Никола Тесла. Изобретатель будущего

Карлсон Бернард

В то время как Тесла постигал технические ноу-хау в компании Эдисона, он также сделал свой вклад в компанию. Большинство сотрудников Эдисона узнало об электрических машинах, работая или в телеграфной отрасли, или в механических цехах, и немногие имели научное или математическое образование {142} . В отличие от них Тесла получил основательное образование по физике и математике в Граце, и французский управляющий компании SE Edison Р. В. Пику признал способности Теслы применять теоретические знания и делать вычисления. Вскоре после трудоустройства в компанию Тесле было поручено проектировать динамо для систем освещения лампами накаливания за гонорар в размере трехсот франков в месяц {143} .

142

Paul Israel, From Machine Shop to Industrial Laboratory: Telegraphy and the Changing Context of American Invention, 1830-1920 (Baltimore: Johns Hopkins University Press).

143

NT, Motor Testimony, 187-88, 195, 306.

Работая

на фабрике Эдисона в Иври, Тесла продолжал размышлять над созданием своего двигателя. «Мы почти не разлучались в Париже в 1882 году, – вспоминал Жигети, – и господин Тесла был очень взволнован идеями о работе двигателей» {144} . Однажды вечером он обрисовал в общих чертах свои планы относительно двигателя переменного тока Жигети четырем или пяти сотрудникам Эдисона, рисуя палкой в грязи. Взяв за основу свою догадку в Будапеште о том, что несколько переменных токов в состоянии произвести вращающееся магнитное поле, Тесла описал своим коллегам тщательно продуманную систему, в которой генератор производил три отдельных переменных тока, которые подавались к двигателю по шести проводам. В своих последующих патентах и лекциях Тесла объяснил, что эти три переменных тока не должны быть сдвинуты по фазе на 120° относительно друг друга, чтобы создать вращающееся магнитное поле. Но нет никаких свидетельств того, что он понял в 1882 году значение сдвига токов по фазе. «Моя идея, – объяснил Тесла, – заключалась в том, что чем больше проводов я использую, тем лучше будет работать двигатель» {145} .

144

Szigeti, 1889 deposition, A398.

145

Тесла описал свое изобретение Дэвиду Каннингему, Милтону Адамсу, Чарльзу Геннису и Джеймсу Хипплу; см.: NT, Motor Testimony, 189-90, 274-75. Szigeti testified that Tesla described a similar eight-wire generator-motor system in Paris in 1882. See Szigeti, 1889 deposition, A398–A401.

Тесла был обескуражен тем, что его коллеги по компании Эдисона не были впечатлены его изобретением. С коммерческой точки зрения они не были, вероятно, заинтересованы, потому что видели главные возможности в разработке системы для электрического освещения, а не для передачи мощности для работы электродвигателей. Лишь после 1886 года другие пионеры электроэнергетики, такие, как Фрэнк Спрэйг [34] , смогли убедить инженеров центральных электростанций, что можно использовать электричество и для освещения, и для двигателей {146} .

34

Фрэнк Джулиан Спрэйг (1857–1934) – морской офицер и изобретатель, который внёс большой вклад в развитие электрических двигателей, электрического рельсового транспорта и лифтов. Особый вклад он внес в развитие городского электрического транспорта быстрорастущих в конце XIX века городов и создание лифтов для небоскребов. Он прославился как «отец электрической тяги» и первый человек в мире, создавший поезд с управлением по системе многих единиц на железнодорожном транспорте.

146

Frederick Dalzell, Engineering Invention: Frank J. Sprague and the U. S. Electrical Industry (Cambridge, MA: MIT Press, 2009).

Но с технической точки зрения шестипроводная схема Теслы, вероятно, казалась этим мужчинам заблуждением не потому, что она использовала переменный ток, но потому, что она требовала слишком много меди в многочисленных проводах. Одной из главных задач, над которой работала компания Эдисона в начале 1880-х годов, была разработка системы распределения, в которой использовалось бы как можно меньше меди. Поскольку медные провода зачастую были самым дорогим в новой установке, сам Эдисон приложил существенное усилие для разработки более экономичных монтажных схем. В начале 1880-х годов Эдисон представлял свою трехпроводную систему взамен своей фидерно-магистральной системы. В отличие от трехпроводной системы Эдисона, предложенная шестипроводная система Теслы, вероятно, выглядела неэкономной с точки зрения требуемого количества меди. Конечно, электрические системы переменного тока могут работать на более высоком напряжении и, следовательно, иметь меньшие проводники, но не ясно, понимал ли это Тесла или его коллеги по работе в 1882 году.

Только один сотрудник компании Эдисона, Дэвид Каннингем, руководитель Осветительного цеха Эдисона, проявил интерес к изобретению Теслы. Эдисон отправил Каннингема за границу, чтобы помочь Батчелору установить оборудование на Международной электрической выставке в Париже в 1881 году, где Каннингем остался, чтобы контролировать производство динамо в Иври. «Каннингем, – вспоминал Тесла, – предложил создать акционерную компанию. Предложение казалось крайне смешным. У меня не было ни малейшего представления, что это означало, за исключением того, что это был американский способ делать дела».

Из предложения ничего не вышло, и в 1883 году компания направила Теслу работать специалистом по ремонту на различных осветительных станциях во Франции и Германии {147} .

В перерывах между командировками Тесла находил время, чтобы разрабатывать автоматический регулятор для динамо Эдисона, и его план произвел впечатление на Луи Рау, президента компании SE Edison {148} . И естественно, что, когда компании понадобилось направить эксперта для решения проблем на новой станции в Страсбурге в Эльзасе, был выбран Тесла.

147

Эта компания, вероятно, была организована не Каннингемом, поскольку он был лишь второстепенной фигурой во французских компаниях Эдисона и вряд ли имел необходимый капитал. См.: NT, My Inventions, 66; NT, Motor Testimony, 274-75; Seifer, Wizard, 29; Francis Jehl, Menlo Park Reminiscences (Dearborn, MI: Edison Institute, 1938), 2:680, 682.

148

NT, My Inventions, 66-67.

Двигатель

в Страсбурге

В Страсбурге компания SE Edison пыталась установить систему освещения лампами накаливания на новой железнодорожной станции. Во время франко-прусской войны 1870–1871 годов Страсбург перешел от Франции в руки Германии. После войны Немецкая империя установила свое господство в Страсбурге, построив серию новых общественных зданий, включая новый центральный железнодорожный вокзал {149} . По данным Теслы, немецкие власти были недовольны компанией Эдисона, так как на электростанции замкнуло проводку, что привело к обрушению значительной части стены во время посещения вокзала императором Вильгельмом Первым {150} . Чтобы успокоить немцев, компании нужно было направить немецкоязычного инженера, чтобы завершить прокладку проводов на новой подстанции. Учитывая его языковые навыки, Теслу отправили в Страсбург в октябре 1883 года, чтобы повторно проложить проводку и разобраться с возмущенными немцами. Тесла взял с собой Жигети в качестве помощника {151} .

149

Julius Euting, A Descriptive Guide to the City of Strassburg and Its Cathedral, 7th ed. (Strassburg: Karl J. Tr"ubner, n. d.), 84-85.

150

Вильгельм I посетил Страсбург в сентябре 1879 года, и в его биографиях нет упоминания о взрыве. См. Paul Wiegler, William the First: His Life and Times, trans. C. Vesey (Boston: Houghton-Mifflin, 1929), 377 и Edouard Simon, The Emperor William and His Reign (London: Remington, 1888), 2:189.

151

NT, Motor Testimony, 185-86; NT, My Inventions, 67. Записи, которые Тесла вел в Страсбурге, см.: NT, Tagebuch Aus Strasburg, 1883–1884 (Beograd: NTM, 2002); this notebook (pp. 249–50) shows that Szigeti was on the payroll at Strasbourg from October 1883 to February 1884.

В Страсбурге Тесла увидел, что SE Edison установила большую и амбициозную систему. Система состояла из четырех генераторов, приводивших в действие тысячу двести ламп. В дополнение к оборудованию Эдисона немецкий электрический производитель Siemens & Halske установил пять генераторов постоянного тока и шестьдесят дуговых ламп. Проводка и для ламп накаливания, и для дуговых ламп была помещена в подземные трубопроводы, и так как это было относительно новой практикой, в этом и заключалась вероятная причина проблем, которые предстояло решить Тесле {152} .

152

Alfred Ritter von Urbanitzky, Electricity in the Service of Man, ed. R. Wormell (London: Cassell & Co., 1886), 548-51.

Тесла дни напролет работал над починкой системы Эдисона, но он все же находил время для экспериментов со своим двигателем переменного тока. К электростанции железнодорожного вокзала был подключен генератор переменного тока компании Siemens, который, вероятно, использовался, чтобы привести в действие более раннюю систему дугового освещения со свечами Яблочкова {153} . С помощью Жигети Тесла построил маленький двигатель, который мог быть приведен в действие генератором переменного тока Siemens. Стремясь сохранить двигатель в тайне, Тесла и Жигети проверили его в кладовке, куда они смогли провести цепь переменного тока {154} .

153

NT, Motor Testimony, 188; von Urbanitzky, Electricity in the Service of Man, 296-99; Thompson, Dynamo-Electric Machinery, 267-68.

154

Szigeti, 1889 deposition, A400.

Для этого двигателя Тесла сделал статор, обмотав изолированный провод снаружи продолговатого латунного кольца {155} . Обмотки статора были связаны с генератором Siemens. Для арматуры Жигети сделал пятидюймовый железный диск, который был смонтирован на горизонтальной оси {156} . По видению Теслы, переменный ток от генератора должен произвести вращающееся магнитное поле в статоре. В свою очередь вращающееся магнитное поле вызывало токи в диске; индуцированные токи отталкивались от вращающегося поля, и таким образом диск вращался. «Это был, – заявил Тесла, – самый простой двигатель, который я мог вообразить. Как видите, у него была только одна цепь и никаких обмоток на арматуре или полях. Он был поразительно прост» {157} .

155

NT, Motor Testimony, 181, 192.

156

Szigeti, 1889 deposition, A400.

157

NT, Motor Testimony, 220, 184; NT, «Electric Magnetic Motor», U. S. Patent 424,036 (filed 20 May 1889, granted 25 March 1890), especially figure 3; TCM, Inventions, Researches and Writings, 69.