Петр Образцов - Никола Тесла: ложь и правда о великом изобретателе
Вернемся немного назад и скажем несколько слов о Михаиле Осиповиче Доливо-Добровольском. Он родился в 1861 году в Гатчине, в семье чиновника, в детском возрасте вместе с семьей переехал в Одессу, где его отец начал издавать газету. Под очень интересным названием — "Правда"! В 1880 году юноша окончил Одесское реальное училище и поступил на химический факультет Рижского политехнического института, но из-за участия в студенческих антиправительственных выступлениях был вынужден покинуть институт и уехать за границу для продолжения образования (вынужден уехать! вот он был какой, кровавый царский режим!). В Германии закончил Дармштадтское техническое училище, но в Россию не вернулся (ищи дураков) и начал работать на немецком отделении эдисоновской компании, которое в 1909 году даже и возглавил. Практически одновременно с Теслой он придумал генератор переменного тока, а потом и систему передачи переменного трехфазного тока. Разумеется, по российской интеллигентской привычке он не устроил рекламного шоу из своих достижений и известен публике значительно меньше, чем Тесла, если не сказать, что вообще неизвестен.
Особенно интересно, что этот адепт переменного тока со временем сообразил и опубликовал по этому поводу обстоятельные теоретические расчеты, что на большие расстояния нужно передавать все-таки постоянный ток с чудовищным напряжением в миллионы вольт, и уж на месте понижать напряжение и переводить постоянный ток в переменный. Потери при такой передаче неизмеримо ниже, чем при использовании переменного тока. Сейчас так и делают, мощные ЛЭП (линии электропередачи) при передаче тока на расстояние от 1,75 тысячи километров устраивают на постоянном токе. Существует даже проект прокладки Трассы энергопередачи постоянного тока свободного рынка электроэнергии России, от Минска до Владивостока, в Сибири приблизительно параллельно Транссибу. К такой трассе мог бы подсоединиться любой производитель электроэнергии и продавать ее потребителям. В случае переменного тока это требует малоосуществимой одновременности работы всех участников рынка, в случае постоянного тока — подключайся когда угодно.
Довольно странно, но достижение Брауна и Доливо-Добровольского довольно долго не смогли повторить, несмотря на то что и генератор Теслы уже был создан, и все физические принципы передачи переменного тока были известны. Например, в том же 1889 году Себастьян Ферранти передал довольно большое напряжение, 11 тысяч вольт, на расстояние всего 10 километров, а компания Вестингауза осуществила в 1893 году передачу аж 60 тысяч вольт на расстояние 6 километров для освещения Чикагской всемирной выставки. Но от Ниагарского водопада даже до Буффало было 30 километров, а от главного из потенциальных потребителей тока Нью-Йорка все 500. Инвесторы и владельцы Ниагарского проекта решили разобраться в проблеме и откомандировали будущего строителя электростанции Эдварда Адамса а Германию для переговоров с Доливо-Добровольским и Брауном. Этот Адамс объездил всю Европу, встречался с массой инженеров и дельцов и понял, что работать необходимо только с переменным током. Будучи в первую очередь все же бизнесменом, он зарегистрировал в Лондоне Международную Ниагарскую комиссию, председательствовать в которой уговорил самого лорда Кельвина (это который про абсолютную шкалу температур и градусы Кельвина). Понятно, что это назначение сродни приглашению свадебного генерала или председательствованию бывшего германского канцлера Герхарда Шредера в консорциуме по строительству Балтийского газопровода.
Ниагарский водопад имеет высоту 48 метров и находится на реке Ниагара, соединяющей два из Великих озер — Эри и Онтарио. Посередине водопада находится остров, который делит водопад на американскую и канадскую части (граница обеих стран проходит по этому острову), причем по канадской части протекает в девять раз больше воды, чем по американской.
Финансист Адаме объявил конкурс на лучший проект электростанции на Ниагаре и получил две дюжины предложений. Сейчас это покажется комичным, но большинство из них тогда были основаны на использовании гидравлики и сжатого воздуха. Т. е. энергией падающей воды предполагалось сжать воздух, передать его по трубе в Буффало, где этот сжатый воздух будет что-то там крутить и долбить, как это делают сейчас с нашим асфальтом гастарбайтеры пневматическими молотками. Только в одном проекте английского профессора Джорджа Форбса предлагалось использовать генераторы и двигатели переменного тока, естественно, выпускаемые компанией "Вестингауз электрик" в соответствии с изобретением и по патенту Николы Теслы. Несмотря на экономический кризис 1893 года и промышленный шпионаж, в результате которого у Вестингауза пропали некоторые чертежи аппаратов на переменном токе, в том же году профессор Форбс с коллегами заключил договор с компанией Вестингауза и работа по Ниагарскому проекту началась. Разумеется, в его основе лежали изобретения Теслы и его двухфазная система. Несмотря на конечный успех предприятия, в данном случае Форбс совершил ошибку. Трехфазная система, примененная на реке Неккар Брауном и Доливо-Добровольским, значительно выгоднее и сейчас применяется почти во всех случаях. Двухфазный генератор Теслы действительно компактнее, а двухфазный переменный ток легче преобразовать в постоянный, применяемый прежде всего для электролиза, однако эти преимущества тают при рассмотрении эффективности выработки трехфазного тока. Впрочем, свою ошибку Форбс совершил вслед за самим Теслой, который тогда не оценил преимущества трехфазности просто из-за неразвитости теории электрического тока.
О роли Теслы в создании проекта гидроэлектростанции и его авторстве генераторов этой станции немедленно прознали газетчики, и можно считать, что именно тогда началось восхождение Теслы на вершину бумажной славы. О нем написали все главные общественные и научно-популярные издания, у него брали интервью лучшие репортеры. Теслу уже не стеснялись называть гением. Однако изобретатель не загордился и не бросил работать, а, наоборот, непрерывно улучшал свои механические и электрические осцилляторы (высокочастотные генераторы) и системы передачи переменного тока. Адамс посетил его в нью-йоркской лаборатории и предложил создать новую компанию, в которую Тесла передаст свои патенты, а Адаме — 100 тысяч долларов. Тесла согласился.
В октябре 1888 года, по настоянию Вестингауза, Тесла переехал из Нью-Йорка в Питтсбург на завод этого магната. Здесь он мог сосредоточиться на производстве электродвигателей переменного тока, освобождая собственную лабораторию в "Большом яблоке" от рутинной сборки агрегатов. Вестингауз положил Тесле более чем приличное месячное вознаграждение в 2000 долларов, но решил использовать талант изобретателя для усовершенствования и серийного выпуска маломощных электродвигателей, которые можно было включать в однофазные осветительные сети, — дело было в том, что хозяин компании уже вложил в эти двигатели изрядный капитал и собирался вернуть деньги с продаж. Но вскоре возникли препятствия технического характера. На питтсбургском заводе было принято использовать частоту 133 герца, обеспечивающую некоторую экономию металла, но Тесла стал настаивать на использовании 60-герцового тока, превосходящего другие по всем параметрам (в России, кстати, используется частота 50 герц, хотя Тесла считал пониженные частоты неэффективными). Ему удалось убедить инженеров фирмы и самого Вестингауза в преимуществах такого тока, и положительное решение было принято. С тех пор и до настоящего времени в США принята частота 60 герц.
После завершения споров о частоте Тесла приступил к изготовлению двухфазных электрических машин. В феврале 1889 года первые в мире индукционные двигатели переменного двухфазного тока, разработанные Николой Теслой, были установлены на газовой станции около Питтсбурга — наконец-то Вестингауз начал зарабатывать на Тесле неплохие деньги. Со временем он понял, что его собственный завод нуждается в аналогичных асинхронных двигателях и в новом цеху установил их сразу 39 штук. Затем Вестингауз начал поставлять двигатели на другие предприятия Питтсбурга в Буффало, Детройт, Денвер и даже в столицу мормонов Солт-Лейк-Сити на горнорудные и железнодорожные предприятия. Успехи Вестингауза были замечены, и о них стали публиковать статьи ведущие электротехнические журналы. К чести магната, он никогда не забывал напоминать о роли Николы Теслы в разработках своей компании.
Осенью 1893 года начались работы по сооружению первой очереди Ниагарской гидроэлектростанции. Стройка велась в сложнейших геологических условиях — река Ниагара протекает по скальным породам. Здесь на глубине 50 метров с использованием взрывчатки сначала был пробит туннель диаметром 5–6 метров для монтажа вертикальных турбин, причем эти турбины были привезены из Европы. В Америке тогда еще не было развито производство таких машин. Первый агрегат был пущен уже в 1895 году, проектная мощность достигнута в 1896 году, а вторая очередь завершена еще через семь лет. Ниагарская гидроэлектростанция стала самым крупным гидротехническим сооружением того времени. Потребителями ее энергии стали построенные рядом с городком Ниагара-Фолс алюминиевый, химический заводы и фабрика по производству карборунда. Как раз к тому времени, в 1886 году был изобретен способ получения алюминия путем электролиза бокситов (оксида алюминия), применяющийся до настоящего времени. Электролиз требует огромных затрат электроэнергии, и до сих пор алюминиевые заводы строят возле гидроэлектростанций, а не около месторождений бокситов. На наши заводы в Сибири оказалось даже выгодным возить бокситы из африканской Гвинеи.
