Олег Фейгин.

Никола Тесла. Прометей ХХ века



скачать книгу бесплатно

В то же время Тесла настойчиво продолжал совершенствование различных динамо-машин переменного тока, которые собирались на заводах известного промышленника Вестингауза, основавшего знаменитую фирму «Вестингауз Электрик». Не прекращал великий изобретатель и патентную «войну токов» с компанией Эдисона, вокруг которого группировались все сторонники постоянного тока. Кроме того, он постоянно успешно участвовал в различных форумах и выставках, а его экспозиции с действующими приборами и оборудованием вызывали полный фурор, при этом публику особенно удивляли уникальные радиоуправляемые модели катеров. В то же время Тесла так и не последовал советам своего самого близкого и верного помощника Джорджа Шерфа, настоятельно рекомендовавшего уделять больше внимания практическим сторонам блестящих открытий, доводя каждое из них до создания промышленного образца. Ведь многие фабриканты предлагали разработать машины и устройства на выгоднейших условиях, что дало бы значительный доход и надолго материально обеспечило самые сложные и дорогостоящие исследования.

– Вы хотя бы попробуйте передавать на большие расстояния всяческие условные сигналы, различные коммерческие сведения, такие как биржевые новости, – пытался уговорить изобретателя Шерф. – Ведь вы еще три года назад разработали вполне законченную идею беспроволочной передачи сигналов. А ваши последующие опыты на Чикагской выставке полностью подтвердили выбор направления исследований и вполне позволяют надеяться на сенсационный успех. Поверьте моей коммерческой интуиции и немедленно согласитесь с предложением страхового общества Ллойда. Ведь если вы сможете выполнить условие этих господ и осуществить передачу по вашей системе репортажа о ходе международной регаты, это обеспечит вам грандиозный успех и средства для любых перспективных исследований.

– Я не буду делать этого, мой милый Шерф, – с мефистофельской улыбкой твердо отвечал Тесла. – Пусть другие подбирают крохи моей интеллектуальной трапезы и разрабатывают идеи, о которых я поведал миру в своих интервью, статьях и лекциях. Сегодня я наконец-то почти вплотную подошел к созданию глобальной системы генерации и управления высокочастотными «эманациями энергии электрического эфира». Сегодня я вижу своей главной целью проектирование и создание всемирной системы беспроводной передачи токов высокой частоты. Это позволит навсегда удовлетворить энергетический голод нашего цивилизованного общества, и пока я не проработаю эту схему электроснабжения будущего, я категорически не буду отвлекаться на посторонние вещи…

Не приходилось ли Тесле в голодной нищете тридцатых годов с горестью вспоминать эти далекие споры конца девяностых с Джорджем Шерфом? Сколько бы раз удары судьбы, которые изобретатель иронично называл «агонией неудачи», ни тормозили разработку его гениальных идей по материальным условиям, он все равно оставался полностью верен себе и ни за что не отвлекался на второстепенные детали, уверенно обгоняя свое время.

В лаборатории Тесла продолжал разрабатывать сразу несколько «лучевых» проблем, изложенных им в цикле обзорных сообщений, ставших классическими после лекционного турне по ведущим университетам и научным центрам Америки и Европы.

Одной из таких проблем было выяснение природы открытых им «совершенно особых лучей», обладающих удивительными свойствами пронизывать совершенно непрозрачные предметы. Изобретатель много экспериментировал с этой «странной природой лучистой энергии» и в одном из интервью смело предложил использовать ее для изучения внутреннего строения твердых тел. К сожалению, изобретатель, по обыкновению, не удосужился заявить свой приоритет на данное открытие, ограничившись лишь несколькими мимолетными упоминаниями в интервью. Поэтому, когда в середине девяностых годов позапрошлого века немецкий физик Вильгельм Рентген опубликовал свои исследования Х-лучей в журнале Вюрцбургского физико-медицинского общества, Тесла тут же откликнулся подробным письмом Рентгену. В нем он не только описал несколько конструкций «лучевых трубок», питаемых от резонансных трансформаторов собственной конструкции, но и предоставил уникальные фотографии «просвеченных» предметов. Через год изобретатель также опубликовал первую из десятка своих статей, посвященных самым различным возможностям применения Х-лучей.

Среди идей Теслы встречается и мысль о возможности обнаружения и «лучевого» лечения злокачественных опухолей. В последующих своих работах изобретатель подробно остановился на применении всепроникающих лучей для создания своеобразных «каналов в теле электроэфирной среды», по которым можно было бы передавать гигантские электрические импульсы. Эта идея создания современных плазменных шнуров как минимум на полстолетия опередила свое время. Причем и сегодня досконально не известно, насколько удалось продвинуться в подобных исследованиях изобретателю, ведь, забегая вперед, заметим, что на башне Теслы в Радио-Сити были найдены громадные батареи разбитых лучевых трубок самой разной конструкции.

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 универсальную систему передачи и использования электромагнитных колебаний, способную обеспечить потребление электроэнергии в любой точке земного шара. И здесь изобретатель хотел применить все результаты своих разноплановых «лучевых» экспериментов. Это были очень смелые и необычные идеи, намного опередившие свое время. Например, Тесла долго разрабатывал проект «пилотируемых волн», когда пучок электромагнитных волн распространялся в своеобразном «коридоре» из Х-лучей.

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.

Н. Тесла. «Статьи и речи»


Это резонансный трансформатор со вторичной обмоткой, в которой части, заряженные до высокого потенциала, занимают большую область и расположены в пространстве вдоль идеальных обертывающих поверхностей, очень большого радиуса кривизны и на должном расстоянии друг от друга, таким образом повсеместно обеспечивая малую плотность поверхностного заряда, так, чтобы не могла произойти утечка, даже если проводник неизолированный. Это подходит для любой частоты от нескольких герц до тысяч герц и может использоваться для производства тока огромных объемов и небольшого напряжения или малой силы тока и огромной электродвижущей силы. Максимальное напряжение просто зависит от кривизны поверхности, на которой расположены заряженные элементы, и от ее площади.

Н. Тесла. «Статьи и речи»


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».

Всякое изменение потенциала Земли вызывало в витках первичной обмотки импульсы тока, создававшие во вторичной обмотке вторичные токи, регистрируемые прибором-самописцем. Дальнейшие кропотливые наблюдения и анализ полученных суточных диаграмм убедительно показали, что потенциал Земли непрерывно колеблется. Тесла с большим интересом занялся изучением этих явлений, пытаясь найти им приемлемое физическое объяснение. Первое, что бросалось тут в глаза, – это то, что колебания земного потенциала были наиболее значительны в период формирования грозовых облаков и последующих разрядов молний. Причем от изобретателя не ускользнул довольно странный, на первый взгляд, факт, постоянно отмечаемый приборами – самописец фиксировал наиболее существенные колебания земного потенциала при отдаленных грозовых сполохах, а не при молниевых разрядах, сверкающих прямо над крышей лаборатории.

Как объяснить этот совершенно непонятный геофизический парадокс? Казалось бы, далекие грозовые разряды должны были вызвать меньшие колебания электрического потенциала Земли в месте установки аппаратуры, чем более близкие. Однако Тесла со своими ассистентами наблюдал нечто полностью обратное, когда отдаленные разряды в определенный момент вызывали более сильные колебания потенциала.

Изобретатель очень долго и напряженно размышлял над этим явлением, и вот однажды его охватило настоящее озарения, и Тесла понял, как можно было бы передавать Ниагары электроэнергии в планетарном масштабе. Для этого фантастического процесса надо было лишь создать на земной поверхности стоячие волны, вызывая их появление изменением потенциала Земли. Если его умозаключения были верны, то именно это явление и наблюдалось в детекторах исследовательской станции при прохождении далеких гроз!

Инстинктивно Тесла чувствовал, что напал на правильный след и окончательная разгадка странных наблюдений находится где-то совсем близко. И вот наступил долгожданный момент истины! 3 июля 1899 года изобретатель получил первое неопровержимое экспериментальное доказательство истины, имеющей, по его мнению, огромное значение для прогресса человечества.

Плотная масса сильно заряженных облаков скопилась на западе, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она понеслась с невероятной скоростью над равнинами. Через почти регулярные интервалы времени возникали длительные грозовые разряды. Тесла приготовился к наблюдениям, которые теперь значительно облегчились и стали более точными за счет приобретенного опыта в оперировании измерительными приборами.

Итак, регистрирующие приборы были соответствующим образом отрегулированы, и их показания становились все слабее по мере возрастания расстояния до грозы, пока совсем не исчезли. Тесла наблюдал, полный страстного ожидания, и, как он и думал, немного погодя показания прибора появились вновь, становясь все сильнее, и, пройдя через максимум, постепенно спадали и снова прекращались. То же самое повторялось много раз через регулярные интервалы времени, до тех пор пока гроза, которая, как следовало из простых подсчетов, двигалась с почти неизменной скоростью, не удалилась на расстояние примерно трех сотен километров. Однако и тогда эти странные явления не прекратились, а продолжались с неубывающей интенсивностью. Впоследствии аналогичные наблюдения были выполнены изобретателем со своим ассистентом Фрицем Левенштейном, и вскоре собранные сведения позволили неопровержимо установить истинную природу этого необычного явления. Не оставалось никаких сомнений – команда Теслы наблюдала стоячие волны. Тут надо заметить, что одной из важнейших задач, которую изобретатель так стремился разрешить в Колорадской лаборатории, являлось получение четкого ответа на вопрос: обладает ли наша планета электрическим зарядом, и если это так, то как можно оценить это количество электричества?

Именно поэтому Тесла и придавал такое значение наблюдениям явлений проявления стоячих волн в земной поверхности, ведь это вполне определенно указывало бы и на наличие электрического заряда у нашей планеты, из чего следовала бы принципиальная возможность вызывать искусственные стоячие волны в земной коре. Все эти догадки и соображения подвели изобретателя к организации эксперимента, имевшего большое значение для всех дальнейших планов. Цель этого необычного опыта была сформулирована так: можно ли создавать путем серии мощных электрических разрядов искусственные стоячие волны в земной поверхности, вызывая гармонические пучности резонансных колебаний, пригодных для дальнейшей утилизации?

Вся «колорадская миссия» тщательно готовилась к этому масштабному эксперименту. Прежде всего была заготовлена специальная обувь на толстых резиновых и пробковых подошвах, надежно изолирующих от земной поверхности, будь то деревянный пол лаборатории или просто земляная почва. В комплект к изолирующим сапогам и ботинкам входили и беруши из пакли, пропитанной воском. Впоследствии Тесла отмечал, что эти крайне необходимые меры все же оказались недостаточными, и после эксперимента у всех еще долго сильно гудело в ушах, так что, похоже, экспериментаторы только чудом избежали повреждения барабанных перепонок. На протяжении же самих опытов и особенно непосредственно во время разрядов боль и жужжание в ушах иногда становились просто невыносимы.

Готовя план экспериментальных исследований, Тесла учел результаты, полученные Герцем в 1888 году, когда он полностью подтвердил электродинамику Максвелла и показал, что электромагнитные волны распространяются по прямой линии, имея совершенно ту же природу, что и лучи света. Потому, в общем-то, и считалось, что распространение линий беспроволочного телеграфа так или иначе будет ограничиваться кривизной земной поверхности. Тесла же полагал, что поскольку земной шар является хорошим проводником, то в верхних слоях атмосферы должны также существовать проводящие слои. Более того, наблюдая за движением грозовых облаков и молниевыми разрядами, он определил, что слои воздуха на сравнительно небольшой высоте могли бы предоставлять токопроводящую линию.

Итак, еще раз глубоко продумав этот весьма сложный опыт, Тесла несколько раз проверил все оборудование лаборатории, включающее не только резонансный усиливающий трансформатор, но и множество других аппаратов, главным образом катушек индуктивности с различными характеристиками обмоток. Наконец все было готово, и по команде изобретателя его бессменный ассистент Колман Чито рукой в толстой резиновой перчатке отважно замкнул на несколько секунд рубильник. Тут же возникло множество молний в виде переплетающихся искровых разрядов, окутавших обмотки вторичной катушки и рассыпавшихся с медного шара на вершине мачты. Убедившись, что все идет по плану, Тесла дал команду на длительное включение. Тут же 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. Чито рассказывал потом, что, стоя у рубильников распределительного щита, видел, как из его резиновых рукавиц вылетают длинные искры, колющие, как раскаленные иголки, и с волнением думал, что не сможет выключить ток, когда услышит сигнал Теслы. Но в то время изобретатель и не думал давать сигнал на прекращение эксперимента, с восхищением любуюсь фантастическими переливами ореола призрачного белого света, пронзенного молниями, вокруг медного шара мачтового разрядника, а грохот между тем все усиливался.

Здесь представлен ознакомительный фрагмент книги.
Для бесплатного чтения открыта только часть текста (ограничение правообладателя). Если книга вам понравилась, полный текст можно получить на сайте нашего партнера.

Купить и скачать книгу в rtf, mobi, fb2, epub, txt (всего 14 форматов)



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24