Никола Тесла - НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ.
Но так ли невозможно достичь тех же условий, не поднимаясь ввысь? Предположим, для иллюстрации, что есть замкнутая камера Т, как показано на схеме b, такая, что энергия не может проходить через ее стенки иначе как по пути 0, и внутри этой камеры находится среда, тем или иным образом поддерживаемая в состоянии с низкой энергией, а в наружном пространстве камеры находится обычная окружающая среда с большой энергией. При этих предположениях энергия будет течь по пути 0, показанному стрелкой, и по мере ее прохождения ее можно преобразовать в какую-нибудь другую форму энергии. Вопрос в том, можно ли добиться таких условий? Можем ли мы искусственно создать такой "сток" для энергии из окружающей среды, чтобы она туда втекала? Допустим, что в данном пространстве с помощью некоего процесса может поддерживаться крайне низкая температура. Окружающая его среда будет вынуждена отдавать тепло, и оно может быть преобразовано в механическую или иную форму энергии. Осуществив такое, мы бы смогли иметь постоянный источник энергии где угодно, в любом месте на Земле, работающий днем и ночью. И более того, рассуждая отвлеченно, насколько представляется, легко добиться циркуляции среды, тем самым получая энергию с очень высокой скоростью.
Вот идея, которая, если она осуществима, дает прекрасное решение проблемы получения энергии от среды. Но осуществима ли она? Я убежден, что да, и множеством способов. Один из них я приведу. Что касается тепла, мы находимся на высоком уровне, это можно представить как поверхность горного озера заметно выше уровня моря, уровень которого соответствует абсолютному нулю температуры, который существует в межзвездном пространстве. Тепло как вода, течет с высокого уровня на низкий, и следовательно, так же, как мы можем дать воде из озера течь вниз к морю, так же можем мы дать и теплу с поверхности Земли уноситься вверх, в холодное пространство. Тепло, как и вода, может стекая производить работу, и если оставались какие-нибудь сомнения, можно ли получать энергию от среды посредством термостолбика как это описывалось выше, то эта аналогия должна их рассеять. Но можем ли мы в заданной части пространства создать холод, чтобы тепло постоянно текло туда? Создать в среде такой сток, или "холодную дыру" как это можно назвать, было бы эквивалентно созданию в нашем озере некоего пространства, пустого либо заполненного чем-то намного более легким, чем вода. Этого можно добиться, если поместить в озеро бак и откачать из него всю воду. Далее, мы знаем, что вода, если ей дать втекать обратно в бак, теоретически способна произвести в точности такое же количество работы, которое мы затратили на ее откачивание, но ни скольким не больше. Следовательно, от этой двойной операции мы ничего не выигрываем, сначала поднимая воду, а потом давая стечь вниз. Это означает, казалось бы, что невозможно создать такой сток в среде. Но давайте немного задумаемся. Тепло, хотя и следует некоторым законам механики как жидкость, не является таковой. Это энергия, которая может превращаться в другие формы энергии, когда перетекает с высокого уровня на низкий. Поэтому, чтобы сделать нашу аналогию полной и правильной, мы должны допустить, что вода при ее втекании в бак превращается во что-то еще, что можно забрать оттуда без затрат или с очень малыми затратами. Например, если в данной аналогии тепло представлено водой озера, то водород и кислород могут представлять другие формы энергии, в которые преобразуется тепло, когда течет от горячего к холодному. Если бы процесс преобразования тепла был абсолютно идеальным, никакое бы тепло вообще не доходило до низкого уровня, потому что все оно превращалось бы в другие формы энергии. В соответствии с этим идеальным случаем, вся вода, втекающая в бак, разлагалась бы на кислород и водород не достигнув дна, и в результате вода бы постоянно втекала внутрь, а бак все равно оставался бы пустым, потому что получающиеся газы уходили бы. Таким образом, затратив изначально определенное количество работы, мы бы создали сток, куда стекало бы тепло, или соответственно, вода, и это позволило бы нам получать любое количество энергии без дальнейших затрат. Это было бы идеальным способом получения двигательной энергии. Нам не известен такой абсолютно совершенный процесс преобразования тепла, поэтому определенное количество тепла все же достигало бы нижнего уровня, что означает в нашей механической аналогии, что какая-то вода будет достигать дна бака, и он будет постепенно заполняться, поэтому его нужно будет постоянно откачивать. Но очевидно, откачивать надо будет меньше, чем будет втекать, или, иными словами, для поддержания исходных условий будет требоваться меньше энергии, чем будет получаться от втекания, а это означает, что из среды будет извлекаться определенная энергия. То, что при втекании не преобразовалось, можно просто поднимать обратно ценой затраты энергии его падения, а то, что будет преобразовываться, будет чистым выигрышем. Поэтому достоинство принципа, который я открыл, состоит полностью в преобразовании энергии на течении вниз.
ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛУЧИТЬ САМО-ДЕИСТВУЮЩИИ ДВИГАТЕЛЬ — МЕХАНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР — РАБОТА ДЮАРА И ЛИНДЕ — ЖИДКИЙ ВОЗДУХ
Осознав эту истину, я начал изыскивать пути выполнения моей идеи, и после длительных размышлений, я наконец придумал аппарат, который смог бы получать энергию из среды с помощью процесса постоянного охлаждения атмосферного воздуха. Этот аппарат постоянно превращая тепло в механическую работу, становился бы все холоднее и холоднее, и если бы осуществимым было достичь таким образом очень низкой температуры, то можно было бы создать сток тепла и получать энергию из среды. Это, как кажется, противоречит утверждениям Карно и Лорда Кельвина, упомянутым мною ранее, но из теории процесса я пришел к выводу, что такой результат достижим. К этому заключению я пришел, как мне кажется, в конце 1883, когда я был в Париже, и это было время, когда мой ум все больше и больше захватывало изобретение, сделанное мною в предыдущем году, которое с тех пор стало известно как "вращающееся магнитное поле". В течение нескольких последующих лет я осуществлял дальнейшую проработку своего плана и изучал рабочие условия, но мало продвинулся вперед. Коммерческое воплощение этого изобретения в этой стране потребовало большей части всей моей энергии вплоть до 1889, когда я вновь обратился к идее само- действующей машины. Более глубокое исследование лежащих в основе принципов и расчеты показали теперь, что результат, к которому я стремился, не может быть практически достигнут с помощью обычной техники, как я полагал в начале. Это привело меня к следующему шагу, к изучению двигателя, в целом называемого "турбиной", который вначале, как казалось, открывал больше шансов для осуществления моей идеи. Вскоре обнаружил однако, что турбина тоже не подходит. Но мои рассуждения показывали, что если можно будет добиться высокого совершенства двигателя определенного вида, то задуманный мною план осуществим, и я начал заниматься разработкой такого двигателя, первичной целью которого было обеспечить огромную экономичность преобразования тепла в механическую энергию. Отличительной особенностью этого двигателя было то, что производящий работу поршень ни с чем больше не соединялся, был совершенно свободен и вибрировал с огромной частотой. Механические сложности, с которыми столкнулся при создании этого двигателя, были больше, чем я ожидал, и продвигался вперед медленно. Работа продолжалась до начала 1892, когда поехал в Лондон, где увидел выдающиеся эксперименты Профессора Дюара с жидкими газами. Другие тоже раньше сжижали газы, особенно Озлевски и Пиктет, которые провели известные ранние эксперименты в этом направлении, но сила работы Дюара такова, что даже старое предстало в новом свете. Его эксперименты показали, хотя и не так, как представлял, что возможно достичь очень низкой температуры путем превращения тепла в механическую работу, и я вернулся, сильно впечатленный увиденным, и еще сильнее чем раньше убежденный в осуществимости моего замысла. Временно прерванная работа вновь возобновилась, и вскоре я достиг состояния полной законченности двигателя, который я назвал "механическим осциллятором". В этой машине я смог избавиться от всех сальников, клапанов и смазки, и добился такой быстрой вибрации поршня, что стержни (шатуны) из твердой стали, на которых он крепился и которые испытывали продольные вибрации, разлетались на части. Скомбинировав этот двигатель с динамо особой конструкции, я сделал высокоэффективный электрический генератор, неоценимый в плане измерений и определений физических величин благодаря неизменной частоте осцилляции, получаемых с помощью него. Я продемонстрировал несколько типов этой машины, названной "механический и электрический осциллятор", перед Электрическим Конгрессом на Мировой Выставке в Чикаго летом 1893 в ходе лекции, которую я в связи с большим количеством другой работы не смог подготовить к публикации. В связи с представившимся случаем я демонстрировал принципы механического осциллятора, но первоначальное предназначение этой машины впервые объясняется здесь.
