Статьи - Никола Тесла

Добившись за последние годы больших успехов в производстве железа, мы в сущности достигли пределов его улучшения. Мы не питаем надежд на существенное увеличение предела прочности на разрыв, на улучшение его упругости, твердости или ковкости, не можем мы также рассчитывать и на значительное улучшение его магнитных свойств. Совсем недавно весьма полезным оказалось добавление небольшого в процентном отношении количества никеля в железо, но для дальнейшего продвижения в этом направлении возможностей не предвидится. Можно рассчитывать на новые открытия, но они не смогут внести существенных изменений в улучшение ценных свойств этого металла, хотя и могут значительно снизить производственные расходы. Ближайшее будущее железа обеспечено его дешевизной и универсальными механическими и магнитными свойствами. Характер этих качеств таков, что сегодня никакой другой материал не может конкурировать с железом. Но не может быть сомнений в том, что в недалеком будущем во многих своих неоспоримых ныне сферах применения железо окажется вынуждено передать скипетр другому металлу: наступающий век будет веком алюминия. Прошло только семьдесят лет с тех пор, как опыты Вёлера позволили внедрить этот чудесный металл, а алюминиевая промышленность, которой едва ли сорок лет отроду, уже приковывает к себе внимание всего мира. Никогда ранее в историю цивилизации не был вписан такой быстрый успех. Не так давно алюминий продавался по фантастической цене — тридцать или сорок долларов за фунт; сегодня его можно приобрести в любом желаемом количестве за столько же центов. Более того, недалеко то время, когда и эта цена будет казаться фантастической, так как есть немало возможностей для усовершенствования его производства. В настоящее время большую часть металла производят в электропечах в ходе имеющего ряд достоинств процесса, соединяющего в себе плавление и электролиз, но этот способ, естественно, требует больших затрат электрической энергии. Мои расчеты показывают, что стоимость алюминия можно значительно снизить, применив для его производства способ, подобный тому, что был предложен мною для получения железа. Для получения фунта алюминия потребуется лишь около семидесяти процентов теплоты, необходимой для получения фунта железа, а ввиду того, что его удельный вес составляет лишь около одной трети веса последнего, то при том же количестве тепловой энергии можно получить столько алюминия, что его объем будет в четыре раза превышать объем железа. Но идеальным решением является низкотемпературный электролитический процесс производства, и на него я возлагаю надежды.

Абсолютно неизбежно, что прогресс в алюминиевой промышленности приведет к полному уничтожению медной промышленности. Они не могут существовать и преуспевать совместно, и последняя обречена, не имея никакой надежды на выздоровление. Даже сейчас передача электрического тока по алюминиевым проводам обходится дешевле, а во многих отраслях хозяйственного применения у меди нет никаких шансов успешно выдержать конкуренцию. Дальнейшее существенное снижение стоимости алюминия приведет к полному вытеснению меди. Но широкое внедрение первого не будет проходить беспрепятственно, потому что, как это всегда бывает в таких случаях, более мощная промышленность будет подавлять более молодую: гигантские медные капиталы будут контролировать карликовые алюминиевые капиталы, и нескорая иноходь меди будет гасить быстрый аллюр алюминия. Но это только отложит, но не предотвратит надвигающуюся катастрофу.

Алюминий, однако, не остановится на вытеснении меди. Пройдет не очень много лет, и он вступит в жестокую битву с железом и в лице последнего найдет соперника, покорить которого будет нелегко. Исход соперничества в большой степени будет зависеть от того, станет ли железо обязательным материалом для электрических машин. Только будущее может дать ответ. Проявляющийся в железе магнетизм — единичное явление в природе. Еще не ясно, что это такое, что именно заставляет этот металл вести себя настолько отлично в этом отношении от всех других веществ, хотя предлагается много теорий. Что касается магнетизма, то молекулы различных веществ ведут себя подобно полым балансирам, частично заполненным вязкой жидкостью. Очевидно, в природе существует некий возмущающий фактор, который заставляет каждую молекулу, подобно балансиру, отклоняться в ту или другую сторону. Если молекулы отклоняются в одну сторону, тело является магнетиком; если в другую — тело не является магнетиком; но оба положения устойчивы, как это было бы в случае с полым балансиром, благодаря стеканию жидкости в нижнюю часть. Удивительная вещь: молекулы всех известных веществ отклонялись в одну сторону, в то время как молекулы железа — в другую. Представляется, что этот металл имеет совершенно отличное от всего остального на земном шаре происхождение. В высшей степени невероятно, что мы откроем какой-либо другой и более дешевый материал, который будет равен железу или превзойдет его по магнитным свойствам.

До тех пор, пока мы радикально не изменим характеристик применяемого электрического тока, железо будет необходимым. Тем не менее преимущества, которые оно демонстрирует, только кажущиеся. Пока мы используем слабые магнитные силы, оно намного опережает любой другой материал, но если мы найдем способы получения мощных магнитных сил, то более высокие результаты будут достигнуты и без него. Я фактически уже построил электрические трансформаторы, в которых не используется железо и производительность которых в десять раз выше на фунт веса, чем железных трансформаторов. Такой результат достигается при применении токов очень высокой частоты колебаний, полученных новым способом, вместо обычных токов, применяемых в настоящее время в промышленности. Я также добился успеха, работая на таких высоких частотах с электрическими моторами, построенными без применения железа, но результаты пока что хуже по сравнению с теми, что получены с обычными железными моторами, хотя теоретически первые способны производить несравнимо больше работы на единицу веса, чем последние. Но кажущиеся непреодолимыми трудности, стоящие сейчас на пути, можно в конце концов преодолеть, и тогда с железом будет покончено, и все электрические машины будут изготовляться, по всей вероятности, из алюминия по смехотворно низким ценам. Во многих отраслях промышленности, например, в судостроении, или там, где должны быть конструкции легкими, новый металл станет внедряться намного быстрее. Он замечательно подходит для такого применения и, несомненно, рано или поздно вытеснит железо. Весьма вероятно, что с течением времени мы окажемся способны придать ему много таких ценных свойств, которыми обладает железо.

Пока еще невозможно сказать, когда совершится эта промышленная революция, но можно не сомневаться, что будущее принадлежит алюминию, и он явится основным средством увеличения мощности человечества. В этом отношении он обладает намного большими возможностями, чем любые другие металлы. Я бы оценил его прогрессивный потенциал ровно в сто единиц относительно потенциала железа. Эта оценка, хотя она и может удивить, вовсе не является преувеличением. Во-первых, мы должны помнить, что общий спектр применения алюминия в тридцать раз превышает объем использования железа. Это само по себе предполагает большие возможности. Кроме того, новый металл гораздо легче поддается обработке, что увеличивает его преимущества. Многие качества приближают его к драгоценному металлу, что придает ему дополнительную ценность. Один только параметр — удельная электропроводимость, которая при заданном весе больше, чем у любого другого металла, будет достаточной, чтобы сделать его незаменимым в будущем прогрессе человечества. Чрезвычайная легкость алюминия делает транспортировку изделий из него очень удобной. Это свойство алюминия произведет революцию в строительстве военно-морских судов. Но его важнейший, способствующий прогрессу потенциал проявится, я полагаю, когда человечество начнет совершать путешествия по воздуху с помощью летательных аппаратов. При условии, что полеты будут идеально удобными, он будет наилучшим средством единения разнородного и разноязычного человечества. В качестве первого шага в осуществлении этой идеи мы должны создать более легкую аккумуляторную батарею или получать больше энергии от угля.

Попытки получения большего количества энергии от угля; передача электроэнергии; двигатель, работающий на газе; низкотемпературная угольная аккумуляторная батарея

Я вспоминаю, что когда-то считал получение электричества путем сжигания угля в батарее величайшим достижением, успешно двигающим вперед цивилизацию, и с удивлением обнаруживаю, что непрерывное изучение этих вопросов в большой степени изменило мои взгляды. Как мне сейчас видится, сжигание угля в батарее, пусть и эффективное, стало бы просто промежуточным ходом, фазой в эволюционном развитии, направленном на нечто гораздо более совершенное. В конце концов, получая электричество таким способом, мы уничтожим сырье, а это было бы варварством. Нам следует научиться получать необходимую энергию, не растрачивая сырья. В настоящее время большую часть движущей энергии дает уголь, и он, или напрямую, или через продукты горения, в значительной степени увеличивает энергию человечества. К сожалению, во всех освоенных сейчас процессах большая часть энергии угля растрачивается понапрасну. Лучшие паровые двигатели используют только малую часть всей энергии. Даже в газовых двигателях, имеющих более высокие показатели, всё еще происходят потери в огромных масштабах. В нашей электроосветительной системе мы едва ли используем одну треть процента, а при газовом освещении еще меньшую часть суммарной энергии угля. Что касается различных способов использования угля, применяемых в мире, мы, конечно, потребляем не более двух процентов теоретически доступной нам энергии. Тот, кто остановит эти бессмысленные потери, станет великим благодетелем человечества, хотя решение, которое он предложит, не сможет быть долговременным, поскольку оно привело бы, в конечном счете, к истощению запасов горючего сырья. Попытки получения большего количества энергии от угля делаются, главным образом, в двух направлениях: путем генерирования электричества и путем получения газа с последующей выработкой движущей энергии. В обоих случаях уже имеются значительные достижения.