Статьи

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?

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ, СКРЫТЫЕ В УГЛЕ И ЖЕЛЕЗЕ

Многие "вот-если-бы" исследователи, терпя неудачу в своих попытках, чувствовали досаду от того, что родились в то время, когда все уже создано и не осталось ничего, что нужно сделать. Это ложное ощущение, что по мере нашего развития возможности изобретения исчерпываются, не так уж редко встречается. На самом деле все как раз наоборот. Спенсер высказывал правильную мысль, когда сравнивал цивилизацию с кругом света, отбрасываемом лампой в темноте. Чем ярче лампа и чем больше круг, тем более огромна его темная граница. Это парадоксально, если вообще верно, говорить, что чем больше мы знаем, тем более невежественными мы становимся в абсолютном смысле, потому что только благодаря просвещенности начинаем мы осознавать нашу ограниченность. Именно одним из самых благодарных результатов развития мысли является постоянное открытие новых и еще более огромных перспектив. Мы прогрессируем с поразительной скоростью, но истина состоит в том, что, даже в наиболее успешно изученных областях, еще только поднят якорь. Все, что сделано до сих пор в электричестве, — ничто в сравнении с тем, что таит в себе будущее. И не только это, бесчисленное количество вещей делается по старинке, что в экономии, удобстве и многих других отношениях сильно уступает новому методу. Преимущества последнего столь огромны, что при всякой возникающей возможности инженер советует клиенту "сделать это электрически".

Рассмотрим в качестве иллюстрации одну из величайших промышленностей, угольную. Из этого ценного ископаемого мы извлекаем запасенную солнечную энергию, требующуюся нам, чтобы удовлетворять наши индустриальные и коммерческие нужды. Согласно статистическим данным, добыча Соединенных Штатов в течение прошедших лет была 480,000,000 тонн. В совершенных двигателях этого топлива хватило бы на производство 500,000,000 лошадиных сил в течение одного года, но наша расточительность столь безрассудна, что мы в среднем не получаем и 5 процентов его теплотворной способности. Потрясающие потери идут в добыче, обогащении, транспортировке, хранении и использовании угля, и их можно очень существенно уменьшить применив во всех этих операциях всесторонне проработанный электрический проект. Рыночная стоимость годового продукта легко могла бы быть удвоена, и доходы страны выросли бы на огромную сумму. И более того, худшие сорта, миллиарды тонн которых выбрасываются, могли бы с выгодой использоваться.

Те же соображения применимы и к природному газу и ископаемой нефти, годовые потери которых измеряются сотнями миллионов долларов. В самом ближайшем будущем подобная расточительность будет рассматриваться как преступление, и владельцев этой собственности будут принуждать к внедрению новых методов. Следовательно, здесь есть необъятный простор для применения электричества на многие годы вперед, в крупных индустриях, которые обязаны революционизироваться путем его всестороннего применения.

В качестве другого примера я могу упомянуть производство железа и стали, которое ведется в этой стране в масштабах поистине колоссальных. В течение последних лет несмотря на неблагоприятные для бизнеса условия, было произведено 31,000,000 тонн стали. Если мы остановимся на возможностях электрических усовершенствований в самих производственных процессах, это может завести слишком далеко, и я лишь отмечу, что вероятно будет сделано в использовании отбросных газов от коксовых и доменных печей для генерации электричества в промышленных целях.

Поскольку в производстве чугуна на каждую тонну тратится около тонны кокса, годовое потребление кокса можно принят в 31,000,000 тонн. Сжигание его в доменных печах дает, в минуту, 7,000,000 кубических футов газа с теплотворной способностью в 110 Больших Тепловых единиц на кубический фут. И в общем итоге, без принятия специальных мер,

4,000,000 кубических футов может пойти на производство энергии. Если вся тепловая энергия этого газа могла бы быть преобразована в механическое усилие, оно разовьет 10,389,000 лошадиных сил. Такой результат невозможен, но совершенно реально получить 2,500,000 лошадиных силы в виде электрической энергии с клемм динамо машин.

При производстве кокса тонна угля выделяет приблизительно 9400 кубических футов газа. Этот газ замечательно подходит для энергетических целей, имея теплотворную способность в

600 Больших Тепловых единиц, но лишь очень малая его часть сегодня используется в двигателях, главным образом из-за их высокой стоимости и прочих недостатков. На тонну кокса требуется около 1.32 тонны Американского угля; следовательно, совокупное годовое потребление кокса на основе вышеизложенного составляет примерно 41,000,000 тонн, что дает, в минуту, 733,000 кубических футов газа. Полагая, что полезный выход или богатый газ составит 333,000 кубических фута, получаем что в итоге 400,000 кубических фута можно использовать в газовых двигателях. Теплового содержания было бы при этом, теоретически, достаточно для получения 5,660,000 лошадиных сил, из которых 1,500,000 лошадиных сил можно было бы получать в виде электрической энергии.

Много размышлений я посвятил этой промышленной задаче, и обнаружил, что с новыми, эффективными, чрезвычайно дешевыми и простыми термодинамическими трансформаторами не меньше, чем 4,000,000 лошадиных сил можно было бы получать в электрических генераторах, используя тепло этих газов, которые если и не теряются полностью, используются лишь частично и неэффективно.

При систематических улучшениях и усовершенствованиях можно достичь гораздо лучших результатов, извлекая ежегодно доходы в $ 50,000,000 или больше. Электрическая энергия могла бы успешно применяться для связывания атмосферного азота и производства удобрений, на которые есть неограниченный спрос, и производство которых пока что ограничивается высокой стоимостью энергии. Я уверенно прогнозирую практическую реализацию этого проекта в самом ближайшем будущем, ожидаю исключительно быстрого электрического развития в данном направлении.

РАЗВИТИЕ ГИДРО-ЭЛЕКТРИКИ

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.