1898 г. Тесла опубликовал статью об обнаруженном им явлении высокочастотного нагрева металлов и диэлектриков, которое легло в дальнейшем в основу целого класса промышленных технологий индукционного нагрева и плавки металлов (25).
18991900 гг. Тесла исследует свойства вещества при очень низких температурах и изобретает принципиально новый способ изоляции проводников, который заключается в замораживании материала, окружающего проводники, и, таким образом, «получении изоляции путем непрерывного расходования умеренного количества энергии, а не просто использования физических свойств, присущих изоляционным материалам». Простейший пример такой системыпередача «через трубчатый проводник водорода при очень низкой температуре, замораживающей окружающий материал и, таким образом, обеспечивающей идеальную изоляцию путем косвенного использования электрической энергии» (61). На эту разработку Тесла получил патенты в 1900 г. Кроме того, в патенте 685012 от 22.10.1901 г. Тесла предложил охлаждать резонансные цепи жидким кислородом для достижения максимально возможного резонансного усиления, а не просто снижения потерь за счет охлаждения проводников.
Фото 37. Подлинный рисунок 1917 года. «Высокочастотный невидимый электрический луч, отраженный от корпуса субмарины, заставляет светиться экран на другом или даже этом же корабле, предупреждая о том, что подводные лодки рядом» (33)
1900 г. Тесла впервые в мире высказал идею радиолокации практически в классическом виде (25). Конкретная практическая схема радиолокации была предложена позже, например в (33). Схема включала в себя генерацию ВЧ-луча, отражение его от корпуса подводной лодки и отслеживание цели на фосфоресцирующем экране.
Здесь нужно оговориться, что для радиолокации подводных лодок Тесла предлагал использовать явление распространения и отражения электрических волн, но явно не подразумевал под этим понятием волновое излучение Герца, которое в воде распространяется плохо. В вышеуказанной статье Тесла говорит о «high-frequency invisible electric ray» и «oscillating electrostatic currents», поэтому можно считать, что эта идея Теслы до конца не реализована до сих пор, на радость подводным лодкам.
Стоит добавить, что реальные практические разработки систем радиолокации во всем мире начались практически одновременно только в 1930-х годах. Нобелевских премий за эти технологии никогда не давали в силу очевидной секретности.
1900 г. Тесла подал патентную заявку 16899, в которой, среди прочего, исчерпывающе изложил принципы глобальной системы радионавигации, основанной, впрочем, на других физических принципах, нежели нынешние системы GPS и ГЛОНАСС, и не требующей спутников. В остальном же суть абсолютно та же, поэтому неизбежным выводом является то, что и здесь Тесла опередил технику более чем на семь десятилетий.
Очевидно, курс корабля можно легко определять без компаса Если узлы и пучности поддерживаются в неизменном положении, скорость судна с приемником можно безошибочно рассчитать на основе простых геометрических законов. Подобным же образом на основе наблюдений стоячих волн можно определять расстояние от одной точки до другой, долготу и широту, час и т. д.
1900 г. Тесла выдвигает идею «мировой системы» и подробно излагает технические и технологические принципы всемирной телекоммуникационной системы: создание глобальных открытых и закрытых каналов связи между абонентами всего мира, объединение коммутаторов и служб, универсальность каналов связи для передачи телеграфных и телефонных сообщений, а также изображений и музыки, создание единых новостных центров, всемирной системы по распространению музыки, печатных или рукописных знаков, шифров, квитанций, фотографий и пр., создание всемирной службы точного времени, создание глобальной навигационной системы и пр.
Для сравнения напомним, чем жило человечество в 1900 г. В этом году был испытан первый двухтактный дизельный двигатель, полетел первый дирижабль, а в следующем 1901 году Маркони якобы передал первую букву через Атлантику. Область телекоммуникаций ограничивалась телефоном и телеграфом, причем международные корпорации давно протянули телеграфные провода не только в Америку, но и в Африку, Индию, Австралию и вплоть до Новой Зеландии.
По нынешним временам, в идеях Теслы ничего удивительного нет, все это реальность сегодняшних дней, за исключением беспроводной передачи энергии. Оценить, насколько представления Теслы в области создания глобальных телекоммуникационных сетей были фантастичными для 1900 г., поможет следующий пример. В 1974 г. академик А. Д. Сахаров «предсказал» появление всемирной информационной системы, за что его до сих пор расхваливают специалисты в этой области. Однако в то время, когда академик Сахаров только пророчествовал, американское агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам ARPANET уже приступило к использованию электронной почты и простейших сервисов в своей распределенной компьютерной сети. Из этого секретного проекта, выполненного по заказу военных США, и вырос нынешний интернет.
Безусловно, «Мировая система» Теслы, анонсированная им в 1900 году, полностью отражает самую сущность сети современных мировых телекоммуникаций. Эта система является и технологической основой для установления глобального информационного общества, к которому стремился и которое провозгласил Тесла, говоря о необходимости всемирного объединения. Под объединением Тесла имел в виду достижение взаимопонимания между людьми путем обмена информацией и выравнивания диспропорций в развитии отдельных территорий, а не механического обезличенного равенства, стирающего индивидуальности.
Впрочем, на вопрос журналиста о том, что будут делать люди, потребности которых будут удовлетворены за счет дешевой электроэнергии и увеличения производства, и обратят ли они «возросший досуг на развитие искусства и души», «д-р Тесла был пессимистичен»:
«Слишком много свободного времени, и цивилизация пойдет в унитаз, сказал он решительно. Человек рожден, чтобы работать, страдать и бороться, а если он избегает этого, он деградирует».
Однако физические принципы передачи информации, принятые сегодня, отличаются от принципов «мировой системы» Теслы хотя бы тем, что совершенно не приспособлены к передаче силовой энергии.
И конечно же, из того, что нам доподлинно известно, вершиной работы Николы Теслы является система беспроводной передачи энергии. Беспроводная электростанция Теслы, помимо всего вышеперечисленного и уже так или иначе достигнутого, предназначалась также для управления климатом (перемещение атмосферной влаги и управление осадками, рассеивание и сгущение туманов), освещения океанов, производства азотных соединений из атмосферного воздуха (дешевые удобрения в любом количестве), передачи сигналов на межпланетные расстояния, определения местонахождения подводной лодки, айсбергов и других объектов в любой части света, обнаружения движущегося на далеком расстоянии шторма, осуществления других метеорологических наблюдений, разделения газовых смесей, обнаружения полезных ископаемых и еще многого из того, что пока не реализовано.
Пока нет настоятельной необходимости для беспроводной передачи электроэнергии в промышленных количествах, но как только она возникнет, система будет применяться с совершенным успехом Все мы совершаем ошибки, но насколько я изучил этот вопрос в свете моих нынешних теоретических и экспериментальных знаний, я преисполнился глубокой убежденности в том, что даю миру нечто во много раз превосходящее самые смелые мечты изобретателей всех времен.
Подробный разбор материалов касательно физических принципов функционирования беспроводной электростанции Теслы будет изложен в отдельном разделе настоящей книги.
В многочисленных наблюдениях, экспериментах и измерениях, качественных и количественных, я безошибочно установил, что электрическую энергию можно экономически эффективно передавать беспроводным способом на любое расстояние в пределах Земли. Они продемонстрировали, что возможно распределять энергию с центральной станции в неограниченных количествах, с потерями, не превышающими малой части одного процента, при передаче даже на самые большие расстояния, в 12 тысяч мильна противоположный конец земного шара
Что бы ни принесло будущее, всемирное применение этих великих принципов совершенно гарантировано, хотя его, возможно, придется долго ждать Это не мечта, это просто достижение научной электрической инженерии, только дорогостоящееслепой, трусливый, сомневающийся мир!..
1900 г. Тесла опубликовал мысль, что принципиально возможно создание самодействующего теплового двигателя, который будет извлекать энергию в умеренных количествах из окружающей среды (9). Те, кто, прочитав эту фразу, уже открыл рот, чтобы посмеяться над невозможностью реализации этой идеи, должен вспомнить, что примеры таких двигателей у нас ежечасно перед глазамиэто живые организмы, которые «работают» на энергии, получаемой из окружающей среды. Именно на это обстоятельство, кстати, уже тогда указал Тесла. Рабочий процесс такого двигателя, работающего на тепловой или иной энергии окружающей среды, полностью основывается на преобразовании извлекаемой энергии в другие формы в процессе прохождения (9). Тесла много лет работал над разработкой такого двигателя и преобразователей, чем кончилось, не совсем ясно (точнее говоря, автор книги пока толком не исследовал работы Теслы в области «чистой» механики и теплоэнергетики).
Известен целый ряд изобретений и идей Теслы на обрисованном им пути (механические осцилляторы, компрессоры, турбины разных конструкций, прообразы солнечных батарей и пр.). Эта тема постоянно занимала мысли изобретателя, например большой обзор по разработкам «зеленой» энергетики он опубликовал в 1931 г. (53). Сами по себе принципы утилизации тепловой энергии окружающей среды на сегодняшний день в немалой степени изучены. На этом принципе устроены, скажем, абсорбционные холодильники, не потребляющие электроэнергию. В России еще до революции продавался абсорбционный холодильник «Эскимо», который работал на дровах или подобном топливе. В Советском Союзе после войны шли довольно обширные исследования по теме «энергетической инверсии», основоположником которой в России считался К. Э. Циолковский. Проблемой энергетической инверсии серьезно занимался, скажем, П. К. Ощепковосновоположник отечественной радиолокации и интроскопии. Точно так же, как это сделал Тесла в работе (9), в СССР были поставлены под сомнение некоторые недостаточно обоснованные теоретические заявления Карно и Кельвина. Однако в основе идей Теслы лежит в первую очередь «радикальный отход от уже известных способов который бы давал возможность получать больше энергии». Этот вопрос выходит за рамки настоящей книги и требует дополнительных исследований.
1909 г. Тесла запатентовал изобретение первичного двигателя (патент 1061142 от 06.05.1913 г.), который специалисты считают прототипом современной газовой турбины (25). Автор книги не является специалистом по турбинам и не готов комментировать достоинства и недостатки этих работ Николы Теслы. Насколько можно понять из обзоров, специалисты сходятся во мнении, что это «прекрасная идея и превосходная машина», но она не могла быть реализована в то время и при тогдашнем уровне металлургии, материаловедения и механообработки.
1918 г. Тесла запатентовал оригинальный автомобильный спидометр. Спидометры и тахометры уже существовали к тому времени как минимум пару десятков лет. Тем не менее этот патент Теслы купил, ни много ни мало, сам Генри Форд. Впрочем, от предложения Теслы построить автомобиль, самостоятельно выполняющий огромное количество разнообразных операций, Форд отказался. Эта идея реализуется только в наше время.
19211928 гг. Тесла патентует самолет вертикального взлета, точнее, нечто среднее между вертолетом и самолетом. Это последний патент, выданный в США Николе Тесле.
Важнейшее применение беспроводная энергия найдет, несомненно, в запуске летательных аппаратов, энергоснабжение которых можно легко осуществлять без соединения на корпус, так как, несмотря на то что токи в своем движении притягиваются к земле, электромагнитное поле создается в окружающей ее атмосфере. Если аэроплан имеет проводники или контуры, точно настроенные и должным образом расположенные, энергия будет отобрана этими контурами, как это произошло бы с жидкостью, стекающей в проделанное в контейнере отверстие. На промышленной установке большой мощности таким способом можно получать достаточно энергии для приведения в движение каких бы то ни было летательных аппаратов. Я всегда считал это наилучшим и рассчитанным на долгое время решением проблемы полетов. Не потребуется никакого топлива, так как используется легкий электродвигатель с большим числом оборотов. Тем не менее, ожидая медленного прогресса, я разрабатываю новый тип летательного аппарата, который, по-видимому, хорошо подходит для удовлетворения нынешней необходимости безопасного, небольшого и компактного «аэрофотосъемщика», способного подниматься и опускаться вертикально.
Поскольку авторство научных открытий и технических достижений почти всегда является предметом споров, то автор книги в изложении вышеперечисленных фактов не стремился во всех деталях исследовать вопросы научного приоритета и видел свою цель скорее в том, чтобы указать на малоизвестные факты, а также представить научную позицию Николы Теслы по тем или иным вопросам, которая отличается от других тем, что она, как правило, неизвестна людям и даже научному сообществу.
Нужно ли говорить, что вышеперечисленный список далеко не полный и охватывает, по большей части, всего лишь период работы Николы Теслы с 1888 по 1904 г. (16 лет). На фоне потрясающих достижений ученого даже как-то неловко вспоминать про такую мелочь, как электрические часы, газовый запальник, электрические счетчики или идея электрической пишущей машинки, управляемой человеческим голосом.
Метод и аппаратура для генерации электрических токов, устройство для увеличения тяги автомобильных колес, новые электрические осветительные приборы, якорь для двигателей переменного тока, поршневые двигатели, способ удаления газообразного вещества из замкнутых емкостей, промышленная утилизация воды для целей отопления, искусство передачи электрической энергии через природные среды, система беспроводной передачи, конструкция паровых и газовых турбин, способ и устройство для термодинамического преобразования энергии, способ и устройство для экономического преобразования энергии пара турбинами, метод и аппаратура для движения жидкости, метод и аппаратура для производства глубокого вакуума, аппаратура для работы автомобилей, устройства для обработки и транспортировки серы, устройства для генерации энергии с помощью упругих гидротурбинэто названия патентных заявок, которые подготовил или над которыми работал Тесла, но которые не довел до получения патентов, иногдапросто не уплатив патентный сбор. Кстати, эти документы впервые были опубликованы только в 2013 году (62).
Важно отметить и из содержания настоящей главы ясно видно, что основным содержанием и целью научно-исследовательских работ Теслы было постижение новых, ранее неизвестных науке физических принципов и обращение их на службу человеку путем создания полезных моделей и работающих образцов новой техники. Их было так много, и они открывали настолько широкие возможности, что Тесла не успевал их патентовать, да и вряд ли возможно запатентовать все нюансы любого изобретения. Этим в изобилии пользовались коммерчески подкованные подражатели, способные лишь незначительно усовершенствовать сделанное другими, но отнюдь не открыть что-то новое.
Большинство из этих фактов, если не все, прекрасно известно в Англии; тем не менее, согласно некоторым отчетам, один из ведущих английских электриков, не колеблясь, говорит, что я работал в направлении, указанном профессором Феррарисом, и в упомянутом выше номере вы, кажется, называете меня подражателем.
Теперь я спрашиваю вас, где эта всемирно известная английская справедливость? Я пионер, а меня называют подражателем. Я не подражатель. Я выпускаю оригинальную работу или вообще ничего.