ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
Мы помним, что первый пункт записки, в которой Эдисон еще в 1880 году наметил свои задачи в области освещения и системе распределения тока, включал создание системы, «аналогичной газовому освещению». Эдисон теперь стремился к тому, чтобы электрический ток вырабатывался на центральной электрической станции и поступал оттуда к потребителю так же, как это имело место и по отношению к светильному газу.
Он стремился создать систему центральных электрических станций для городского освещения. Крупнейшие ученые того времени предсказывали ему полную неудачу. Однако, как мы знаем, подобные предсказания не могли остановить Эдисона.
Для начала он решил соорудить станцию в самом Нью-Йорке и остановил свой выбор на нижней части города, где были сосредоточены торговые и промышленные предприятия. Общая площадь этого участка составляла около одного квадратного километра. В течение нескольких месяцев был составлен, по поручению Эдисона, самый подробный план с указанием—от дома к дому — числа имеющихся в них газовых рожков и каждого торгового и промышленного заведения, пользующегося еще двигательной силой, и отметкою потребляемой им энергии. Все эти данные были нанесены цветными чернилами на огромные по масштабу карты города. Далее на основании этих материалов были вычислены необходимые длины и сечения проектируемых кабелей, проводников, распределение источников электрического тока и т. д.
Станцию решено было поместить на Перл-стрит, для чего были приобретены два дома — № 255 и 257. Согласно первоначальным договорам, заключенным с потребителями энергии данного района, Эдисоновская компания обязалась установить всего 13 тысяч лампочек, обеспечить электрической энергией работавшие здесь 617 подъемных кранов и 55 элеваторов. Кроме того, компания обязалась давать также всем живущим в этом районе силовую энергию до 5 лошадиных сил на отдельного потребителя. Эдисоновская компания обязалась взимать за освещение ту же самую плату, что и Газовая компания, производить свои расчеты по тому же способу, в зависимости от количества потребленной электроэнергии, зарегистрированной счетчиком. Кроме того, абоненты сети получали бесплатно электрические лампочки, каждая со средней продолжительностью службы в восемь месяцев.
Второй район, в котором в дальнейшем предполагалось провести электрическое освещение, находился в границах Мэдисон-авеню, Восьмой авеню, Двадцать четвертой и Тридцать четвертой улиц. В этом районе имелось 2 309 швейных машин и паровые двигатели общей мощностью в 1433 лошадиные силы, служившие для обеспечения работы подъемных кранов и элеваторов.
Когда Эдисон первоначально подсчитал количество требующейся меди на осуществление всей запроектированной сети, то цифры получились настолько большие, что изобретатель невольно остановился в глубоком раздумье, но, как обычно, затруднение только возбудило энергию Эдисона, и уже вскоре он разрешает задачу, создав собственную систему распределения тока, на которую взял патент 4 августа 1880 года. Эта новая система позволила примерно в восемь раз сократить количество меди, которое требовалось по первоначальным исчислениям.
Эдисон с самого начала остановился на подземной прокладке кабельных жил. Способ этот в то время был совершенно новым. Подземные кабели были довольно простой конструкции: железная труба, диаметром около 50 миллиметров, содержала два медных провода, разделенных между собою изолирующим материалом. Улицы Нью-Йорка были уже загромождены рядами деревянных столбов, поддерживавших разного рода телеграфные и телефонные провода, которые сильно свисали. Применение дуговых электрических ламп добавило еще ряд воздушных проводов, к тому же представлявших опасность в силу высокого напряжения проходившего по ним тока. Эдисону первому пришла мысль о подземных кабелях, и эта система была признана настолько рациональной, что несколько лет позднее законы сделали ее обязательной в городах и для промышленных отраслей.
Однако реализация этого начинания далась Эдисону нелегко. Городские власти не давали разрешения. Газовые компании повели жесточайшую атаку. Они запугивали администрацию и население, уверяя, что электрические провода, проложенные под землей, взорвут город.
Эдисон объявил, что любой опасающийся приглашается прибыть в Менло-Парк и поджечь лаборатории, если ему это удастся, при помощи электрической проводки. Пусть каждый убедится, что электричество значительно безопасней, чем газовое освещение. Он пригласил членов городского совета к себе и повторил перед ними новогоднюю программу: дорога от станции, пути к лабораториям, сами лаборатории и здания Менло-Парка были освещены лампочками последней конструкции. Пораженные «отцы города» после обильного ужина вернулись в город убежденными сторонниками Эдисона.
Но это было не все. Перед Эдисоном встали финансовые затруднения. Хотя он и считался богатым человеком, но собственных средств совершенно не хватало, тем более что они были вложены в новые предприятия и новые изобретения. Освещение Нью-Йорка было гигантским предприятием и требовало большого основного капитала. Страна переживала депрессию, и Эдисону стоило больших трудов привлечь банки. Он пригласил банкиров Уолл-стрита и развернул перед ними составленную им карту сети газового освещения в районе предполагающихся работ. До этого он ежедневно с двух часов дня до трех ночи посылал людей, которые обходили район и каждый час отмечали все горящие точки.
Таким образом Эдисон подсчитал расход газа и определил его стоимость. Далее он представил подробные и обоснованные расчеты стоимости электрического освещения. Перспективы оказались настолько заманчивыми, что банкиры согласились финансировать это предприятие.
Страсть к наживе, боязнь упустить возможность огромных прибылей пересилили и опасности общей конъюнктуры и неуверенность в исходе предприятия. Очень убедительно прозвучало для этих людей напоминание о ламповом заводе в Гаррисоне. Банкиры, отказавшиеся вначале кредитовать его на небольшую сумму, потом с охотой заплатили за него больше миллиона долларов. Была создана компания с капиталом в 1 миллион долларов под названием «Нью-Йоркская Эдисоновская компания электрического освещения».
В то время как в Менло-Парке происходили изучение по планам и картам и проектировка всей подземной сети кабельных жил, сам Эдисон был занят пуском в ход своих заводов и мастерских для производства динамо-машин, ламп, кабелей, патронов, коммутаторов, счетчиков и других принадлежностей. Быстрыми темпами создавалась необходимая техническая база эдисоновской новой системы освещения и распределения тока.
Окруженный многими сведущими людьми и крупными работниками, Эдисон — глава и руководитель всего дела — ничего не оставлял без внимания. В этом грандиозном предприятии ни одна деталь не ускользала от глаз самого Эдисона. Более того, когда осенью 1881 года началась крайне упорная работа по прокладке кабельных жил, Эдисон, перегруженный делами, нередко сам работал на ответственных участках киркою и помогал прокладке труб, установлению соединительных коробок, активно интересуясь малейшими подробностями. Зачастую он от усталости буквально падал с ног. Тогда он приходил на станцию, бросал свой плащ на трубы, и растянувшись на них, спал так несколько часов.
Выдающийся изобретатель, имя которого было уже Далеко известно за пределами Америки (французское правительство —наградило его орденом), создатель ряда новых отраслей промышленности, успех которых возрастал с, каждым днем, Эдисон продолжал оставаться скромным, сохраняя свои простые привычки, всецело отдаваясь тому, что в данный момент считал наиболее важным.
Всего требовалось проложить для первой очереди работ тринадцать километров подземных труб. Осенью 1881 года прокладка кабелей была прервана морозами. В это время особенно усиленно производилась установка внутренней проводки для ламп в домах и предприятиях. Мастерские в Менло-Парке заканчивали три динамо-машины еще большего размера, чем «Джумбо». Эти три динамо устанавливаются на станции. В одном из зданий зажигается тысяча ламп, и целый месяц на этих лампах испытывается действие эдисоновской системы. Весною работы возобновились с удвоенной энергией. Первые опыты дали удовлетворительные результаты, и Газовая компания, учитывая нового конкурента, снижает цены на газ. В то же время акции Эдисоновской компании котируются в 3 500 долларов вместо нормальной цены в 100 долларов.
Наконец 4 сентября 1882 года, в три часа дня, первая центральная электрическая станция в Америке с шестью динамо-машинами системы Эдисона, общей мощностью в 540 киловатт, была пущена в ход. Ток был передан по кабельным жилам, проложенным по улицам города, и электрический свет впервые проник в здания и квартиры абонентов.
Весь день и всю ночь до этого Эдисон не сомкнул глаз. Охваченный нервным возбуждением, вновь и вновь проверял он каждую деталь. Наконец он отправился домой, переоделся во фрак и пришел в контору «Дрексел и Морган», где собрались акционеры во главе с Дж. П. Морганом. Там уже находились ближайшие помощники и друзья: Джонсон, Инсул, Бергман, Кларк и Крузи. Около пяти часов дня были включены рубильники, и тусклый свет газовых рожков померк в блеске сотен загоревшихся электрических лампочек. Дискуссии кончились: волшебник из Менло-Парка победил. Друзья и корреспонденты искали Эдисона, чтобы поздравить. Они нашли его на Перл-стрит в машинном зале без фрака и воротничка, внимательно следящим за работой машин. На вопрос Эдисона о впечатлении шутливо ответил Томас Коннери, редактор «Нью-Йорк Геральд»:
— Все прекрасно, исключая одно. О газовый рожок я мог зажигать сигару. Ваши новомодные лампочки для этого не годятся.
Через несколько дней Эдисон посетил редакцию и преподнес Коннери только что изобретенную электрическую зажигалку.
Станция работала хорошо. Количество абонентов увеличивалось с каждым днем. Появилась необходимость увеличить количество отпускаемой электрической энергии. Это потребовало одновременной параллельной работы двух динамо-машин. Требовался новый эксперимент, для которого Эдисон выбрал одно воскресенье — день, когда коммерческие дома закрыты. Предоставим самому Эдисону рассказать об этом эксперименте:
«Это было, вероятно, наилучшее из всех представлений, которые когда-либо разыгрывались со времени Адама! Одна машина останавливалась, между тем как другая ускоряла свой ход, удваивая и утраивая число своих оборотов. Вдруг машины прихотливо поменялись ролями. Все это происходило от плохой работы регулятора.
С началом «представления» смена рабочих, расположившаяся вокруг машин, стремительно покинула помещение, и я не был бы удивлен, если бы некоторые из них бежали за один или два километра, Я схватился за рукоятку, чтобы остановить одну машину, тогда как Джонсон — один из моих помощников, не потерявший головы, — схватился за другой рычаг. Мы остановили машины».
Один из рабочих, успевший отбежать только до конца зала, рассказывает по этому поводу: «Это было ужасающее испытание, и я не понимал, что такое происходит. Машины производили страшнейший шум; слышны были их оглушительные и глубокие завывания, переходившие в пронзительный, отвратительный визг; искры и пламя всех цветов фонтаном били в зале. Казалось, что внезапно открылись двери преисподней».
Несмотря на воскресный день, Эдисон послал за своими работниками, собрал их, открыл машинные мастерские и принялся за устранение недостатков. Ему потребовалось не очень много времени, чтобы заставить работать одновременно и параллельно две или несколько динамо-машин.
Первая центральная электрическая станция успешно работала в течение более семи лет, вплоть до 2 января 1890 года, когда она подверглась частичному разрушению от пожара. Однако через несколько дней после этого пожара прерванная работа станции возобновилась и с тех пор уже не прекращалась.
Возраставшие требования на электрический ток вызвали сооружение ряда новых станций в Нью-Йорке. Двадцать лет спустя работали уже тридцать три станции и подстанции, принадлежавшие нью-йоркской Эдисоновской компании. Станции снабжали током около 110 тысяч абонентов, питая 4 600 тысяч лампочек накаливания и электрические моторы общей мощностью около 290 тысяч лошадиных сил, а в 1922 году Эдисоновское общество обслуживало уже сеть почти в 10 миллионов лампочек.
Быстрый успех первой центральной нью-йоркской станции привел к возникновению новых компаний в других городах и к созданию многочисленных подобных предприятий.
Как изобретатель центральных станций Эдисон впервые сконструировал рубильники, изобрел плавкие предохранители, начал собирать все измерительные приборы и коммутационные устройства на общем щите, разработал известную трехпроводную систему распределения электрической энергии для освещения, которая значительно экономила количество необходимой меди.
На торжественном открытии электрической выставки в Нью-Йорке в 1911 году крупнейшие производители и потребители меди принесли в дар Эдисону огромный медный кубок. На одной из сторон этого медного кубка выгравирована надпись, выражающая благодарность Эдисону за тот подъем производства меди, который вызвало его изобретение.
12 сентября 1922 года было торжественно отпраздновано сорокалетие открытия первой электрической станции в Америке и «во всем мире». На торжественном собрании, в котором принимало участие более 700 человек, от имени семидесятипятилетнего Эдисона, являвшегося центральной фигурой банкета, на все речи и приветствия отвечал его сын Чарльз. От имени отца Чарльз Эдисон прочел собравшимся следующее:
«Настоящее празднование имеет глубокое значение для меня лично, так как устройство станции на Перл-стрит было наиболее рискованным делом моей жизни. Я в некотором смысле бросался один в взбаламученное море. Мне приходилось во многих случаях решать разные технические вопросы на свой страх, без каких-либо прецедентов. Я понимал, какую великую ответственность беру на себя, пуская огромное количество энергии под улицы и в здания одной из частей Нью-Йорка. Тем не менее я решил идти на риск. Я поступал так, одобряемый добросовестностью и усердием моих верных и неизменных товарищей. Постройка станции на Перл-стрит была быстро доведена до благополучного окончания. То, что последовало дальше, сделалось теперь достоянием истории…
…Многие изобретения послужили также основанием для того, чтобы связать мое имя с тем или иным делом. Наиболее типичными между ними я считаю Эдисоновское общество освещения в Нью-Йорке.
Может быть, я готов был бы приписывать большее значение тому, что мне удалось сделать, если бы я не понимал, что это лишь начало великого дела изучения природы и ее законов — начало, за которым последует гораздо более важное продолжение. Широко поле для работающих над всем тем, что может поднять человеческое счастье, улучшить условия, в которых протекает жизнь широких народных масс».
Были у Эдисона и другие воспоминания, связанные с Обществом электрического освещения. О них, понятно, нельзя было говорить на торжественном собрании, но в другом месте Эдисон рассказывал, например, о том, как «один из самых больших людей Нью-Йорка» старался уговорить изобретателя предать за 100 тысяч долларов интересы своих компаньонов по Обществу электрического освещения.
1882 год обычно считают началом эры электрических станций. Этот же год считается начальною датой передачи электрической энергии на значительное расстояние. 15 сентября 1882 года была открыта Международная электрическая выставка в Мюнхене, своей организацией в значительной мере обязанная инициативе Оскара Миллера, о котором мы уже говорили выше. Хотя со времени Парижской выставки прошел всего лишь год, однако на Мюнхенской выставке можно было отметить ряд новых и чрезвычайно важных достижений. Известный германский промышленник, основатель немецкой Всеобщей электрической компании Эмиль Ратенау (он был отцом министра Вальтера Ратенау, убитого в 1922 году реакционерами) приобрел в то время патенты Эдисона на электрическое освещение и искал соответствующего случая, чтобы ознакомить широкую германскую публику с изобретениями выдающегося американца из Менло-Парка.
Оскар Миллер в то время упорно думал над разрешением огромного значения задачи по использованию водных сил Баварии. Это было неразрывно связано с проблемою передачи электрической энергии на расстояние.
Во время Парижской выставки молодой Миллер слушал доклад Марселя Депре, о котором мы уже говорили, и был в числе тех немногих представителей техники, которые поняли огромное значение внесенного французским физиком предложения. По инициативе Оскара Миллера Комитет электротехнических исследований Мюнхенской выставки обратился 26 мая 1882 года к Марселю Депре с письмом, где говорилось:
«Принимая во внимание, что вы первый сделали общественным достоянием чрезвычайно важные и остроумные расчеты распределения электрического тока и передачи электрической энергии и а дальние расстояния, мы прежде всего хотим обратиться к вам с просьбою, не будете ли вы добры провести здесь описанные вами опыты.
В случае вашего согласия баварское министерство иностранных дел охотно предоставит в ваше распоряжение телеграфную линию в 25—50 километров длины и даст разрешение на пользование всеми необходимыми для цепи установками.
Хотя в настоящее время и не существует машин, отвечающих вашим требованиям изоляции и электродвижущей силы, вследствие чего не может быть достигнут максимальный полезный эффект, тем не менее передача электроэнергии на обширные пространства уже сама по себе имеет огромное значение и может явиться важной составной частью нашей выставки. Мы были бы чрезвычайно рады, если бы опыты, поставленные в таком большом масштабе, сделали имя Депре так же знакомым всему народу, как оно сейчас известно каждому германскому ученому и технику».
Депре согласился.
Была выбрана телеграфная железная линия Мисбах — Мюнхен длиною в пятьдесят семь километров. В Мисбахе имелся небольшой паровой двигатель, который мог бы вращать динамо-машину в 2 лошадиные силы. На выставке в Мюнхене решили установить электромотор, который приходил бы в движение от передаваемой из Мисбаха электроэнергии и, в свою очередь, вращал бы центробежный насос. Последний служил для подъема воды и устройства небольшого водопада. Казалось, что именно создание водопада в Мюнхене путем энергии, посылаемой из Мисбаха, явится зрелищем, особенно эффектным для широкой публики. Энергия передавалась при (напряжении в 2 тысячи вольт. Первый опыт решили произвести вечером, после закрытия выставки, чтобы не было лишних свидетелей в случае неудачи. При опыте присутствовали члены специально назначенной комиссии в составе профессора Беца, профессора Дорна, Киттлера и других. Миллер дал по телеграфному аппарату сигнал в Мисбах, и через несколько минут в Мюнхене заработал электрический мотор и полилась вода водопада. Это был момент, показывающий, что огромные силы природы, мощные источники энергии могут быть использованы человеком па далеком расстоянии. Открывалась новая страница в истории техники.
Специальная комиссия, дававшая отзыв об опыте Депре, признала, что «в области электричества не было получено столь важных результатов с момента изобретения телефона».
Карл Маркс с необычайным интересом отнесся к первым успехам в области передачи электрической энергии. Совершенно больной, незадолго до своей смерти, он написал об этом Энгельсу и сразу же получил ответ. Оба они за первыми опытами Депре разглядели и техническую и социальную перспективу этого явления: то революционное воздействие, которое оно впоследствии оказало на промышленность. Маркс до самой кончины следил за работами Депре. Об этом упоминает Энгельс в своей речи на могиле Маркса в марте 1883 года.
В своем письме к Бернштейну Энгельс пишет (27 февраля 1883 года) следующие пророческие строки, которые, несомненно, являются отражением также и мыслей Маркса:
«В действительности же это колоссальная революция. Паровая машина научила нас превращать тепло в механическое движение, но использование электричества откроет нам путь к тому, чтобы превращать все виды энергии — теплоту, механическое движение, электричество, магнетизм, свет — одну в другую и обратно и применять их в промышленности. Круг завершен. Новейшее открытие Депрэ, состоящее в том, что электрический ток очень высокого напряжения при сравнительно малой потере энергии можно передавать по простому телеграфному проводу на такие расстояния, о каких до сих пор и мечтать не смели, и использовать в конечном пункте, — дело это еще только в зародыше, — это открытие окончательно освобождает промышленность почти от всяких границ, полагаемых местными условиями, делает возможным использование также и самой отдаленной водяной энергии, и если вначале оно будет полезно только для городов, то в конце концов оно станет самым мощным рычагом для устранения противоположности между городом и деревней. Совершенно ясно, что благодаря этому производительные силы настолько вырастут, что управление ими будет все более и более не под силу буржуазии» (К. Маркс и Ф. Энгельс, Сочинения, т. XXVII, стр. 289).
Вначале промышленное использование нового открытия в области электрических станций и, передачи электрической энергии на расстояние шло сравнительно медленно до тех пор, пока во второй половине девяностых годов капиталисты не убедились в выгодности помещения капиталов в молодую электротехническую промышленность.
По окончании Международной электрической выставки в Мюнхене Оскар Миллер отправился по заданию консорциума промышленников во Францию, Англию и Америку для специального изучения проблем электротехники.
Миллер вспоминает первую свою поездку на электрической лодке по Темзе, где все матросы встречных пароходов и парусных судов, полные удивления, возгласами встречали его катер, который двигался без пара и парусов. Он вспоминает также первую поездку по городу в электрической повозке типа будущего трамвая, которая работала от аккумуляторов. Повозка, переполненная выдающимися электротехнинами того времени, двигалась по улице в три-четыре часа утра, когда движение по городу замирало. Однако отдельные встречавшиеся лошади в испуге шарахались в сторону, и многие из пассажиров повозки высказывали соображение, что навряд ли удастся ввести на улицах электрический трамвай.
Из впечатлений поездки в Америку Оскар Миллер вспоминает знакомство с Эдисоном. Миллер имел рекомендацию к одному из ближайших сотрудников Эдисона, который должен был помочь ему познакомиться с самим великим изобретателем.
Когда Миллер явился в Менло-Парк, в контору Эдисона, он передал свое рекомендательное письмо находившемуся поблизости человеку, который сидел за письменным столом с одетыми на рукава пиджака обычными для американских клерков нарукавниками. Человек этот любезно согласился передать письмо адресату и повел Миллера к последнему. Адресат очень хорошо встретил Миллера, однако попросил впредь не передавать ему писем через самого Эдисона.
В лаборатории Эдисона, в большом зале, Миллер видел на больших чертежных столах макеты распределительных сетей ряда городов, где строились центральные электрические станции. На этих макетах вся сеть была сделана из проволоки с шелковой изоляцией. Макеты воспроизводили весь город со всею его сетью в определенном точном масштабе. От гальванических элементов ток посылался по всей модели, специальные зеркальные гальванометры измеряли падение напряжения тока на различных участках. Все наблюдения путем соответствующих пересчетов переносились на действительную кабельную сеть. Во всем этом сказывался Эдисон, который всегда шел через опыт, воспроизводя предварительно в малых масштабах действительную картину явления. Только значительно позднее появились основы теоретических расчетов различных распределительных сетей.
Миллер также посетил знаменитого Свана — изобретателя лампы, названной его именем. Дом Свана являл образцы электрического освещения. Миллер рассказывает, что на него, как и на всех других гостей Свана, произвело огромное впечатление то, что каждую комнату перед входом в нее можно было осветить из соседней, нажимая на кнопку. За столом гостей ожидала новая приятная неожиданность. В букете цветов, украшавшем стол, зажглись вдруг электрические лампочки.
Большой интерес представляет рассказ Миллера о том, как они пускали в ход первую электрическую станцию в Берлине, на улице Маркграфен, 13 сентября 1884 года. Трудности были настолько велики, что однажды владелец эдисоновских патентов Ратенау заявил Миллеру; «Знаете, мы должны откровенно сказать акционерам, что мы — ослы, что вся электротехника — обман и что мы не имеем права вкладывать деньги акционеров в паровые машины и в аппараты Эдисона». Чтобы его успокоить, Миллер рассказал Ратенау о тех трудностях, которые испытывал сам Эдисон при организации первой центральной электрической станции в Нью-Йорке.
Дела германской Эдисоновской компании пошли хорошо. «Детские болезни» были преодолены. Увеличение мощности отдельных машин вело к возрастанию доходности электрических предприятий, и Эдисоновское общество постепенно превратилось в крупное, очень доходное, многогранное предприятие — Всеобщую электрическую компанию (АЕГ).
Когда Эдисон в 1889 году приехал в Берлин, Миллер предложил ему посмотреть очень большую по тому времени динамо-машину в тысячу лошадиных сил. Эдисон поставил Миллеру чисто американский вопрос:
— Сколько денег производит эта машина за каждый оборот?
— Десять пфеннигов, — ответил Миллер.