Никола Тесла. Изобретатель будущего

После получения благоприятной оценки Энтони Пек и Браун связались с технической прессой. Зная, что патенты на многофазную систему должны выйти 1 мая 1888 года, они пригласили редакторов из электротехнических еженедельников посетить лабораторию. В последние недели апреля 1888 года Тесла продемонстрировал свой многофазный двигатель Чарльзу Прайсу из Electrical Review и Томасу Коммерфорду Мартину из Electrical World. И Прайс, и Мартин были благоприятно впечатлены, а Прайс выпустил статью о двигателях Теслы сразу после выхода патентов{258}.

Выступление в американском институте инженеров-электриков

Центральной частью рекламной кампании стало выступление Теслы в Американском институте инженеров-электриков (АИИЭ) 16 мая 1888 года. Так как Энтони был вице-президентом, а Мартин – бывшим президентом института, они побуждали Теслу сделать доклад о своем изобретении многофазных двигателей. Обессиленный и нездоровый от сверхурочной работы, Тесла первоначально отказался читать лекцию. Однако Энтони и Мартин настаивали, и Тесла впопыхах написал текст доклада ночью накануне выступления.

Во время выступления Тесла продемонстрировал работу двух двигателей, которые тестировал Энтони. Чтобы иметь возможность участвовать в дискуссии после доклада, Мартин договорился (как он часто это делал), чтобы вместо него на заседании председательствовал Фрэнсис Р. Аптон, вице-президент АИИЭ и казначей Edison Lamp Company.

Тесла назвал свое выступление в АИИЭ «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов». Хотя его заголовок был скромен, он сразу же сделал смелые заявления по поводу многофазной системы: «Позвольте представить вашему вниманию… новую систему распределения и передачи питания энергии переменными токами… которые, я уверен, сразу продемонстрируют пригодность этих токов к передаче энергии». В поддержку своих доводов Тесла, используя чертежи для своего первого патента на многофазную систему, пошагово объяснил, как два отдельных переменных тока могли создать вращающееся магнитное поле. Чтобы убедить инженерную аудиторию в том, что вращающееся магнитное поле создавало постоянную тягу в роторе двигателя, он сделал краткий математический анализ приложенных сил. Затем Тесла описал свой базовый многофазный двигатель, состоящий из статора в виде кольца с четырьмя отдельными катушками и ротором в виде стального диска. Этот двигатель, подчеркнул он, мог менять полярность и был синхронен (т. е. он работал на той же скорости, что и генератор). Предвосхищая возражения, что его многофазные двигатели не могли работать от существующих систем переменного тока, Тесла заявил, что достаточно просто изменить соединения в обмотках ротора и расположение контактных колец так, чтобы генераторы могли производить несколько переменных токов с надлежащим фазовым соотношением. Тесла также полагал, что если на электростанциях установят большие многополюсные генераторы (с 64 или 128 катушками в роторе и статоре), то не составит труда сконструировать двигатели, которые будут работать на любой необходимой скорости. (Как мы увидим в главе IX, реализовать эти подходы оказалось достаточно сложно и они оба требовали серьезных инженерных работ.){259}

За выступлением Теслы последовала дискуссия. В поддержку презентации изобретений Теслы Мартин пригласил Энтони рассказать об эффективности двигателей Теслы. Подчеркнув, что он тестировал экспериментальные прототипы обоих двигателей, которые обычно менее эффективны, чем полноразмерные, Энтони заявил, что многофазные двигатели Теслы имели КПД 50–60 %{260}.

После Энтони слово взял Элиу Томсон, который с 1884 года работал над электродвигателем переменного тока с использованием коммутатора для подачи переменного тока на ротор. Отключая с помощью коммутатора различные катушки ротора в нужный момент, Томсон смог отрегулировать отталкивающую силу магнитного поля между ротором и статором так, чтобы ротор повернулся. Надеясь закрепить за собой изобретение электродвигателя переменного тока, Томсон сделал доклад в АИИЭ в июне 1887 года, в котором он изложил свой принцип репульсионной индукции{261}. Теперь, столкнувшись с заявлениями Теслы о том, что он разработал электродвигатель переменного тока, пригодный для практического применения, Томсон напомнил аудитории о своих разработках и пообещал сделать доклад о своем двигателе на следующей встрече. Фактически Томсон вежливо предупреждал Теслу, что тот не был единственным, кто работал над электродвигателями переменного тока, и что они могли оказаться соперниками за первенство в Патентном бюро и на рынке. Хотя Тесла и был начинающим специалистом и хорошо знал о таланте Томсона, он не спасовал и твердо стоял на своем. Признавая, что Томсон был «выдающимся изобретателем», Тесла ответил, что он построил двигатель, как у Томсона, но не конкурировал с ним, потому что был уверен, что лучший электродвигатель переменного тока будет без коммутатора{262}.

Несмотря на замечания Томсона, Тесла одержал победу. В конце встречи Аптон сказал с места: «Я полагаю, что этот двигатель – г-н Тесла может поправить меня, если я не прав, – первый работоспособный двигатель переменного тока, представленный общественности, – так, г-н Тесла?» Аптон затем объявил, что Тесла приглашает публику посмотреть его двигатели в действии в его лаборатории на Либерти-стрит, 20{263}.

Продажа патентов на изобретения Теслы

Идеи Теслы захватили воображение электротехнического сообщества, и его доклад был опубликован во всех ключевых технических журналах. В ответ на его доклад несколько экспертов электротехнической отрасли прислали в редакции свои комментарии по двигателям Теслы, и они также были опубликованы. Многофазный двигатель был «объявлен в газетах техническим прорывом» – это было отличной почвой для продвижения патентов на изобретения Теслы. Пеку и Брауну оставалось найти того, кто заплатит больше{264}.

Тесла поручил Пеку и Брауну вести все переговоры, связанные с продажей его моторных патентов. Первоначально Тесла надеялся, что они продадут его патенты компании Mather Electric Company, так как Тесле нравился Энтони и он считал, что сможет усовершенствовать свой двигатель с его помощью{265}. Пек и Браун пригласили Мазера предложить свою цену за патенты, но одновременно они связались и с другими производителями электрического оборудования. В конце апреля 1888 года они предложили патенты компании Thomson-Houston, и Чарльз А. Коффин предложил Томсону рассмотреть возможность их покупки. Так как Томсон работал над собственным двигателем переменного тока и был в целом настроен против покупки патентов от внешних изобретателей, Томсон порекомендовал компании не покупать патенты Теслы. Томсон предложил за патенты на многофазный двигатель Теслы столь низкую цену, что она не покрывала даже пошлин Патентного бюро{266}.

Затем Пек обратился в компанию Westinghouse Electrical Manufacturing Company. Как мы уже знаем, Джордж Вестингауз поздно пришел в электротехническую промышленность и решил сделать ставку на переменный ток, а не постоянный. Вестингауз и его партнеры знали, что они смогут убедить предприятия, обслуживающие электростанции, купить свое оборудование переменного тока только в случае, если они смогут предложить своим клиентам двигатель переменного тока. Следовательно, Westinghouse Company была весьма вероятным клиентом на покупку патентов Теслы.

Вестингауз обратился к Пеку по поводу патентов Теслы в конце мая 1888 года, так как его главный инженер-электрик, Оливер Б. Шелленбергер, занимался исследованием вращающегося магнитного поля. В апреле 1888 года Шелленбергер случайно уронил маленькую спиральную пружину на электромагнит в дуговой лампе переменного тока. С удивлением Шелленбергер наблюдал, что пружина вращается самостоятельно, и быстро понял, что ее вращение было вызвано изменением магнитного поля. Шелленбергер определил, что это явление могло использоваться для создания ваттметра и двигателя переменного тока. Поскольку у компании была большая потребность в счетчике, который бы измерял энергопотребление отдельных клиентов, Шелленбергер сконцентрировался на развитии ваттметра, а не двигателя переменного тока{267}.

258

NT, Motor Testimony, 252-53; Tesla biography, 1890.

259

NT, «A New System of Alternate Current Motors and Transformers», AIEE Transactions 5 (September 1887–October 1888): 307-27 and reprinted in TCM, Inventions, Researches and Writings, 9–25.

260

Discussion of Tesla’s paper, AIEE Transactions 5 (1887–88): 324-25 in TC 1:23.

261

Elihu Thomson, «Novel Phenomena of Alternating Currents», Electrical Engineer 6 (June 1887): 211-15.

262

Discussion of Tesla’s paper, AIEE Transactions 5 (1887–88): 325-27 in TC 1:24.

263

Remarks of the chairman, AIEE Transactions 5 (1887–88): 350 in TC 1:25. A few weeks after the lecture, Tesla was elected an associate member of the AIEE; see «Secretary’s Bulletin», June 1888, AIEE Transactions 5 (1887–88).

264

NT, Motor Testimony, 328.

265

Там же, 280.

266

Carlson, I