Никола Тесла. Наследие великого изобретателя
Шрифт:
По свидетельствам побывавших на стройке репортеров, экспериментальная станция вначале чем-то напоминала громадный квадратный амбар, вскоре превратившийся в «судно», увенчанное башенкой и многометровой телескопической мачтой с полым медным шаром наверху. Внутри была размещена специальная установка для наблюдения за грозами и изменениями земного электрического потенциала, включавшая резонансный трансформатор Теслы с заземленной первичной обмоткой, соединенной с проводящим шаром-электродом на верхушке выдвижной мачты. Поскольку электрическая емкость всей конструкции зависела от положения шара над земной поверхностью, мачта, подобно телескопическому перископу субмарины, могла в широких пределах изменять высоту. К вторичной обмотке трансформатора было подключено особое полуавтоматическое устройство, связанное с высокочувствительным прибором — самописцем.
Гроза в Скалистых горах
Многие
Я наблюдал, полный страстного ожидания. Как я и думал, немного погодя показания прибора появились вновь, становясь все сильнее и, пройдя через максимум, постепенно спадали и снова возобновлялись. То же самое повторялось много раз через регулярные интервалы времени, до тех пор пока гроза, которая, как следовало из простых подсчетов, двигалась с почти неизменной скоростью, не удалилась на расстояние примерно трех сотен километров. Однако и тогда эти странные явления не прекратились, а продолжались с неубывающего интенсивностью. Впоследствии аналогичные наблюдения были выполнены моим ассистентом Фрицем Левенштейном, и вскоре собранные сведения позволили неопровержимо установить истинную природу этого чудесного явления. Не оставалось никаких сомнений — я наблюдал стоячие волны.
При этом даже незначительные колебания электрического потенциала Земли вызывали импульсы в витках первичной обмотки трансформатора, индуцирующие ток во вторичной обмотке, что и отмечалось регистрирующим самописцем. Анализ полученных данных наглядно показал, что значения потенциала земной поверхности непрерывно меняются, особенно это было заметно во время гроз и близких разрядов молний. Тесла с большим энтузиазмом занялся исследованием этих явлений, причем от его внимания не ускользнул странный факт, что иногда более сильные колебания земного потенциала фиксировались при отдаленных, а не более близких молниевых разрядах.
Как можно было объяснить эту в высшей степени странную закономерность? Ведь, казалось бы, дальние молниевые разряды должны были в гораздо меньшей степени влиять на колебания земного потенциала, чем те, что имели место в непосредственной близости от установки регистрирующей аппаратуры. Однако Тесла и его сотрудники наблюдали нечто совершенно противоположное, когда отдаленные разряды определенно индуцировали более сильные колебания потенциала земной поверхности. Изобретатель долго размышлял над этим парадоксом. Наконец он вспомнил, как при наблюдении за колебанием листочков электроскопа во время грозы у него случайно мелькнула мысль о принципиальной возможности использовать для передачи потоков электроэнергии в глобальном масштабе всю земную поверхность. Тогда он тут же отказался от этой идеи как совершенно невероятной, но сейчас, по зрелом размышлении, понял, что здесь таится возможность достижения успеха. Необходимо только научиться создавать глобальные стоячие волны электропотенциала земной поверхности. Инстинкт исследователя подсказывал Тесле, что он находится на правильном пути и должен непременно найти объяснение своим наблюдениям. Наконец во время одной из сильнейших гроз разгадка была найдена, и в дневнике изобретателя появилась очередная запись:
Третьего июля — я никогда не забуду этой даты — я получил первое неопровержимое экспериментальное доказательство истины, имеющей огромное значение для прогресса человечества. Плотная масса сильно заряженных облаков скопилась на западе, и к вечеру разразилась страшная гроза. Растратив большую часть своей ярости в горах, она понеслась с невероятной скоростью над равнинами.
Через почти регулярные временные интервалы возникали длительные грозовые разряды. Мои наблюдения теперь облегчились и стали более точными за счет приобретенного опыта. Я уже научился быстро оперировать своими приборами и приготовился к наблюдению. Регистрирующие приборы были соответствующим образом отрегулированы, и их показания становились все слабее по мере возрастания расстояния до грозы, пока совсем не исчезли.
Между тем монтаж оборудования продолжался, из Нью-Йорка поступили новые катушки индуктивности и высокочастотные трансформаторы всяческих форм и размеров, вместе с ними доставили и управляющие устройства, рассчитанные на очень большие токи и высокие напряжения.
На многие принципиальные вопросы, связанные с зарядом Земли и распространением стоячих волн электропотенциала в земной коре, Тесла получил достаточно ясные ответы. Оставалось только выяснить возможность искусственной генерации стоячих волн с помощью серии мощных разрядов системы резонансного трансформатора. Наконец Тесла объявил, что все готово для решающей активной стадии экспериментов. Вначале он провел несколько пробных включений оборудования и сразу же зафиксировал несколько необычных эффектов. В радиусе нескольких миль все заостренные предметы расцвели гирляндами огней статических разрядов, которые моряки называют огнями святого Эльма. Затем посыпались жалобы от фермеров и извозчиков, что весь скот и кони точно взбесились, прыгая и скача, как будто земля превратилась для них в раскаленную поверхность. А когда изобретатель решил увеличить мощность, произошло даже несколько единичных случаев падежа скота…
Фриц Лоунштайн, молодой инженер-электрик, занимавшийся монтажом и испытанием силовой аппаратуры под непосредственным руководством Теслы, впоследствии вспоминал:
Резонатор Теслы в активном режиме
В те ночи, когда проводились пробные запуски резонансного усилителя, все небо буквально взрывалось от цвета и звука. Даже земля казалась ожившей, а громовый рокот несся из разрядника на многие километры. В воронку катушки передатчика потоком засасывались насекомые, мелкие ночные птицы и летучие мыши. Утром все пространство вокруг лаборатории было усеяно их обгорелыми тушками. Редкие очевидцы рассказывали, что искры среди камней и скал мелькали даже на расстоянии нескольких километров. Достаточно было сделать резкий шаг, и между подошвой обуви и землей взвивался рой искр, а близкие громоотводы и прочие заземленные металлические предметы соединяли бледно светящиеся электрические дуги. Небезопасно было передвигаться в запряженной повозке, поскольку лошади пускались в бешеный галоп и несли до тех пор, пока не падали в изнеможении…
Страдали и все мы вместе с шефом, у которого вообще всегда была очень сильная восприимчивость к электрическим колебаниям. Работая среди грома и молний, мы вынуждены были делать беруши из хлопкового ваты и марли, а также надевать резиновые и пробковые подошвы на обувь. Несмотря на все меры предосторожности, при особо сильных разрядах нам казалось, что барабанные перепонки вот-вот не выдержат, а в голове еще долго сохранялись боль и жужжание…
Это резонансный трансформатор с вторичного обмоткой, в которой тоководы, заряженные до высокого потенциала, занимают больший объем и расположены в виде витков большого радиуса кривизны, разделенных большими воздушными зазорами, что исключает утечку тока. Эта схема подходит для широкого диапазона частот от нескольких единиц до сотен тысяч герц и позволяет получать как очень большие токи при малых напряжениях, так и высоковольтные напряжения при незначительных токах. При этом максимальное напряжение напрямую зависит от кривизны поверхности, по которой проходят витки обмотки, и охватываемой ими площади…
В таком контуре реально достичь напряжения в сто миллионов вольт, возбуждая первичную обмотку импульсами любого рода, даже низкочастотными, что приводит к синусоидальным и непрерывным колебаниям, имеющим место в генераторах переменного тока…
Если следовать самому точному значению термина, это резонансный трансформатор, который помимо данных свойств точно соответствует параметрам земного шара и поэтому исключительно высокоэффективен при беспроводной передаче энергии. При этом само расстояние трансляции становится малосущественным и практически не влияет на интенсивность передаваемых импульсов. Можно даже увеличить активность передачи с ростом расстояний в полном соответствии с точными математическими закономерностями.
Наконец, после сложных расчетов и глубоких раздумий Тесла приступил к решающему эксперименту, который обещал быть весьма сложным и далеко не безопасным. Накануне в очередном интервью местным репортерам он в самых общих чертах так обрисовал задачу исследований:
Хотя это и кажется невозможным, но наша планета, несмотря на ее обширные пространства, ведет себя как проводник ограниченных размеров. Потрясающее значение этого факта для передачи энергии при помощи моей системы уже стало для меня совершенно очевидным.
Было бы не только практичным посылать телеграфные сообщения на разные расстояния без проводов, что я понял уже давно, но и запечатлевать на всем земном шаре слабые модуляции человеческого голоса, гораздо более тихого, чтобы передавать энергию в неограниченных количествах на любое земное расстояние и почти без потерь…
Я представляю земной шар в виде чрезвычайно большой емкости, содержащего электрический флюид, резонанс которого является причиной образования серий волн с фиксированным положением, иначе говоря, стоячих. Сегодня для меня стало несомненным фактом, что стоячие волны можно получить в земле при помощи осциллятора. И это имеет безмерное значение…
Следующий эксперимент, к которому мы приготовились, требует миллионы вольт и чрезвычайно сильный ток. Накопленный экспериментальный опыт, кроме как в общих чертах, не может подготовить нас к тому, что должно произойти. Удары рукотворных молний должны будут завтра сорваться с резонатора на вершине нашей башенной конструкции, и надо пойти на риск, чтобы узнать, убьют ли они при этом экспериментаторов и сожгут ли всю нашу станцию…
К утру следующего дня подготовка к эксперименту была закончена. Часть крыши деревянного здания лаборатории сделали раздвигающейся, как у астрономической обсерватории, а внутри перемонтировали усиливающий резонансный трансформатор. Теперь он включал две катушки, причем в качестве первичной фактически выступали сами скругленные стены станции, на которых и были распределены огромные витки толстого провода, рассчитанные на напряжение в несколько тысяч вольт при частоте тока 60 Гц. Вторичная катушка напрямую соединялась с телескопической мачтой, выдвинутой на максимальную 60-метровую высоту, так что метровый медный шар-разрядник раскачивался на ее конце как новогодняя игрушка на елке. По многократно перепроверенным расчетам, при стандартной частоте переменного напряжения во вторичной обмотке трансформатора можно было бы получить ток при миллионвольтной разности потенциалов со сверхвысокой частотой 150 000 Гц.