Найкращий механічний вічний двигун - колесо орферіуса, проект заряд

Для того щоб почати обговорювати принцип роботи відомого колеса Орферіуса, необхідно розуміти такі поняття, як: передача пружного імпульсу і процеси ударної взаємодії, природу гравітації, доцентрові і відцентрові сили, сили Архімеда. Мати уявлення про нерівноважному стані механічної та динамічної систем.

Йоганн Бесслер - винахідник родом з Німеччини 1660 року народження. Будучи ще молодим, він отримав відмінні навички у виготовленні годинникових механізмів і був визнаний генієм механіки. Дата створення першого винаходу не відома, але світ побачив справжнє «саморушне колесо» в 1712 році в місті Гера. Це було тонке колесо в діаметрі 3 фути (≈92 см) і товщиною 4 дюйма (≈10 см). Оберталося колесо з постійною швидкістю приблизно 60 об / хв. на горизонтальній осі і навіть піднімало вага в кілька фунтів. Ця перша відома виставка принесла Бесслер багато неприємностей і ворогів, а не прибуток і репутацію. Виною того служила прихована внутрішня конструкція пристрою. Люди, не бачачи механізм, вважали, що їх обманюють і колесо крутиться не саме. Деякі припускали, що обертання колеса відбувається за рахунок прихованої мотузки, інші думали, що всередині бігають тварини або існує якась невидима оку пружина.

Але вже через рік Бесслер підносить на суд глядачів нове, ще більше колесо - діаметром 5 футів (≈153 см) і 6 дюймів завтовшки (≈15 см). Швидкість становила 50 об / хв. а піднімається вага збільшилася до 40 фунтів (≈18 кг).

У 1715 році було сконструйовано третє колесо, більше попереднього. Нова машина мала діаметр 6 футів (≈183 см) і товщину 12 дюймів (≈31 см). Модель прискорювалася до 42 об / хв. Але Бесслер також вважав за краще приховати внутрішній механізм.

З невідомих причин в кінці того ж року Бесслер змінює собі ім'я на Орферіус, пояснюючи це тим, що ім'я це з'являлося під час вибудовування букв алфавіту по колу. Буквах старого імені b, e, s, s, l, e, r діаметрально протилежними були o, r, f, f, y, r, e. Можливо, це було символічним зображенням роботи його «саморушного колеса» або мало теологічний значення.

На початку 1716 року було побудовано останнім, саме значне колесо на території замку принца Карла в невеликій кімнаті, що має стіни товщиною приблизно 4 фути (≈122 см) і тільки одну вхідні двері. Все ці обставини полегшували суворі умови тестування винаходи і його охорону. Колесо виглядало, як величезний барабан діаметром 12 футів (≈366 см) і товщиною 12 дюймів (≈31 см). Виготовлено колесо було з легкого дерева і важив близько 200 футів (≈91 кг). Торець барабана, щоб уникнути показу механізму закривався тканиною. Колесо розташовувалося на двох дерев'яних стовпах в центрі приміщення, на достатній відстані від усіх стін. Підтримувала колесо, що спирається в стовпи однодюймовий залізна горизонтальна вісь. На кінцях, якою були встановлені маятники. Орферіус пояснив, що їх мета зробити обертання колеса плавним, і обмежити швидкість його руху. Зробивши 2-3 обороту барабан починав обертатися зі швидкістю 26 об / хв. Під час кожного обороту було чутно, як усередині колеса падали вісім вантажів і стукали про його корпус на тій стороні колеса, в напрямку якої воно оберталося. Винахід перевіряли в роботі 2 дні, переміщаючи при цьому в різні місця кімнати. Після було вирішено залишити його в роботі на 14 днів у опечатаній кімнаті і приставлена до неї охороною. По закінченню терміну перевіряє комісія виявила, що колесо продовжує обертатися з тією ж постійною швидкістю. Машину зупинили, перевірили і знову запустили. Через 40 днів колесо знаходилося в тому ж робочому стані і оберталося ті ж 26 об / хв. Через день після закінчення перевірки Орферіус розібрав колесо.

Деякі з учасників комісії, після завершення тестування, писали листи, в яких описували колесо, як елементарне і видатний винахід. І приводили опису зовнішніх частин конструкції, так як нутрощі так не були побачені. Описували, як до осі приєднували Архимедов гвинт, для того щоб підняти воду і що швидкість колеса скорочувалася до 20 об / хв. Зупинити рух барабана було можливо за допомогою двох рук. А якщо були спроби зупинити колесо миттєво, то воно піднімало людини над землею.

Багато хто хотів купити секрет винаходу, але єдиною людиною, крім самого Орферіуса, хто бачив зсередини загадкову конструкцію, був принц Карл. У записах він відзначав, що механізм дуже простий і будь-тесля може виготовити такий же. Секрет принципу роботи механізму полягав у тому, що вантажі на одній стороні колеса знаходилися далі від осі, ніж вантажі на інший і упиралися в невеликі виступи, що заважають повертатися їм у початкове положення після проходження верхньої точки. Пристрій всередині машини відповідає законам механічного вічного руху в природі. Внаслідок цього, наведені в рух зміщені вантажі створюють і збільшують силу за рахунок власного коливання. Обертання має тривати до тих пір, поки вантажі будуть знаходитися в даній позиції. На відміну від годин, пружин та інших пристроїв даний механізм буде працювати вічно, так як ніколи не знайде точку рівноваги.

Про можливе шахрайстві можна сказати наступне:

- Передбачалося, що в порожнистої осі переховувався приводний ремінь, що було необґрунтовано, так як під час тестування опору колеса переміщали по кімнаті;

- Вважали, що всередині пристрою бігає людина або тварина, але перші колеса були занадто малі, для того щоб помістити в себе кого-небудь;

- Можливо, використовувалася прихована пружина, але принц Карл не виявлено наявність даного механізму. Та й жодної пружинний привід не міг розігнати колесо до такої постійної швидкості.

Отже, основний принцип роботи «саморушні колеса» - це коливання вантажів, тобто особливий режим роботи, який поєднує відцентрові, доцентрові і гравітаційні сили.

Основні відомі на сьогоднішній день характеристики коліс Орферіуса:

- Колеса були виготовлені з дерева;

- Конструкції коліс дозволяли їм обертатися в обох напрямках;

- Робота відбувалася за рахунок коливання вантажів, що забезпечують нерівноважний стан;

- Колеса рухалися плавно, їх максимальну швидкість обмежували два протилежні маятника;

- Співвідношення між природною швидкістю обертання колеса і їх розмірами мало значення;

- Механізми наводилися в рух за рахунок мінімального поштовху;

- 2-3-х оборотів колесам було досить для досягнення ними максимальної швидкості;

- При обертанні коліс чулося падіння восьми м'яко вдаряються вантажів про корпус на опускається сторону і ніяких сторонніх звуків;

- Якщо механізм набирав занадто велику швидкість, то потужність зменшувалася - це вимагало регулятора швидкості;

- У пристрої механізму були невеликі виступи для зупинки тих, хто вагається вантажів на що піднімається стороні колеса, які запобігали їх природний поворот, і які відіграють важливу роль після проходження вантажами своєї верхньої точки.

Так як оригінал винаходи Орферіуса не зберігся до наших днів, існують приблизні схеми «саморушні колеса» (рис.1).

На малюнку 1 цієї статті не зображені маятники, які контролюють швидкість обертання. Можливо, що в I і II квадрантах кожен з восьми вантажів спирався на край колеса. При збільшенні швидкості відцентрова сила в IV квадранті заважала вантажам займати відповідну позицію, тому необхідний регулятор швидкості. Так само осі вантажів могли бути гнучкими, тобто виготовленими з дерев'яною тонкою і пружною дошки. Це пояснює роботу механізму під час проходження IV квадранта, що є важливим моментом для підтримки постійного нерівноваги в системі. Але це - схема конструкції, що суперечить раніше висловлених описами очевидців. Справа в тому, що мова йшла про 8-ми вантажах, що падають на бік колеса, в напрямку якої воно оберталося, тому наведений креслення не відповідає оригіналу, так як зміщення вантажів відбувається в піднімається частини механізму, а не в опускається, як вказувалося раніше.

На малюнку 2 представлена сьогоднішня діюча копія колеса з регульованими параметрами. В основі конструкції моделі лежала ідея звичайних «П» - образних гойдалок, у яких такі, які фіксують повзунки для кріплення осей маятників, здатних фіксуватися і пересуватися в необхідному положенні. Самі «гойдалки» з'єднувалися ободом від колеса звичайного велосипеда.

На малюнку 3 представлена реплікація колеса Орферіуса.

У конструкції оригінального колеса так і залишилося багато не розгадані питань. Зокрема довжина самих маятників і відстань від краю колеса, на якому вони були розташовані, масу вантажів і точний діаметр колеса.