Эта статья про инерциоид.
Когда я собрался писать эту статью, то думал, что потрачу на нее ну может час от силы. Все было уже практически готово: устройство есть и даже работает, проект для платы Марсоход в среде QuartusII сделан, фотографии сняты, видеофрагмент записан. Осталось написать текст. Подумал, что нужно еще немного почитать в интернете о физических принципах движения инерциоидов.
И вот тут началось... Чем больше я читал и пытался понять разные схемы, тем меньше ясности оказывалось в голове. И даже то, что раньше мне казалось очевидным теперь вызывало сомнения. Попробуйте разобраться в этом!

На самом деле человек придумал уже много способов передвижения. Большинство известных механических средств передвижений используют для движения опору. Автомобили, мотоциклы, велосипеды, трактора - движутся по поверхности (земля, дорога) отталкиваясь от нее. Корабли движутся, фактически отталкиваясь от  воды, когда вращаются их гребные винты. То же самое и с винтовыми самолетами - они отталкиваются от воздуха и опираются на воздух. Всем этим машинам нужна опора.
Принципиально другой движитель используемый человеком - реактивный. Ему не требуется опора, но он "расходует массу" топлива, сгораемого в сопле  реактивного двигателя. Чем выше скорость истечения газов из сопла, тем больше тяга двигателя. Чем большую массу газов двигатель выбросит из сопла (за единицу времени), тем больше тяга. В этом пожалуй и есть проблема. Топливо ракеты очень быстро заканчивается. Известно, что ракеты, запускаемые в космос в основном тянут вверх не полезный груз (оборудование, космонавтов), а топливо для подъема топлива. В википедии есть пример расчета веса ракеты по формуле Циолковского. Получается, что для подъема спутника 10 тонн на высоту 250 километров нужна ракета массой 434 тонны. Грустная картина.
Возможно, размышления по поводу эффективности ракет привели человека к мысли об инерциоидах. Мысль на первый взгляд очень простая - можно ли заставить аппарат передвигаться без опоры и при этом не отбрасывая части массы? В самом деле, кажется, что это даже и не противоречит закону сохранения энергии: на космическом корабле есть, например, солнечные батареи, вырабатывающие электроэнергию, и она (энергия) используется для разгона аппарата - все вроде бы логично. Если бы это было бы возможно, какие бы перспективы открывались бы человечеству в освоении космоса!
Так что же такое "инерциоид"? Попробую дать свое определение. Инерциоид - это движитель, трансформирующий механический импульс своих частей в поступательное движение всего устройства к которому прикреплен этот движитель.
Прежде всего позвольте дать ссылку на википедию (очень дельно все описано):
https://ru.wikipedia.org/wiki/Инерциоид.
Вторая очень интересная статья, которую я нашел, классифицирующая инерциоиды есть здесь: http://re-tech.narod.ru/space/construction/inercio.htm. Здесь уже целая классификация: инерциоид с машущими грузами, с ускоряемыми грузами, с переменным рычагом, и так далее...
Дальнейший поиск в интернете, к моему удивлению, открыл мне два интересных факта.

1. Оказывается есть люди буквально фанатично увлеченные идеей инерциоида. Они годами разрабатывают различные модели инерциоидов и пытаются запатентовать их, обивают пороги различных академий наук, разрабатывают свои физические теории, пытаются найти финансирование для этих работ. Один из видных деятелей на этой стезе - это Геннадий Иванович Шипов.
2. С другой стороны традиционная наука (в том числе российская) абсолютно отрицательно относится к инерциоидам, так как принцип их действия нарушает закон сохранения импульса замкнутой системы. Вроде бы даже есть рекомендация российскому патентному ведомству инерциоиды к рассмотрению не принимать, как и "вечные двигатели".

Видно, что тема довольно "мутная". Сразу скажу честно, я скорее на стороне вторых, я скептически отношусь к идее "классического инерциоида". Тем не менее, я покажу как сделать настоящий действующий инерциоид просто и своими руками с помощью платы Марсоход.

Только наш инерциоид не "классический" и, конечно, он нуждается для своего движения в поверхности и силе трения.

Если, например, вы попытаетесь разобраться в конструкции инерциоида Толчина, то это будет совсем не просто: от состоит из множества механических деталей, пружин и так далее. Что и как здесь действует совсем не понятно. Вы можете даже найти какие-то видео испытаний инерциоида Толчина на YouTube:

Наш же инерциоид ну очень простой. Для нашего инерциоида нужен шаговый двигатель от принтера, батарейка, плата Марсоход, CD диск и двухсторонний скотч для крепления всех деталей. Все вместе собирается вот в такую конструкцию:

Вот еще вид сбоку:

Наша задача сделать поект для ПЛИС платы Марсоход, которая будет управлять шаговым двигателем специальным образом - постепенно разгонять вал двигателя и резко останавливать и менять направление. Это будет машущий грузом инерциоид. Скорость вращения вала двигателя будет описываться вот таким графиком:

Здесь видно: разгон, внезапный останов, смена направления движения и опять разгон и далее по циклу.
Сигналы управления двухфазным шаговым двигателем выглядят следующим образом:

Вообще весь проект для платы Марсоход можно взять здесь:

Каков же принцип действия? Вспомним, что такое импульс. Импульс - мера количества движения, прямо пропорционален массе движущегося тела и его скорости. Как вы уже поняли моторчик раскачивает прикрепленный грузик из стороны в сторону. На самом деле не только грузик движется вокруг вала моторчика, но и моторчик (вместе с корпусом инерциоида) в некоторой степени движется относительно грузика - все зависит от соотношения их масс. Поскольку механический импульс замкнутой системы постоянен, а грузик явно меняет свой импульс, то это значит, что периодически и импульс самого корпуса инерциоида меняется. Если бы не было опоры и трения с ней, то весь инерциоид, вероятно, колебался бы относительно одной точки. НО - есть еще и трение между поверхностью и инерциоидом. Когда грузик останавливается мотором, импульс корпуса становится максимальным. В этот момент преодолевается сила трения покоя и инерциоид перемещается вперед.

Есть ли вообще польза от инерциоидов? Нужно ли ими заниматься?
Нашел интересную статью в интернете в журнале "Наука и жизнь". Здесь Анна Швецова показывает, как инерциоид может быть применен в условиях агрессивных сред, например, на Венере. Использование колесного движителя на Венере не очень реализуемо - сальники, подшипники - как все это будет работать при температуре 500 градусов? Для Венеры можно построить абсолютно герметичный аппарат, а в качестве движителя использовать инерциоид.

Так что заниматься ими можно и нужно!