Петр Образцов - Никола Тесла. Ложь и правда о великом изобретателе

В статье «Тесла» третьего издания Большой советской энциклопедии написано: «В 1888 г. Т. (независимо от Г. Феррари и несколько ранее его) дал строго научное описание явления вращающегося магнитного поля». Что это еще за Г. Феррари, откуда взялась эта птица? И вообще, были ли у Теслы конкуренты, оспаривавшие его приоритет в открытии тех явлений, которые теперь принято связывать только с Теслой?

Как мы уже отмечали, еще в 1824 году Доминик Араго демонстрировал «магнетизм вращения» — немагнитный медный диск увлекался вращающимся магнитом и сам начинал вращаться. Между прочим, сам магнит вращался просто рукой экспериментатора. И вот именно в размышлениях о сути этого явления родилась великая идея Теслы о вращающемся магнитном поле, которую мы не называем гениальной только потому, что, оказывается, эта идея приходила в голову и другим ученым, прежде всего — Галилео Феррарису. Сама идея заключалась в том, что нужно каким-то образом заменить медный диск витками обмотки электродвигателя, а вращающийся магнит — вращающимся магнитным полем. Тесла придумал подавать на обмотки магнитных полюсов два переменных тока, отличающихся друг от друга лишь сдвигом по фазе. Чередование этих токов вызовет попеременное образование северного и южного магнитных полюсов, что, собственно, и означает вращение магнитного поля. Это поле должно заставить затем вращаться ротор двигателя. Оставалось лишь построить источник двухфазного тока (двухфазный генератор) и двухфазный электродвигатель, что Тесла вскоре и сделал, выбрав а качестве величины сдвига фаз 90 градусов. В то время он не догадался до сдвига в 120 градусов и не придумал трехфазных генераторов и электродвигателей.

Вот как сам Тесла описывает свое великое изобретение (2) в патенте № 381 968: «Предлагается двигатель, в котором имеются две или больше независимых цепей, по которым через правильные интервалы проходят, как описано ниже, переменные токи так, чтобы вызвать постепенное перемещение магнетизма или «силовых линий», заставляющее двигатель работать». Через две недели после получения основных патентов на систему многофазных токов Тесла выступил с лекцией на собрании Американского института инженеров-электриков, где и рассказал о вращающемся магнитном поле и революционной системе передачи переменного тока, преимуществах асинхронных двигателей и многофазных трансформаторов. После этой лекции он и стал Великим Теслой, а известный электротехник Беренд даже сравнил его лекцию со знаменитым трудом Майкла Фарадея «Экспериментальные исследования по электричеству».

Обнаруженное Араго явление было абсолютно непонятно ни его автору, ни его коллегам во Французской академии. Лишь через семь лет эксперимент был объяснен Майклом Фарадеем, открывшим электромагнитную индукцию. Именно проявлением ее, как частным случаем, и являлся «магнетизм вращения», как называл его сам Араго. Лишь через много лет, в 1879 году английский физик Уолтер Бейли видоизменил опыт таким образом, что сам оказался на полшага от открытия вращающегося магнитного поля. Он расставил четыре электромагнита вокруг медного диска, насаженного почти без трения на медную же ось, и последовательно, по часовой стрелке, подавал на них напряжение — постоянный ток от гальванических элементов. В сущности, он реализовал прерывистое перемещающееся магнитное поле, и диск исправно вращался. Однако Бейли опубликовал результаты эксперимента в малозаметном издании, видным ученым не демонстрировал, и про этот опыт забыли.

Биограф Николы Теслы, проведший много часов в архивах Грант Цверава, сумел отыскать в «Еженедельных докладах» от 1883 года Парижской академии наук статью тогдашнего лидера французских электротехников Марселя Депре под названием «Об электрическом синхронизме двух относительных движений и о его применении для построения новой электрической буссоли». Буссоль — это такой инструмент для определения угла между магнитным меридианом и направлением на какой-либо объект. Буссоль представляет собой вращающуюся магнитную стрелку и две стойки с прорезями друг напротив друга, укрепленные на диаметрально противоположных сторонах диска, на котором эта стрелка и вращается. На диск нанесены деления (величины углов). Глядишь через зрительно совмещенные стрелки на предмет (например, на экран телевизора с орущим молодым Малаховым или гнусящим с мерзким акцентом пожилым Малаховым) и видишь, на какой градус отклонилась стрелка. Потом спускаешь курок и стреляешь в этих негодяев… нет, это я загнул, никакого курка на буссоли нет, а в данном случае жаль…

Депре доказал возможность создания поворачивающегося магнитного поля путем наложения двух магнитных потоков одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 90 градусов. Эта схема предназначалась автором для навигационных целей, реализована не была, но применяется сейчас в сельсинных устройствах — специальных электрических машинах. Например, в некоем агрегате вал поворачивается на определенный угол, а нам надо, чтобы вал другого агрегата, стоящий в дальнем углу цеха, повернулся на тот же угол. Можно связать валы железной палкой, но это неудобно, и валы остаются механически несвязанными. Сельсины связывают их «электрическим» путем.

Любопытно, что сам Марсель Депре в следующем, 1884 году заявил на всю Европу, что переменный ток не имеет будущего, хотя сам был так близок к открытию вращающегося магнитного поля. Самое же важное событие в деле уточнения приоритета Николы Теслы произошло весной 1888 года. К несчастью Теслы, на два месяца раньше публикации основных патентов нашего великого изобретателя. В марте того года профессор Промышленного музея Галилео Феррарис выступил перед общим собранием Туринской академии наук с докладом о бесколлекторном (т. е. без выпрямителя) электродвигателе переменного тока, построенном на принципе вращающегося магнитного поля. Феррарис нашел условия, при которых в однофазной цепи возникали два переменных тока, сдвинутых по фазе. Он построил несколько лабораторных моторчиков с искусственной второй фазой, которые развивали ничтожную мощность в три ватта при скорости вращения до 900 оборотов в минуту. В том же году в мае Тесла показывал в сотни раз более мощные двигатели. Любопытно, что эти устройства он придумал для моделирования и демонстрации изначально вовсе не электрических явлений, а эффекта поляризации света.

Феррарис сам не понял сути сделанного им изобретения, посчитав его не более чем игрушкой, не пригодной для какого-нибудь промышленного использования. Кроме того, он неправильно рассчитал предельный КПД своих двигателей, оценив его всего-то в 50 %. Видимо, именно вследствие скептического взгляда на свои моторчики он не взял на них патент и вообще начал подчеркивать свою роль в создании тесловских двигателей лишь через несколько лет. Хотя доклад был сразу же напечатан в миланском «Электрическом журнале», 150 копий доклада разослано теоретикам и практикам электротехники, а в ноябре 1888-го доклад был перепечатан американским «Миром электричества». Касаясь приоритета Теслы, скажем сразу, что если патенты серба были опубликованы действительно на пару месяцев после лекции Феррариса, то заявки-то на патент были поданы еще в октябре 1887 года, Как и сейчас, датой изобретения или открытия является дата получения и регистрации заявки в патентном бюро или получения статьи в научном журнале. Однажды Феррарис заявил, что работы по изучению вращающегося магнитного поля были начаты им еще в 1885 году, но никаких печатных свидетельств об этом нет. Кроме того, Тесла демонстрировал действующую- модель своего двигателя еще во время работы в Страсбурге в 1884 году. Да и сам двигатель Феррариса с «расщепленной» фазой был лишь частным случаем многофазных двигателей Теслы.