ГЕНИЙ, БЬЮЩИЙ ЧЕРЕЗ КРАЙ Жизнь Николы Теслы

О Нил Джон Дж.

Цены были предложены в начале 1893 года, а в октябре того же года г-н Адаме объявил о принятии планов «Вестингауз электрик» о строительстве электростанции и «Дженерал электрик» - о проведении ЛЭП. Последний план включал преобразование двухфазного тока, поступающего с генераторов, в трехфазный для передачи в Буффало. Такое преобразование свидетельствовало о гибкости многофазной системы Теслы.

Вестингауз построил электростанцию, и в 1895 году она была готова для выработки мощности в 15000 лошадиных сил. Это было самое гигантское электротехническое сооружение из задуманных или построенных на тот момент. В 1896 году «Дженерал электрик» закончила строительство ЛЭП и системы распределения, и извлекаемая из Ниагарского водопада электроэнергия, не причиняя никакого ущерба красоте самого водопада, стала поступать на местные промышленные предприятия и предприятия Буффало.

Дело оказалось столь успешным, что «Вестингауз электрик» установила еще семь энергоблоков, доведя суммарную мощность до 50000 л.с. Вторую такую же электростанцию, тоже вырабатывающую переменный ток, построила позднее и «Дженерал электрик». Сегодня электростанции на Ниагарском водопаде напрямую подсоединены к энергетической системе Нью-Йорка, и везде применяется система Теслы.

Вот как уже после смерти Теслы, описывая его достижения (в «Electrical Engineering» за август 1943 г, стр. 351-555), говорит о результатах строительства электростанций на Ниагарском водопаде д-р Чарлз Ф. Скотт, заслуженный профессор электротехники Йельского университета в отставке и бывший президент Американского института инженеров-электриков, работавший инженером у Вестингауза, когда компания последнего осваивала систему Теслы:

Одновременное проведение в жизнь Ниагарского проекта и развитие системы Теслы явилось удачным совпадением. В 1890 году еще не было средств для получения и передачи больших мощностей электроэнергии, но, пока строился гидротехнический туннель, было разработано оборудование для работы с многофазными токами, что привело к принятию 6 мая 1893 года - через пять лет и пять дней после выдачи патентов Тесле - официального решения об использовании его системы. Многофазная система принесла успех Ниагарскому проекту, который, в свою очередь, сразу же повысил мнение об этой новой системе в глазах людей. В августе 1895 года энергия пошла по проводам первому потребителю - компании «Питтсбург редакшн» (нынешней «Алюминиум компани оф Америка») для получения алюминия по методу Холла, запатентованному в богатом событиями 1886 году…

В 1896 году началась передача электроэнергии от Ниагарского водопада в Буффало, на расстояние в 35 км. Сравните эту гигантскую и универсальную систему, способную объединить целый ряд источников электроэнергии в единую энергосистему, со множеством лилипутских «систем», которые давали энергию до того. Как со знанием дела объяснил г-н Адаме: «Прежде различные виды тока, необходимые для питания различных видов ламп и электродвигателей, вырабатывались на местах, но в системе Ниагары-Теслы вырабатывается ток лишь одного вида, который передается в места потребления, где преобразуется в нужную форму».

Ниагарский пример выработки тока широкого применения большими генераторами немедленно привел к созданию таких же энергосистем в Нью-Йорке для наземных и подвесных железнодорожных путей и для метро; для электрификации железных дорог на паровой тяге; а также либо для питания эдисоновских систем через подстанции для преобразования переменного тока в постоянный, либо для полной замены их на системы переменного тока.

В кульминационном 1896 году произошли два события, имевшие самые благоприятные последствия для распространения многофазной системы - одно в коммерческой, другое в технической сфере. В результате обмена патентными правами «Дженерал электрик» получила лицензию на использование патентов Теслы, ставших позднее - в результате почти двадцати судебных разбирательств -недоступными. Кроме того, в Америку в сопровождении ведущего инженера компании перевезли турбину Парсонса, позволившую Джорджу Вестингаузу с помощью новых достижений осуществить идеал своего первого патента - «ротационную паровую машину». Пик использования возвратно-поступательных двигателей пришелся на начало 1900-х. Разработка века дала огромные машины, приводившие в действие генераторы переменного тока мощностью от 5000 до 7500 киловатт для нью-йоркских подвесных путей и метро. Но из-за быстрого распространения паровых турбин различных видов возвратно-поступательные двигатели вскоре устарели. Столица получает теперь электроэнергию от энергоблоков, каждый из которых по мощности равен двадцати самым большим машинам возвратно поступательного действия, а одна электростанция дает больше энергии, чем все тысячи электростанций и отдельных установок в 1890 году.

Профессор Скотт заключает: «Эволюция электроэнергетики от открытия Фарадея в 1831 году до начала первого серьезного использования многофазной системы Теслы в 1896-м это, несомненно, самое большое достижение в истории техники».

Лорд

Кельвин, который сначала поддерживал выработку постоянного тока на Ниагарской электростанции, позднее - но лишь после запуска системы - признался, что переменный ток имеет много преимуществ для передачи и распределения на дальних расстояниях, и сказал: «Тесла внес в электротехнику больший вклад, чем кто бы то ни было до него».

*

Не должно возникать ни малейших сомнений в том, что Тесла не только открыл явление вращающегося магнитного поля, но и изобрел первый работоспособный электродвигатель переменного тока, многофазную систему переменных токов, генераторы для выработки таких токов, самые разные электродвигатели для превращения этих токов в чисто механическую энергию, систему многофазных трансформаторов для повышения и понижения напряжения, а также экономичные способы передачи электроэнергии на дальние расстояния. Тем не менее приоритет в этом либо незаслуженно приписывается другим, либо присваивается другими. Тесла обосновал и доказал свои права, однако несправедливые притязания сделали свое дело, и до сих пор ни инженеры-электрики, ни общественные деятели, ни большинство представителей электротехнической индустрии не признали всех его заслуг. А если бы они это сделали, его имя стояло бы в ряду таких прославленных имен, как Эдисон и Вестингауз.

Тесла, как мы видели, открыл явление вращающегося магнитного поля в 1882 году и за два месяца полностью разработал систему, включая все устройства, которые позднее запатентовал. В 1883 году он описал свое изобретение руководству «Континентал Эдисон». В 1884 году он продемонстрировал свой электродвигатель мэру Страсбурга. В том же году он описал это изобретение Томасу Эдисону. В 1885 году он пытался побудить учредителей компании «Тесла арклайт» к развитию своей системы. В 1887 году заручился финансовой поддержкой и построил серию генераторов и электродвигателей, которые были протестированы профессором Энтони из Корнельского университета. 12 октября 1887 года в Бюро патентов были поданы первые заявки на патенты на его основные изобретения, а полученные патенты проходят под разными числами первых месяцев 1888-го. 16 мая 1888 года он провел демонстрационный показ с описанием своих основных изобретений перед Американским институтом инженеров-электриков. И все это неопровержимые факты.

Первые сложности начались после того, как в марте 1888 года профессор Галилео Феррарис, физик из Туринского университета, представил на рассмотрение Туринской академии работу «Rotazioni elettrodynamiche» («Электродинамическое вращение»). Произошло это через шесть лет после того, как Тесла сделал свое открытие, через пять лет после того, как он продемонстрировал свой электродвигатель, и через шесть месяцев после того, как он обратился за патентами на свою систему. Профессор Феррарис занимался исследованиями оптических явлений и особенно интересовался проблемой поляризованного света. В тот период считалось обязательным любые научные принципы демонстрировать с помощью механических моделей. Разработать модели для отражения сути линейно- или плоскополяризованного света не составляло особых трудностей, но вот свет с круговой поляризацией был более серьезной проблемой.

Феррарис размышлял над этой проблемой в 1885 году, но нашел решение лишь в 1888-м, когда вспомнил о переменных токах. В то время ошибочно считалось, что свет совершает непрерывное колебательное движение в эфире. Феррарис взглянул на переменный ток как на аналогию волнам линейно поляризованного света. А в качестве механической аналогии света с круговой поляризацией он представил себе две серии волн со сдвигом по фазе в 90° между ними, но проходящие в двух перпендикулярных плоскостях. При этом результирующая компонента обеих описывает окружность на плоскости, перпендикулярной направлению движения обеих волн. Это полностью совпадало с тем решением, которое Тесла нашел шестью годами ранее.

Для лабораторной демонстрации профессор воспользовался подвешенным на нити медным цилиндром, который соответствовал в его опыте световым волнам и находился под воздействием двух магнитных полей, расположенных под прямым углом друг к другу. При включении напряжения цилиндр начинал вращаться, закручивая нить, на которой был подвешен, и поднимаясь на ней. Это была превосходная модель волн света с круговой поляризацией; она не имела ничего общего с электродвигателем, да и сам туринский ученый не вкладывал в нее такого смысла. Это была лишь лабораторная демонстрация оптических явлений с использованием аналогии из электротехники.