Эдисон и борьба постоянного тока с переменным

Томас Альва Эдисон родился в городе Милане, штат Огайо, в 1847 году. Его Несколько лет назад - к 150-летию великого американского изобретателя Томаса Альва Эдисона - вышло множество юбилейных публикаций, напомнивших человечеству о рекордном количестве полученных им патентов - 1100 в США и более 3000 в мире. Но дело не в количестве. Имя Эдисона обессмертили его изобретения: лампочка накаливания, фонограф, усовершенствование телеграфа и телефона. Но об одной странице его биографии в публикациях не упоминалось. Речь идет о десятилетней борьбе со сторонниками переменного тока, проигранной им вчистую.

Обращение к не совсем выигрышным страницам биографии Эдисона - это не попытка какого-то "подкопа", место великого изобретателя в истории техники абсолютно незыблемо. Интерес к ним связан лишь с тем, что, говоря словами П. Л. Капицы, "ничто так не поучительно, как заблуждения гения". Заблуждения гения часто не контрпродуктивны, и проявляется он в них обычно неординарно.

ДАЕШЬ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО!

Должно быть, ни одно из изобретений Эдисона не было воспринято "широкими народными массами" так быстро и безоговорочно, как электрическая лампочка накаливания. И это естественно, ибо "Да будет свет. И стал свет" явилось некогда первым шагом в сотворении мира господом Богом.

Понятно, что для действительного утверждения электрического освещения в повсе-дневной жизни необходимо было научиться вырабатывать много не слишком дорогой электроэнергии, и Эдисон полностью переключился на эту проблему. Осенью 1879 года состоялась публичная демонстрация работоспособных ламп накаливания, в которых использовались нити из обугленных бамбуковых волокон (сегодняшние вольфрамовые спиральки утвердились лишь через 30 лет). Уже через год начала работать фабрика по изготовлению ламп, а еще через два Эдисон запустил в Нью-Йорке первую небольшую электростанцию. При этом был реализован угаданный им удачный принцип передачи электроэнергии по проводам, радиально расходящимся от центральной электростанции. В последующие пять лет компанией Эдисона было построено 120 подобных электростанций - темпы под стать гоэлровским!

За признанным первопроходцем в новую сферу приложения сил и капиталов устремились и другие. Вскоре второй по значимости компанией стала "Вестингауз электрик", возглавляемая Джорджем Вестингаузом-младшим - сыном известного изобретателя железнодорожного тормоза.

Первая ЭС вырабатывала и передавала потребителям постоянный ток, для чего уже были созданы все необходимые технические средства. Но передовая электротехническая мысль, средоточие которой представляла собой в ту пору вовсе не Америка, а Европа - в основном Германия, все определеннее склонялась в пользу переменного тока.

Главным аргументом при этом стала дальность передачи электроэнергии. Эдисоновские электростанции с рабочим напряжением от 100 до 200 В могли обслуживать потребителей на расстоянии не более мили, иначе потери энергии в проводах становились слишком велики. Потери можно было уменьшить за счет использования медных проводов очень большого сечения, но это и сложно, и весьма дорого.

А на электростанциях переменного тока напряжение значительно увеличивалось при помощи трансформатора и одновременно во столько же раз уменьшался ток, и это позволяло передавать электроэнергию по тонким проводам на большое расстояние и с малыми потерями. А затем при помощи другого трансформатора напряжение понижалось до необходимого значения - например, до тех же 100-200 В. В 80-е годы XIX века в Европе успешно демонстрировались линии переменного тока протяженностью в десятки и даже сотни километров.

Стартовавший вторым Вестингауз быстро переориентировался на переменный ток и начал строить гораздо более крупные, чем Эдисон, электростанции, вырабатывавшие благодаря этому более дешевую электроэнергию. Сам же Эдисон в своей пионерской неограниченной экспансии зашел слишком далеко, да и нарастающая прибыль действовала усыпляюще, и он все более увязал в "болоте" постоянного тока.

Поначалу у каждой из компаний было вполне достаточное количество "своих" потребителей. Каждая наращивала бизнес, не ощущая конкурента, хотя территориально действовали поблизости друг от друга: Эдисон в Нью-Йорке, Вестингауз в Массачусетсе - оба в северо-западных штатах, фактически олицетворявших в то время промышленный потенциал всей страны. Но к середине 1880-х годов ситуация изменилась. Речь пошла об очень крупных проектах федерального значения, и стало ясно: кто их выиграет, тот сорвет огромный куш. Тогда-то и развернулась в США борьба сторонников постоянного и переменного тока, то есть Эдисона и Вестингауза.

ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ - КАКИМИ ИМ БЫТЬ?

Поначалу эта борьба велась в традиционной манере "академических" дискуссий: многолюдные диспуты в Чикагском инженерном клубе, заседания авторитетных жюри и комиссий по рассмотрению различных электротехнических проектов, публикации статей в трех-четырех специальных журналах, изредка - обращения к широкой общественности. Тем более, что у каждого из направлений электротехники имелись свои достоинства и свои недостатки - именно потому оба и закрепились в жизни навечно. В пользу постоянного тока говорило то, что он мог использоваться не только для освещения и нагрева, как и переменный, но и для зарядки аккумуляторов, получения металлических покрытий методом гальванопластики и главное - для питания электродвигателей трамваев, электропоездов, шахтных подъемников, вагонеток и т. п. (конкурентоспособного электромотора переменного тока тогда еще не существовало).

Заключительный аргумент отличался типично американским духом: электростанции Эдисона имели счетчики киловатт-часов. Они были основаны на электрохимическом принципе, поэтому приходилось периодически относить в лабораторию аноды "счетчиков" и по изменению их веса вычислять количество электроэнергии, ушедшей к потребителю. Хлопотно, не оперативно, но достоверно. Для учета переменного тока этот прибор, разумеется, не годился, а ничего другого не было. Но коли "товар" нельзя "взвесить", то нельзя и выходить с ним на рынок: это может привести к беспрерывным судебным разбирательствам.

Что же касается необходимости строить множество малых электростанций вблизи от потребителей, то это Эдисона не пугало: надо _ значит надо. Вот только чиновники нерационально расходуют федеральные средства и тормозят общественный прогресс. (Нельзя, кстати, не отметить, что сегодня идеи мини-электростанций очень популярны - из-за своей автономности и экологичности. И хотя теперь это все решается на совсем иной технической основе, чем в XIX веке, но все же. Кроме того, и в радиосвязи долго шли по пути увеличения мощности передатчиков, а потом взяли да и перешли к сотовым системам. Так что в упорстве Эдисона можно при желании увидеть талант предвидения на сто лет вперед, хотя, скорее всего, ничего этого не было.)

При его опыте изобретателя и исключительной интуиции он не мог не чувствовать, что проблемы переменного тока каким-то образом неизбежно разрешатся: ему и самому не раз приходилось решать задачки и посложнее. А вот возможности трансформировать переменный ток и передавать его благодаря этому на большие расстояния противопоставить было нечего. Более того, Эдисон хорошо знал об изобретениях европейцев в электротехнике переменного тока и - с его хваткой - вполне мог быстро довести их "до ума". Но логика ученого уже пасовала перед азартом бизнесмена, стремящегося во что бы то ни стало оттеснить конкурента.

Новое обстоятельство неожиданно нарушило баланс сил среди сторонников постоянного и переменного тока. В середине 1887 года торгующая медью французская фирма подмяла почти всех своих конкурентов и, став монополистом, сразу удвоила цену. Эдисон оказался в нокдауне, а пока он подыскивал ускользающие аргументы в пользу строительства множества мелких электростанций, на него обрушился град еще более чувствительных ударов.

В мае 1888 года Никола Тесла, только что натурализовавшийся в Штатах серб, доложил на заседании Американского института инженеров-электриков о запатентованном им электродвигателе переменного тока (впоследствии этот двигатель стали именовать двухфазным асинхронным). А вскоре из Германии пришло сообщение, что работавший у Сименса русский инженер Михаил Доливо-Добровольский (оставивший родину по политическим мотивам) завершил разработку еще более совершенного - трехфазного электродвигателя.

Любопытно отметить, что к началу схватки с Вестингаузом оба будущих изобретателя, а тогда "золотые мальчики" электротехники - 28-летний Тесла и 22-летний Доливо-Добровольский работали именно у Эдисона. И не было секретом, что оба они безраздельно посвятили себя переменному току. Знал об этом и Эдисон, более того, он "на всякий случай" прикупил несколько патентов на трансформа торы. Значит, приглядывался и подумывал. Но, похоже, изобретатель, вложивший душу в постоянный ток, взял в нем верх над бесстрастным аналитиком. Гении, загипнотизированные своими успехами, значительно чаще, чем обычные люди, готовы уверовать в свою непогрешимость и в способность по своей воле изменить объективный ход развития техники, общества, истории. Молодым хотелось дела, он их придерживал и все упрямее продвигал "свой" постоянный ток. Соловья в клетке не удержишь: Доливо-Добровольский ушел к Сименсу, но это было где-то далеко в Европе и прошло безболезненно, а вот когда в 1888 году прямо под боком Тесла перебежал к конкуренту Вестингаузу, Эдисон закусил удила.

И в довершение всего как раз тогда на фирме Вестингауза был изобретен электросчетчик переменного тока. Произошло это совершенно случайно: в спешке один из инженеров уронил внутрь катушки соленоида легкую металлическую пружинку и вдруг увидел, что она начала там вращаться. Увеличил ток через катушку - пружинка закрутилась быстрее, дальнейшее было делом техники.

Так 1888-й стал годом фактической победы сторонников переменного тока "ввиду явного преимущества". Фактической, но не формальной: Эдисон не был бы "выдающимся типом современного янки" (так характеризовал его один из биографов), если бы сдался. Говоря языком бокса, он стремился войти в клинч, любой ценой продержаться до гонга, а в перерыве восстановить дыхание и преподнести затем своему сопернику какой-нибудь нокаутирующий сюрприз.

Доминантой следующего раунда стала тактика эмоционального воздействия на души простых людей. Техника и экономика были задвинуты на задний план, а приоритетным стал, как бы мы сказали сегодня, откровенный пиар. Наверное, это было логично, но почему же пиар стал таким оголтело "черным", взбудоражив собой даже видавшую виды Америку? Должно быть, потому, что в схватке противоборству ют не только абстрактные идеи, но и человеческие порывы, темперамент, пристрастия, честолюбия. И кроме того, а может быть, прежде всего - деньги.

Продолжение ...