Никола Тесла. Прометей ХХ века
Шрифт:
Более того, Тесла сам предложил всем исследователям Х-лучей, и в первую очередь Рентгену, проводить опыты, используя токи высокого напряжения от резонансных трансформаторов собственной конструкции (трансформаторов Теслы). Между Теслой и Рентгеном завязалась дружеская переписка, продолжавшаяся долгие годы. В одном из сохранившихся писем Рентген писал:
«…Вы крайне удивили меня прекрасными фотографиями чудесных разрядов, и я очень благодарен вам за них. Если бы мне только знать, как вы достигаете таких вещей!»
Это довольно любопытная информация, которая показывает, что, несмотря на собственный альтруизм, Тесла все же надлежащим образом воспринял урок потери приоритета этого выдающегося открытия, за которое Рентген первым из физиков получил Нобелевскую премию.
Между тем все мысли Теслы были заняты стремлением создать
В 1896 году в пригороде Нью-Йорка Тесла впервые рискнул оборудовать «лучевой» полигон для генерации и приема микроволновых сигналов. Для этого он разработал специальные вакуумные электронные приборы – «лампы Теслы», представляющие собой стеклянные колбы самого разного размера, формы и конструкции. С помощью своих ламп изобретатель сумел резко увеличить частоту тока на приемно-передающей станции, доведя ее несущую частоту до двух мегагерц (миллионов колебаний в секунду), величины, ранее недостижимой. Сигналы радиостанции Теслы принимались за десятки километров. 2 сентября 1897 года изобретатель получил два патента в этой области. Таким образом был пройден еще один важный этап по пути к созданию всеобщей системы передачи энергии на расстояние. Экспериментируя на своей радиостанции, Тесла неожиданно оставил создание устойчивого радиотелеграфа и занялся разработкой схемы передачи радиоволн для управления различными механизмами. Надо заметить, что это один из самых таинственных моментов в истории радио, вызвавший впоследствии ожесточенные приоритетные баталии. Что же заставило изобретателя свернуть с проторенного пути, на котором ему оставалось сделать от силы полшага?
Сам Тесла так и не дал ответ на этот важнейший вопрос приоритета, предпочитая отделываться многозначительными фразами о необходимости поиска новых путей развития радиофизики. Действительно, накопленный изобретателем опыт свидетельствовал о полной осуществимости замысла создания телеуправляемых машин и механизмов. Это подтверждает и знаменитая радиоуправляемая модель «лодки Теслы», наглядно демонстрировавшая возможность надежного и безотказного дистанционного управления самыми различными автоматическими устройствами.
Через много лет изобретатель, вспоминая начало «лучевого» периода своей биографии, напишет в дневнике:
«Нет сомнения, что судьба в виде огненной стихии нанесла мне тяжкий удар, но, с другой стороны, именно возможность начать все заново позволила мне резко изменить общее направление исследований и приступить к осуществлению своих заветных планов по проведению решающих экспериментов, способных показать возможность беспроводной передачи силовой энергии…
Таким образом, передо мной впервые во всей своей красоте и грандиозности стала задача переброса в любую точку земли именно электроэнергии, а не радиосигналов. Впрочем, последнее было мне уже малоинтересно, ведь задолго до этого мои опыты с резонансными контурами надежно подтвердили справедливость физических основ того, что мы теперь называем радиосвязью. Кроме того, меня долго занимала задача вопреки общепризнанному объяснению механизма распространения радиоволн рассмотреть зависимость между схемами подключения генератора электромагнитных колебаний в режиме герцевских волн-лучей, распространяющихся в атмосфере, и геомагнитных колебаний, „диффундирующих“ сквозь толщу земной поверхности».
Опытная станция
Однако, если следовать самому точному значению термина, это резонансный трансформатор, который помимо данных свойств точно соответствует земному шару и его электрическим константам и свойствам, и благодаря такой конструкции он становится высокоэффективным при беспроводной передаче энергии. При этом расстояние полностью несущественно, и совсем не происходит снижения интенсивности передаваемых импульсов. Можно даже увеличить активность с ростом расстояния от электростанции в соответствии с точным математическим законом.
Это
Интерьер лаборатории в Колорадо-Спрингс. Фотомонтаж
На третий год работы в лаборатории на Хаустон-стрит Тесле стало совершенно ясно, что в условиях большого города никогда не удастся развернуть полномасштабные исследования систем дистанционной передачи энергии. Для запланированных натурных опытов требовалась малонаселенная пустынная местность с достаточно мощным источником электрической энергии. Тут изобретатель получил приглашение от своего давнего знакомого – инженера-электрика Леонарда Кертиса, работавшего на электростанции курорта Колорадо-Спрингс в Скалистых горах. Воспользовавшись финансовой помощью нескольких своих хороших знакомых, осведомленных о бедственном положении Теслы, он за три весенних месяца 1899 года на высокогорном плато Пайк вблизи местечка Теллурайд, штата Колорадо, организовал единственную в своем роде лабораторию для исследования высоковольтных систем передачи энергии. Она размещалась в небольшом деревянном здании барачного типа, над крышей которого возвышалась открытая снизу решетчатая башня, сквозь которую была пропущена шестидесятиметровая мачта-антенна, заканчивающаяся массивным медным шаром диаметром около восьмидесяти сантиметров. Этот шар играл роль антенны-разрядника и заземлялся через обмотку высокого напряжения резонансного трансформатора, имеющего в поперечнике три метра при той же высоте. Диаметр первичной обмотки трансформатора удалось расширить до полутора десятков метров. Кроме этого основного оборудования, испытательная станция была оснащена вращающимся высокочастотным генератором, преобразователем переменного тока в постоянный, конденсаторами и индуктивными катушками самых разных характеристик, регистрирующими приборами, распределительным щитом. Электроснабжение обеспечивалось от специально выделенного трехфазного генератора близлежащей электростанции Колорадской электрической компании.
Свою колорадскую установку Тесла назвал «Усилительный передатчик», и работала она на максимальной частоте полутора сотен колебаний в секунду, что соответствовало двухкилометровой длине электромагнитных волн при мощности где-то в две сотни киловатт. Уже первые опыты показали правильность расчетов изобретателя, и на вторичной обмотке резонансного трансформатора напряжение достигло дюжины миллионов вольт. Это позволило Тесле получить молниеобразные разряды длиной в десятки метров, а самый рекордный из них протянулся на три десятка метров, имея весьма устрашающий вид. В ходе подобных экспериментов выяснилось, что на величину рукотворных молний в значительной степени влияет влажность воздуха, температура, сила ветра и атмосферное давление на плато.
На протяжении всей работы Колорадской лаборатории Тесла вел постоянные наблюдения над грозами и сопровождавшими их изменениями потенциала Земли. Для этого он сконструировал специальную установку, состоящую из резонансного трансформатора собственной конструкции, один конец первичной обмотки которого был заземлен, а второй заканчивался уже описанным медным шаром-разрядником. Так как относительный электропотенциал шара зависел от высоты его подъема над землей, сама мачта имела телескопическую конструкцию, позволяющую изменять электроемкость всей системы в ходе подъема или спуска разрядника. При этом во вторичную обмотку этого трансформатора были включены несколько различных детекторов разного уровня чувствительности, данные с которых поступали на сконструированное изобретателем специальное записывающее устройство, которое назвали «самописцем».