Джордж Вестингауз (1846–1914).
Главным препятствием на пути развития систем переменного тока было отсутствие простых, надежных и экономичных двигателей-генераторов. Полгода упорного труда в новой компании быстро принесли свои плоды — и Тесла смог послать в Патентную комиссию США сразу несколько заявок на многофазные двигатели и системы переменного тока. Надо заметить, что в течение пяти последующих лет он оформил 40 патентов, причем многофазные системы Теслы были настолько оригинальными и всеохватывающими, что патентовались абсолютно беспрепятственно.
По предложению основателя одного из первых курсов электротехники в Корнеллском университете профессора Уильяма Антониони малоизвестный инженер-эмигрант был приглашен 16 мая 1888 года прочесть чрезвычайно престижную публичную лекцию в Американском институте инженеров-электротехников. К своему удивлению, Тесла обнаружил в себе способности оратора, а его лекция под названием «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов» стала классической.
По моему мнению, Джордж Вестингауз был единственным человеком на земном шаре, который смог принять мою систему переменного тока в существовавших тогда обстоятельствах и выиграть битву против предубеждений и власти денег. Он был первопроходцем, который впечатлял своим величием, одним из истинных благородных людей, которыми может гордиться Америка и перед которыми человечество находится в неописуемом долгу благодарности.
Этот период жизни был потрясающе удачным для Теслы. Его патенты были именно тем недостающим звеном, которое так искал для своих систем переменного тока американский промышленник, инженер и предприниматель Джордж Вестингауз. Он с самого начала сумел оценить гигантский потенциал электросистем переменного тока, способных передавать ток высокого напряжения через огромные американские просторы.
Ниагарский водопад.
Как-то Вестингауз посетил Теслу в его лаборатории и рассказал о своей идее построить гидроэлектростанцию переменного тока на Ниагарском водопаде. Эта идея увлекла изобретателя. Мастерская и лаборатория Теслы были переполнены поражающими воображение аппаратами и приборами. Вестингауз ходил от машины к машине, иногда нагибался вперед, опираясь руками на колени, пристально вглядывался, а иногда, склонив голову, слушал ровный рокот и жужжание разнообразных двигателей переменного тока. Так началась дружба видного предпринимателя и выдающегося изобретателя.
Карта Всемирной выставки 1893 года в Чикаго.
Всемирная чикагская выставка занимала громадную территорию в 175 км2, на ней было представлено 60 000 экспонатов, а проведение обошлось в 25 млн долларов. За полгода работы выставку посетили 28 млн гостей, принесших устроителям 2,25 млн долларов прибыли. Символом ярмарки стало огромное колесо обозрения инженера Ферриса, вращающееся на цельнометаллической оси, с кабинками, возносящими 2000 человек на 80-метровую высоту.
Триумфы переменного тока следовали один за другим. Так, в 1893 году на Всемирной чикагской электрической выставке, посвященной 300-летию открытия Америки, фирма Вестингауза обеспечивала все электроосвещение и установку электродвигателей. Открытием выставки стала экспозиция генераторов и электродвигателей Теслы. У него был собственный стенд, где демонстрировались многие изобретения, в частности прибор для демонстрации возможности получения механического вращения с помощью вращающегося магнитного поля. Этот прибор представлял собой плоскую металлическую сковородку, находившуюся в зоне действия катушек, создававших вращающееся магнитное поле. На сковородке лежало выточенное из меди яйцо. При пропускании тока через обмотки катушек оно начинало беспорядочно двигаться, а затем, встав на острый конец, быстро вращалось как вокруг своей оси, так и по окружности сковородки.
Современная модель яйца Теслы.
Следующим значимым событием в истории переменных токов было строительство самой крупной в мире в те годы гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде. Этот величайший в мире водопад давно уже привлекал внимание предпринимателей, мечтавших использовать его энергию. Еще в 1886 году была создана специальная компания по изучению возможности строительства гидроэлектрической станции. Однажды Вестингауз торжественно объявил Тесле, что начинает борьбу за право своей компании «запрячь в электрическое динамо» Ниагарский водопад. Между тем общая ситуация была не очень благоприятной, ведь председателем Международного комитета Ниагары, учрежденного для того, чтобы выбрать наилучший способ применения Ниагарского водопада, был лорд Кельвин — известный английский ученый, сторонник постоянного тока.
Памятник Николе Тесле у Ниагарского водопада с постаментом в виде динамо-машины переменного тока.
И лишь в 1893 году под влиянием успеха фирмы Вестингауза на Чикагской выставке Комитет Ниагары принял проект выработки переменного тока. В 1896 году на Ниагарской гидроэлектростанции установили три генератора двухфазного тока, который затем трансформировался в трехфазный высокого напряжения и передавался потребителям, где снова превращался в двухфазный. Запуск Ниагарской станции стал последним триумфом двухфазного тока. Несомненные преимущества трехфазного тока вытеснили менее совершенный двухфазный ток не только в Европе, но и в США. Саму Ниагарскую станцию вскоре переоборудовали, установив на ней трехфазные генераторы.
Генераторный зал современной Ниагарской ГЭС.
Эти генераторы, а также электродвигатели и трансформаторы изобрел выдающийся русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1861–1919). Необходимо отметить, что в начале 1890-х годов Вестингаузу и Тесле приходилось бороться на два фронта, отстаивая идею переменного двухфазного тока не только перед постоянным током Эдисона, но и перед трехфазным током русского изобретателя. Вскоре всем экспертам-электротехникам стало ясно, что оборудование и линии электропередачи, созданные Доливо-Добровольским, обладают значительными преимуществами перед всеми другими вариантами динамо-машин. Простота конструкции трехфазного электродвигателя русского изобретателя и экономия медного провода в линиях передачи давали в использовании трехфазного тока больше преимуществ. С этого времени трехфазная система начала применяться во всем мире.
К чести Теслы, он всегда находился вне яростной «борьбы патентов», считая, что его открытия могли бы использоваться во всем мире без всяких ограничений. Однако каковы бы ни были убеждения Теслы и как бы он ни симпатизировал другим изобретателям, фирмы, скупившие его патенты, распоряжались ими по своему усмотрению. Правда, в конце 1890-х годов Теслу уже мало интересовали вопросы приоритета его первого изобретения. Творческий поиск увел его в совершенно новую область электрических явлений.
Опередивший время
Явления, на которые мы раньше взирали как на чудеса, явления, которые трудно было объяснить, теперь мы видим в ином свете. Искровой разряд в индукционном кольце, светимость лампы накаливания, проявления механических сил потоков и магнитов теперь уже не остаются вне пределов нашего понимания. Вместо прежнего непонимания, наблюдая за их действием, наш ум предлагает простое объяснение. И хотя по поводу их конкретной природы мы имеем лишь гипотезы, тем не менее уверены, что истина не сможет оставаться скрытой, и инстинктивно чувствуем, что близится время понимания. Мы все еще восхищаемся этими прекрасными явлениями, этими странными силами, но мы более не беспомощны.
Прогресс человечества неотъемлемо связан с изобретением. Это важнейший продукт его творческой мысли. Его конечной целью является полное покорение материального мира разумом, использование сил природы на благо человека. Это сложная задача изобретателя, которого часто не понимают и недооценивают. Но все эти неприятности он с лихвой компенсирует удовольствием от осознания своей власти и принадлежности к тому привилегированному слою, без которого человечество давно бы уже пало в бесплодной борьбе с безжалостной стихией. Что касается меня, то я уже в полной мере испытал это величайшее наслаждение, так что в течение многих лет моя жизнь была полна нескончаемого восторга.
Бушующее море электричества.
На своих лекционных демонстрациях Тесла любил прохаживаться по сцене в пробковых изолированных ботинках, ступая по рекам эфирного электричества, создаваемым клубками оголенных проводов, подключенных к катушкам Теслы.
Обширный зал парижского выставочного манежа заполнен до отказа. Зрители с нетерпением ждут появления «американского электрического мага», как писала «Фигаро». Но вот «русский свет» больших ламп Яблочкова медленно меркнет и на сцене появляется необычная фигура — очень высокий (на изолирующих пробковых ходулях-ботинках) и худой, во фраке и мерцающем искрами галстуке маг электричества Никола Тесла. Опыты следуют один за другим: крутятся, рассыпая молнии, колеса разрядников; жужжа, разбрасывают искры причудливые катушки Теслы; в руках изобретателя загораются таинственным голубым светом никуда не подключенные лампы. Публика постоянно ахает и разражается аплодисментами, переходящими в овации.
Мало кто знал, сколько труда и упорства требовали эти безупречно поставленные демонстрационные эксперименты. Десятки раз ученый повторял каждый опыт, добиваясь безукоризненной зрелищности физических эффектов, как поэт добивается красоты и точности рифмы. Кроме того, будучи истинным творцом, Тесла не терпел повторов, и каждое его выступление содержало новые поражающие воображение элементы. Как постановщик своих электрических представлений он выступал в разных ролях: и конструктора, и инженера, и техника-сборщика.
Современная реконструкция показательных опытов Теслы