Журнал «Юный техник»: Юный техник, 2009 № 08

Вполне возможно, что уже скоро появятся двигатели, которые в корне изменят наш мир. Автомобили станут расходовать в 5–7 раз меньше топлива, чем сегодня, да к тому же будут бесшумными и не давать выхлопа. Эти двигатели смогут обходиться и вообще без топлива, работая, например, от солнечного тепла. Речь идет о термомагнитных двигателях.

Вот как устроен один из них, предложенный в 1964 г. Э. Реслером и Р. Розенцвейгом. Вход и выход гидравлической турбины соединены трубой, получается замкнутый контур. Наполнен контур жидкостью, но не простой, а магнитной. Она представляет собой смесь частиц железа или его окислов с какой-нибудь жидкостью. На трубе контура последовательно установлены нагреватель, электромагнитная катушка (соленоид) и холодильник.

Если подать в катушку ток, то жидкость втянется в нее с обеих сторон и ее давление внутри катушки станет намного выше, чем в контуре, но, если подогреть жидкость с одной стороны магнита, в контуре возникнет поток. Дело в том, что у железа и его окислов есть любопытное свойство: при нагревании способность притягиваться к магниту уменьшается, а при определенной температуре (в так называемой точке Кюри) притяжение пропадает вовсе. Так что, если нагревать жидкость вблизи катушки, нагретая часть магнитной жидкости станет притягиваться слабее, чем горячая, и поток двинется по трубе к месту нагрева. Турбина заработает.

Далее магнитная жидкость попадет в радиатор, охладится, и ее магнитные свойства восстановятся.

Турбина обладает способностью автоматически увеличивать свой крутящий момент при росте сопротивления и, наоборот, вращаться быстрее, когда сопротивление уменьшается. Потому автомобилю с термомагнитным двигателем даже не нужна будет коробка передач. На всех мощностях двигатель будет работать предельно экономично. Этим, кстати, и объясняется низкий расход топлива, который ожидают от автомобилей с термомагнитным двигателем.

Добавим к этому, что, поскольку на лопатки турбины будет попадать уже холодная жидкость, для их изготовления подойдут недорогие материалы, например, алюминий.

Термомагнитные двигатели пока не вышли из стен лабораторий, поскольку для получения высокого КПД нужна высокая температура, а магнитных жидкостей, способных долго работать в таких условиях, пока нет.

В 1990-х годах аргентинский изобретатель М. Инвар предложил применить в термомагнитном двигателе смесь тонкого железного порошка с гелием. При определенных условиях частицы порошка оказываются отделены друг от друга газовой пленкой и приобретают такую же свободу перемещения, как молекулы жидкости.

Такая смесь порошка и газа может течь, словно жидкость. Ее называют «псевдожидкостью». Предложенная М. Инваром псевдожидкость может неограниченно долго выдерживать температуру точки Кюри железа (738 °C), а термомагнитный двигатель на ее основе может иметь КПД более высокий, чем дизель.

Термомагнитный двигатель Э. Реслераи Р. Розенцвейга.

Модель термомагнитного двигателя можно сделать своими руками. Мощность ее ничтожно мала, но, тем не менее, она доказывает возможность получения механической энергии за счет нагревания и охлаждения железа в магнитном поле.

Укрепите с помощью скотча на краю деревянной подставки сильный магнит из китайской защелки для мебели. На самодельном штативе подвесьте на тонкой медной проволочке кусочек жести от консервной банки размером 2x3 см. Затем подвиньте магнит так, чтобы он притянул жестянку, но до самого магнита она не доставала.

Если теперь поставите около магнита школьную газовую горелку или просто свечу так, чтобы она нагрела жесть до точки Кюри, то в какой-то момент она перестанет притягиваться к магниту. Через некоторое время кусочек жести остынет, и процесс повторится. У вас получится своеобразный термомагнитный маятник.

В литературе описан простой магнитный двигатель, дающий вращательное движение. Для его изготовления нужен жестяной диск (аккуратно вырезанная крышка консервной банки), два сильных подковообразных магнита и деревянная подставка 20x40 см. В середине подставки установите остро заточенный гвоздь. В центре диска при помощи керна или острого дюбеля сделайте углубление и поместите его на острие гвоздя. После этого поставьте магниты на подставку и расположите их так, чтобы диск устойчиво держался на острие. Если поставить свечу невдалеке от диска, участок диска, нагревшись, начнет терять свои магнитные свойства, а сам диск станет медленно вращаться.