Никола Тесла – Утраченные изобретения Николы Теслы (страница 11)
Управление подобной машиной может осуществляться и механически, в нескольких вариантах, и я не сомневаюсь, что она сможет пригодиться на войне. Но на сегодня, насколько мне известно, нет ни поддержки, ни средств, которые позволили бы построить такую машину с заданной точностью. Я посвятил годы изучению этой темы и установил способы, которые делают легко осуществимыми подобные и еще большие чудеса. Я уже рассказывал, что во время учебы в колледже задумал летательный аппарат, совершенно непохожий на существующие. В его основе лежала здравая идея, но осуществить ее практически было невозможно из-за отсутствия тягового двигателя достаточной мощности. В последние годы я успешно решил эту проблему и теперь проектирую летательные аппараты без несущих плоскостей, элеронов, пропеллеров и других внешних принадлежностей. Эти воздушные судна будут способны достигать огромных скоростей и, весьма вероятно, представят в недалеком будущем убедительные доводы в пользу мира. Такая машина, которая удерживается в воздухе и устремляется вперед только на основе «принципа реактивного движения», показана на одной из страниц моих лекций; она допускает либо механическое, либо беспроводное управление. Разработка и размещение соответствующей установки сделает возможным «запуск такой ракеты в воздух и ее попадание» почти точно в заданную точку, которая может находиться за тысячу миль. Но мы не собираемся останавливаться на этом. В конечном счете будут созданы управляемые на расстоянии автоматические устройства, способные действовать так, словно они обладают собственным разумом, и их появление произведет революцию. Еще в 1898 году я предложил представителям одного крупного промышленного концерна создать и продемонстрировать публике автомобиль, который самостоятельно выполнял бы большое количество разнообразных операций, в том числе и таких, что оказались бы на грани понимания. Но тогда мое предложение сочли несбыточным, и из этого ничего не получилось. В настоящее время многие из талантливейших людей пытаются изобрести средство, способное предотвратить повторение ужасного конфликта, который закончился только теоретически и длительность и основные спорные вопросы которого я точно предсказал в статье, напечатанной в газете «Сан» 20 декабря 1914 года. Предлагаемая Лига[8] — не средство спасения, напротив, по мнению некоторых сведущих людей, она может привести как раз к противоположным результатам. Особое сожаление вызывают политические ограничения карательной направленности, разработанные как условие поддержания мира. Очевидно, что через несколько лет государства смогут воевать без армий, кораблей или пушек, используя гораздо более страшное оружие, разрушительной мощи и дальности действия которого, в сущности, нет предела. Любой город, на каком бы расстоянии от врага он ни находился, может быть разрушен, и никакая сила на земле не сможет помешать действию этого оружия. Если мы хотим предотвратить надвигающуюся катастрофу и установление такого порядка, который может превратить земной шар в ад, мы должны форсировать развитие летательных аппаратов и беспроводной передачи энергии, не откладывая это ни на мгновение, используя всю энергию и ресурсы нации.
Патенты
1. Дисковый роторно-турбинный двигатель
Тесла назвал свое изобретение «электростанция в шляпе». Один из образцов этого двигателя развивал мощность в 110 лошадиных сил при 5000 оборотах в минуту и имел менее десяти дюймов в диаметре. Тесла полагал, что еще большие турбины были в состоянии развивать мощность до 1000 лошадиных сил. Дисковый роторно-турбинный двигатель работал, не создавая вибрации. Он был дешев в производстве, потому что ничего, кроме опор для ротора, не требовало точных допусков. Роторно-турбинный двигатель нуждался в минимальном техобслуживании. При необходимости ротор можно было легко заменить. Турбина могла приводиться в действие при помощи пара, сжатого воздуха, бензина или нефти.
В отличие от обычных турбин, в которых движущийся поток попадает на лопасти или поршни, в турбине Теслы применяется множество жестких металлических дисков, которые не рассекают вихревой поток под острым углом, а скользят параллельно потоку. При этом они приводятся в движение благодаря особого рода притяжению, которое возникает между поверхностью диска и движущимся газом или жидкостью. Это притяжение, являющееся тормозящим фактором для летательных и прочих двигательных аппаратов, по словам Теслы, вызвано «толчком жидкости о шероховатую поверхность твердого вещества» (попросту сопротивлением) и «внутренними силами сопротивления расщеплению молекул» (т.е. явление залипания). Движущее вещество проникает во входное отверстие и распыляется на диски по их периметру. Оно двигается по крутящимся дискам по спирали, достигая центрального отверстия дисков, и поглощается обшивкой. Тесла подчеркивает в своем патенте, что в двигателе, приводящемся в движение при помощи жидкости, «изменение в скорости и направлении движения жидкости должно быть насколько возможно постепенным». Это, как он пишет, отличается от принципа работы существующих двигателей, в которых «неизбежны резкие переходы, толчки и вибрация».
«Использование поршней, лопастей, крыльев и пластин, — замечает Тесла, — в конечном счете приводит к многочисленным дефектам и ограничениям, усложняет конструкцию, увеличивает ее стоимость и затраты на техническое обслуживание». Мы, привыкшие к поршневому двигателю, представляем это себе очень хорошо. Турбина Теслы защищена от вибраций, потому что движущее вещество в ней распределяется «по естественному пути или линиям наименьшего сопротивления без принуждения и помех». Турбина может легко изменить направление вращения путем направления движущего потока через входное отверстие на противоположную ее сторону.
Для режима внутреннего сгорания на верхушке турбины монтируется полая отливка. Запальная свеча, или свеча зажигания, прикручивается к верхней части камеры. По бокам ее располагаются впускные вентили. Интересно, что над этими вентилями нет движущихся частей. Турбина приводится в действие потоком жидкости или газа. И единственная движущаяся часть турбины Теслы — это ротор. Только вообразите себе мощный двигатель внутреннего сгорания со всего лишь одной движущейся деталью!
Струйный вентиль, который Тесла называл вентильным каналом, позволяет веществу свободно передвигаться в одном направлении, но при попытке изменить направление поток наталкивается на препятствие в виде заглушки (поршня), где разворачивается на 360 градусов, образовывая завихрения, или потоки противоположной направленности, которые останавливают поток в тот момент, когда поршень возвращается в закрытое положение. Вертящийся ротор многократно всасывает топливо и воздух в камеру внутреннего сгорания. Тесла отметил, что «в течение очень короткого промежутка времени камера нагревается до такой температуры, что воспламеняющее устройство может быть выключено без риска прервать работу системы». Другими словами, двигатель начинает работать в автоматическом режиме. Принцип дисково-турбинного мотора можно использовать и для весьма эффективного насоса (патент Теслы№ 1,061,142).
Принцип дисковой турбины используется в спидометре, иллюстрируя решение проблемы превращения вращательного движения колеса автомобиля в поступательное, когда необходимо повернуть подпружиненную стрелку прибора на требуемый небольшой угол. Решение Теслы было следующим: привод соединял спидометр с диском, который вращался в сопряжении с другим диском, передавая вращение жидкости между ними и в результате на второй диск, который и приводил в движение стрелку. Заставьте взаимодействовать два диска разных размеров в жидкой среде — и «вы получите любое желаемое соотношение между скоростями их вращения, просто рассчитав диаметры самих дисков», писал Тесла в патенте на автоматическую коробку передач с гидравлическим приводом, полученном в 1911 г. Тесла работал над турбиной в самом начале своей карьеры, задолго до изобретения возвратно- поступательных паровых двигателей, рабочих лошадок того времени, полагая, что это станет хорошим заделом для генератора переменного тока. Но он не довел ее до совершенства и не запатентовал, до тех пор пока в 1909 г. не потерпела неудачу его схема глобального вещания.
К тому времени идея «поршневой двигатель внутреннего сгорания» прочно закрепилась в западном машиностроении. Тесла столкнулся с организованной оппозицией по отношению к его стремлению запустить в оборот более эффективный и экономичный двигатель, так же как и все остальные, кто пред- принимал аналогичные попытки позднее. Однако Тесла все еще видел светлое будущее для своей турбины. Он писал своему другу, профессору Йельского университета Чарльзу Скотту: «Моя турбина еще заставит выбросить в металлолом все тепловые двигатели в мире!» На что Скотт отвечал ему: «И это будет немаленькая куча металлолома».
Про дисковую турбину Теслы и некоторые другие патенты США, упомянутые в этой монографии, можно прочитать в книге Tesla, Complete Patents (Все патенты Теслы), под редакцией Джона Рацлаффа, выпущенной издательством 21st Century Books. Патенты можно найти и самостоятельно по номерам Патентного Бюро США, Washington, DC 20231. В некоторых публичных и университетских библиотеках есть сборники патентов на CD-ромах или в бумажном виде.