Читать книгу Никола Тесла. Изобретатель будущего - Бернард Карлсон - Страница 16

Чтобы принять вызов и разработать устойчивый к искрообразованию двигатель, Тесла оставил свои планы стать учителем и на втором году в Йоаннеуме перешел на обучение по технической программе. Как и во всех технических институтах в Европе и Америке в конце 1870-х годов, эта программа была направлена на обучение гражданскому строительству, а не электротехнике. Когда Тесла впервые рассказывал журналистам о своем образовании в конце 1880-х, он заявил, что учился в Йоаннеуме по специальности инженер-строитель{92}.

Хотя обучение инженерному делу должно было бы подтолкнуть Теслу к построению экспериментальной модели двигателя и проведению экспериментов, он предпочел исследовать предмет в своем воображении: «Я начал с того, что представил себе машину постоянного тока, запустил ее и поменял направление тока в роторе. Затем я вообразил генератор переменного тока и исследовал его работу подобным образом. После я визуализировал системы, запускающие двигатели и генераторы, и управлял ими различными способами. Изображения, которые я видел, были для меня совершенно реальными и материальными»{93}.

Как видно, в это время Тесла сделал два шага на пути к осмыслению своего двигателя. Во-первых, хотя он начал с мыслей о машине постоянного тока, подобной динамо Грамма, он решил в конечном итоге использовать переменный ток. Возникает вопрос: почему он отказался от постоянного тока в пользу переменного, так как большая часть работ по электричеству в конце 1870-х годов использовала постоянный ток? В Париже два инженера-электрика, Павел Яблочков[14] и Дьедонне Франсуа Лонтен, использовали переменный ток, чтобы запитать несколько дуговых ламп в одной цепи, но не известно, знал ли об их работе Тесла, учившийся в то время в Граце{94}.

Вместо того чтобы черпать вдохновение в существующих машинах, Тесла после тщательного изучения работы двигателя постоянного тока принял решение использовать переменный ток. Как мы уже говорили, ротор в двигателе постоянного тока поворачивается, потому что в каждый момент времени ток, текущий через катушки ротора, производит электромагнитное поле, которое противодействует электромагнитному полю, созданному катушкой статора. Чтобы ротор продолжал вращение, коммутатор периодически полностью изменяет направление тока, текущего по обмоткам ротора. Когда участок ротора вращается от одной стороны магнитного поля статора к другой, коммутатор автоматически изменяет направление тока так, чтобы электромагнитное поле в этом участке ротора отталкивалось магнитным полем статора. Так как магнитное поле ротора в двигателе постоянно меняется, думал Тесла, почему бы не использовать вырабатываемый генератором переменный ток, чтобы создать это поле? Тесла считал, что при помощи переменного тока можно избежать искрения щетки коммутатора, так как для изменения направления тока, подаваемого на ротор, коммутатор больше не понадобится.

Во-вторых, наряду с решением использовать в своем двигателе переменный ток Тесла решил сосредоточить усилия не просто на двигателе, но «визуализировать системы, включающие двигатели и генераторы». Снова не ясно, откуда у студента второго года обучения было достаточно знаний, чтобы придумать такое в 1878 году. В то время изобретатели-электрики строили системы, которые объединяли динамо и дуговые лампы, но нигде не описывали процесс проектирования таких систем. Однако можно предположить, что Тесла позаимствовал идею рассматривать двигатель и генератор как систему из рассказа Пешля о демонстрации опыта Фонтейна в Вене. Фонтейн передавал электричество, соединив динамо и двигатель, и возможность соединения этих двух устройств, эта мысль заворожила Теслу. Его не интересовало строительство двигателя, питавшегося от батареи; Тесла хотел создать двигатель, который мог эффективно работать в связке с генератором. Как мы увидим дальше, решение Теслы создавать системы означало, что его размышления о двигателях не ограничивались никакими убеждениями, так как он мог управлять не только деталями двигателя, но и компонентами системы, к которой тот принадлежал. В итоге мысль о двигателе как части системы сыграла решающую роль в его успехе.

Но, несмотря на все свои умственные усилия, Тесла не мог придумать работоспособную систему. «Я начал обдумывать и работать над созданием машины на основе одной посетившей меня идеи, – вспоминал Тесла. – День и ночь, год за годом, я работал непрерывно»{95}.