно считать это переходом тепловой энергии с более  низкого  уровня на более высокий».

Для меня это было более, чем почетное  поощрение.

Павел Кондратьевич Ощепков,  заслуженный изобретатель  РСФСР профессор, доктор  технических наук, заслуженный  деятель  науки и техники РСФСР, лауреат многих  правительственных наград. Всю свою жизнь, за исключением многих лет незаслуженных  тюрем и лагерей, он посвятил становлению и  изучению  энергетической инверсии   (концентрация и практическое   использование рассеянной  энергии природы), Ощепков также  изобрел и довел до практики новое направление в науке и технике - интроскопию(внутривидение)  и, главное, придумал, разработал  и практически осуществил     радиолокацию (системы и  устройства для обнаружения удаленных объектов, в том числе   самолетов) .  Это  одно  из величайших изобретений современности, признанное  во всем  мире.

Его  электровизоры выпускали серийно и они   были приняты на  вооружение   в Красной Армии.

В самом начале  Великой Отечественной войны, точнее 21 июля 1941 года  в 17.00 войска Противовоздушной обороны  посредством устройств, изобретеннвх   Ощепковым,   на расстоянии 200 км от Москвы   обнаружили в воздухе две сотни  фашистских самолетов. По расчетам педантичных немецких вояк, эта   армада  должна была уничтожить  город даже не до руин, а до пепла Помпеи.  Ведь Москва в то время занимала небольшую территорию и  вмещалась в пределы кольцевой железной дороги.
Предупрежденные защитники столицы успели  привести в боевую готовность зенитную артиллерию,   в воздух поднялись истребители, и в воздушном сражении потеряв  два десятка самолетов, фашисты  позорно  повернули вспять. Столица и ее жители были спасены  от неминуемой катастрофы.

Не буду  скрывать и скажу заранее:  Основная  цель этой публикации – инициировать представление П. К. Ощепкова на Нобелевскую премию (посмертно) . Он это заслужил.
К сожалению, через несколько лет, в 1992 году Павел Кондратьевич  неласковый к нему мир,  покинул. Вечная ему память!

Но вернемся  к началу нашего разговора.

Беседовать об  изобретениях и не коснуться вечного двигателя столь же нелепо, как вести  свадьбу без музыки. Хотя бы потому, что изобретатели вечного двигателя  были,  по существу первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии. Вечный двигатель, вот уже восемь столетий – неизлечимая болезнь и пугало всего человечества. Гипотетически можно вообразить, что  человечество  разделилось на три «ордена»   – те, которые, хоть единожды в жизни удивились  проявлению мощных сил природы и задумались об их  практическом использовании. Те, кто, пытался  вечный двигатель построить, и, наконец,  те, кто этому посвятил  всю сознательную  жизнь или немалую её  часть. К счастью таких больных меньшинство. Но во все времена и народы рядом с создателями венного двигателя всегда были соглядатели и надзиратели, прямо или косвенно  порицавшие и даже преследовавшие за это занятие.

Отрицатели вечного двигателя активны и агрессивны. Они, есть и сейчас - и в чиновничьей среде, и в науке. И,  что особенно опасно, они  проникли в систему образования, И также порицают и препятствуют. Причем это чудище,    как выразился в свое время Василий Тредиаковский,     обло, озорно, огромно, стозевно и лайяй».

Беда еще в том, что классическая  термодинамика объективна и основана на нерушимых законах природы.  Её  постулаты изложены в университетских учебниках и исповедуются официальной наукой. Это непреложная истина, которую оспорить невозможно. Однако можно и нужно  изменить ее понимание, трактовку и   внести некоторые коррективы. Особенно в части вечного двигателя. Речь, конечно о тех,  которые основаны на использовании энергии природы.

Однако, этого ограничения придерживались далеко не все строители вечного двигателя.

Вот уже восемь столетий это   неизлечимая  болезнь и пугало  всего человечества. Гипотетически  всех обитателей планеты  можно  разделилось на три «ордена»  Одни, хоть единожды в жизни удивились  проявлению мощной  дармовой природной энергии, происхождение которой  не   всегда очевидно. И подумали: «Бери - не хочу!». Другие  пытались ею овладеть и строили вечный двигатель. и, наконец, третьи посвящали   этому занятию  всю сознательную  жизнь  или немалую её часть. К счастью таких больных меньшинство. Независимо от результата, всегда, отицательного, эта работа не была  бесполезной. не будем забывать, что создатели вечного двигателя,  по-существу были первыми энергетиками, на столетия опередившими официальную науку, если не в знании, то в поиске новых источников энергии.

Через эту школу изощренной мысли, виртуозного мастерства и самозабвенного труда  прошли не только люди малообразованные и случайные.    Попытки создания вечного двигателя не минули Леонардо да Винчи, Исаака  Ньютона, Ивана Кулибина, Константина Циолковского и многих других великих и  не столь  заметных  личностей.    Их наследие бесценно и может служить наглядным примером сотворения конструкций принцип  действия,  которых применим и сейчас в самых разных областях техники. Причем, обратим внимание, многие  «перпетомобилисты»  вошли в историю техники, как создатели оригинальных и полезных машин и механизмов. Надо ли говорить, что это не случайно, а в связи…

Уместно сослаться на  любопытное признание Леонардо да Винчи:  «Как жаль, что умные люди тратят столько хороших сил на такие пустые попытки! Мне удалось создать свои машины только потому, что я понял безнадежность идеи вечного движения".
Как известно,  в  рукописях великого энциклопедиста  немало непонятных    недосказанных мыслей.  Попробуем  вникнуть в смысл   последней фразы.  Нет ли в ней особого  подтекста? Не намекает ли да Винчи,  что именно это увлечение способствовало успехам в его многообразном  техническом творчестве?

Дело в том, что построение вечного двигателя осуществимого или фантастического «невозможного» неизбежно связано  со знанием техники, умением конструировать, способностью мысленно строить модели, и как бы «залезать в их нутро, чтобы   виртуально «обкатывать» в действии. Это может быть присуще интеллектуальному человеку изначально или приобретается начинающему  по ходу создания вечного двигателя.

 Я уверен,  что тот, кто предпринимал попытки создать вечный двигатель, с большей вероятностью станет настоящим инженером, конструктором, изобретателем, чем тот, кто этим никогда не увлекался.  Даже  конструирование простых механизмов и, тем более, комбинирование их в более сложные - само по себе, невозможно без элементарных знаний механики и законов природы. Кроме того, это занятие  развивает творческие способности, умение создавать в уме  различные устройства   и переносить их на бумагу или на другой носитель информации  в понятном для других виде.
Мораль «сей басни» такова:

Давайте откроем дорогу вечному  двигателю. Предоставим молодежи  возможности для его создания. создателям.

Будем в этом   помогать и поощрять.  Может быть, даже включим в школьную программу «по физике» свободный соревновательный урок по этой тематике. Ну, хотя бы один раз в неделю или раз в месяц.  Многосторонний положительный эффект  от этого несомненно будет.

«Это вы, батенька, хватили через край», скажет иной чиновник от образования. Кому нужен вечный двигатель в нынешнее  кризисное и   хлопотное время».
А, вот и нужен, и полезен! В-первых, экономически, ибо он может послужить реальным  техническим средством модернизации экономики  и овладения энергией природы. И, что гораздо значимее –  это действенный  повод и стимул политехнического образования молодежи  и воспитания инновационного мышления и действия.