Страница 30 из 33
Открытие Шелленбергера сперва вызвало ликование среди инженеров компании Westinghouse, однако скоро, когда они узнали, что Шелленбергер не был первым, кто обнаружил вращающееся магнитное поле, их надежды были разбиты{268}. В этом открытии Шелленбергера обошли Тесла и итальянский физик Галилео Феррарис. Спустя несколько недель после того, как Шелленбергер сделал свое открытие с пружиной, Вестингауз узнал, что Феррарис также исследовал возникновение вращающегося магнитного поля под воздействием переменного тока. Особенностью предпринимательского стиля Вестингауза было регулярное изучение технических журналов на предмет разработок, которые могли бы усилить технологическую мощность его компании. В мае 1888 года Вестингауз наткнулся на ссылки на статью о выступлении Феррарис на слушаниях Королевской академии наук Турина{269}.
Преподаватель прикладной физики в Королевском промышленном музее Турина, Феррарис изучал оптику и проявлял особый интерес к математическому анализу поведения световых волн{270}. Протестировав систему переменного тока Голарда и Гиббса на Международной электротехнической выставке в Турине в 1884 году, Феррарис решил изучить трансформаторы{271}. В то время исследователи электричества до конца не понимали взаимосвязи между входящим (основным) током и исходящим (вторичным) током в трансформаторах. Исходя из знаний математической оптики, Феррарис предположил, что основной и вторичный ток в трансформаторе должны быть сдвинуты по фазе на 90°. Он предположил, что при такой разнице фаз эти два тока должны производить вращение, подобно двум сдвинутым по фазе на 90° световым волнам, образовавшим круговые интерференционные полосы{272}. Чтобы проверить эту гипотезу, в 1885 году Феррарис построил экспериментальный аппарат, состоящий из двух катушек, помещенных перпендикулярно друг другу. Между двумя катушками он поместил небольшой медный цилиндр на шарнире, и когда он подсоединил катушки к основной и вторичной обмоткам трансформатора Голарда и Гиббса, то обнаружил, что цилиндр вращался. Радуясь, что его аппарат подтвердил сдвиг фаз между основным и вторичным токами в трансформаторе, Феррарис свободно делился своими результатами с другими исследователями-электротехниками в беседах и корреспонденции.
Феррарис не публиковал результаты своих экспериментов 1885 года до 1888 года, сделав это только после прочтения о репульсионном двигателе Томсона. В своей статье 1888 года Феррарис рассмотрел результаты исследований о разности фаз в трансформаторах, описал, как его идеи могли использоваться, чтобы заставить вращаться колесо Араго, и предположил принцип использования его открытия для разработки ваттметра. Кроме того, он описал, как создал два сдвинутых по фазе тока, поместив индукционную катушку и резистор в двух ответвлениях электроцепи, по тому же методу, который Тесла использовал в своих двигателях с расщепленной фазой в 1887 году.
Но самое главное, Феррарис рассуждал, могло ли вращающееся магнитное поле использоваться для создания двигателя с практическим применением. Феррарис построил маленький двигатель с ротором в виде медного цилиндра и подключил его к динамометру, чтобы измерить механическую производительность двигателя. С помощью этих опытов Феррарис обнаружил, что, когда скорость двигателя увеличивалась, выработка уменьшалась. Вновь обратившись к математической физике, Феррарис определил, что, когда скорость двигателя увеличится, индукционный ток в медном цилиндре создает не только магнитное поле, но также и большое количество теплоотходов. Согласно анализу Феррариса, когда цилиндр достигает максимальной скорости, индукционный ток производит равные объемы механической работы и тепла, и в результате двигатель становится малопроизводительным и начинает замедляться. На основе своих опытов и математического анализа Феррарис пришел к заключению, «что аппарат, основанный на принципе [вращающегося магнитного поля] … не имеет ценности в качестве промышленного двигателя»{273}.
Многие годы велась оживленная дискуссия, кто должен быть признан изобретателем индукционного двигателя переменного тока – Тесла или Феррарис{274}. Во многом путаница была изначально создана тем, что первые публикации доклада Феррариса 1888 года на английском языке не учли его анализа производимых теплоотходов и, таким образом, создали впечатление, что, согласно его исследованиям, двигатель может быть пригоден для практического применения{275}. Но, как мы видели, Феррарис сделал в своей статье ровно противоположный вывод: он не считал, что двигатель с использованием вращающегося магнитного поля пригоден для практического применения. Вместо этого Феррарису следует приписать первенство в исследовании того, как переменный ток создает вращающиеся магнитные поля. Еще важнее отдать должное Феррарису за введение понятия фазы в контексте явлений переменного тока. Благодаря математическому анализу Феррариса инженеры-электрики смогли быстро уловить идеи многофазного тока и электродвигателя переменного тока. Тем не менее именно Тесла создал первый асинхронный двигатель переменного тока для практического применения.
Но вернемся к Вестингаузу. После прочтения отчетов о докладе Феррариса Вестингауз решил, что было бы неплохо получить патентные права на любые изобретения, основанные на работе Феррариса. Поэтому Вестингауз направил своего партнера Панталеони в Турин, чтобы приобрести права на использование идей Феррариса в США за 1000 долларов{276}. Так же как он сделал годом ранее, обеспечив патентный контроль над трансформаторами переменного тока, Вестингауз купил права на разработки Феррариса, чтобы обеспечить широкий охват области электродвигателей переменного тока.
В то же самое время, когда Вестингауз узнал о Феррарисе, Шелленбергер выразил беспокойство, что патенты Теслы могли воспрепятствовать успешному развитию электродвигателя переменного тока, над которым работала их компания. В ответ Вестингауз отправил Генри Биллесби, вице-президента компании Westinghouse Electric, и Томаса Керра, главного юрисконсульта, в Нью-Йорк в конце мая 1888 года.
Пек попросил Теслу продемонстрировать его многофазные двигатели Биллесби и Керру в лаборатории Либерти-стрит, и Биллесби сообщил Вестингаузу, что двигатели, судя по всему, работали исправно. Хотя Тесла объяснил принцип работы своего двигателя, Биллесби жаловался, что «его описание носило характер, который я не смог полностью постичь». Биллесби отметил, что двигатели Теслы задействовали более двух проводов, указав, что Тесла и Пек приняли решение воздержаться и не показывать проекты двигателей с расщепленной фазой: в конце концов, к чему показывать клиенту все сразу? В целом Биллесби был впечатлен и сказал Вестингаузу, что «двигатели, насколько я могу судить по экспертизе, которую мне позволили сделать, успешны».
Несомненно, руководствуясь своим опытом с продажей Mutual Union Джею Гулду, Пек знал, что ему необходимо блефовать, чтобы заключить наиболее выгодное соглашение с Вестингаузом. Поэтому, когда Биллесби и Керр проявили интерес к покупке патентов для Вестингауза, Пек сообщил им, что крупный предприниматель из Сан-Франциско предложил сумму в 200 000 долларов плюс роялти в размере 2,50 долларов за лошадиную силу каждого установленного двигателя. «Условия, конечно, чудовищны, – сказал Биллесби Вестингаузу, – я так и сказал им… Я сказал им, что невозможно рассматривать эту покупку серьезно… Чтобы не показать свою заинтересованность, я быстро попрощался»{277}.
268
Thomas B. Kerr testimony, NT, Motor Testimony, 448.
269
Electro-Dynamic Rotation by Means of Alternating Currents», Industries, 18 May 1888, 505–6 and The Electrician, 25 May 1888 in TC 1:26-27 and 30-31. Согласно показаниям Теслы, он не знал о работе Феррариса, пока не прочитал об этом в 1888 году; см.: NT, Motor Testimony, 170.
270
A
271
Sigfrido Leschiutta, «The Torino-Lanzo Transmission Experiment», in Galileo Ferraris and the Conversion of Energy, 291-305.
272
Adolfo G. B. Hess, «The Monument to Galileo Ferraris in Turin», Electrical World 42 (8 August 1903): 215-18.
273
Перевод труда Galileo Ferraris, «Electro-Dynamic Rotations Produced by Means of Alternate Currents», Publications of Royal Academy of Sciences of Turin 23 (1887–88) in «Proofs on Behalf of Ferraris», U. S. Patent Office Interference No. 14,819, Slattery versus Ferraris, Paper No. 53. Я работал с изданием из Музея Николы Теслы, номер в каталоге as NT 124. Цитата со стр. 22.
274
Например, в своем учебнике Энтони Дж. Пансини называет Феррариса изобретателем асинхронного двигателя переменного тока; см.: Basics of Electric Motors: Including Polyphase Induction and Synchronous Motors (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989), 45. Более развернутое обсуждение заслуг Феррариса см. в Giova
275
См. статьи, цитируемые в примечании 26 из Industries и The Electrician.
276
Thompson, Polyphase Electric Currents, 444.
277
H. M. Byllesby to GW, 21 May 1888, цитата по Passer, The Electrical Manufacturers, 277-78.