100 великих достижений в мире техники - Станислав Зигуненко

Трясите, профессор, трясите!.. Для начала исследователи провели эксперимент с гибким вибрирующим листом, погруженным в жидкость. Выяснилось, что лист, если ему при помощи электрических импульсов задать определенную амплитуду колебаний, не тонет и даже передвигается в жидкой среде.

Далее расчеты показали, что вибрирующий «ковер» может точно так же вести себя и в воздухе. Для этого он должен располагаться достаточно близко к горизонтальной поверхности, к примеру земле или воде. Подталкиваемый электрическими разрядами предмет сможет левитировать благодаря тому, что между ним и поверхностью возникнет зона пониженного давления. А разница в давлениях снизу и сверху создает подъемную силу.

В настоящее время, по выкладкам ученых, в воздухе сможет удержаться ковер со стороной около 10 см и 0,1 мм в толщину, при частоте вибраций 10 Гц и амплитуде 0,25 мм. Скептики утверждают, что увеличить площадь подобного летательного аппарата практически невозможно – для этого потребуется слишком тяжелый и мощный двигатель. Да и летать на постоянно вибрирующем ковре будет не очень удобно из-за постоянной тряски.

Тем не менее ковер сможет двигаться вперед, если направлять волны колебаний от одного края к другому. Тогда он будет немного наклоняться, как, например, вертолет, но, в отличие от него, двигаться в сторону более высоко расположенного края. (Любопытно, что в сказках у летящих ковров-самолетов приподнят именно передний край.)

А пока суд да дело, другая группа гарвардских ученых создала тонкие полимерные листы, покрытые клетками из мышечной ткани крыс. Воздействуя на такие листы электрическим током, можно заставлять их периодически сокращаться и за счет этих колебаний передвигаться в жидкости.

«Морские скаты совершают более сложные движения, когда скользят над морским дном, но идея та же», – пояснил профессор Махадеван. Он полагает, что законы физики позволяют заставить «летать» и более тяжелый ковер.

Дело в том, что за последние 100 с лишним лет был сделан ряд открытий, говорящих о том, что звук может быть источником больших сил и энергий. Речь идет о том, что при правильном учете свойств среды и подборе частоты звук способен вызвать появление дополнительной энергии.

Таинственные эксперименты музыканта. Одним из первых, как ни странно, столкнулся с проявлением этой энергии американский музыкант Джон Кили (1837–1898). Он публично демонстрировал свои достижения и утверждал, что для каждого тела существует мелодия, способная изменить его вес как в сторону уменьшения, так и увеличения.

Профессор Махадеван полагает, что законы физики позволяют заставить летать и тяжелый ковер

«В доме, где жил Кили, сохранилась его лаборатория, – сообщает историк А.Н. Ильин. – В ней когда-то находились многочисленные и непонятные устройства с не менее странными названиями – либратор, симпатический передатчик, дезинтегратор. Они состояли из музыкальных инструментов, органных труб, камертонов и объемных резонаторов в виде сфер, конусов и цилиндров. То тут, то там попадались диски с тонкими спицами из золота и платины. Отдельные элементы соединялись свободно висящими шелковыми нитями. Одна из них тянулась к большому механизму с колесами, цилиндрами и шестернями. Когда Кили трогал смычком струны цитры, вся система, представлявшая собой сложный и точно настроенный акустический резонатор, откликалась, и в углу лаборатории приходил сам собою в движение массивный механизм с колесами и поршнями. То есть, говоря иначе, от звуков в огромном механизме рождалась энергия неизвестной природы»…

А вот вам еще опыт Кили. Стеклянный сосуд высотой более метра он заполнял водой. «Металлическая крышка сосуда была соединена со сферой симпатического передатчика толстой проволокой из золота, серебра и платины. На дно сосуда Кили помещал металлические шары. Изобретатель приводил в действие симпатический передатчик – начинали петь камертоны. Труба издавала короткий звук, и шар на дне сосуда начинал покачиваться, затем медленно отрывался от дна и устремлялся вверх. Труба звучала снова, всплывал второй металлический шар, затем – третий»… Когда музыка стихала, шары продолжали плавать. Их вес явно уменьшился.

Говорят, в начале 90-х годов XIX века Джон Уоррелл Кили продемонстрировал журналистам и военному ведомству США небольшую летающую платформу. На ней располагалось кресло пилота, а перед ним приборный щиток, похожий на клавиатуру пианино. С нижней стороны платформы были установлены резонаторы. Их звучание отрывало платформу от земли.

Сохранились воспоминания очевидцев, в которых говорится о том, что платформа летала с большой скоростью, мгновенно изменяла направление полета, но пилот (это был сам Д. Кили) не испытывал при этом действия ускорения.

Однако в то время нужды в скоростных и высокоманевренных летательных аппаратах не было, и военное ведомство отказалось финансировать работу Кили. Жаль, но еще обиднее, что ни сама платформа, ни ее чертежи не сохранились. Изобретатель очень опасался кражи своих идей. Опасался настолько, что не посвятил в них ни друзей, ни соратников. Внезапная кончина изобретателя предала забвению все его достижения.

На основе эффекта Казимира. Есть ли что-то общее у работ Махадевана и Кили? Поживем – узнаем. Пока, по словам профессора Махадевана, «если хотите прокатиться без тряски, нужно сделать много маленьких ковриков. Но в таком случае скорость будет невелика».

Что касается ковра, способного нести человека, то «согласно расчетам и закону масштабирования он останется в сфере волшебного, таинственного и теоретического», ковер придется соткать из ультралегких материалов и добавить к нему супермощный мотор. Махадеван надеется, что его усилия будут способствовать продвижению этой работы и «кто-нибудь сможет реализовать эту мечту, претворить теорию в реальность».

Тем более что в своем исследовании Махадеван идет по стопам команды ученых из Университета Святого Эндрюса (Шотландия), которые сообщили о «поразительных эффектах левитации». С ними они столкнулись в процессе моделирования силы, заставляющей предметы слипаться, отмечает газета Daily Telegraph. Профессор Ульф Леонард и доктор Томас Филбин нашли способ обратить это явление, получившее название «эффект Казимира», в результате чего предметы не притягиваются, а отталкиваются. Их открытие может в конечном итоге привести к разработке работающих без трения микромеханизмов, движущиеся детали которых будут подвешены в воздухе.

По словам ученых, этот принцип можно использовать и для поднятия в воздух более крупных объектов – вплоть до человека, что снова приближает нас к ковру-самолету. Таким образом получается, что создание ковра-самолета все же реально! И доктор Махадеван может составить компанию своим предшественникам, которые получали сначала Игнобелевскую, а потом и Нобелевскую премии.

Сила зазеркалья

Взлететь, подобно Ариэлю… Это мечта не только фантастов, но и многих ученых. Явление, позволяющее материальному телу свободно перемещаться в пространстве, они издавна называют левитацией (от греч. levitas – «подъем»).

Магнитная левитация. Этот термин появился еще в начале прошлого века. Однако придумать название – вовсе еще не значит понять суть явления. Всеобщей теории левитации нет и по сию пору, но наука не стоит на месте.

За это время исследователи довольно подробно разобрались, например, в магнитной левитации, могут проделать, скажем, такой фокус – повесить в воздухе вращающийся волчок.

Суть фокуса проста. Для его выполнения нужно сделать волчок из ферромагнетика – небольшого кольцевого магнитика. Такое магнитное кольцо, только побольше, служит основанием. Прикройте его плоской пластиной их плексигласа или, на худой конец, просто фанеркой и крутаните волчок. И у вас на глазах произойдет маленькое чудо – волчок поднимется в воздух и провисит около минуты, а то и больше.

Магнитная левитация теперь с успехом применяется на железнодорожном транспорте. Уже пущены первые линии, где поезда обходятся без колес – они как бы летят над дорогой, опираясь на невидимые силовые линии магнитного поля.

Следующий вероятный шаг на этом пути – освоение электростатической левитации. Как известно, разноименные электростатические заряды тоже имеются свойство притягиваться друг к другу, а одноименные – отталкиваться. Словом, тут намечается почти полная аналогия с левитацией магнитной.

Эффект Казимира. А недавно исследователи обратили внимание и на уже упоминавшийся эффект Казимира, названный так по имени голландского физика Хендрика Казимира (1909–2000), предсказавшего его еще 1948 году, и позднее подтвержденный экспериментально.

Понять, в чем суть эффекта Казимира, нам поможет такой наглядный пример. Еще в XVIII веке французские моряки наблюдали такое явление. Когда два судна, раскачивающиеся из стороны в сторону в условиях сильного волнения, но слабого ветра, оказывались на расстоянии меньше приблизительно 40 м, то в результате интерференции волн в пространстве между кораблями прекращалось волнение. Спокойное море между кораблями создавало меньшее давление, чем волнующееся с внешних сторон. В результате возникала сила, стремящаяся столкнуть суда.