СТАТЬИ О НЕКОТОРЫХ ОБЩИХ ВОПРОСАХ
СТАТЬИ О НЕКОТОРЫХ ОБЩИХ ВОПРОСАХ
Статья 3: Передача электрической энергии без проводов.
(Electr. World and Eng. March 5, 1904).
К концу 1898 систематические исследования, проводившиеся много лет с целью усовершенствования метода передачи электрической энергии через естественную среду, привели меня к пониманию трех важных потребностей; первая— разработать передатчик огромной энергии; вторая— усовершенствовать способы индивидуализирования и изолирования передаваемой энергии; и третья— выяснить законы распространения токов через землю и атмосферу.
Различные причины, из которых не последней была помощь, предложенная мне моим другом Леонардом Е. Кертисом и Электрической Компанией Колорадо Спрингс, определили для меня выбор в качестве места проведения экспериментальных исследований большого плато на высоте двух тысяч метров над уровнем моря по соседству с очаровательным курортом, куда я и добрался к концу Мая 1899г.
Пробыв там всего лишь несколько дней, я смог поздравить себя со счастливым выбором и приступил к задаче, к которой я так долго готовил себя, с чувством благодарности и полный вдохновляющей надеждой. Совершенная чистота воздуха, несравненная красота неба, впечатляющий вид цепи гор, мир и покой места— все вокруг делало условия для научной работы идеальными.
К этому добавлялось бодрящее действие славного климата и необыкновенное обострение чувств.
В таких местах органы испытывают ощутимые физические перемены. Глаза обретают необычайную прозрачность, улучшающую зрение, а слух просушивается и становится более чутким к звукам.
Объекты можно ясно различать там на расстояниях, о которых лучше бы сказал кто-нибудь другой. И я слышал— я могу рискнуть поручиться за это— удары грома на за семь и восемь сотен километров.
Я мог бы достичь и еще большего, не будь так утомительно ждать прихода звука в определенные промежутки времени, после того как регистрирующий электрический прибор давал оповещение — примерно за час.
В середине Июня, пока шли приготовления к другой работе я собрал один из моих принимающих трансформаторов, собираясь определить новым способом, экспериментально, электрический потенциал земного шара и изучить его периодичность и случайные флюктуации. Это было частью заранее тщательно проработанного плана.
Во вторичную цепь был включен высокочувствительный самовосстанавливающийся прибор, управляющий записывающим устройством, а к первичная была подключена к заземлению и к поднятому контакту регулируемой емкости.
Изменения потенциала давали рост электрических колебаний в первичной цепи; которые порождали вторичные токи, которые в свою очередь влияли на чувствительный прибор и записывающее устройство пропорционально их интенсивности.
Нигде нельзя было найти лучших условий для наблюдений, которые я намеревался проделать. Колорадо — это страна, известная своими проявлениями электрических сил.
В этой сухой и разреженной атмосфере солнечные лучи неистово палят все окружающие предметы. Я поднял напор в бочках с концентрированным раствором соли до опасного давления, и обкладки из оловянной фольги у некоторых из моих высотных контактов сморщились в огненной вспышке.
Экспериментальный трансформатор высокого напряжения, беспечно подставленный лучам: заходящего солнца, и большая часть его изолирующего наполнителя выплавилась и сделалась непригодной.
Вода испаряется как в перегонном котле, чему способствует сухость и разреженность воздуха, и в избытке появляется статическое электричество.
Соответственно, разряды молний очень часты и порой неимоверной силы. Однажды произошло примерно двенадцать тысяч разрядов за два часа, и все в радиусе определенном меньшем, чем пятьдесят километров от лаборатории.
Многие из них походили на гигантские деревья огня стволами вверх или вниз.
Я никогда не видел огненных шаров, но в возмещение моих неприятностей я преуспел позднее в определении способа их появления и получении их искусственным образом.
Во второй половине того же месяца я несколько раз замечал, что разряды, происходившие на огромных расстояниях, влияли на мои приборы сильнее, чем те, что были близко.
Человек как машина
Эта реалистичная концепция чувствующей вселенной, которая скручивается и раскручивается как часовой механизм с неизбежностью гипермеханического жизненного принципа, не должна противоречить нашим религиозным и эстетическим чувствам— этим неопределимым и прекрасным порывам, через которые человеческий разум стремится освободить себя от материальных оков.
Напротив, лучшее понимание природы, сознание того, что наши знания истинны, могут только еще более возвышать и вдохновлять. Декарт, великий Французский философ, в семнадцатом столетии заложил первые основы механистической теории жизни, чему немало содействовало эпохальное открытие Харви циркуляции крови.
Он полагал, что животные — просто автоматы, не наделенные сознанием, и считал, что человек, хотя он и наделен высшими и особыми качествами, неспособен действовать иначе, чем как машина.
Он также сделал первую попытку объяснить физический механизм памяти. Но в то время многие функции человеческого организма еще не были поняты, и в этом отношении многие из его предположений ошибочны.
С тех пор пройден огромный путь в анатомии, психологии и всех областях науки, и работа человека-машины теперь полностью понятна.
Хотя очень немногие из нас способны проследить свои действия к первичным внешним причинам.
Для последующих доводов, которые я приведу, необходимо держать в уме основные факты, которые я сам установил за годы внимательных наблюдений и рассуждений, которые можно просуммировать так:
1. Человеческое существо— это самодвижущийся автомат, находящийся полностью под влиянием внешних воздействий.
Хотя и кажущиеся преднамеренными и предопределенными, его действия управляются не изнутри, а извне. Он как плот, брошенный в волны беспокойного моря.
2. Нет никакой памяти или дара воспоминания основанного на устойчивых впечатлениях. То, что мы называем памятью, это лишь увеличенная реакция на повторяющиеся стимулы.
3. Декарт считал, что мозг— это аккумулятор. Это не так. В мозгу нет никаких перманентных записей, в нем нет хранимых знаний. Знание — это нечто сродни эхо, которому нужно нарушение тишины, чтобы оно появилось.
4. Все знание или понимание формы вызывается через посредство глаза, или в ответ на раздражения, непосредственно воспринимаемые сетчаткой, или на их слабые вторичные эффекты и реверберации. Другие органы чувств могут лишь вызывать ощущения, которые не имеют реального существования, и о которых нельзя сформировать представление.
5. Вопреки самой важной доктрине картезианской философии о том, что ощущения ума иллюзорны, глаз передает ему истинное и точное изображение внешних вещей.
Это так, потому что свет распространяется по прямым линиям и изображение, отбрасываемое на сетчатку, в точности воспроизводит внешние формы и благодаря механизму оптического нерва не искажается при передаче в мозг.
И более того, этот процесс обратим, то есть, форма, вызванная сознательно, может с помощью обратного действия воспроизвести первоначальное изображение на сетчатке, так же как эхо может воспроизводить исходный звук.
Если эту точку зрения доказать экспериментом, последует величайшая революция во всех человеческих взаимоотношениях и областях деятельности.
Как начинаются войны
Это показывает только то, что во всю эту физическую систему масс вовлечена инерция, что дает еще одно поразительное доказательство.
Если мы примем теорию как фундаментальную истину, и более того, расширим пределы наших восприятий чувств внешних воздействий за пределы тех, которые мы осознаем, тогда все состояния в человеческой жизни, даже необычные, можно правдоподобно объяснить. В качестве иллюстрации можно привести несколько примеров.
Глаз реагирует только на световые вибрации в некоем довольно узком диапазоне; но границы его не определенны четко.
На него действуют вибрации за их пределами, только в меньшей степени. Человек таким образом может почувствовать присутствие другого в темноте, или через промежуточные преграды, и люди, находящиеся в плену иллюзий, называют это телепатией. Эта передача мыслей абсурдна и невозможна.
Внимательный исследователь без труда заметит, что эти явления обусловлены наличием неких намеков или же совпадениями.
То же можно сказать и об оральных ощущениях, к которым особенно восприимчивы музыкальные и умеющие хорошо подражать люди.
Человек с подобными качествами часто реагирует на механические толчки или колебания, которые неслышимы.
По данному поводу можно еще упомянуть танцы, которые состоят из определенных гармоничных мускульных сокращений и изгибов тела в ответ на ритм.
Теперь можно дать удовлетворительное объяснение тому, как они входят в моду, предположив, что существуют некие новые возмущения окружающей среды, передающиеся по воздуху или по земле, механической, электрической или иной природы.
Точно так же обстоит дело с войнами, революциями и аналогичными исключительными состояниями общества.
Хотя так и может показаться, но война никогда не вызывается произвольными действиями человека.
Это в большей или меньшей степени прямой результат космических возмущений, в которых главным образом задействовано солнце.
Во многих международных конфликтах в исторических хрониках, сопровождавшихся голодом, мором или стихийными бедствиями, прямая зависимость от солнца несомненна.
Но в большинстве случаев лежащие в их основе первичные причины множественны и отследить их трудно.
В нынешней войне было бы особенно сложно показать, что причиной не были волевые действия нескольких личностей.
Это так. Механистическая теория, основанная на истине, демонстрируемой каждодневным опытом, абсолютно исключает возможность того, что подобное состояние может быть чем-либо иным, нежели неизбежным следствием космического возмущения.
Вопрос, который встает естественным образом, состоит в том, есть ли какая-нибудь внутренняя связь между войнами и природными катаклизмами.
Последние оказывают бесспорное влияние на темперамент и поведение, и могли бы иногда способствовать ускорению конфликта, но помимо этого, как кажется, взаимной зависимости нет, хотя и то и другое может быть вызвано одной и той же первичной причиной.
Что можно утверждать с совершенной уверенностью, это что Земля может подвергаться сотрясениям под действием механических эффектов вроде тех, что вызывают современные средства ведения войны.
Это утверждение может показаться обескураживающим, но допускает простое объяснение.
Землетрясения принципиально вызываются двумя причинами — глубинными взрывами и структурными смещениями.
Первые называются вулканическими, задействуют огромную энергию, и начать их трудно.
Последние называются тектоническими; их энергия сравнительно невелика, и они могут вызываться самыми слабыми ударами или сотрясениями.
Частые оползни в Кулебре — это смещения подобного рода.
Война и землетрясение
Теоретически можно говорить о том, что некто может задумать тектоническое землетрясение, и оно может в результате умысла произойти, потому что непосредственно перед смещением массы могут находиться в очень шатком равновесии.
Есть распространенная ошибка относительно энергии таких сдвигов.
В случае, о котором недавно сообщали как совершенно исключительном, который охватил огромную территорию, энергия оценивается в 65, 000, 000, 000, 000 тонн на фут.
Далее, даже полагая, что вся работа была произведена за одну минуту, это будет эквивалентно всего лишь 7, 500, 000 лошадиных сил в течение одного года, что кажется большим, но для природного катаклизма немного.
Энергия солнечных лучей, падающих на эту же территорию, в тысячу раз больше.
Взрывы мин, торпед, выстрелы мортир и пушек вызывают реактивные силы грунта, которые измеряются в сотни и даже тысячи тонн и ощущаются по всему земному шару.
Их воздействие, однако, может быть чрезвычайно усиливаться резонансом. Земля— это шар с упругостью немного больше, чем у стали, и колеблется раз в примерно один час и сорок пять минут.
Если, что вполне возможно, сотрясения произойдут в нужное время, их совместное воздействие может вызвать тектонические сдвиги в любой части Земли, так что Итальянская катастрофа могла быть и результатом взрывов во Франции.
То, что человек может вызвать подобные сотрясения суши, не оставляет никаких сомнений, и возможно, недалеко уже то время, когда это будет делаться, во благо или во зло.
Статья 6: Волшебный мир, который создаст электричество.
(Manufacturer's Record, Sept. 9, 1915).
Всякому, кто пожелает получить истинное представление о величии нашей эпохи, следует изучить историю развития электричества. В ней он найдет повествование более волшебное, чем сказка из Тысячи и Одной Ночи.
Задолго до рождества Христова Фалес, Теофраст и Плиний говорили о магических свойствах электрона — драгоценного материала, который мы называем янтарем, — который произошел из чистых слез Гелиад, сестер Фаэтона, несчастного юноши, который пытался управлять светоносной колесницей Феба и чуть не сжег Землю.
Лишь естественным можно счесть то, греки с их живым воображением приписывали его таинственные свойства сверхфизической причине, наделяя янтарь жизнью и душой.
Действительно ли в это верили, или это лишь поэтическая аллегория, — остается вопросом.
Даже в сегодняшние дни большинство из самых просвещенных людей считают, что жемчуг живой; что он становится более ярким и красивым в теплом контакте с человеческим телом.
Также есть мнение людей науки, что кристалл — живое существо, и эта точка зрения распространилась на весь физический мир, когда Проф. Жадэ Шандэр Бозе показал в серии замечательных экспериментов, что неоживленная материя отвечает на стимулы точно таким же образом, как и животная ткань.
Суеверия древних, если они и были на самом деле, нельзя считать верным доказательством их невежественности, но о том, сколько они знали об электричестве, можно лишь гадать.
Любопытный факт, что они использовали электрического ската для электротелеграфии.
На некоторых старинных монетах изображены двойные звезды, или искры, которые могли бы получаться от гальванической батареи.
Записи, хотя и скудные, таковы, что наполняют уверенностью в том, что немногие посвященные, по крайней мере, имели о явлении янтаря более глубокие познания.
Упомянуть хотя бы одного, Моисея, который был несомненно настоящим и умелым электротехником, намного опережавшим свое время.
Библия точно и подробно описывает устройство, представляющее собой машину, в которой электричество генерировалось путем трения воздуха о шелковые занавеси и сохранялось в ящике, сконструированном как конденсатор.
Вполне правдоподобно допустить, что сыновья Аарона были убиты высоковольтным разрядом, и что огни Римских весталок были электрическими.
Ременный привод был известен инженерам той эпохи, и трудно представить, как обильное появление статического электричества могло избежать их внимания.
При благоприятных атмосферных условиях ремень может стать динамическим генератором, могущим произвести много поражающих действий.
Я зажигал лампы накаливания, приводил в движение моторы и выполнял множество других столь же интересных экспериментов с электричеством, получаемым от ремней и запасаемого в оловянных банках.
Столь много фактов, как можно уверенно заключить, были известны философам древности о неуловимой силе.
Удивительно, почему прошло 2000 лет пока Гильберт в 1600 опубликовал свою знаменитую работу, первый научный трактат по электричеству и магнетизму.
В каком то смысле такой длинный период бездеятельности объясним.
Образование было уделом немногих, и вся информация ревностно охранялась. Связь была медленной и трудной, и взаимопонимание между разобщенными исследователями было тяжело достижимым.
Опять же, люди того времени не думали о практике; они жили и боролись за абстрактные принципы, убеждения, традиции и идеалы.
Человечество не сильно поменялось к временам Гильберта, но его ясное учение оказало сильное влияние на умы просвещенных.
Быстрой чередой стали производиться фрикционные машины и умножаться эксперименты и наблюдения.
Постепенно страх и предрассудки уступили дорогу научному пониманию, и в 1745 мир взволновало известие о том, что Клейст и Лейден преуспели в поимке сверхъестественного агента в склянку, из которой тот ускользнул со зловещим треском и разрушительной силой.
Это было рождение конденсатора, возможно самого изумительного устройства, когда-либо изобретенного.
В последующие 40 лет были совершены два гигантских скачка.
Один произошел, когда Франклин продемонстрировал идентичность природы колдовской души янтаря и наводящего страх жезла Юпитера; другой — когда Гальвани и Вольта открыли контактную и химическую батарею, из которой магический флюид можно было получать в неограниченных количествах.
Следующие 40 лет принесли еще больше плодов.
Эрстед достиг значительного успеха, отклоняя магнитную иглу электрическим током, Араго сделал электромагнит, Сибек— термоэлемент, и в 1831, как венец всего этого, Фарадей объявил, что получил электричество из магнита, тем самым открыв принцип волшебного двигателя, динамо, и ознаменовав новую эру и в научном исследовании и в практических применениях.
С той поры изобретения неоценимого значения последовали одно за другим с ошеломляющей скоростью. Телеграф, телефон, фонограф и лампа накаливания, индукционный мотор, осцилляторный трансформатор, Рентгеновские лучи, радий, беспроводная связь и множество других революционных открытий было сделано, и глубоко поменялись все условия нашего существования.
За 84 года, прошедшие с тех пор, как хрупкие энергии, живущие внутри одушевленного янтаря и магнетита, превратились в Циклопические силы, вращающие колеса человеческого прогресса с нарастающей скоростью.
Вот кратко волшебная сказка об электричестве от Фалеса до наших дней.
Случилось невозможное, превосходя самые сумасшедшие мечты, и изумленный мир вопрошает. Что будет дальше?
Развитие Гидро-энергетики
Энергия воды предоставляет огромные возможности для новейших применений электричества, особенно в области электрохимии.
Покорение водопадов — это самый экономичный из известных методов получения энергии от солнца. Это обуславливается тем фактом, что и вода и электричество несжимаемы.
Чистая эффективность гидро-электрического процесса может достигать 85 процентов. Начальные затраты в целом огромны, но стоимость содержания мала, а удобство идеально.
Неизменно применяется моя переменная система, и к нынешнему моменту было произведено 7, 000, 000 лошадиных сил. Обычно мы получаем не больше, чем шесть сотых лошадиной силы на тонну угля в год.
Таким образом, эта водная энергия эквивалентна получаемой из годовой добычи в 120, 000, 000 тонн угля, что около 25 процентов совокупной добычи Соединенных Штатов.
Это консервативная оценка, а с учетом огромной растраты угля 50 процентов может быть ближе к истине.
Мы сможем лучше оценить огромную ценность этой энергии в нашем экономическом развитии, если вспомним, что в отличие от топлива, которое требует ужасных жертв человеческой энергии и потребляется, она подается без усилий и уничтожения материалов и равняется механической производительности 150, 000, 000 человек— в полтора раза больше, чем население этой страны.
Эти цифры производят сильное впечатление; тем не менее, мы только начали разработку этого громадного национального природного богатства.
В настоящее время существует два ограничения — одно в доступности энергии, другое в передаче ее на расстояние.
Теоретически энергия падающей воды огромна.
Если мы предположим, что дождевые облака находятся на высоте 15, 000 футов, и что годовые осадки составляют 33 дюйма, 24 лошадиных силы, на квадратную милю больше 4000, а на всю территорию Соединенных Штатов — более 12, 000, 000, 000 лошадиных сил.
На самом деле, большая часть потенциальной энергии затрачивается на трение о воздух.
Хоть это и разочарует экономистов, но является счастливым обстоятельством, потому что в противном случае капли достигали бы поверхности со скоростью 800 футов в секунду— вполне достаточно, чтобы на наших телах вздулись волдыри, а уж град был бы решительно смертелен.
Большая часть воды, доступной в энергетических целях, падает с высоты около 2, 000 футов, и представляет более полутора миллиардов лошадиных сил, но мы можем использовать в среднем падение со, скажем, 100 футов, что означает, что если будет употреблена вся водная энергия этой страны при существующих условиях, то будет получено только 80, 000, 000 лошадиных сил.
Некоторые из будущих чудес
Уже написаны книги о применении электричества в сельском хозяйстве, но факт тот, что вряд ли что-нибудь практически сделано.
Безошибочно установлены полезные эффекты от электричества высокого напряжения, и сельскохозяйственные электрические аппараты произведут революцию.
Охрана лесов от пожаров, уничтожение микробов, насекомых и грызунов будет в свое время выполняться электрическими средствами.
В ближайшем будущем мы увидим очень много новых применений электричества в целях безопасности, особенно судов в море.
У нас будут электрические устройства для предотвращения столкновений, и мы даже сможем рассеивать туман электрической силой и мощными и проникающими лучами.
Я надеюсь, что за следующие несколько лет будут установлены беспроводные станции для освещения океанов.
Это совершенно реальный проект, и, если его выполнить, даст больше, чем все другие меры для сохранности собственности и человеческих жизней в море.
Та же станция может производить стационарные электрические волны и давать кораблям возможность в любое время брать точные азимуты и получать другие ценные практические данные не прибегая к нынешним способам. Это можно также использовать для сигналов времени и многих других целей сходной природы.
Электротелеграфия — другое необъятное поле с неограниченными возможностями для электрических приложений. Особенно большое будущее имеют высокочастотные токи.
Наступят времена, когда эта форма электрической энергии станет доступна в каждом частном доме.
Я считаю весьма вероятным, что с их поверхностными воздействиями мы сможем положить конец привычному мытью, поскольку очищение тела достигается мгновенно при подключении его к источнику токов или электрической энергии очень высокого потенциала, что приводит к сбрасыванию пыли и маленьких частичек, прилипающих к коже.
Такое сухое мытье, помимо удобства и экономии времени, будет также имеет полезный терапевтический эффект.
Появляются новые электрические устройства для глухих и слепых и станут благословением для несчастных.
Скоро электрические приборы станут важным фактором предупреждения преступности. В судебных разбирательствах часто решающим станет электрическая улика.
В недалеком времени станет возможным показывать на экране любое изображение, представленное мысленно, и делать его видимым в любом месте.
Разработка этих средств чтения мыслей произведет переворот к лучшему во всех наших общественных отношениях. К сожалению, правда, что хитроумные злоумышленники смогут воспользоваться подобными преимуществами на пользу своему гнусному делу.
Энергия будущего
В нашем распоряжении есть три главных источника жизнеобеспечивающей энергии— топливо, водяная энергия и тепло солнечных лучей.
Инженеры часто говорят о покорении энергии приливов, но обескураживающая правда состоит в том, что приливная вода на один акр суши будет в среднем давать одну лошадиную силу.
Тысячи механиков и изобретателей тратят свои силы в попытках построить волновые моторы, не осознавая, что энергия, получаемая таким образом, никогда не сможет конкурировать с другими источниками.
Сила ветра дает гораздо лучшие возможности и в определенных отношениях весьма ценна, но ее далеко недостаточно.
Более того, приливы, волны и ветры дают лишь периодическую и часто изменчивую энергию, и требуют необходимости в больших и дорогих аккумуляторных установках.
Конечно, есть и другие возможности, но отдаленные, и мы вынуждены зависеть от первого из трех ресурсов.
Если мы используем топливо для получения энергии, то мы проживаем свой капитал и быстро исчерпываем его.
Это варварский и безрассудно расточительный метод, и его надо прекратить в интересах будущих поколений. Тепло солнечных лучей представляет собой неизмеримые количества энергии, намного превосходящие водяную.
Земля получает эквивалент 83 футофунтов в секунду на каждый квадратный фут, на который лучи падают перпендикулярно.
Из простых геометрических приемов, примененных к сферическому телу, следует, что средняя скорость на квадратный фут земной поверхности равна одной четвертой этого, или 20 футофунтов.
То есть, более одного миллиона лошадиных сил на квадратную милю, или в 250 раз больше энергии воды на ту же площадь.
Но это так только в теории; практические факты представляют все это в ином свете.
Например, если рассматривать Соединенные Штаты и учесть среднюю широту, внутридневные колебания, ежедневные изменения, сезонные вариации и нерегулярные изменения, эта энергия солнечных лучей уменьшится до одной десятой, или 100, 000 лошадиных сил на квадратную милю, из которых мы могли бы смочь получить из высокоскоростных турбин низкого давления 10, 000 лошадиных сил.
Сделать это означало бы создание таких больших и дорогих машин и аккумуляторных установок, что подобный проект лежит далеко за пределами осуществимого.
Неизбежный вывод состоит в том, что энергия воды— безусловно наш самый ценный ресурс.
Исходя из этого человечество должно строить свои надежды на будущее. При ее полном освоении и наличии беспроводной передачи энергии на любое расстояние, человек сможет решить все проблемы материального существования.
Расстояния, являющиеся основной преградой человеческому прогрессу, для мысли, слова и действия исчезнут полностью.
Человечество объединится, войны станут невозможны, и повсюду воцарится мир.
Статья 7: Электрический привод для военных кораблей.
(New York Herald, Febr. 25, 1917).
Идеальная простота индукционного мотора, его полная реверсивность и другие уникальные качества делают его в высшей степени удобным для тяги кораблей, и с тех самых пор, как я представил свою систему передачи энергии вниманию своим коллегам через Американский Институт Инженеров Электротехников, я энергично настаивал на ее применении для этой цели.
В течение многих лет эта схема объявлялась неосуществимой, и на меня сыпались обвинения в заблуждениях и некомпетентности. В 1900, когда моя статья, защищающая электрический привод, появилась в Журнале Century, Морское Кораблестроение обозвало это проект " ослиным упрямством", и ярость, вызванная моими предложениями, была такова, что редактор другого технического периодического издания подал в отставку и порвал отношения, чтобы не допустить публикацию некоторых нападок.
Такой же прием был оказан и моему беспроводному кораблю неоднократно описанному в Herald за 1898.
Патенты на эти изобретения с тех пор уже истекли, и теперь они являются общим достоянием.
Мало помалу безумный антагонизм и невежество уступили место доброжелательному интересу, признанию и справедливой оценке. Недавно Министерство Военно-Морского Флота заключило контракт общей суммой в $ 100, 000, 000 на постройку семи военных судов с приводом от индукционного мотора, и такая же сумма назначена в покрытие стоимости четырех гигантских военных крейсера, которые должны быть оснащены так же.
Этот последний проект вызвал сопротивление некоторых кораблестроителей, изготовителей турбин, электропроизводителей и инженеров, которые, опасаясь фатальной ошибки со стороны правительства и под влиянием патриотических побуждений, убеждали власти в использовании редукционной турбины.
Полемическая переписка
С.А. Свенсону из Военно-Морской Комиссии Сената были написаны многочисленные письма протеста, но все, что из этой переписки пока что вышло, это только споры, без всякой выгоды для тех, кто ищет информацию.
Прискорбно, что эту полемику надо было затеять в данный критический момент, когда осознается категоричная необходимость незамедлительной подготовки к нависшей национальной угрозе, и в виду этого нельзя позволять никаким сомнениям оставаться в общественных умах относительно превосходства оснащения, рекомендованного флотскими специалистами.
Ниже я постараюсь сделать это понятным обычному читателю.
Наиболее эффективным средством тяги является струя воды, выбрасываемая за кормой в обратном направлении из корпуса судна. Хотя управляющие ее действием теоретические законы, были точно сформулированы пятьдесят лет назад Ранкином, странное и необъяснимое предубеждение против этого устройства до сих пор преобладает среди инженеров и авторов учебников по гидравлике.
Но дальновидные люди ясно осознают его возможности. Хотя наши нынешние движущие средства не позволяют воспользоваться преимуществами струи, можно с уверенностью предсказывать, что скоро она послужит средством более полного завоевания океанов.
Я твердо уверен в этом когда пишу эти строки, потому что одно только; это, будучи примененное к субмаринам, наводящим ужас на море, сможет объяснить, как им легко удастся избегать обнаружения микрофонными приборами. Излучаемый звук — это Ахиллесова пята подводных лодок. Его подавление существенно повышает разрушительный потенциал этого нового оружия.
Спиральный гребной винт
Тем не менее, в существующих условиях наилучшие результаты для надводных судов дает спиральный гребной винт, который приводится в движение четырь я путями.
Первый, прямо от вала первичного двигателя; второй, посредством шестерни; третий, через гидравлическую передачу, и четвертый, электрическим передатчиком энергии.
Так как винт для экономии энергии должен вращаться с умеренной скоростью, первый из упомянутых, " прямой привод", лучше всего подходит для возвратно-поступательного или роторно-поршневого двигателя.
Первый устарел, второй невозможен, и конкуренция на рынке выводит вперед турбину. Но из- за ее непомерной скорости, неизбежно нужной для ее хорошей производительности, пришлось переходить к винту.
Это, в свое время, выполнялось путем " ступенчатости" — то есть пропускания пара последовательно через множество турбин, — схемы, очевидно влекущей за собой огромные недостатки, финансовые и прочие.
Тогда необходимость уменьшить размеры и стоимость оборудования и обеспечить более хорошую работу вынудила применить вторую систему— " шестеренчатый турбинный привод", в которой специальное колесо с лопастями, впервые введенное Де Лавалем, передает движение винту.
После этого попытки избавиться от определенных ограничений этой комбинации привели в результате к третьему, " гидравлическому приводу", турбине, приводящей в действие гребной винт посредством центробежного насоса и водяного мотора.
И наконец, в дальнейшем продвижении к совершенству, прибегли к последней из перечисленных компоновок— " электрическому приводу".
В этом случае турбина сообщает вращение динамо, которое в свою очередь приводит в движение мотор, несущий на своем валу винт.
Преимущества разных видов
Каждый из этих видов имел своих приверженцев и чемпионов. В принципе, первый был бы предпочтительной, если бы не был во многих отношениях ущербным.
Второй тип дешев, но серьезным возражением является передача. Хотя и менее экономичный, третий зарекомендовал себя множеством практичных и ценных свойств.
Что касается последнего, он не очень эффективен, но дает результаты, недостижимые другими видами.
Закон выживания наиболее приспособленного доказывает сам себя, и борьба за первенство теперь идет между шестеренчатым турбинным и электрическим приводами.
В результате постепенного развития режущих инструментов, научного проектирования, достижений металлургии и улучшения смазок так называемая шевронная зубчатая передача была доведена до высочайшего совершенства.
Де Лаваль достиг в трансмиссии от двигателя к ведомому валу эффективности в девяносто семь процентов, а МакАльпин, Мелвилл и Вестингнауз девяноста восьми с половиной процентов.
С другой стороны, девяносто три и три четверти процента можно считать максимумом при электрических агрегате. Это означает, что с передачей та же турбина будет давать на пять процентов больше мощности винту, что должно увеличить скорость крейсера от тридцати пяти до немного более чем тридцати с половиной узлов.
И если еще на первый взгляд все выглядит так, будто электрический привод требует дополнительного места, тяжелее и дороже стоит, то совершенно естественно, что те, кто не проводил всестороннего изучения во всех его фазах, выносят решение в пользу передачи.
Некоторые фатальные ошибки
Но тщательное исследование предмета привело бы их к перемене своего мнения. В оценке сравнительных достоинств этих существенно различающихся движущих средств они делают две фатальные ошибки.
Первая — это принятие в качестве критерия мощности, передаваемой в ненормальном режиме; вторая — проведение параллели между установками совершенно различными, одной примитивной, а другой сложной, при том, что первая неспособна выполнять важные функции второй.
Когда посылки ошибочны, делаемые из них выводы неизбежно ложны.
Так оппоненты электрического привода приходят к выводу, что он менее эффективен, чем передача, весит больше, более дорог и его работоспособность под вопросом.
Насколько правильна эта точка зрения в полемике, станет очевидным в результате изучения хорошо установленных фактов.
Электрический привод имеет комплексное влияние на результаты в работе корабля.
Ради краткости он будет рассматриваться только в следующих главных аспектах: (1) производительность турбины, (2) мощность, передаваемая винту, (3) эффективность винта, (4) ход на малой мощности, (5) действие при высокой мощности, (6 ) потребление топлива вспомогательными устройствами и корабельными аппаратами, (7) общая экономия и (8) быстрота и точность управления всеми действиями, внутренними и внешними.
Современные турбины чрезвычайно неудобны для корабельного привода.
Они являют собой поразительный пример устаревшего изобретения, ценность которого невелика, но которое возведено в положение выдающейся коммерческой выгоды в результате глубоких исследований и поразительного искусства механиков.
С их сотнями тысяч тонких лопаток, столь легко выходящих из строя, поршнями, которые становятся неэкономичными из-за коррозии и эррозии, и малыми зазорами между поверхностями, которые вращаются с сумасшедшей скоростью, они являются постоянным источников рисков и опасностей.
Невозвратные турбины
Но их кардинальный недостаток — это их невозвратность, которая вынуждает для заднего хода использовать отдельные турбины.
Все это, помимо высоких расходов и значительных потерь на трение, налагает узкие ограничения на температуру рабочего тела.
Очень высокий перегрев, столь желательный в термо-динамическом преобразовании, нельзя даже рассматривать, но от 200 до 300°F допустимо.
Популярное:
