"ГЕНИЙ, БЬЮЩИЙ ЧЕРЕЗ КРАЙ Жизнь Николы Теслы" - читать интересную книгу автора (ОНил Джон Дж.)

СЕМЬ

Первая публичная демонстрация практической работы многофазной системы переменного тока Теслы состоялась на Колумбийской экспозиции Всемирной ярмарки в Чикаго 1893года, посвященной четырехсотлетию открытия Америки. Это была первая Всемирная ярмарка с возможностью электрического освещения, которой не преминули воспользоваться архитекторы для получения ярких эффектов ночного освещения площадок и строений и дневного освещения внутренних помещений. Компания «Вестингауз электрик» заключила контракт на поставку для ярмарки всего силового и осветительного оборудования и тоже воспользовалась возможностью задействовать систему Теслы и показать ее универсальность. Именно эта система и давала всю электроэнергию для питания силовых и осветительных сетей ярмарки.

Хотя Всемирная ярмарка в Чикаго и сама по себе явилась памятником Тесле, он еще имел на ней и собственную экспозицию, где демонстрировал свои самые последние изобретения. Одним из его экспонатов было вращающееся металлическое яйцо на покрытой бархатом круглой подставке. Когда Тесла щелкал включателем, яйцо, словно по волшебству, поднималось на тонкий конец и начинало с большой скоростью вращаться. «Волшебный» аспект этого трюка оказывал сильное воздействие на публику, которая, однако, плохо понимала объяснения о том, что этим иллюстрируется принцип вращающегося магнитного поля, создаваемого многофазными магнитными токами. Среди других его экспонатов таким же «волшебным» образом зажигались стеклянные трубки, висевшие в воздухе или находившиеся у него в руке. Но самым эффектным фокусом Теслы было пропускание через свое тело напряжения в 1000000 вольт. Это был переменный ток очень высокой частоты и не менее высокого напряжения. Тесла нашел способ создания таких токов. Восемь лет минуло с тех пор, как Эдисон, критикуя переменный ток высокого напряжения как смертельно опасный, не проявил ни малейшего интереса к многофазной системе Теслы. И вот теперь эта система дает электроэнергию для большой Всемирной ярмарки, а система постоянного тока Эдисона просто забыта. В ответ на обвинительное утверждение Эдисона о смертельной опасности переменного тока Тесла как последний победный акт в течение многих минут без малейших признаков вреда для себя пропускает через собственное тело высочайшее напряжение, когда-либо вырабатывавшееся дотоле. Этот зрелищный трюк внушил публике любовь к Тесле и создал ему огромную всемирную славу. К сожалению, однако, это затмило его более важную работу с многофазными токами.

Следующим великим достижением с применением его многофазной системы стало использование Ниагарского водопада как источника электроэнергии. (Еще до этого и даже до открытия чикагской ярмарки практичность его системы была без его ведома с успехом проверена в Европе. Практическое испытание передачи многофазного переменного тока с напряжением в 30000 вольт проводилось между гидроэлектростанцией в Лауфене и Франкфуртом. Энергия использовалась для электрификации ярмарки в этом городе. Установка была построена в 1891 году, а передававшееся электричество питало осветительные лампы накаливания и дуговые лампы, а также электродвигатель Теслы). В 1886 году было выдано разрешение на выработку электроэнергии на водопаде. Но осуществление проекта задерживалось, и за него взялась нью-йоркская группа, организовавшая компанию «Катаракт констракшн», президентом которой стал Эдвард Дин Адаме. Компания г-на Адамса хотела вырабатывать электроэнергию в максимально возможном объеме. Общий объем энергии водопада по разным оценкам составлял от 4000000 до 9000000 лошадиных сил. Г-н Адаме организовал Международную ниагарскую комиссию с целью обеспечения самых надежных средств для использования водопада и сделал ее председателем знаменитого английского ученого лорда Кельвина. Была также назначена премия в 3000 $ за самый практичный план.

Еще в детстве, почти тридцать лет назад, Тесла предсказал, что когда-нибудь поставит Ниагарский водопад на службу человечеству, и вот такая возможность представилась. Благодаря сделанным им за прошедшие годы изобретениям, позволявшим преобразовывать гидравлическую энергию водопада в энергию электрическую, детская похвальба превратилась в реально осуществимое дело.

Однако награда, предлагавшаяся г-ном Адамсом, не устроила г-на Вестингауза, когда его побуждали принять это предложение. В ответ он сказал: «Эти люди хотят получить информацию на сто тысяч долларов, заплатив лишь три тысячи. Вот когда они будут готовы серьезно говорить о деле, тогда мы и предложим свои планы». Эта непреклонная позиция Вестингауза стала первым препятствием к применению системы переменного тока Теслы. Вторым серьезным препятствием стало заявление лорда Кельвина о намерении использовать постоянный ток.

На конкурс было предложено около двадцати планов, но ни один из них комиссия не приняла и обещанную награду никому не выплатили. Такие большие электротехнические компании, как «Вестингауз электрик», «Эдисон дженерал электрик» и «Томсон-Хьюстон», не предлагали на рассмотрение своих планов. Было это в 1890 году.

Первоначально планировалось использовать для местных нужд энергию механического вращения, получаемую с помощью водяных колес, но единственным целесообразным решением была, вне всяких сомнений, выработка электроэнергии с помощью генераторов, приводящихся в действие водяными колесами, и распределение полученной энергии по окрестностям. Кроме того, примерно в тридцати пяти километрах от водопада был еще один благодатный рынок сбыта электроэнергии - большой индустриальный город Буффало. Была также надежда, что энергию можно будет передавать и в Нью Йорк, питая ею и всю территорию вдоль линии электропередачи. При применении постоянного тока передача его за тридцать пять километров в Буффало превращалась в несбыточную мечту, тогда как система переменного тока Теслы делала такую передачу в высшей степени практичной и позволяла вести линию передачи даже до Нью-Йорка.

Со временем, когда руководство «Катаракт констракшн» пришло к выводу, что гидроэлектрическая система - это единственное приемлемое решение, «Вестингауз электрик» и «Дженерал электрик» предложили поставить ей силовое оборудование из трех энергоблоков в 5000 лошадиных сил каждый. Обе компании предлагали использовать многофазные генераторы Теслы, только «Дженерал электрик», наследница «Эдисон дженерал электрик», полуившая лицензию на использование патентов Теслы, хотела установить трехфазную систему, а «Вестингауз электрик» -двухфазную. Первый вариант предусматривал строительство электростанции, второй - с предложением цены - предусматривал проведение ЛЭП от Ниагарского водопада до Буффало и наладку системы распределения энергии в этом городе.

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».