За всю свою карьеру Тесла получил около 300 патентов из 26 разных стран, большинство из которых из США, Канады и Великобритании. Хотя многие из нас знают его как изобретателя-футуриста, сыгравшего ключевую роль в развитии переменного тока наряду с достижениями в области радио и двигателей, он также предложил некоторые из самых странных идей, которые отделяют его от других изобретателей.
Ниже мы составили список изобретений Теслы, которые все еще влияют на нашу жизнь, а также те, которые никогда не были реализованы.
Запатентовано в: 1913
В 1906 году, в возрасте 50 лет, Тесла продемонстрировал безлопастную турбину мощностью 200 лошадиных сил или 149,2 киловатт при 16 000 об/мин. Безлопастная турбина, как следует из названия, не имеет лопаток, а состоит из нескольких гладких, плотно набитых пластин, прикрепленных к валу.
Жидкость подается из отверстия, которое обычно расположено на верхнем крае турбины. При этом единственный выход, расположенный в центре, жидкость перед выходом из турбины совершает спиральный путь. Она создает тягу, чтобы заставить диски вращаться.
Несмотря на то, что безлопастные турбины используются с начала 1980-х годов, они так и не стали популярными или коммерчески успешными. Сегодня такие турбины используются в основном в тех случаях, когда в качестве источника энергии используется пар или сжатый воздух (например, турбокомпрессор в автомобилях).
Предложено в: 1907
В 1898 году во время электрической выставки Тесла продемонстрировал (маленькое) радиоуправляемое судно, которое он мог маневрировать над водой. При этом он развлекал публику, создавая впечатление, будто лодка подчиняется голосовым командам зрителей. В действительности, однако, он управлял лодкой, используя радиочастоты. Он назвал эту технологию «телавтоматика».
Для многих из присутствовавших там в тот день это был момент чистой магии. С другой стороны, немногие видели в нем потенциальную военную машину. Тесла получил патент США на это 1 июля 1898 года.
Как инженер и изобретатель, Тесла твердо верил, что наука может быть отличным средством против войны и может эффективно использоваться для их предотвращения. Он потратил значительное количество времени на разработку нового и мощного оружия, которое могло бы использоваться сегодня, если бы оно работало.
Опираясь на свою радиоуправляемую лодку, Тесла начал амбициозный проект под названием « Искусственная приливная волна», который, как он полагал, уничтожит военно-морские силы противника без единого выстрела. Чтобы достичь этого, Тесла предложил беспроводное судно, которое будет направлять значительное количество взрывоопасного материала под вражеские суда и взрывать его.
По оценкам Теслы, такой взрыв должен вызвать приливную волну высотой до 100 футов на участке в 1 милю от первоначального источника взрыва. Такого рода сильных волн было бы достаточно, чтобы потопить любой крупный корабль в то время.
Во время Холодной войны и Соединенные Штаты, и Советский Союз подвергли теорию Теслы испытанию, выполнив серию ядерных взрывов в Тихом океане. К сожалению, результаты оказались совсем не такими, как представлял себе Тесла.
Запатентовано в: 1893
В 1893 году Тесла получил патент на свой паровой электрический генератор, который, по его мнению, мог бы заменить поршневые паровые двигатели. Он работает путем впрыскивать пар в генератор и выкидывать его от множественных портов, который причиняет поршень двинуть вверх и вниз. Это движение производит вибрации на высокой скорости, которая в свою очередь производит электричество.
Тесла, позже в его жизни, утверждал, что версия этого устройства вызвала землетрясение в Нью-Йорке в 1898 году. Только после этого инцидента осциллятор был популяризирован как машина землетрясения Теслы.
По словам Теслы, он когда-то работал над уменьшенной версией механического генератора в своей лаборатории на Хьюстон-стрит. Генератор был всего 7 дюймов в длину и максимум два фунта. Это было что-то, что «можно было положить в карман.»
Запатентовано в: 1891
В конце 1890-х и начале 1900-х Тесла экспериментировал с различными идеями, в которых он исследовал возможные способы беспроводной передачи электроэнергии. Системой, которая могла бы сделать это, была катушка Тесла, которая, без сомнения, является одним из его замечательных изобретений.
Катушка Тесла представляет собой электрическую цепь, которая производит высокочастотный переменный ток. Он состоит из двух частей; первичная и вторичная катушка, обе из которых имеют свои конденсаторы. Искровой разрядник (воздушный зазор между двумя проводниками) соединяет две катушки и их конденсаторы.
Внешний источник питания подключен к первичной катушке, конденсатор которой поглощает первоначальный заряд. В конце концов, огромное количество энергии заставляет его разрушать сопротивление воздуха в искровом промежутке и в конечном итоге переносит электрический ток во вторичную катушку.
Цикл повторяется с конденсатором на вторичной катушке, и когда заряд слишком высок, он врывается в воздух, производя молнии. Одна такая катушка может иметь выходное напряжение где-то от 50000 вольт до нескольких миллионов вольт.
Сегодня катушки Теслы в основном можно найти в музеях.
Они когда-то использовались коммерчески в радиопередатчиках и нескольких медицинских оборудованиях. Однако небольшие версии катушек Теслы используются для обнаружения утечек в системах высокого вакуума.
Увеличительный передатчик — это, в основном, усовершенствованная версия катушки Тесла, которую он намеревался использовать для беспроводной передачи электрической энергии на большие расстояния.
Все это произошло в 1899 году, когда Тесла заявил, что он сделал революционное открытие «земных стационарных волн», которые могли бы позволить Земле использоваться в качестве проводника и резонировать на определенной частоте.
Увеличительный передатчик вместо разряда электричества предназначен для генерации стоячих волн с использованием естественного резонансного контура Земли, который может использоваться на расстоянии приемным контуром. В дополнение к двум большим катушкам, увеличительный передатчик имеет третью или дополнительную катушку, которая работает как резонатор.
Тесла даже сообщил, что ему удалось привести в действие поле лампочек, расположенных в 1 км от увеличительного передатчика, и создать вспышки молнии длиной до 40 метров.
Первоначальный успех увеличительного передатчика позволил Тесле планировать что-то гораздо более значительное. В марте 1901 года он получил инвестиции в размере около $150,000 от финансиста и банкира Джона Пирпонта Моргана для создания башни Wardenclyfee, системы или инфраструктуры, которая могла бы передавать электричество на большие расстояния.
Тесла, в то время, был вовлечен в жестокую битву против Гульельмо Маркони, который уже имел некоторый успех в радиопередачах на большие расстояния. Чтобы конкурировать с системой радиоуправления Маркони, Тесла искал больше средств у Джона Пирпонта Моргана, но на этот раз ему было отказано.
К концу 1901 года Маркони успешно осуществил первую в истории трансатлантическую радиопередачу, отметив поражение Теслы. Объект Wardenclyfee Tower так и не был введен в эксплуатацию и был заброшен в 1906 году после того, как Тесла не смог обеспечить никаких дальнейших средств.
От бытовой электроники и телевизоров до военных беспилотников, мы управляем очень многими вещами по беспроводной сети. Но если бы это зависело от Теслы, у нас были бы сверхзвуковые дирижабли с дистанционным управлением.
В 1919 году Тесла публично объявил о своей идее сверхзвукового дирижабля, который мог бы пролететь 8 миль или 40 000 футов над землей и совершить трансатлантическое путешествие из Нью-Йорка в Лондон чуть более чем за три часа. Но самое лучшее в этом самолете то, что он должен был питаться от беспроводного электричества, передаваемого с наземных вышек.
По словам Тесла, можно построить несколько электростанций, чтобы обеспечить практически неограниченное количество энергии для самолетов, подобно тому, как теперь электричество подается в поезда протяженностью более тысячи километров по проводам.
Еще одно его военное предприятие имело форму «Луча смерти» или того, что он называл Teleforce. 11 июля 1934 года газеты объявили о новом предлагаемом оружии Теслы, которое сначала ускорит гранулы ртути до высокой скорости (посредством электростатического отталкивания), а затем выстрелит пучками частиц по намеченным целям.
Он описал, что его Луч Смерти «сбьет флот из 10 000 самолетов противника на расстоянии 200 миль и заставит армии погибнуть на своих путях». По словам Тесла, идея такого оружия возникла после изучения генератора Ван де Граафа.
Газеты прозвали его «лучом смерти» или «лучом мира», аналогичным другому теоретическому оружию с пучками частиц. Тесла, однако, поспешил указать, что его машина не попадает в категорию так называемых «лучей смерти».
Человеческий мыслительный процесс, каким бы сложным он ни казался, необходим для интерпретации, осмысления вещей и даже предсказания будущих событий. Это все еще не было должным образом понято исследователями. Но Тесла, в одной из самых необычных идей, предполагал, что будет возможно сфотографировать и записать их.
Еще в 1933 году, на своем дне рождения, Тесла рассказал журналистам, что образ, формируемый (в мозгу) во время мысли, может быть зеркально отображен на сетчатке человека через рефлекторное действие. Это изображение сетчатки может быть сфотографировано с помощью инструмента, который будет проецироваться (например, слайд-шоу) на смотровой экран.
Теперь, если это действительно так, эти изображения могут быть получены с помощью соответствующего устройства. «Таким образом, каждая мысль о человеке может быть прочитана, и тогда наши умы будут как открытые книги».
Очевидно, что человеческий мыслительный процесс не работает таким образом, хотя мы мало что о нем знаем. Но опять же, мы не можем исключить, что Тесла был совершенно неправ.
Запатентовано в: 1887
Заслуга изобретения первого в истории асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесле и итальянскому физику Галилео Феррарису. Именно Феррарис продемонстрировал рабочую модель трехфазного асинхронного двигателя в 1885 году, за два года до Теслы. Тем не менее Тесла был первым, чтобы подать заявку и получить патенты (США) для него.
В асинхронном двигателе ток в роторе, который необходим для создания крутящего момента, получается не от электрических соединений, а от электромагнитной индукции магнитного поля обмотки статора.
Индукционный двигатель является, пожалуй, наиболее распространенным типом двигателей, используемых в жилых и коммерческих помещениях. Трехфазные асинхронные двигатели, как правило, предпочтительны в промышленных областях благодаря своей экономичности и надежности. В небольших нагрузочных устройствах, которые используются в жилых помещениях, применяются однофазные асинхронные двигатели (потолочные вентиляторы).
Тесла не изобрел переменный ток, и при этом он сначала не использовал его в практической демонстрации, но он сыграл важную роль в популяризации переменного тока по сравнению с его конкурентом.
Происхождение переменного тока можно проследить до 1832 года, когда Ипполит Пиксий, французский инженер, разработал первый в мире динамоэлектрический генератор, основанный на принципах Фарадея.
Тогда это был Гийом Дюшенн, который успешно продемонстрировал практическое использование переменного тока в электротерапии в 1855 году. Работы Себастьяна Ферранти, Галилея Феррари и Люсьена Голлара способствовали дальнейшему развитию этой технологии.
Вклад Теслы в переменный ток пришелся на конец 1880-х годов, когда его асинхронный двигатель был интегрирован в системы переменного тока, произведенные компанией Джорджа Вестингауза, чтобы конкурировать с низковольтным постоянным током Томаса Эдисона. В отличие от постоянного тока, альтернативные системы позволяют эффективно передавать электричество на большие расстояния.
