Статья: Алфизики XX века
Первый серьезный удар по злосчастным инерцоидам был сделан. А второй, решающий удар был сделан тогда, когда я стал преподавателем теоретической механики и вынужден был повторно, и на сей раз основательно, взяться за ее изучение. Я не могу передать, сколько нового открывается перед человеком, когда он начинает всерьез, по-настоящему заниматься механикой, этим «благороднейшим из искусств», как называли ее древние. Нельзя постигнуть механику, не изучая ее, она трудна, требует крепкого фундамента – знаний математики, логики, но сравнить ощущения человека, хоть вкратце изучившего ее, можно разве только с прозрением слепого.
Теперь, став профессором механики, я довольно свободно ориентируюсь в тех лабиринтах, куда попадают по своей воле создатели инерцоидов. Мне особенно близки и понятны эти ситуации, ибо я не забыл еще, как сам в них оказывался. И я хочу рассказать читателям правду об инерцоидах, почему они движутся по реальным поверхностям и не могут двигаться без опоры и как самому посредством несложного опыта убедиться в этом.
Правда об инерцоидах
Проще представить себе не машину, а самих себя, поэтому пусть корпусом инерцоида будет служить длинная тележка на опорах с очень малым трением (коньки на льду!), а грузом – непосредственно мы сами (рис. 3). Медленно и осторожно разбегаемся (а), набираем скорость, и вот мы уже у передней стенки тележки. Она не двинулась, так как ускорение наше слишком мало, касательная сила ног на пол слабая, и сила трения коньков о лед, как бы ничтожна ни была, удержала ее от движения назад. И все же эта сила трения двинула наш инерцоид, хотя корпус и неподвижен. Ведь общий центр масс системы «груз (человек) – корпус» переместился с положения ЦМ-1 в положение ЦМ-2. Вот оно, истинное движение инерцоида. И движение это – благодаря внешней силе трения Fтр, направленной со стороны льда на коньки именно вперед, по движению центра масс!
Рис. 3. Опыт, разъясняющий причину движения инерцоида
Далее следует наш энергичный бросок с набранной скоростью на стенку и отталкивание от нее руками (б). Корпус резко сдвигается вперед – мы назад, сила трения коньков о лед преодолена. Вот оно, кажущееся движение инерцоида. На самом же деле центр масс в этом случае практически остался на месте – импульс внешней силы трения за короткое время удара очень мал. Тележка сдвинулась вперед, мы назад, а центр масс остался на месте. Если при этом толчке и отбросе назад мы оказались уже у задней стенки – хорошо, начнем разбег сначала. Если нет – отойдем назад, сместив центр масс немного назад (опять благодаря силе трения!), а затем повторим первое движение – плавный разгон.
Истинное движение инерцоида, оказывается, происходит совсем не тогда, когда перемещается корпус, и как у всех наземных средств транспорта зависит только от внешней силы.
Рассмотрим теперь этот же инерцоид на плаву. Характер трения о воду совсем иной, чем по столу. В случае сухого трения Fрт почти постоянна, мало зависит от скорости. На воде же сила сопротивления пропорциональна скорости и при небольших скоростях незначительна.
Тогда при нашем плавном разгоне вперед корпус из-за исчезающе малой силы сопротивления будет двигаться назад, а центр масс находиться практически на месте. При ударе же о переднюю стенку корпус энергично «рванет» вперед, вызовет большую силу сопротивления воды, а потому пройдет меньше, чем на первом этапе, назад. Следовательно, центр масс окажется сдвинутым... назад. При тех же движениях груза центр масс инерцоида на воде перемещается в другую сторону, чем на суше! И все из-за того, что внешняя сила, вернее, ее результирующий импульс имеет на воде противоположное направление.
Следовательно, не столь уж наивен миф о бароне Мюнхгаузене, который, дергая себя за волосы по соответствующему закону, не только мог бы вытащить себя из болота, но и, чисто теоретически, подняться даже в воздух. Только не в космос!
В безопорной среде, естественно, никаких внешних сил нет, и центр масс инерцоида останется на месте. Конечно, на всякий случай было бы неплохо проверить инерцоид в безопорной среде, но как это сделать, не летая с ним на орбиту? Оказывается, довольно просто.
Спустим с потолка тонкую прочную нить, прикрепим к ней за середину длинную перекладину (например, рейсшину, швабру и пр.), на одну сторону которой подвесим инерцоид, а на другую – любой противовес (рис. 4). Инерцоид должен быть ориентирован так, чтобы предполагаемая его сила тяги была направлена перпендикулярно перекладине ничто в нем не крутилось бы в одну сторону в плоскости вращения крутильных весов (иначе согласно законам механики весы закрутятся в другую сторону). Заведем пружину инерцоида и свяжем его грузы ниткой. Все готово к опыту.
Рис. 4. Опыт с крутильными весами
Что же мы получим? Мы получим крутильные весы, очень точный прибор, который способен «почувствовать» малейшую силу тяги. Сопротивления движению – внешних сил – на таких весах почти нет, кроме разве сопротивления воздуха, которое весьма мало при малых скоростях. Проверим точность нашего прибора – тихонько подуем «в спину» инерцоиду. Он начнет медленно крутиться вместе с перекладиной и пройдет достаточно большой путь, пока не остановится. По этому пути можно судить об импульсе тяги.
Теперь остановим прибор, поточнее выставим его и пережжем нить. Инерцоид заработает, израсходует весь запас завода пружины, но ориентация перекладины останется все-таки первоначальной.
Следовательно, инерцоид не развивает никакой тяги без внешних сил, это мы однозначно доказали. Если бы тяга инерцоида на весах была соизмерима с той, что он развивает на столе, перекладина пришла бы в неистовое вращение, наподобие лопасти вентилятора.
Возникает вопрос: неужели горе-изобретатели не могли догадаться взвесить свои инерцоиды, не то что на крутильных, на обычных весах! Ведь этот опыт сам собой напрашивается. И тут проявляется еще одна удивительная черта их характера – они просто не проводят опытов, которые им невыгодны.
Сон разума рождает чудищ
Как на заре цивилизации, так и в нашу эпоху, примерно один и тот же процент человечества обуревают «сумасшедшие» идеи.
Давно уже махнули рукой на «философский камень», искатели «панацеи» превратились в заурядных знахарей, а вот «вечные» двигатели и инерцоиды продолжают конструировать. Создатели «вечных» двигателей нам уже не страшны, они вызывают разве только улыбку сожаления, а «инерцоидники», эти подлинные алфизики (по аналогии со средневековыми алхимиками, с которыми у них много общего) XX века, представляют собой проблему, полную драматизма. Авантюрная идея построить вопреки законам механики и здравому смыслу безопорные движители охватила тысячи людей, имеющих какой-нибудь контакт с техникой. Эти современные алфизики, наслышавшись про споры ученых о силах инерции, об инерционном виброперемещении, которому в зарубежных журналах часто придают мистический смысл, задались целью получить машину, перемещающуюся без взаимодействия с окружающей средой.
Есть люди, которые лихорадочно работают в этом направлении, тратя впустую свое, а также чужое время и материальные ресурсы, не без успеха привлекают в свои ряды все новых алфизиков.
Таким образом, проблема «безопорного движения» не так уж невинна, и внимание ей нужно уделить такое же пристальное и серьезное, как когда-то «вечным» двигателям.
Кто же они – современные алфизики? По их письмам (а у меня сотни таких писем, адресованных как мне, так и а редакции различных журналов), а также по весьма частым беседам с ними я составил достаточно полный образ современного алфизика.
Большинство из них – люди без какого-либо специального образования. Они либо сами признаются в этом, либо подписываются странным титулом «естествоиспытатель». В их письмах обычно приводятся неграмотно выполненные, непонятные схемы, снабженные эмоциональными подписями со многими восклицательными знаками.
Меньшая часть – специалисты с высшим образованием либо без оного, но занимающие инженерные должности. Письма этих людей наукообразны, пестрят сложными формулами (неизвестно, каким образом выведенными!), схемы и чертежи выполнены по ГОСТу, указано даже, где красить и какой краской, хромировать или никелировать. В письмах в основном содержится настоятельная просьба дать положительный отзыв или помочь опубликоваться.
И совсем малая часть – ученые. Эти люди, безусловно имеющие или имевшие заслуги в области техники, но совершенно (я не боюсь этого слова!) не имеющие понятия о теоретической механике. Они обычно сами не строят инерцоидов, а щедро раздают хвалебные отзывы создателям инерцоидов.
Несмотря на такое различие, алфизики очень похожи друг на друга. Характер начинающего алфизика, которого еще можно спасти, великолепно описан В. Шукшиным в рассказе «Упорный»: «Прочитал Моня, что вечный двигатель невозможен... И задумался. Что трение там, законы механики – он все это пропустил, а сразу с головой ушел в изобретение такого «вечного двигателя», какого еще не было».
Алфизики почти никогда не берутся за разрешение «мелких», с их точки зрения, проблем. Глобальность проблемы – вот их конек. Не транспортеры, комбайны, грохоты, трамбовки, сваевыдергиватели и множество других полезных машин, использующих принцип несимметричности цикла, характерный для инерцоида, привлекают внимание таких горе-изобретателей. Нет – безопорное движение, полеты в космос, «стратегическое» значение их творений. Жажда быстрой и шумной славы, престижные публикации, мишура, а не серьезная и вдумчивая работа – вот их маяк.
Возвращаясь к инерцоидам, отметим, что не будем под это скомпрометировавшее себя понятие помещать реальные машины, действие которых основано на вибрации, ударах и которые часто называют инерционными. Они благополучно работают в непосредственном контакте с окружающей средой. Но «инерцоидники» сами отгородились от них. В цитированной выше книге «Инерцоид» недаром оговаривается: «Несмотря на внешнее сходство, вибратор (понимай – «виброход») и инерцоид – устройства, принципиально отличные друг от друга»...