ДОКАЗАТЕЛЬСТВО РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОДЕЛИ ВЕЧНОГО ДВИЖЕНИЯ

Аннотация

В статье рассмотрено ошибочное направление поиска вечного двигателя. Дан способ оценки моделирования вечного движения. Дано описание найденной конструкции модели и доказана возможность получения вращения. Продемонстрировано не равновесие узла модели и показан путь повышения полезного вращающего момента.

В начале 90-х годов на выставке технического творчества молодежи висел плакат с надписью “Гравитационный двигатель”, я остановился, разглядывая рисунок. Подошел организатор выставки – начальник отдела новой техники. На мой вопрос об освоении выпуска вечного двигателя, грустно ответил: “Похоже”, затем сказал: ” Я найду автора, а ты убедишь его снять плакат”. И повеселев, добавил: “А не то будешь разрабатывать документацию” и пошел за автором.

Было понятно, ссылкой на закон сохранения энергии не обойтись. Из газет шла информация о строительстве метафизических лабораторий, изготовлении крякушек для разгона облаков и других “новациях”. 
Подошел автор, карандаша не было, пришлось долго доказывать “на пальцах”. Вращательное движение твердых тел школьники изучают в ограниченном объеме. Наконец автор понял и снял плакат. 
По дороге домой, анализируя доказательство, пришел к выводу, что рассматривать работоспособность вечного двигателя необходимо в следующей последовательности: рассчитать суммы мгновенных значений моментов силы, для каждой полуокружности и сравнить их. При наличии разности моментов силы, определить момент трения покоя. В случае превышения момента силы над моментом трения покоя, будет движение. А скорость вращения, робота и мощность в принципе значения не имеют. При этом, учитывая повторение исходного положения при повороте ротора на шаг установки грузиков, необходимо выполнить расчеты в промежуточных положениях. Чтобы убедиться в равномерности вращающего момента.
В утверждение “энергия существует вечно” не все верят. Поэтому и ищут способы получения энергии, чтобы объяснить странное или аномальное поведение природы. Не исключено, энергия столь незначительна, что не оказывает влияния на штатную работу механизмов и машин. 
Разбираясь в данном вопросе, я предположил, что на окружности имеется 36 равномерно расположенных шариков. Сделав хордообразный криволинейный срез окружности, определил смещение шариков. Расчет показал наличие вращающего момента, которое в 40 раз меньше момента трения покоя (угол трения 1,5 градуса). То есть, энтузиасты интуитивно видели наличие вращающего момента, но не могли оценить его. Вместе с тем появилась идея заменить шарики пузырьковыми колбами с угловой чувствительностью в 80 раз выше и избавиться от трения в опорах вала применением подвески в воздухе. Выглядеть это устройство будет следующим образом: гантелеобразная легкая емкость, на цилиндрической “ручке” которой установлено 3000 пузырьковых колб. После заполнения емкости водородом, она повисает в воздухе и медленно вращается. Малоубедительно, поиск был продолжен. Устройства с пружинным креплением грузиков, позволяли получать уплотнения на цилиндрической поверхности и обладали более высоким полезным моментом вращения, но не достаточным для проверки на модели. При моделировании вихря (с уплотнениями) на цилиндрической поверхности, получен положительный результат.
Доказательство работоспособности модели приведено ниже.
Вид сверху на механизм для получения вращения показан на рисунке 1. Ведущее зубчатое коническое колесо закреплено неподвижно на держателе, который закреплен на вертикальной плоскости. Вал механизма установлен в подшипники держателя и пропущен через отверстие в зубчатом колесе. Ведомые зубчатые колеса (показано одно из трех колес) установлены на валиках узла крепления грузиков, которые расположены на диске, закрепленном на валу механизма. Передаточное число 1:1. Траектория движения грузиков показана пунктиром. Механизм разделен на секции. Соединение секций карданное. В одну секцию входит 2диска с тремя парами грузиков 1-1_1-2; 2-1_2-2 и 3-1_3-2. Всего шесть секций. Итого 36 узлов с грузиками. 
Расчетное направление вращения-по часовой стрелке.
На левой полуокружности действующий и противодействующий моменты сил направлены против часовой стрелки. На правой полуокружности, действующий момент направлен по часовой стрелке, противодействующий момент – против часовой стрелки. 
На рисунке 2 схематично показано расположение грузиков одной секции. При повороте 
диска из 0 на 180 градусов, грузик поворачивается на 180 градусов относительно радиальной оси и в итоге грузик устанавливается аналогично исходному положению. 
Из схемы действия сил, рисунок 2, имеем суммарный действующий момент сил на полуокружности (грузик-рычаг-валик-подшипник-диск-вал): 
M=M₀+…+M_n= Pl₀+…+Pl_n= P(l₀+…+l_n) где: n-номер численно равный 0,1, l_n= l_n1+l_n2 где: l_n1=R, R = 100мм, l_n2= l_n3 = r  где: l_n3 = r, r = 50мм.
Расчет сведен в таблицу:

Сумма плеч силы правой полуокружности +1725,158мм 
Выделенная разность сумм плеч силы +900мм
Выделенный суммарный действующий момент сил, при весе грузика 20Г = +18000 Гмм 
Расчетом плеч сил при повороте ротора на 2,5; 5 и 7,5 градусов получены соответствующие суммы плеч силы: 900, 906 и 900мм. 
Из схемы действия сил, рисунок 3, имеем суммарный противодействующий момент сил на левой полуокружности (грузик-рычаг-валик-зубчатая передача-подшипник-диск-вал): 
М_г = Р₁ l₃ = 20  50 = 1000.
Расчет противодействующего момента вращения грузиков левой полуокружности сведен в таблицу:

Итого, суммарный противодействующий момент левой полуокружности – 9000 Гмм
Чтобы разобраться с противодействующим моментом правой полуокружности, обратимся к рисунку 3. Грузик №27 создает противодействующий момент силы, равный: 20Г50мм = 1000 Гмм. Для грузика № 9 плечо силы противодействующего момента составляет 40мм, что дает: 20Г40мм. = 800 Гмм. Учитывая, что на остальных отметках установки грузиков будет сохраняться полученное соотношение моментов сил, суммарный противодействующий момент правой полуокружности составит: 
9000  0,8 = 7200 Гмм. Итого, для всей окружности: 9000 + 9000  0,8 = 16200 Гмм.
Выделенный момент вращения составит: 18000 – 16200 = 1800 Гмм.
Ориентировочный вес ротора = 2,8 кГ. 
Ориентировочный расчет потерь (ориентировка на приборостроение):

Потери от округления чисел (до 0,001 значения) 50 Гмм
Точность изготовления 100 Гмм
Балансировка 50 Гмм
Потери на трение в подшипниках вала 400 Гмм
Потери в узлах крепления грузиков 200 Гмм 
Потери в зубчатой передаче при кпд 0,97: 16200,03 486 ГммИтого: 1286 Гмм 
Полезный момент вращения на валу устройства: 18000 – 16200 – 1286 = 514 Гмм
Итак, получен небольшой полезный вращающий момент, что и требовалось доказать. 
Какую скорость вращения ожидать. При движении грузиков будет изменяться скорость движения по траектории, то есть возникнут ускорения, а значит и силы, которые будут препятствовать увеличению скорости вращения. То есть скорость вращения будет очень низкая и рассчитывать на получение энергии не приходится. Но в этом и смысл данной статьи – получение энергии природой, а не человеком.
С чего начать. С изготовления устройства, состоящего из одной пары грузиков для измерения вращающего момента последовательно по отметкам 0-10…170 градусов. А определив сумму моментов, принимать решение. Заставить вращаться пару грузиков не получится, поскольку положительный момент выделяется в диапазоне 0-50 и 130-170 градусов. В диапазоне 60-90-120 градусов вращающий момент отрицателен потому будут ускорения и соответственно силы, которые остановят устройство. Ориентировочно, для получения вращения необходимо не менее 18 грузиков (три секции). 
Примечание.
В статье показан противодействующий момент правой полуокружности в количестве 0,8 момента левой полуокружности. Проверка на макете показала, что принятый коэффициент может быть уменьшен. На фотографиях со стороны редуктора (стороны поменялись местами) видно, что для поддержания равновесия на левой полуокружности требуется 8 грузиков, а на правой 4. Действующий момент силы для левой и правой полуокружности составляет 2000 Гмм. Сумма действующего и противодействующего моментов левой полуокружности составляет 2000 + 1000 = 3000 Гмм. Для правой полуокружности – 0,5 3000 = 1500 Гмм. При этом противодействующий момент правой полуокружности составит 2000 – 1500 = 500 Гмм. Данный результат связан с тем, что при опускании, валик грузика опережает грузик. Полученный результат говорит о необходимости проведения опытных работ. Как об этом и сказано в статье.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Грузик на левой полуокружности

Грузик на правой полуокружности

Список литературы:

1. «Сборник задач по общему курсу физики». Волькенштейн В.С., 1969 г.
2. «Детали механизмов радиоустройств». Куркин В.К., Козинцев Б.П., 1966 г.
3. «Справочник техника-конструктора» Левицкий М.Я., 1975 г.
4. «Краткий справочник крнструктора». Мягков В.Д., 1975 г.