Изобретения Дедала
Шрифт:
Магнитные монополи
Как и многим физикам, Дедалу не дает покоя отсутствие симметрии между магнитными полюсами и электрическими зарядами. Уравнения электродинамики полностью симметричны; тем не менее изолированные магнитные полюсы (монополи), по-видимому, не существуют, тогда как разделить положительные и отрицательные электрические заряды удается без труда (если же вы попытаетесь разделить полюсы магнита, распилив его пополам, то получите два магнита, каждый из которых по-прежнему имеет два полюса — северный и южный). По мнению Дедала, прежде всего следует понять, куда мог бы направиться монополь, если его предоставить самому себе. Ясно, что он станет двигаться вдоль силовых линий земного магнитного поля и зароется в землю у Северного (или Южного) магнитного полюса Земли. Поэтому Дедал пытается раздобыть средства
Придется только принять меры, чтобы нечаянно не упустить его.
New Scientist, December 3, 1964
Года через четыре после публикации этой заметки меня позабавила статья (Science Journal, Sept. 1968, p. 60), в которой Г. Г. Кольм из лаборатории магнитных явлений Массачусетского технологического института описывал свои геологические поиски магнитных монополей — пока что безуспешные.
Возможность существования естественных магнитных монополей продолжает обсуждаться в ученой среде. Дедал, уже придумавший для монополей множество полезных практических применений, предлагает способ искусственного получения однополюсных магнитов. Представьте себе стальной шар, разрезанный на секторы; каждый сектор намагничивается так, чтобы его наружный конец был северным полюсом, а внутренний — южным. Если теперь собрать секторы в шар, то находящийся в центре южный полюс будет полностью экранирован остальной массой магнита — получится самый настоящий сферический «северный» монополь. Стоит его отпустить, как он устремится на север, к самому полюсу, если только на его пути не попадется проводник с током, — тогда монополь начнет вращаться вокруг него (образуется простейший электродвигатель постоянного тока).
Вначале Дедал предполагал использовать взаимное отталкивание монополей для создания транспорта на магнитной подвеске. С этой целью намагниченные цилиндрические секторы собираются в трубу, и две такие трубы укладываются параллельно одна другой. Сферический монополь будет устойчиво парить над ними (на концах пути «рельсы» можно замкнуть перемычкой, чтобы предотвратить рассеяние магнитного потока).
Но затем Дедал сообразил, что вследствие взаимного отталкивания свободные монополи должны вести себя подобно молекулам газа, — соударяясь со стенками сосуда, в котором они заключены, они будут создавать давление в сосуде. Это позволяет сконструировать гораздо более простой аппарат на магнитной подвеске, удерживаемый над опорной поверхностью давлением монопольного «газа», который содержится под аппаратом в ограждении из медной сетки.
Такая совершенная подвеска не только не потребляет энергии и не создает шума, как обычные аппараты на воздушной подушке или магнитной подвеске, но и обеспечивает постоянную тягу, направленную на север. Бесшумные, чистые, стремительные экспрессы на монопольной подвеске помчатся по магистралям, проложенным вдоль магнитных меридианов (не следует только располагать на их пути линии передачи постоянного электрического тока, ибо они нарушат нормальную траекторию движения). На конечных станциях будет создан запас монополей нужного знака, а отработавшие мо-нополи транспортируются обычным локомотивом на конечную станцию для повторного использования. Сложности возникнут только при разъезде поездов, везущих монополи.
New Scientist, September 10, 1970
Подобный способ
Средство от износа
Йодная лампа накаливания — остроумнейшее изобретение с точки зрения химии. Как и во всех лампах накаливания, ее нить накала постепенно испаряется, однако пары вольфрама быстро реагируют с иодом, содержащимся внутри колбы. Получается йодистый вольфрам — соединение, которое разлагается при высокой температуре: таким образом, как только молекула йодида попадает на нить накала, на ней осаждается вольфрам.
Принцип действия йодной лампы накаливания
а. Атомы вольфрама испаряются с горячей нити накала.
б. Атомы вольфрама реагируют с молекулами йода: образуется йодистый вольфрам.
в. Молекула йодистого вольфрама беспорядочно движутся внутри лампы.
г. Попадая на раскаленную нить накала, молекулы йодистого вольфрама разлагаются: вольфрам откладывается на нити.
Дедал усматривает в этом изобретении ключ к разработке совершенно нового подхода к созданию самовосстанавливающихся механизмов. Дедал уже давно возмущается тем абсурдным фактом, что, скажем, автомобиль весом в целую тонну обрекается на сдачу в утиль только потому, что его движущиеся части чуть-чуть поизносились, потеряв какой-нибудь грамм металла. Теперь Дедал пытается применить принцип йодной лампы для предотвращения износа трущихся частей. В этой связи он вспоминает о процессе Монда, в котором для получения никеля используется реакция между никелем и окисью углерода, в результате чего получается летучий карбонил никеля. При высокой температуре карбонил разлагается, выделяя никель и окись углерода, которая вновь используется для повторного процесса.
Вечный подшипник на основе карбонила
а. Частицы никеля с трущихся поверхностей уносятся потоком масла.
б. Никель реагирует с окисью углерода в картере: образуется карбон никеля.
в. Растворенный карбонил никеля циркулирует в системе смазки.
г. Карбонил разлагается на горячих точках подшипника: металл осаждается на участках наибольшего износа.
Дедал предлагает никелировать цилиндры и подшипники, а выхлопные газы пропускать через картер двигателя. Идея состоит в том, что по мере износа деталей частицы никеля уносятся маслом в картер, где никель реагирует с окисью углерода, содержащейся в выхлопном газе. Образующийся карбонил никеля, циркулируя вместе с маслом, попадает в подшипники и цилиндры двигателя. Сильнее всего разогреваются те поверхности, которые испытывают большее трение, и соответственно они в большей степени подвергаются износу — таким образом, при разложении карбонила никель будет осаждаться именно там, где нужно. Автомобиль станет вечным! Нет сомнений, что этот принцип нанесет смертельный удар по недальновидной системе запланированного износа, а конструкторы станут хорошенько думать, чтобы не запустить в производство какой-нибудь неуклюжий агрегат: ведь теперь ему будет суждено служить многие века. Нет, пожалуй, такой конструкции, в которой не пригодился бы предлагаемый Дедалом прииции защиты от износа: это автомобили, самолеты, приборы, станки, которым приходится работать в самых неблагоприятных условиях, и даже швейные машинки. Потребуется только очень точно поддерживать химическое равновесие в системе: если на горячей точке откладывается слишком много металла, то зазор между трущимися деталями чрезмерно уменьшится, разогрев увеличится и в конце концов детали заклинятся. Поэтому в системе должно присутствовать ровно столько металла, сколько необходимо для поддержания нормальных зазоров.