Схема колеса Орфериуса частично известна по старинным гравюрам, рис. 1, но внутреннее устройство нам представляется только по догадкам. На рис. 2 показано предполагаемое устройство его машины, в которой грузы движутся по направляющим. Большую роль могут играть пружины на внешних концах направляющих, обеспечивающие упругую передачу импульса от грузов колесу, при их смещении на периферию. Маятник, как и в часах, нужен для ограничения скорости вращения. Без ограничения скорости, такая машина может ускоряться до саморазрушения, что не входило в планы изобретателя.
Рис. 1. Схема «колеса Орфериуса»
Рис. 2. Предполагаемое устройство колеса Орфериуса
Изобретение Орфериуса так и не было раскрыто для публики, но оно стало широко известно, чем дало направление поиска многим изобретателям.
Конечно, Орфериус не был первым, кому пришла в голову замечательная мысль об избавлении человечества от необходимости добычи топлива. Наиболее ранние сведения о системах подобного типа датированы 1150 годом. Математик – изобретатель Бхаскар, из Индии, использовал тангенциально расположенные трубки, в которых наполовину налита вода или ртуть, рис. 3.
Рис. 3. Схема Бхаскара, 1150 год
Соотношение диаметра внутреннего и внешнего колес является принципиально важным, как и длина, диаметр трубок и скорость вращения ротора. От скорости зависит центробежная сила, которая также влияет на положение жидкости в трубках.
Несколько позже, в 1235–1240 годы, Виллиям де Оннекур демонстрировал во Франции «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 только в одном направлении, благодаря чему левая половина физической системы, при вращении, отличается от правой, и этим должно обеспечиваться ее постоянное вращение, рис. 4.
Рис. 4. Марино ди Жакопо, 1438 год
Еще раз напомню, что эти машины надо рассматривать в динамике, учитывая наличие не только гравитационной, но и центробежной силы.
На Рисунке 5 показано изобретение Георга Липтона из Англии. Принцип похож на изобретение Жакопо, рис. 4., но здесь применяется движение массивного шара по наклонной направляющей сверху вниз (из точки D в С).
Рис. 5. Схема Липтона
Английский астроном Джеймс Фергюсон предложил изобретение, показанное на рис. 6. Подробное описание этих изобретений можно найти в книге «Perpetual Motion», Arthur W.J.G. Ord-Hume.
Рис. 6. Колесо Фергюсона
Вопросом создания таких машин занимались многие известные изобретатели, сохранились рисунки Леонардо да Винчи по данной теме, рис. 7.
Рис. 7. Рисунки Леонардо да Винчи
Однако, надо понимать, что схемы и рисунки не всегда являются работоспособными, то есть, готовыми для конструирования реальных машин. Их можно учитывать, как направление самостоятельного поиска работоспособного технического решения.
Существуют и достоверные факты в истории. Один из наиболее 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. Описания этих событий опубликованы в книге «Вечный двигатель – прежде и теперь», Бродянский В.М., Москва, Энергоатомиздат, 1989 год.
Максимально достоверными представляются такие идеи, которые прошли проверку временем, а потом нашли свое отражение в современных патентах и разработках. Интересное устройство показано на рис. 8. По планам автора, телескопическая конструкция стержней позволит поддерживать постоянный крутящий момент (слева стержни короче, чем справа). Существует много вариантов подобной конструкции.
Рис. 8. Устройство с телескопическими стержнями
Например, современные решения используют аналогичное изменение геометрии элементов ротора за счет электромагнитов. При небольших затратах электроэнергии на управление геометрическими параметрами ротора , удается получать значительно большую мощность в полезной нагрузке. В интернет можно найти описание такой машины, которая предлагается к серийному производству фирмой Environ Energy Company, рис. 9.
Рис. 9. Схема мотора Environ
Рассмотрим другую схему, предложенную автором Хьюго Е. Фрага, Гавана, Куба, рис. 10, схема была показана в журнале Perpetuum Mobile Journal, 1967 год.
Рис. 10. Схема Фрага
Автор описывает предлагаемую конструкцию в следующих терминах: «машина является динамическим несбалансированным гравитационным колесом».
Данная схема кажется простой, но даже с использованием компьютерного моделирования таких машин, требуется учесть очень много параметров (размеры, вес, скорость вращения и условия передачи импульса подвижных элементов ротора корпусу ротора (фактор упругости).
Отметим самый масштабный проект машины, построенной по схеме несбалансированного ротора. Самовращающееся колесо диаметром 18 метров успешно изготовил наш современник Алдо Коста (Aldo Costa), Франция. Машина содержит 236 подвижных элементов, обеспечивающих вращение. Фото показано на рис. 11. Как отмечает изобретатель, главная трудность его изготовления состояла в том, чтобы получить изменение положения масс «в нужном месте и в нужное время». Детали машины подробно описаны в патенте Франции № FR 2745857 от 19 октября 1995 года.
Рис. 11. Машина Алдо Коста, Франция
Рекомендую посмотреть видео про это изобретение на сайте http://www.youtube.com/watch?v=QEbq9aPPaxg
Другая современная машина, мощностью несколько киловатт, работает в Канаде, автор Боб Костофф (Bob Kostoff) называет ее «Gravity Powered Machine», то есть, «машина, получающая мощность при использовании гравитационного поля».
В Сирии компания «Karra Green Energy», в 2005 году, запатентовала машину, использующую «только гравитационное поле и ничего более». Они принимали заказы на изготовление машин, от 650 кВт до 5 МВт мощности. Нам пока неизвестно, удалось ли им коммерциализовать свои разработки. Хотелось бы получить отзывы клиентов. Их сайт http://karragreenenergy.com содержит несколько фотографий, хотя принципы и элементы конструкции не очевидны.
Схема на рис. 12, это известное решение, предложенное французским физиком Озанам.
Рис. 12. Колесо Озанама (французский физик Ozanam)
При повороте колеса, груз давит на лопасть, и тем самым изменяет объем гофрированного элемента. Отметим, что диаметральные элементы соединены между собой трубками. В погружных машинах, когда один из парных элементов складывается, по трубкам перекачивается воздух в другой парный элемент, который открывается. В машинах без погружения в воду, по трубкам перекачивается жидкость. Таким образом, можно ожидать создание постоянного крутящего момента за счет постоянного изменения положения равновесия. Важно учесть центробежные силы, так как при большой скорости вращения они будут прижимать рабочую жидкость на периферию вращения.
В связи с данным устройством, можно рассказать следующую интересную историю. В 2003 году, если не ошибаюсь, в мою лабораторию в Санкт-Петербурге, изобретатель с Алтая принес элементы такого устройства. Каждый элемент конструкции был похож на книжку или гармошку, то есть, сделан из двух жестких пластин, а со всех сторон окружен гофрированной пленкой. Со стороны общего ребра, где пластины соединяются петлей, был сделан патрубок для соединения парных элементов между собой гибкой трубкой (шлангом), обеспечивающей гидравлическую связь. Автор рассказал, что изобретение работает у него в деревне. Он приехал для поиска инвесторов, обошел много кабинетов директоров заводов, и не понимал, почему такое важное нововведение не поддерживается.
В 2012 году, мы рассмотрели схему Озанама с группой теоретиков из Москвы. Компьютерный анализ модели показал, что суммарный момент ненулевой, то есть, машина может вращаться. Современные разработки по данной теме, подробно представлены на сайтах изобретателей. Например, на рис. 13 и рис. 14 показаны схемы генераторов, похожего принципа действия с поршневыми парными группами.
Рис. 13. Колесо Власова
Рис. 14. Варианты устройства самовращающейся машины
В литературе (The Mechanics Magazine, 1825 год) можно найти несколько аналогичных схем. На рис. 14, показаны несколько погружных устройств, с поплавками переменного объема.
Рядом показана современная версия генератора Pinwheel. В генераторе Pinweel, как и в устройствах позапрошлого века, диаметральные пары элементов соединены между собой трубками. Вода перекачивается под действием груза (шарик), который давит на поршень. Во всех этих идеях и технических устройствах мы находим общие признаки. Примеров может быть и больше, но нам достаточно этих схем, чтобы предложить некоторое теоретическое обоснование, полезное для конструирования машин, совершающих работу при наличии гравитационного поля и рабочей инерциальной массы.
