Жизнь и научная деятельность Николы Тесла

Во всеоружии своих исследований в области техники высоких частот Тесла занялся поисками средств для осуществления своей заветной цели -- передачи электроэнергии на большие расстояния без проводов. Он был воодушевлен тем, что идея эта нашла понимание со стороны европейских физиков. За изобретения в области токов высокой частоты, как за «самые новейшие и многообещающие», 6 декабря 1893 г. Франклиновский институт наградил Теслу золотой медалью Эллиота Крессона. Через полгода он избирается почетным доктором Колумбийского и Йельского университетов. Это были первые дипломы honoris causa в длинном перечне его ученых званий.

Для выполнения своих далеко идущих замыслов Тесла вынужден был просить помощи у богатых покровителей. Финансист Эдвард Адаме дал ему взаймы на льготных условиях 40 000 долларов, которые изобретатель издер- жал на наем и оснащение новой лаборатории в доме № 46 на Хьюстон-стрит. С осени 1895 г. работы возобновились в более крупном, чем ранее, масштабе. Для образования стоячих волн Тесла пользовался масивными чугунными плитами, закопанными в грунт на глубину 2.5 м, к которым присоединялись выходные зажимы излучателя. Его опыты вызывали сильную вибрацию зданий и гудение; нередко они сопровождались короткими замыканиями и взрывами. Это нервировало жителей соседних домов и полиция требовала прекращения опасных испытаний.

То, что Тесла в период работы на Хьюстон-стрит целиком посвятил себя решению невыполнимой и в наши дни проблемы, отнюдь не означало, что время было истрачено зря. Он добился в полевых условиях надежного и регулируемого взаимодействия или синтонизации удаленных на расстояние до 32 км резонансных контуров при частотах до 2 Мгц. Результаты этих исследований Тесла обобщил в патентных описаниях № 645 576 и 649 621, заявленных 2 сентября 1897 г. и выданных соответственно 20 марта и 15 мая- 1900 г. («Устройство для передачи электрической энергии»).

На третий год работы в лаборатории на Хьюстон-стрит Тесле стало ясно, что в условиях большого города ему не развернуться и не осуществить свою idee fixe. Для запланированных им крупномасштабных опытов нужно было подыскать малонаселенную пустынную местность. По инициативе одного из почитателей ученого, инженера-электрика Леонарда Кэртиса выбор пал на Скалистые горы. Вспомоществованием меценатов -- Тесла уже не мог без них обходиться -- за три весенних месяца 1899 г. на плато Пайк на высоте 2000 м над уровнем моря вблизи местечка Теллурид, штат Колорадо, была выстроена единственная в своем роде высоковольтная лаборатория. Она размещалась в деревянном барачного типа здании размерами 22.5X21X9 м. Над крышей барака возвышалась открытая снизу решетчатая башня, сквозь которую была пропущена мачта-антенна высотой 60 м, заканчивающаяся медным шаром диаметром 80 см. Антенна заземлялась через обмотку высокого напряжения резонансного трансформатора, имеющего в поперечнике 3 м при той же высоте. Диаметр первичной обмотки трансформатора составлял 15 м. Кроме этого основного оборудования, испытательная станция была оснащена вращающимся высокочастотным генератором, преобразователем переменного тока в постоянный, конденсаторами и индуктивными катушками разных характеристик, регистрирующими приборами, распределительным щитом. Электроснабжение обеспечивалось от специально выделенного трехфазного генератора близлежащей электростанции «Колорадской электрической компании». Конструированием и монтажом аппаратуры занималась небольшая группа специалистов под руководством Теслы.

Колорадская установка, названная изобретателем «Усилительный передатчик» («Magnifying transmitter»), работала на максимальной частоте 150 кгц, т. е. на длинной волне 2 км при мощности 200 квт. По утверждениям Теслы, не отличающимся особой четкостью, он повышал напряжение на вторичной обмотке трансформатора до 12 Мв и получал молниеобразные разряды с длиной искры до 30 м. Колорадские эксперименты преследовали двоякую цель: доказать наличие электрического заряда Земли и создать искусственные стоячие волны, способные произвести полезную работу на далеком от излучателя расстоянии. В Колорадо Тесла добился следующего: генерирования токов высокой частоты сверхвысокого напряжения; имитации грозовых явлений; доказательства наличия электрического заряда Земли; беспроводной посылки сигналов на расстояние 1000 км и их демодуляции на приемной станции; накаливания нити электроламп, удаленных от передатчика на 800 м. Два последних эффекта Тесла объяснял действием стоячих волн, существование которых, по его словам, удалось ему инструментально установить 3 июля 1899 г. во время сильной грозы. Это наблюдение утвердило его в реальности давнишней догадки, приведшей к парадоксальному выводу, что электромагнитные возмущения, вызываемые мощными разрядами «Усилительного передатчика», есть не что иное, как искусственно образованные стоячие волны в Земле, способные канализировать практически без потерь потоки электрической энергии.

В начале 1900 г. Тесла вернулся в Нью-Йорк, обуреваемый новыми более широкими замыслами. Он намеревался выстроить глобальный радиоцентр, названный им «Мировой системой». Тесла писал, что его система обеспечит беспроводный транспорт десятков миллионов лошадиных сил электроэнергии от мощных гидростанций, радиопередачу изображений и сигналов точного времени, организацию универсальной телеавтоматизированной морской навигации, включая радиолокацию. Столь заманчивые перспективы привлекли внимание не только технической общественности, но заинтриговали верхушку финансового мира США. По неизъяснимой игре случая они пришлись по вкусу такой одиозной фигуре, как мультимиллионер Джон Пирпонт Морган. Морган презентовал Тесле 150000 долларов на претворение в жизнь «Мировой системы». На острове Лонг-Айленд, в 100 км к северу от Нью-Йорка, Тесла приобрел пустошь Вандерклиф площадью около 1кв.км, где весной 1902 г., по проектам известных нью-йоркских архитекторов Сэнфорда Уайта и Вильяма Кроу, началось строительство радиоцентра. Он состоял из передатчика мощностью 300 квт, электростанции, мастерских и жилых домиков. Главным сооружением Вандерклифа, его сердцевиной являлась модификация колорадского «Усилителя», описанная в патенте № 1 119 732 от 1 декабря 1914 г., заявленном 18 января 1902 г. и обновленном 4 мая 1907 г. Установка представляла собой многогранную, суживающуюся кверху, деревянную каркасную башню высотой 57 м. Внутри конструкции на прочном фундаменте размещался мощный резонансный контур, собранный по известной нам уже схеме. Незаземленный зажим вторичной обмотки трансформатора присоединялся к многометровой индукционной катушке, насаженной на изоляционный цилиндр. Посредством отпаек и соединительных проводов, протянутых сквозь защитный кожух, катушка была электрически связана с излучателем, установленным на платформе в верхней части башни. Излучатель имел тороидальную форму, наружная поверхность которого была набрана из полусферических металлических элементов, которые обеспечивали требуемую емкость антенны.

Тесла обещал Моргану пустить установку в течение девяти месяцев. Несмотря на то, что изобретатель переселился в Вандерклиф и по несколько суток, не смыкая глаз, руководил всеми работами, дело продвигалось медленно. Лишь в 1904 г. стало поступать энергооборудование для электростанции, однако к этому времени Тесла полностью издержался, и так как не мог платить по счетам, поставщики вывезли свои машины с площадки. Морган, потерявший всякий интерес к «Мировой системе» прекратил дальнейшее финансирование. Небольшие суммы, поступившие от других лиц, пошли на уплату срочных долгов. Чтобы спасти свое детище, Тесла издал «Манифест» с призывом о помощи ко всем американцам, всячески пропагандировал проект «мирового радиотелеграфа» и даже открыл для этой цели специальную контору на Бродвее. Но все это оказалось напрасным. С горечью в сердце, надломленный, обманутый покровителями, он покинул Вандерклиф. Это была подлинная драма, повлекшая спад творческой активности изобретателя, которому не было еще пятидесяти.

Электротехника была основным полем творческой активности Теслы. Он сконструировал несколько моделей многодисковой турбины, в которой использовалось как расширение водяного пара, направляемого по спирали, так и сила трения паровой струи на диски (американский патент № 1 061 206 от 6 апреля 1913 г., заявленный 17 января 1911 г.). В те же годы Тесла создал образец первичного двигателя, который специалисты считают прототипом современной газовой турбины (патент № 1 06Д 142, заявленный 21 октября 1909 г.). В 1916 г. изобретатель получил ряд патентов на контрольно-измерительные устройства: частотомер, спидометр, лаг, водомер. Тесла построил также одну из ранних конструкций вертолета.

За тридцать пять лет активной научно-изобретательской деятельности, с 1886 по 1921 г., Тесла получил 112 американских патентов, из которых 101 в период 1886--1903 гг. Последняя в его жизни заявка датирована 3 января 1928 г. Общее количество патентов, выданных Тесле в разных странах, включая США, достигает восьмисот.

В ночь с 6 на 7 января 1943 г. Теслы не стало. Он умер в полном одиночестве в номере гостиницы «Нью-йоркер». Утром горничная отеля нашла его в кровати мертвым. В посмертном слове, написанном Адамичем и зачитанном по радио мэром Нью-Йорка Фьорелло Лагардиа, было сказано и следующее: «Умер Никола Тесла... Умер нищим, хотя он был самым богатым человеком, когда либо жившим на свете». В государственных похоронах, состоявшихся 14 января, приняли участие более двух тысяч человек. Гроб несли Эрнест Александерсон, Эдвин Армстронг, Гарвей Ренчлер и другие видные электротехники. После отпевания в соборе св. Иоанна тело было кремировано, а урна с прахом временно установлена на кладбище Фернклиф.

Литература

электротехника тесла приемник ток частота

1. Грант Константинович Цверава «Никола Тесла (1856--1943)», Издательство «НАУКА» Ленинградское отделение, Ленинград 1974 г.

Размещено на Allbest.ru