Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ЭНЕРГИЯ ИЗ СРЕДЫ — ВЕТРЯК И СОЛНЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — ДВИЖУЩАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗ ЗЕМНОГО ТЕПЛА — ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ИЗ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

Есть множество веществ помимо топлива, которые возможно смогли бы давать энергию. Огромное количество энергии заключено, например, в известняке, и можно приводить в движение машины путем освобождения угольной кислоты с помощью серной кислоты или другим способом. Я однажды уже сконструировал такой двигатель, и он вполне удовлетворительно работал. Но какие бы источники энергии у нас в будущем ни появились, мы должны, поступая рационально, получать ее без затрат какого-либо сырья. К этому заключению я пришел очень давно, и представляется возможным достичь этого, как отмечалось раньше, только двум путями — либо обратить на пользу энергию солнца, запасенную в окружающей среде, либо передавать, через эту среду, солнечную энергию на расстояния из тех мест, где ее можно получать без затрат сырья. В те времена я сразу отмел последний способ как полностью неосуществимый, и обратил все внимание на изучение возможностей первого. Хотя и трудно в это поверить, но факт, что человек с незапамятных времен имел в своем распоряжении довольно хорошую машину, которая позволяла получать энергию из окружающей среды. Эта машина — ветряк, ветряная мельница. Вопреки распространенному мнению, ветер может дать довольно значительную энергию. Сколько обманувшихся А-138 изобретателей потратили годы своей жизни на попытки "обуздать прилив", и некоторые даже предлагали для получения энергии сжимать воздух за счет энергии прилива или волн, никогда не понимая смысла образа старой ветряной мельницы на холме, которая печально крутит своими крыльями и их не остановить. Факт состоит в том, что приливной или волновой мотор в целом имеет мало шансов коммерчески конкурировать с ветряком, который до сих пор является лучшей машиной, и позволяет получать гораздо более простым способом гораздо больше энергии. В старые времена энергия ветра была для человека неоценимой даже одним тем уже, что ничто другое не давало ему возможности пересекать моря, и даже сегодня это остается очень важным фактором для путешествий и транспорта. Но этот простой способ использования солнечной энергии имеет сильные ограничения. Для заданной величины полезного выхода машины получаются большими, и энергия неравномерная, поэтому нужно ее накапливать, что удорожает установку. Правда, намного лучшим способом получать энергию было бы использовать солнечные лучи, которые постоянно падают на Землю, принося энергию с максимальной скоростью в четыре миллиона лошадиных сил на квадратную милю. Хотя средняя энергия, получаемая на квадратную милю в любом месте в течение года составляет лишь малую часть этой величины, тем не менее открытие некоего эффективного способа использования энергии лучей дало бы неисчерпаемый источник энергии. Когда я начинал исследовать этот предмет, единственный способ, который был мне известен — это применение некоторого теплового или термодинамического двигателя, приводимого в движение летучей жидкостью, испаряемой в котле теплом лучей. Но более глубокое изучение этого метода и проведенные расчеты показали, что несмотря на огромность количества энергии, получаемой от солнечных лучей, лишь малая часть ее может быть использована этим способом. Кроме того, энергия, которая поступает с солнечными лучами, периодическая, и здесь я обнаружил те же ограничения, что и при использовании ветряка. После длительного исследования этого способа получения движущей энергии от солнца, и учитывая необходимость большого объема котла, низкую эффективность теплового двигателя, дополнительные затраты на накопление энергии и прочие недостатки, я пришел к заключению, что "солнечный двигатель", за исключением нескольких отдельных случаев, не может иметь успешное промышленное применение. Другой способ получать двигательную энергию из среды без затрат материалов или сырья — это использовать для привода двигателя тепло, содержащееся в Земле, воде или воздухе. Хорошо известно, что внутренние слои земного шара очень горячие, по мере приближения к центру Земли температура растет примерно на 1° С с каждой сотней футов глубины. Трудности бурения шахт и размещения бойлеров на глубинах, скажем, двенадцати тысяч футов, что соответствует росту температуры примерно на 120° С, не являются непреодолимыми, и мы определенно могли бы таким способом достичь использования внутреннего тепла земного шара. На самом деле, чтобы получать энергию из сохраненного земного тепла, не нужно вообще погружаться ни на какую глубину. Самые верхние слои земли и прилегающие к ней воздушные слои имеют температуру, достаточную для испарения некоторых особо летучих жидкостей, и их можно было бы использовать в бойлерах вместо воды. Несомненно, что корабль в океане может приводиться в движение двигателем, работающим от такой летучей жидкости, без использования какой-либо другой энергии кроме тепла, извлекаемого из воды. Но количество энергии, которую можно получать таким путем, если не предпринять дальнейших мер, оказывается слишком маленьким. Другим возможным источником энергии может служить электричество, порождаемое природными явлениями. В разрядах молний участвуют огромные количества электрической энергии, и ее можно было бы использовать, если преобразовывать ее и накапливать. Несколько лет назад мне стал известен метод электрического преобразования, который дает очень простое решение первой части этой задачи. Но вот сохранение энергии молний будет выполнить трудно. Далее, хорошо известно, что через земной шар постоянно циркулируют токи, и что между Землей и любым воздушным слоем есть разность потенциалов, которая изменяется пропорционально высоте.

В ходе недавних экспериментов я открыл два новых факта, в данном отношении весьма важных. Один из них — это то, что в проводе, идущем от земли на большую высоту образуется электрический ток вследствие осевого, а возможно, и поступательного, движения Земли. Правда, никакой сколько-нибудь значительный ток не будет постоянно течь в таком проводе, если не дать электричеству возможность стекать в воздух. Этот сток можно заметно усиливать проводящим оконечным контактом очень большой площади с большим количеством острых краев или острий на верхнем конце провода. Таким образом мы можем просто поддерживая провод на большой высоте получать электрическую энергию. Но, к сожалению, количество электричества, которое можно получать этим способом, мало. Второй открытый мною факт — то, что верхние слои воздуха постоянно электрически заряжены противоположно Земле. Так, по крайней мере, я проинтерпретировал свои результаты, из которых следует, что Земля, вместе с прилегающими к ней изолирующей и проводящей "обкладками", составляет сильно заряженный электрический конденсатов, заключающий в себе, по всей вероятности, огромное количество электрической энергии, которую можно было бы обратить на пользу человеку, если бы было можно поднимать провод на большие высоты. Возможно, и даже вероятно, что со временем будут открыты и другие ресурсы энергии, о которых мы сейчас не знаем. Мы, может быть, даже найдем способы применить такие силы, как магнетизм и гравитация, для привода машин без использования каких-либо других средств. Осуществление подобного, хотя и очень маловероятно, но не невозможно. Вот пример, лучше всего иллюстрирующий представление о том, что мы могли бы надеяться достичь, и что мы не сможем достичь никогда. Представим диск из какого-нибудь однородного материала идеальной формы и установленный так, чтобы он мог вращаться без трения в подшипниках на горизонтальной оси над землей. Этот диск, идеально таким образом сбалансированный, будет оставаться в покое в любом положении. Далее, возможно, что мы узнаем способ заставить такой диск вращаться под воздействием гравитации и выполнять работу без приложения какойлибо силы извне. Если бы это можно было сделать, то получилось бы то, что по научному называется "перпетуум мобиле", вечный двигатель, машина, создающая свою собственную двигательную энергию. Чтобы заставить такой диск вращаться под воздействием силы гравитации, мы только лишь должны изобрести экран от этой силы. С помощью такого экрана мы могли бы сделать так, чтобы эта сила не действовала на одну половину диска, и тогда он станет вращаться. По крайней мере, мы не можем отвергать такую возможность, пока мы полностью не познали природу силы гравитации. Допустим, что эта сила обусловлена движением, которое похоже на поток воздуха сверху к центру Земли. Воздействие такого потока на обе половины нашего диска было бы равным, и в нормальных условиях он бы не вращался. Но если бы одна его половина была бы закрыта пластиной, тормозящей это движение, то он бы вращался.

 

УХОД ОТ ИЗВЕСТНЫХ СПОСОБОВ — ВОЗМОЖНОСТЬ "САМОДЕЙСТВУЮЩЕГО" ДВИГАТЕЛЯ ИЛИ МАШИНЫ, НЕОЖИВЛЕННОЙ, НО ТЕМ НЕ МЕНЕЕ СПОСОБНОЙ, КАК ЖИВОЕ СУЩЕСТВО, ИЗВЛЕКАТЬ ЭНЕРГИЮ ИЗ СРЕДЫ — ИДЕАЛЬНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВИЖУЩЕЙ ЭНЕРГИИ

 

Когда я начал изучать этот вопрос, и когда изложенная выше идея и ей подобные первый раз пришли мне в голову, хотя я в ту пору был еще незнаком со множеством из упомянутых фактов, изучение различных путей использования энергии среды убедило меня, тем не менее, что для достижения полностью удовлетворительного осуществимого решения нужно отойти от ныне известных методов. Ветряк, солнечный двигатель, двигатель, работающий от земного тепла, все имели ограничения по количеству получаемой энергии. Нужно было открыть некий новый путь, который позволил бы нам получать больше энергии. В среде хватает тепловой энергии, но А-140 только малая часть ее доступна для привода двигателя теми способами, которые известны. Кроме того, энергия получалась с очень маленькой скоростью. Поэтому очевидно, что проблема состояла в том, чтобы открыть некий новый метод, который бы позволил бы и использовать больше тепловой энергии среды, и производить энергию с большей скоростью. Тщетно пытался я придумать, как этого добиться, и в то время прочел некоторые труды Карно и Лорда Кельвина (тогда Сэра Вильяма Томпсона), которые по сути означали, что для неодушевленного механизма самодействующей машины невозможно охладить среду ниже температуры окружения и работать от извлекаемого тепла. Эти утверждения заинтересовали меня чрезвычайно. Очевидно, что живое существо это делать может, а поскольку опыты моих ранних лет, о которых рассказал, убедили меня, что живое существо есть лишь автомат, или, иначе формулируя, "само-действующий двигатель", я пришел к заключению, что возможно сделать машину, которая могла бы делать то же самое. Как первый шаг к реализации этого, придумал, следующий механизм. Представим термостолбик, состоящий из множества полос металла и идущий от Земли во внешнее пространство за пределами атмосферы. Поток тепла снизу, вверх через эти металлические полосы, будет охлаждать землю, или океан, или атмосферу, смотря где будут находиться нижние части полос, и в результате, как хорошо известно, возникнет ток, циркулирующий в этих полосах. Теперь два концевых контакта этого термостолбика можно соединить между собой через электромотор, и, теоретически, этот мотор будет все время работать до тех пор, пока среда внизу не охладится до температуры внешнего пространства. Получился бы неодушевленный двигатель, который, со всей очевидностью, охлаждал бы часть среды ниже температуры окружения, и работал бы от извлеченного тепла. Но так ли невозможно достичь тех же условий, не поднимаясь ввысь?

Предположим, для иллюстрации, что есть замкнутая камера Т, как показано на схеме b, такая, что энергия не может проходить через ее стенки иначе как по пути 0, и внутри этой камеры находится среда, тем или иным образом поддерживаемая в состоянии с низкой энергией, а в наружном пространстве камеры находится обычная окружающая среда с большой энергией. При этих предположениях энергия будет течь по пути 0, показанному стрелкой, и по мере ее прохождения ее можно преобразовать в какую-нибудь другую форму энергии. Вопрос в том, можно ли добиться таких условий? Можем ли мы искусственно создать такой "сток" для энергии из окружающей среды, чтобы она туда втекала? Допустим, что в данном пространстве с помощью некоего процесса может поддерживаться крайне низкая температура. Окружающая его среда будет вынуждена отдавать тепло, и оно может быть преобразовано в механическую или иную форму энергии. Осуществив такое, мы бы смогли иметь постоянный источник энергии где угодно, в любом месте на Земле, работающий днем и ночью. И более того, рассуждая отвлеченно, насколько представляется, легко добиться циркуляции среды, тем самым получая энергию с очень высокой скоростью. Вот идея, которая, если она осуществима, дает прекрасное решение проблемы получения энергии от среды. Но осуществима ли она? Я убежден, что да, и множеством способов. Один из них я приведу.

 

Что касается тепла, мы находимся на высоком уровне, это можно представить как поверхность горного озера заметно выше уровня моря, уровень которого соответствует абсолютному нулю температуры, который существует в межзвездном пространстве. Тепло как вода, течет с высокого уровня на низкий, и следовательно, так же, как мы можем дать воде из озера течь вниз к морю, так же можем мы дать и теплу с поверхности Земли уноситься вверх, в холодное пространство. Тепло, как и вода, может стекая производить работу, и если оставались какие-нибудь сомнения, можно ли получать энергию от среды посредством термостолбика как это описывалось выше, то эта аналогия должна их рассеять. Но можем ли мы в заданной части пространства создать холод, чтобы тепло постоянно текло туда? Создать в среде такой сток, или "холодную дыру" как это можно назвать, было бы эквивалентно созданию в нашем озере некоего пространства, пустого либо заполненного чем-то намного более легким, чем вода. Этого можно добиться, если поместить в озеро бак и откачать из него всю воду. Далее, мы знаем, что вода, если ей дать втекать обратно в бак, теоретически способна произвести в точности такое же количество работы, которое мы затратили на ее откачивание, но ни скольким не больше. Следовательно, от этой двойной операции мы ничего не выигрываем, сначала поднимая воду, а потом давая стечь вниз. Это означает, казалось бы, что невозможно создать такой сток в среде. Но давайте немного задумаемся. Тепло, хотя и следует некоторым законам механики как жидкость, не является таковой. Это энергия, которая может превращаться в другие формы энергии, когда перетекает с высокого уровня на низкий. Поэтому, чтобы сделать нашу аналогию полной и правильной, мы должны допустить, что вода при ее втекании в бак превращается во что-то еще, что можно забрать оттуда без затрат или с очень малыми затратами. Например, если в данной аналогии тепло представлено водой озера, то водород и кислород могут представлять другие формы энергии, в которые преобразуется тепло, когда течет от горячего к холодному. Если бы процесс преобразования тепла был абсолютно идеальным, никакое бы тепло вообще не доходило до низкого уровня, потому что все оно превращалось бы в другие формы энергии. В соответствии с этим идеальным случаем, вся вода, втекающая в бак, разлагалась бы на кислород и водород не достигнув дна, и в результате вода бы постоянно втекала внутрь, а бак все равно оставался бы пустым, потому что получающиеся газы уходили бы. Таким образом, затратив изначально определенное количество работы, мы бы создали сток, куда стекало бы тепло, или соответственно, вода, и это позволило бы нам получать любое количество энергии без дальнейших затрат. Это было бы идеальным способом получения двигательной энергии. Нам не известен такой абсолютно совершенный процесс преобразования тепла, поэтому определенное количество тепла все же достигало бы нижнего уровня, что означает в нашей механической аналогии, что какая-то вода будет достигать дна бака, и он будет постепенно заполняться, поэтому его нужно будет постоянно откачивать. Но очевидно, откачивать надо будет меньше, чем будет втекать, или, иными словами, для поддержания исходных условий будет требоваться меньше энергии, чем будет получаться от втекания, а это означает, что из среды будет извлекаться определенная энергия. То, что при втекании не преобразовалось, можно просто поднимать обратно ценой затраты энергии его падения, а то, что будет преобразовываться, будет чистым выигрышем. Поэтому достоинство принципа, который я открыл, состоит полностью в преобразовании энергии на течении вниз.