Парадоксы механики: машина Дина и гравилет Белецкого

Тема номера в "КТ" #683 была посвящена современной космической баллистике. Представляется уместным вспомнить несколько парадоксов, имеющих прямое отношение к этой теме. Главный из них - 4 октября 1957 года.

Тема номера в "КТ" #683 была посвящена современной космической баллистике. Представляется уместным вспомнить несколько парадоксов, имеющих прямое отношение к этой теме. Главный из них - 4 октября 1957 года.

СССР, уступающий США по экономическому и технологическому развитию, совершил небывалое - создал искусственное небесное тело. В результате даже в карманных словариках английского языка начала шестидесятых наряду с вкусным vodka и пугающим cossack поселилось прогрессивное, а ныне забытое sputnik. Но забытое теперь. А тогда было не до смеха - американцы, по словам бывшего директора Библиотеки Конгресса Дэниеля Бурстина, были уверены, "что коммунизм не может победить демократию в области науки и техники, где свободная конкуренция идей сулила прогресс". А тут - над Америкой нависла зловещая тень "Интеграла", космического корабля из антиутопии Замятина "Мы", его гениального Строителя, которым в реальности выступил безымянный пока Сергей Королев, "шарашечный зек".

"Пирл-Харбор американской науки" - злорадствовала токийская "Иомиури". "Спутник ставит Америку перед лицом новой и ужасающей военной опасности" - паниковал сенатор Ричард Рассел. И кому же Свободный Мир доверил руководство космической гонкой? Вернеру фон Брауну. Феодальный титул - барон. Чин в СС - штурмбанфюрер. И опыт применения рабского труда - наибольшее число жертв V-2 составили пленные-"кацетники", тысячами умиравшие в штольнях производившего ракеты подземного лагеря "Дора". Очень славная биография для руководителя космической программы страны, стержневым событием в истории которой является Гражданская война против рабства…

А поскольку по понятным мотивам ВСЮ правду о том, кому суждено было привести человека на Луну, медиа сказать не могли, на поверхность выплеснулась всевозможная пена. И видное место в этом потоке помоев играла машина Дина. Дело в том, что страховой агент из Вашингтона, округ Колумбия, Норман Л. Дин (Norman L. Dean) получил еще 13 июля 1956 года американский патент (U.S. Patent 2,886,976) на "System For Converting Rotary Motion Into Unidirectional Motion", "систему преобразования вращательного движения в однонаправленное". И вот это-то замечательное устройство и было решено использовать для преодоления советского лидерства в космосе.

Правда, пионером этого выступил Джон Кэмпбелл, редактор журнала научной фантастики Astounding Science Fiction в июньском номере которого за 1960 год и была помещена рекламирующая машину Дина статья "The Space Drive Problem". Кэмпбелл уверял, что лично проверил возможность машины Дина с двигателем от электродрели в четверть лошадиной силы создавать однонаправленное усилие в 18 фунтов.

А потом купились и СМИ отечественные, несмотря на наличие цензуры и рецензирования. В №10 за 1962 год в журнале "Изобретатель и рационализатор" появилось фото странного вида механизма, парящего над столом. В подписи под снимком было об изобретении машины, создающей тягу неуравновешенной силой инерции при вращении системы эксцентриков.
Вникать в детали старой поделки нет смысла. Эксцентрики на оси микромоторчика придают мобильникам мистическую способность бегать по столу. На таком принципе работают компактные катки для асфальта и совсем маленькие - для газонов. Но это - вибровызов, виброуплотнение. Работа в контакте с внешней средой. А изобретатели "безопорных двигателей", а в СССР на этом поле отметился В. Толчин [Толчин В.Н., Инерцоид. Пермское книжное издательство, 1976], пытались заставить работать силы инерции, суммируя и уравновешивая их различными способами. Забыв, что силы инерции всего лишь математическая абстракция. И что больше двух столетий назад сын шлюхи и сапера, подкидыш, великий механик, математик и философ Жан д’Аламбер сказал: "Тело не может само себя привести в движение, потому что нет никакого основания к тому, чтобы оно двигалось предпочтительнее в одну сторону, чем в другую". В безопорной среде ни машина Дина, ни прочие инерцоиды двигаться не могут.

Но тут мы подходим к самому интересному из парадоксов. Оказывается, методы самой что ни на есть точной науки - небесной механики, - применимы для создания устройства способного к безопорному движению. Описано оно Владимиром Васильевичем Белецким в книге "Очерки о движении космических тел" [Белецкий В.В. "Очерки о движении космических тел", М., 1977]. И устройство это по праву может быть названо гравилетом. Предложенное Белецким и Гиверцем [Белецкий В.В., Гиверц М.Е., О движении пульсирующей системы в гравитационном поле. Космические исследования, т.5, №6, 1967], оно использует эффект протяженности находящегося на орбите тела. В том случае, если оно представляет собой не материальную точку, а гантель с ручкой, перпендикулярной направлению на центр масс, то сила, воздействующая на такую систему МЕНЬШЕ силы, воздействующей на материальную точку. Пульсации гантели могут по спирали перевести ее на другую орбиту. Безопорное движение? Отнюдь! Внутренние силы взаимодействуют с ВНЕШНИМ гравитационным полем. Тело приводит себя в движение, взаимодействуя именно с ним. Так что работоспособность парадоксальных механизмов зависит от корректности использования абстракций науки.