Утраченные изобретения Николы Теслы - Никола Тесла
Кружевной деревянный остов Уорденклиффской башни, которую спроектировал Стэнфорд Уайт, возвышался на 187 футов. Ее венчала похожая на шляп- ку гриба конструкция, выполняющая функцию оконечного устройства, диаметром 68 футов. В отдельном блоке в основании башни располагались генераторы и прочее оборудование. Все сооружение занимало 200 акров земли, а обслуживанием его занимались 2000 работников. Тесла полагал, что эта башня «будет принимать волновой сигнал максимальной мощностью в 10 миллионов лошадиных сил». Верх всей конструкции завершался платформой, на которой, как планировалось, должны были размещаться мощные ультрафиолетовые лампы, которые Тесла хотел приспособить для экспериментальной системы излучения и передачи электроэнергии, начинающей вырисовываться в его проектах. Строительство башни и прилегающих к ней построек было завершено, и она даже была оборудована необходимыми устройствами, но функционировать так и не начала.
Кто изобрел радио?
Очевидно, что самыми ранними генераторами колебаний, изобретенными Теслой, были динамо-машины, но, принимая во внимание тот факт, что с их помощью он так и не смог получить необходимые ему высокие частоты, он оставил дальнейшую работу над ними и приступил к разработке искрового осциллятора, катушки Теслы и усиливающего передатчика. Но нашло ли хотя бы одно из этих устройств применение в качестве первого в мире радиопередатчика на дальние расстояния? Увы, нет. По иронии судьбы первым коммерческим радиопередатчиком на дальние дистанции стал генератор переменного тока Александерсена, работающий на частоте 21,8 тысячи периодов в секунду, который был построен компанией Дженерал Электрик и управлялся Американской радиовещательной корпорацией, а конструкция его была полностью скопирована с ранних динамо-машин Теслы. Вот так Тесле не повезло с радио. Официальные историки часто связывают имя Теслы с изобретением многофазных систем, но что касается его более поздних изобретений, их либо игнорируют, либо пишут о них как о фантастических идеях сумасшедшего изобретателя. Но среди тех, кто проделал и опубликовал честные исследования этого вопроса, существует стопроцентное согласие в том, что Теслу обманным путем свергли с его заслуженного пьедестала в истории радио и электротехники, значительно принизив его статус ведущего изобретателя в области радиотехники.
Примитивные радиоприборы
Ранние радиоустройства удивительны и достойны изучения хотя бы потому, что они напоминают нам, что мощные радиотехнологии могут быть настолько просты и доступны для каждого, несмотря на современные сложнейшие микротехнологии. Как мы уже убедились, ранние передатчики, широко используемые радиолюбителями, основывались не на принципе генератора переменного тока, а работали как импульсные осцилляторы. Для того чтобы выйти в эфир, вам понадобились бы всего лишь батарея, телеграфный ключ, катушка индуктивности, искровой разрядник, длинный провод в качестве антенны и земля. И, разумеется, конденсатор, который значительно улучшил бы конструкцию. Самые ранние эксперименты в области приема радиосигналов использовали искровые осцилляторы в качестве приемников. Когда вы видите над ним электрическую дугу — это является признаком возмущения проводящей среды. По этому принципу устроен детектор, называемый когерером. Он представляет собой просто-напросто горизонтальную стеклянную трубку, плотно заполненную металлической стружкой из железа или никеля. Серия из нескольких таких трубок соединяется с источником питания и телеграфным ключом, и одна сторона цепи идет на антенну, а другая заземляется. Когерер представляет собой коммутатор (практически полупроводник), который пропускает электрический ток, когда возникает возмущение среды. Чтобы вернуть когерер обратно в непроводящее состояние, требуется переключение, которое можно осуществить как вручную, так и механическим соединением с телеграфным ключом. Тесла в своих исследованиях пришел к технологии, подобной вышеописанной. Он усовершенствовал когерер, приведя его в постоянное вращение (вращающийся когерер), так что ему не нужен был переключатель для перезагрузки.
Настраиваемое радио
Передатчик по принципу действия искрового осциллятора был нечувствителен к частоте возмущений. Он выдавал сложный набор частот, состоящих из основной частоты, зависящей от ширины искрового промежутка, паразитических колебаний, гармоник, шумов и так далее. Когерер реагировал на любое колебание. В Колорадо Спрингс Тесла использовал вращающийся когерер для наблюдения за электромагнитными бурями.
Прославленный Маркони использовал этот принцип в своей технологии передачи сигналов. Но почему Маркони стал широко известен? Потому что, как и Эдисон с Вестингаузом, он построил на своем изобретении целую индустрию и получил известность, раскручивая свое предприятие. Компания Маркони в конечном счете была поглощена Американской радиовещательной корпорацией (к настоящему времени вошедшей в состав Дженерал Электрик). Но частью своих технологических идей Маркони обязан Тесле и его изобретениям. Вклад Теслы заключался не в чем ином, как в избирательной настройке. Он использовал забытый принцип настроенных в резонанс контуров из своего патента 1896 года на катушку Теслы и принцип настроенных на прием и передачу контуров из патента на беспроводную передачу электроэнергии, полученного годом позже. Катушка Теслы — это одновременно мощный и простой радиопередатчик. Если заставить первичную катушку равномерно колебаться в области звуковых частот, то, меняя некоторые элементы колебательного контура, ее сигнал можно модулировать для передачи голоса. В некоторых опубликованных записках Теслы на тему модуляции описаны первые шаги в этой области, когда он варьировал ширину искровых промежутков, и, по-видимому, индуктивный сердечник, механически соединенный с преобразователем репродуктора, мог модулировать сигнал с достаточной точностью. Тесла и его соратники вели борьбу за признание его основателем радио. Они одержали окончательную победу в Верховном суде, но это произошло уже после смерти Теслы.
Тесла против Герца
Тесла не был теоретиком по призванию, но он провел множество исследований электрической природы окружающей среды, уводящих в сторону от официальной теории. Тогда (как и сейчас) в моде была теория Генриха Герца, интерпретатора физических идей Джеймса Максвелла. Герц полагал, что распространение радиоволн подобно распространению поперечных световых волн. Тесла же был убежден, что радиоволны представляют собой стоячие волны наподобие звуковых. Когда вы бросаете камешек в воду, возмущение в форме концентрических кругов, которое вы наблюдаете, — это стоячие волны. Как Тесла, так и Герц признавали существование эфирной среды, но по-разному оценивали ее передающие свойства. Тесла полагал, что эфир был веществом наподобие газа и распространение электроэнергии в нем было подобно распространению звука в воздухе, «чередующиеся сжатие и разрежение среды», а волны Герца могли распространяться только в твердой среде. Однажды Тесла сказал, что волны Герца — это «излучение» и что «никакую энергию нельзя передавать на расстояние подобными воздействиями». Он заявил: «Процессы, происходящие в моей системе, — необходимое условие для передачи энергии на большие расстояния без значимых потерь». Когда соединились квантовая физика и теория частиц, идея эфирной среды оказалась несостоятельной и была полностью исключена из электромагнитной теории, но идеи Герца оказались более совместимыми с новой концепцией распространения волн и
