Помоги проекту - поделись книгой:
Одна из важнейших задач, разрешить которую Тесла стремился в колорадской лаборатории, заключалась в получении ясного ответа на вопрос: является ли Земля электрически заряженным телом или нет? Если бы ответ на этот вопрос был бы отрицательным, замысел Тесла оказался бы невыполненным. Однако наблюдение явления стоячих волн в Земле ясно указывало и на наличие электрического заряда Земли, и на возможность вызывать в ней стоячие волны искусственно.
Выяснение этого факта позволило Тесла провести эксперимент, имевший весьма важное значение для возможного осуществления его дальнейших планов. Можно ли создавать искусственно, путем мощного разряда стоячие волны в Земле, вызывать в ней резонансные колебания и затем использовать их для различных целей?
Тесла глубоко продумал этот весьма сложный опыт. В высоком деревянном здании лаборатории с раскрывающейся, как у астрономических обсерваторий, крышей был смонтирован «усиливающий передатчик»: огромное заборообразное основание, «усиливающийся передатчик», мачта, возвышавшаяся на 60 метров над землей и заканчивавшаяся медным шаром диаметром в 1 метр.
Все обмотки первичной и вторичной катушек были рассчитаны на подачу тока весьма высокого напряжения и высокой частоты. При разрядке вторичной катушки на землю напряжение достигало нескольких миллионов вольт.
Оборудование лаборатории состояло не только из описанного «усиливающего передатчика», но и из множества других аппаратов, главным образом индукционных катушек с различными характеристиками обмоток.
Как только электроэнергия по особой линии была подведена от электростанции курорта «Колорадские источники» к лаборатории, можно было приступить к проведению необычайно смелого эксперимента.
Был подан сигнал, включен всего на одну секунду ток. Сам изобретатель располагался так, чтобы видеть и распределительный щит, и вершину мачты. Множество молний в виде волосообразных разрядов появилось на вершине мачты.
Когда ток снова был включен, раздался характерный треск разрядов, вскоре принявший зловещие размеры. Звуки становились громче и громче и напоминали артиллерийскую канонаду. Здание лаборатории озарилось голубоватым светом, все оборудование испускало огненные иглы, разнесся характерный запах озона. Непрерывные разряды создавали шум, дополнивший грохот на вершине мачты.
Тесла видел, как из его пальцев помощника, стоявшего у щита, вылетали искры, становившиеся все длиннее и длиннее. Они кололи как иголки. Но сигнала «выключить» не поступало, а грохот все усиливался. Поистине лаборатория Тесла напоминала Дантов ад!
Снаружи картина была еще величественнее. Из шара, укрепленного на мачте, выскакивали все более и более крупные искры, которые вскоре превратились в голубые, а затем синие нити. Но вот нити уступили место огненным стержням толщиной с руку, и, наконец, появились разряды молнии длиной до 45 метров. Раздался гром, который слышали, как потом рассказывали очевидцы, на расстоянии до 25 километров.
Помощники Тесла позднее свидетельствовали, что Тесла хлопал в ладоши и радовался, как дитя: весь ход опыта подтверждал его предположения. Он говорил, что еще немного, еще пару минут, и можно начать наблюдение стоячих волн.
Но внезапно все прекратилось — настала тишина, зловещая тишина. Молний больше не было, ибо стрелки амперметров и вольтметров стояли на нуле, — на электростанции… сгорел генератор! Этого Тесла не предвидел, генератор на электростанции не был защищен от перегрузки.
Тесла уговорил разрешить ему самому руководить ремонтом и действительно сумел организовать работ, так, что генератор был отремонтирован за неделю. На этот раз он сам рассчитал его обмотку на режим короткого замыкания и обеспечил защиту. Через десять дней эксперименты были продолжены.
В итоге работ Тесла решил, что явилось подтверждение возможности вызвать в Земле явление электрического резонанса и получить стоячие волны. Он предполагал, что распространение возникших в ней волн происходило от «Колорадских источников» по всем направлениям, все расширяющимися окружностями, доходя до поверхности Земли.
Они с якобы возрастающей интенсивностью сходились затем в точке, диаметрально противоположной Колорадо, где-то между южной оконечностью Африки и юго-западным углом Австралии. Возвращаясь обратно в «Колорадские источники», эхо волны вновь усиливалось осциллятором («усиливающим передатчиком»).
Но что могло дать это для практических целен? Тесла не имел ответа пока на этот вопрос. Он хорошо представлял себе самые разнообразные возможности использования тех токов высокой частоты, которые собирался передавать стоячими волнами для освещения, нагрева, управления, передвижения электрического транспорта на земле и в воздухе, действия телеавтоматов. Но главное — как получить из Земли переданную энергию, что даст такая ее передача, чего это будет стоить? Нет, пока Тесла не имел ответа ни на одни из этих вопросов.
Ранней осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк с огромным запасом новых наблюдений, множеством фотографий с невиданными в лабораторных условиях разрядов п, как он думал, замечательным открытием возможности создания стоячих волн.
Искренние друзья его, обрадованные достигнутыми результатами, просили скорее опубликовать научную статью, обосновывающую возможность осуществления передачи электроэнергии без проводов через Землю на любые расстояния. Его многолетний друг Джонсон предложил опубликовать в редактируемом им журнале «Сенчурп магазин» такую статью и вскоре получил ее от Тесла.
Но что это была за статья? Философские рассуждения, картины далекого будущего и ни одного факта, ни одного солидного научного доказательства осуществимости проекта!
Джонсон трижды возвращал Тесла его статью, пока не добился от него того варианта, который и был помещен в июньском номере журнала за 1900 год под названием «Проблема увеличения запасов энергии человечества, со специальными рекомендациями по использованию энергии Солнца».
Сколько поистине пророческих мыслей высказал в ней Тесла! Вот краткий их перечень:
— о роли мускульной силы человека в развитии цивилизации и о путях ее увеличения;
— о роли других энергетических ресурсов и о трех способах извлечения энергии Солнца;
— о роли железа в развитии человеческого общества и о металле будущего — алюминии;
— о способах увеличения добычи угля и о газовых двигателях;
— об использовании внутреннего тепла Земли;
— о возможности создания «самодействующих» автоматов и машин, обладающих «мозгом»;
— о принципе избирательности и возможности управления автоматами на любом расстоянии;
— о передаче электроэнергии без проводов в любую точку земного шара;
— о возможности межпланетных радиосообщений…
И еще десятки мыслей, самая главная из которых — беспредельный оптимизм, вера в могущество человеческого разума.
Но, как бы ни было разнообразно содержание этой статьи, Тесла не сказал в ней самого главного: имеет ли он конкретный технический план осуществления передачи энергии на расстояние без проводов?
…А появившаяся в американском журнале статья по результатам пребывания Тесла в Колорадо-Спрингс произвела огромное впечатление. Снова имя Тесла не сходило со страниц печати. Опытами ученого в октябре 1899 года заинтересовался Джон Морган. Глава всемирно известного банкирского дома не отличался филантропией и не стал бы обращать внимания на прожектерские мечты, но опыты Тесла не могли не потрясти даже его воображение. Вскоре ученый был приглашен в дом Моргана.
Неизвестно, эта ли страсть Моргана или далеко идущие расчеты на огромные прибыли, которые обещало осуществление планов Тогда в случае их реальности, привели банкира к решению оказать помощь в осуществлении замысла о всемирной передаче электроэнергии.
В конце 1899 года Морган узнал о финансовых затруднениях Тесла и предложил изобретателю 150 тысяч долларов.
Так Морган принял участие в осуществлении замыслов Николы Тесла.
Вероятно, Тесла думал, что Морган может стать для его дел «вторым» Вестингаузом? Но перед Вестингаузом лежали все сорок конкретных патентов Тесла. Перед Морганом на журнальном столике лежал только номер «Сенчури магазин» со статьей, полной радужных надежд вдохновенного ученого-мечтателя.
…Тесла возвратился в Нью-Йорк осенью 1899 года. I I там в 1902 году он завершил строительство лаборатории, научного городка и 47-метровой башни с медным полушарием наверху. Все это «научно-техническое богатство» Тесла разместил на купленной земле в местечке Уорденклифф на острове Лонг-Айленд, в 60 километрах севернее Нью-Йорка. Сам Тесла поселился там же, в небольшом коттедже.
Две версии сопровождают работу Тесла в этой лаборатории. Одна из них — оптимистическая, а вторая гласит якобы о крахе этого научного центра ученого-изобретателя-инженера Тесла.
Справка. Изготовление необходимого оборудования затягивалось, поскольку якобы финансировавший его промышленник-миллионер Джон Морган разорвал контракт с Тесла. Он узнал, что вместо практических целей по развитию освещения Тесла планирует втайне от него заниматься исследованиями беспроволочной передачи электричества. И другие промышленники не захотели иметь дела с Тесла.
Тесла якобы вынужден был прекратить строительство, закрыть лабораторию и распустить штат сотрудников. А расплачиваясь с кредиторами, он был вынужден продать земельный участок. Башня оказалась заброшенной и простояла до 1917 года, когда федеральные власти заподозрили, что немецкие шпионы используют ее в своих целях. И эту якобы недостроенную башню взорвали (о другой версии, более вероятной и положительной, речь пойдет дальше).
Но интенсивная работа в научном городке снова привела Тесла к очередным открытиям и даже к трагического звучания экспериментам далеко за пределами Америки. Одна из его загадок и через сто лет остается необъяснимой, если только действительно Тесла принимал участие в ее появлении.
Речь идет о Тунгусской катастрофе в сибирской тайге…
Глава 3
«КВАДРАТУРА КРУГА»: ТОК, ПОЛЯ, РАДИО, РЕЗОНАНС
…Тесла считали мечтателем-провидцем. Однако братья по науке все больше убеждаются, что он видел дальше других, ему открывалось мерцание новых горизонтов на новых материках науки. Восприятие и воображение не всегда одинаковы у одного и того же гения.
Сразу после 1900 года и с момента начала строительства лаборатории, башни и городка под Нью-Йорком время имеет четкие контуры плодотворной работы Тесла над все новыми и новыми изобретениями. Это множество патентов в различных областях техники: усовершенствования в радиоаппаратуре, улучшение качеств паровых турбин, и разработка бензиновой турбины, серии электрических приборов…
Даже небольшой обзор научных работ и изобретений Тесла говорит о его экстраординарной способности «объять необъятное». Но если ограничиться только четырьмя областями его «великих открытий», то именно о них сейчас пойдет речь.
Похоже, Тесла смог разрешить, в отличие от классической геометрии, задачу с собственной «квадратурой круга». Четыре стороны этого условного квадрата — это «переменный ток», «теория полей», «радиопередача» и «электромагнитный резонанс». До него они не были обоснованы как единое целое — во взаимосвязи и взаимодействии.
Переменный ток и теория полей. В январе 1887 года Тесла дал строгое описание сути явления вращающегося магнитного поля. Основные патенты — на многофазные электрические машины, включая асинхронные электродвигатели, и системы передачи электроэнергии посредством многофазового переменного тока.
На практике Тесла доказал экономичность двухфазовой системы перед постоянным током, построив в Штатах несколько промышленных электроустановок. И среди них знаменитую Ниагарскую ГЭС (1895).
С 1889 года Тесла приступил к работе с токами высокой частоты и высоких напряжений. Его усилиями были созданы основополагающие механизмы электротехники — техники высоких частот. А это электромеханический генератор ВЧ и ВЧ-трансформатор, известный как «трансформатор Тесла» (1891).
Изучая влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм, Теста продвинул электротехнические аппараты для медицинских целей по всему миру. Теперь это называется электротерапия — удаление сыпей, очистка пор, уничтожение микробов, внутримышечное прогревание…
1888–1893. Борьба за новые электродвигатели. В июле 1888 года в лаборатории Николы Тесла на Пятой авеню появился необычайно подвижный для своей тучной фигуры мужчина с крупным выразительным лицом. Это был Георг Вестингауз — один из наиболее ярких деятелей среди американских капиталистов. Его личные качества, по воспоминаниям Николы Тесла и других лиц, немало способствовали развитию техники и распространению многих передовых изобретений.
Справка. Сын кузнеца, владельца небольшой мастерской земледельческих машин, Георг Вестингауз с юных лет интересовался техникой, проводя все свободное время в кузнице. Природная сметка и изобретательность рано проявились в нем, и уже в пятнадцать лет он изобрел паровую машину, основанную на ротационном принципе, то есть вращающуюся подобно ротору паровой турбины.
В 1863–1865 годах Вестингауз принимал участие в гражданской войне против рабовладельческого Юга, а по окончании войны начал работать в мастерских одной крупной железнодорожной компании США, где изобрел приспособление для подъема на рельсы сошедших с них нагонов. В 1866 году двадцатилетний Г. Вестингауз организовал в Питсбурге собственные вагоноремонтные мастерские, а в 1869 году сделал свое главное изобретение — автоматический воздушный тормоз для железнодорожных вагонов. Годом позднее он создал Акционерное общество воздушных тормозов Вестингауза. Вскоре воздушные тормоза получили широкое распространение как в США, так и в странах Европы. Огромные прибыли общества сделали его одним из наиболее могущественных капиталистических объединений США, а Вестингауза — весьма влиятельным лицом. Сам он продолжал работать в качестве главы фирмы, проявляя незаурядный талант организатора и изобретателя.
Акционерное общество Вестингауза первым в Америке начало производство электрооборудования переменного тока и смонтировало ряд установок с высоковольтными линиями передач. Но эти первые установки имели один существенный недостаток — они использовались для питания только осветительных ламп. Ясно, что потребление электроэнергии при этом резко возрастало лишь в вечерние часы. Для непрерывной работы в течение суток (а только она экономична и выгодна) этим станциям не хватало дневных потребителей электроэнергии, а ими могли быть только электродвигатели промышленных предприятий. Но эти электродвигатели, как и во всем мире, работали на постоянном токе. Естественно, что слух о патенте Тесла привел главу фирмы в Американский институт инженеров-электриков на лекцию молодого ученого-изобретателя. Некоторое время он обдумывал реальность услышанного, а затем решился на смелый шаг.
Вестингауз был человеком дела и привык прямо излагать свои мысли. Появившись в лаборатории Тесла, он, не тратя лишних слов, обратился к ученому и предложил выложить ему миллион долларов за все патенты, относящиеся к переменному току. Мало того: за те из них, которые еще только заявлены.
Подобное предложение открывало перед Тесла перспективы применения своих изобретений, их совершенствования и обеспечивало материальную независимость.
Но предложение Вестингауза поразило Тесла необычайной верой в будущее переменного тока. Ответ Тесла был весьма оригинальным: он попросил включить в соглашение обязательство платить ему… один доллар за каждую лошадиную силу, выработанную на генераторах и электродвигателях компании Вестингауза! Тот согласился и сразу же выписал чек на миллион долларов.
Говорят, что в практике никакой капиталистической страны не было случая заключения соглашения на такую сумму в такое короткое время, причем обе стороны не проявили никакого интереса к формальным сторонам договора: магнат приобрел свыше 40 патентов Тесла, в среднем по 25 тысяч долларов за патент. Это была очень хорошая по тем временам оплата изобретений.
Для Тесла смысл этого соглашения был выше всех коммерческих расчетов. Он смотрел далеко вперед и видел будущее развитие техники. Он верил в это будущее и понимал значение своих изобретений. Вестингауз, в свою очередь, верил в этого необычайного человека. Довольные друг другом, они расстались, полные надежд на быстрое осуществление своих планов.
Вечером того же дня Тесла подарил половину полученной суммы инженеру Брауну, оказавшему ему в свое время помощь в создании «Тесла арк лайт компани» (компания «Свет дуговых ламп Тесла»).
Чтобы быстрее приступить к производству электродвигателя переменного тока, Тесла в октябре 1888 года переехал из Нью-Йорка в Питсбург, где находились заводы Вестингауза. На этом настоял «питсбургский магнат», пригласивший Тесла в качестве консультанта. Все это освобождало собственную лабораторию Тесла от разработки промышленных конструкций, открыв возможность продолжать исследования в интересующих изобретателя областях.
Сразу же по приезде на завод Тесла пришлось обсуждать с инженерами компании вопрос о частоте переменного тока. Дело в том, что при более низких частотах, чем предложенная Тесла, машины становились громоздкими и малоэффективными.
Однако советы Тесла не были приняты заводскими инженерами, и надежды его в течение одного года разрешить все практические вопросы не сбылись. Тогда Тесла, несмотря на уговоры Вестингауза, отказался быть консультантом завода в Питсбурге. Не помогло и предложение остаться на заводе в качестве управляющего всей разработкой промышленных образцов машин переменного тока с баснословно высоким окладом — 24 тысячи долларов в год. Тесла уже не нуждался в деньгах и, отказавшись от всех предложений, уехал в Нью-Йорк (правда, все равно Тесла оставался консультантом на заводах своего друга Вестингауза в течение еще многих лет).
Впоследствии Тесла писал:
«За год, проведенный в Питсбурге, я не сделал никакого вклада в электротехнику. Я не чувствовал себя свободным в этом городе, зависимость и связанность мешали мне работать. Для того чтобы созидать, я должен быть абсолютно свободен. Когда я освободился от ситуации, создавшейся в Питсбурге, идеи и изобретения снова хлынули в мою голову, как Ниагара…»
Вскоре по возвращении в Нью-Йорк Тесла уехал в Европу, где в 1889 году в Париже открылась Всемирная выставка, на которой отдел электричества был одним из наиболее популярных. Новейшие изобретения русских, французских, немецких, английских электротехников были представлены в нем весьма полно. Внимание посетителей привлекал русский отдел.
Будучи в Европе, Тесла побывал на своей родине. В Хорватии навестил мать и любимую сестру Марицу, провел несколько дней в Белграде, где встречался с видными сербскими писателями и поэтами. Но стремление скорее вернуться к исследованиям, к работе в лаборатории на Пятой авеню не позволяло ему долго задержываться ни на родине, ни в Европе.
Между тем в Питсбурге продолжалась разработка конструкций электрических машин переменного тока. Инженерам компании пришлось убедиться в правильности соображений Тесла и принять в качестве стандартной частоту переменного тока в 60 периодов в секунду. Это доставило Тесла большую радость и удовлетворение (надо сказать, что этот стандарт сохранился в США и до настоящего времени. —
И уже с 1890 года фирма «Вестингауз электрик» начала производство всего комплекса электрооборудования переменного тока. Выпуская генераторы, трансформаторы и электродвигатели двухфазного тока, ВЭК постепенно начала вытеснять фирму «Эдисон электрик» с ее машинами и аппаратурой постоянного тока, хотя Эдисон ни на минуту не прекращал борьбы с распространением переменного тока.
Гигантская задача, поставленная «питсбургским магнатом» — перевести все электрооборудование промышленности США на переменный ток, — успешно осуществлялась. Электрики-практики того времени утверждали, что основой расцвета компании в эти годы было использование приобретенных у Тесла патентов.
Однако период процветания сменился в Америке глубокой депрессией, и множество мелких компаний во избежание краха должны были слиться с более крупными объединениями. Вестингауз был не в состоянии в одиночку бороться с конкурентом, и компания его приняла к себе ряд более мелких фирм.
В этой ситуации союз двух выдающихся личностей Америки — Вестингауза и Тесла — прошел испытание на прочность. Чтобы устоять в конкурентной борьбе, новая укрупненная компания «Вестингауз» должна была отказаться от многих принятых на себя ранее обязательств и, в частности, от соглашения с Тесла.
К этому времени в одних только США общая мощность электрооборудования переменного тока, созданного на основе патентов Тесла, превысила 12 миллионов лошадиных сил. Самый скромный подсчет показывал, что компания обязана была уплатить изобретателю по соглашению 10–12 миллионов долларов.
Однако выплатить изобретателю то, что было обещано Вестингаузом, компания оказалась не в состоянии. Ее финансовый совет потребовал расторжения соглашения, но Вестингауз упорно не хотел нарушать своего слова, данного Тесла. Тесла мог обратиться в суд и добиться выполнения обязательств компании. Трудно было рассчитывать на то, что изобретатель сам откажется от своих прав, тем более что компания выросла и окрепла за счет реализации его патентов.
Магнат был вынужден лично обратиться к Тесла. Изложив положение дел, он сказал, что ответ Тесла решит судьбу компании и его, Вестингауза, личную. И Тесла решительно спросил: что следует ему «уничтожить» контракт в обмен на распространение по миру «его» многофазной системы? Утвердительный ответ Вестингауза решил исход сделки. Позднее Тесла писал, что в разговоре заметил:
«…Вы видели во мне то, чего не видели другие. Вы поверили в меня тогда, когда другие отвернулись от меня и моих изобретений. Это большая плата за все то, что я дал фирме, хотя и дал я немало». С этими словами я достал из сейфа текст соглашения и, разорвав, бросил его в корзину для бумаг…»
Вестингаузу казалось, что, избавившись от необходимости выплатить такую огромную сумму, он преодолел все препятствия на пути двухфазного тока. Но в это самое время в Берлине набирал силы могучий противник двухфазного тока. Простота конструкции и большая экономичность трехфазного электродвигателя говорили о том, что именно трехфазному току принадлежит будущее. И с 1891 года трехфазная система начала распространяться по всему миру.
Однако существование патентов Тесла (1888 год: США, Германия, Англия), охватывавших все частные случаи применения любой многофазной системы переменного тока, обязывало электротехнические фирмы выкупать эти патенты у фирмы «Вестингауз». Несомненно, сам Тесла не стал бы протестовать против применения более совершенной системы передачи и распределения электрической энергии, но он давно уже продал свои права на изобретение капиталистической компании, действовавшей исключительно в интересах получения прибыли.
Чтобы избавиться от оплаты патентов Тесла, германская «АЕГ» стала оспаривать их распространение на трехфазный переменный ток. Но попытка эта была безуспешной. Каковы бы ни были убеждения Тесла, как бы ни относился он сам к изобретениям других, скупившие патенты компании распоряжались ими по своему усмотрению.
«Детище» Тесла — переменный ток с его многофазностью (и особенно двухфазный и трехфазный) — в момент своего зарождения должно было выдержать трудную борьбу с постоянным током. Следующим триумфом переменного тока — и двухфазного, и трехфазного — стали Всемирная электрическая выставка и конгресс электриков, проведенные в Чикаго в 1893 году в честь 300-летия со времени открытия Америки Колумбом.
На выставке Тесла имел свой стенд, где он демонстрировал многие свои изобретения и, в частности, один из остроумнейших приборов, созданных им для демонстрации возможности получения механического вращения с помощью вращающегося магнитного поля.
Прибор этот представлял собой плоскую металлическую «сковороду», находившуюся в зоне действия катушек, создававших вращающееся магнитное поле. На «сковороде» лежало выточенное из меди и латуни яйцо. При пропускании тока через обмотки катушек яйцо начинало двигаться, сначала беспорядочно, а затем, встав на острый конец, быстро вращалось как вокруг своей оси, так и по окружности «сковороды».
Следующим большим событием в истории переменных токов была постройка самой крупной в мире в те годы гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. Пуск Ниагарской станции явился последним триумфом двухфазного тока и ее создателя Николы Тесла. Саму Ниагарскую станцию переоборудовали, установив на ней трехфазные генераторы.
Но в эти годы Тесла был уже очень далек от вопросов, связанных с первым своим изобретением. Творческая мысль увела его далеко-далеко и открыла перед ним новое, необозримое ноле для исследований. Оценивая работы Николы Тесла в области многофазных токов, выдающийся американский ученый Эдвин Армстронг писал:
«…только одно это открытие многофазных токов и индукционного мотора было бы достаточно, чтобы обеспечить имени Тесла вечную славу, даже если бы он кроме этого ничего не сделал».
Поделиться книгой: