Szelence2019

Nikola Tesla (1856-1943)

szerb ortodox pap családjában, a mai Horvátország területén született.

Mérnöki szempontból rendkívül nehéz megítélni Tesla munkásságát, mert az elmúlt évszázad során igen sok misztikus elem rakódott rá. Az életrajzok és a további hozzáférhető történetek erősen torzítanak, reális műszaki részleteket alig tartalmaznak.

Tesla elévülhetetlen érdeme a váltakozóáram gyakorlati felhasználásának megoldása. A váltakozóáram az ő korában ugyan már ismert volt, de csak egyfázisú rendszerben, amelyben a forgógépek (motorok) nagyon rossz hatásfokkal és megbízhatósággal működtek, különösen az akkor már szokványos egyenáramú rendszerekhez képest.

Tesla 1882-ben egy budapesti sétája során a Városligeten át vezető út porába vázolta a többfázisú rendszer lényegét, miszerint (egyszerűsített megfogalmazásban) a motor állórész hengerpalást mentén térben eltoltan elhelyezett tekercsekre egymáshoz képest időben eltolt fázisú feszültségeket kapcsolunk, ezáltal forgó mágneses teret állítunk elő, ami mintegy „magával ragadja” a motor forgórészt. A nagy energiaátviteli rendszerek és számtalan különböző típusú motor működésének a mai napig ez az alapja. Eredetileg 2 és 3 fázisú rendszert is kidolgozott; közülük a célszerűbb háromfázisú rendszer terjedt el.

Ha semmi mást nem sikerült volna felfedeznie egész életében, akkor is elismerő tisztelettel emelünk kalapot munkássága előtt.

Tesla a nagyobb felfedezéseit megelőzően dolgozott többek között Puskás Tivadarnak (távbeszélő hálózat) és viszonylag sokat T.A. Edisonnak, akinél jelentős újításokat, javításokat hajtott végre (elsősorban energetikai berendezéseknél). Biztosra vehetjük, hogy tökéletesen átlátta korának csúcstechnológiás rendszereit.

Tesla szokatlan munkamódszerrel dolgozott: először fejben mindent a legapróbb részletekig kidolgozott, úgymond képzeletben látott mindent működni, és csak ezután készítette illetve készíttette el a fejben vizionált berendezéseket. Ez az oka annak, hogy rajzokat vagy feljegyzéseket ritkán, vagy nem is készített. Tudomásom szerint az a kevés munkatárs, akik a berendezéseket készítették, ugyancsak nem hagyott hátra semmilyen feljegyzést, visszaemlékezést. Jóformán csak a szabadalmi beadványok maradtak szakmai emlékként az utókorra, ám ezek a dokumentumok mai szemmel nehezen átláthatók.

Rengeteg „kisebb” műszaki találmánya volt, ezekkel kapcsolatosan sok szabadalma is született, amelyeket sokféle módon alkalmaztak.

Tesla rendszerint a „tökéletes”, a „hatalmas”, a „végleges" megoldást célozta meg elkészíteni, és ez okozta kudarcait is.

A műszaki fejlesztésben szokásos fokozatos munkamódszer szerint az elképzeléseket először 'kisléptékben', azaz kicsiben, kis teljesítménnyel, rövidebb távolságon stb. kipróbálják, majd a folyamatos fejlesztések, alkalmassági tesztek után következik a 'nagyléptékű' gyakorlati felhasználhatóság. A fejlesztés e fokozatos módszerére legjobb példa G. Marconi (*) kitartó és szívós munkája a rádiózás terén, és ugyancsak kíváló példa a Wright fivérek (*) alapos és lenyűgöző fejlesztő munkája az első, gyakorlatban is működő repülőgép megalkotásában.
Műszaki fejlesztésben a fokozatos módszer alkalmazása azért is előnyös, mert ha valami makacsul nem működik kicsiben, akkor nem ültetik át nagyobb dimenziókba. Teslát részben a saját speciális munkamódszere csalta csapdába és éppen a legnagyobb szabású tervével kapcsolatban.

Élete több évtizedét Tesla a nagyfeszültségű áramok előállításának szentelte, és ebben szép, de néha öncélúnak tűnő eredményeket ért el. Kitalálta a napjainkban Tesla-transzformátornak (1891) nevezett eszközt, amelyből egyre nagyobbakat épített, egyre nagyobb feszültségek előállítására. Ezek az eszközök többek között a rezonancia elvén alapultak. Nem tudni, hogy a rezonáns alkatrészek méretezését számítással vagy kísérletezéssel végezte. Ezek a nagy méretű eszközök akár 10 méteres szikraesőt is leadtak. Kiválóan alkalmasak voltak látványos előadások, bemutatók tartására, amit Tesla alaposan ki is használt. A kísérletekben alkalmazott frekvenciákat ma már nem tudjuk megítélni, mindenesetre a nagyfrekvenciás tartományba estek. Miután a bőrhatás miatt az ilyen áramok nem életveszélyesek, Tesla rendkívüli mutatványokat tudott produkálni. Az akkori közönség jobban értékelte az ilyen bemutatók látványát, mint az általuk egyáltalán nem értett mögöttes műszaki tartalmat.

A plazmagömbök, amelyekkel a bemutatókon látszólag dobálódzott és amelyeket a leírások helytelenül a gömbvillámmal azonosítanak, bizonyosan kisnyomású gázzal töltött üveggömbök voltak, amelyek a reklámcsövekhez (neoncső) hasonlóan de nagyfrekvenciás térben és elektródák nélkül világítottak. Tesla ezeket a nagyfrekvenciás áramokat (mai kifejezéssel) elektromágneses hullámok előállítására használta, amelyeket közepes méretű antennákból kisugárzott. Kezdetben az volt a célja, hogy a hatalmas energiával kisugárzott hullámok, amelyek két irányban mennek körbe a Föld körül, valahol találkoznak és ott vissza lehet alakítani villamos energiává, amivel például távolból lehet repülőgépet energiával ellátni vagy katonai célpontot megsemmisíteni. Ma már tudjuk, hogy ez a hullámterjedés fizikai összefüggései szerint lehetetlen. Ez persze egyáltalán nem volt nyilvánvaló abban az időben, amikor a hullámok terjedéséről semmit sem tudtak. Tesla makacsul ragaszkodott azonban ehhez az elképzeléséhez. Miután kicsiben nem próbálta ki a működőképességet, hanem egyre nagyobb teljesítmény előállításán fáradozott, nem jött rá, hogy zsákutcába tévedt. Ráadásul, ez az adótorony iszonyatos szikraerdőt keltett, ami mai ismereteink szerint az energia helyben való elfecsérlését jelenti.

Nem egészen világos, hogy Tesla miből fedezte költséges kísérleteit és különc életvitelét. Több forrásból kapott jogdíjakat, később szabadalmi díjakat, de mindez nem volt elég a további kísérletekhez. Saját tőkéje gyakorlatilag nem volt. Lehetett volna, de a lehetőséget sajnos, nagyon elrontotta. A váltakozó áramú rendszerét felhasználó Westinghouse céggel 1888-ban előnyös szerződést kötött, és ennek alapján komoly jogdíj (kb. 1,5 akkori dollár) illette volna a legyártott gépek minden egyes névleges kilowattja után. A gyártások fölfutása után azonban kiderült, hogy ez akkora összeg lett volna, ami versenyképtelenné tette volna a Westinghouse-t (*) és vele együtt a váltakozó áramú rendszert. Tesla, aki szerette volna, ha rendszere elterjed, látványosan széttépte szerződését és teljesen lemondott a jogdíjakról. Ha nem mond le teljesen, ha csak néhány centre csökkentik a jogdíjat, könnyedén finanszírozhatta volna kísérleteit és élete végéig saját életvitelét is. Hiába élt már jó néhány évet az USA-ban (és kapott már néhány pofont is), ennyire nem futotta az üzleti gondolkodása. Ismert tény, hogy J.P. Morgan (*) (Morgan bankház) hosszú ideig finanszírozta kísérleteit.

Jelentősége miatt kiemelendő Tesla egyik nagyon híres és látványos bemutatója, amikor egy kis tavon távirányítású hajómodellt vezérelt vezeték nélkül, a partról. Természetesen semmilyen műszaki részletet nem ismerünk. Lehet, hogy részéről ez csak játék volt, ám nem lett folytatása. Tekintve, hogy abban az időben semmiféle elektronikus erősítő eszközt nem ismertek, találgatni is nehéz, miként oldotta meg a dolgot. Akkoriban és még később is (más olvasmányaim alapján tudom), kisebb távolságokon az indukciós és a rádióhullámokkal történő jelátvitel gyakorlata keveredett. Tesla valószínűleg indukciós átvitelt használt. Sajnos még egy jó fénykép sincs a berendezésről, ami támpontot adhatna. Tény azonban, hogy a távirányítás működött, és ebben világelső volt.

A későbbiekben, immár megváltozott céllal próbált egy hatalmas (mai szóhasználattal) rádióadó-berendezést építeni. Ekkor már a hírközlést tűzte ki célul. Úgy gondolta, hogy egyetlen hatalmas adó-berendezéssel lefedi az egész Földet „műsorszórás” céljára. Itt a műsorszórást nem határozta meg, nem feltétlenül a mai rádióra kell gondolni. Emellett számtalan más célú hírközlés is történt volna ugyanabból a toronyból, amelyeket az elképzelése szerint szét lehetett volna választani. A szétválasztás módját homályban hagyta, a frekvencia alapú szétválasztáson kívül lehet, hogy kódolásra is gondolt, de ennek semmilyen részlete nem ismert.

A beruházást Morgan finanszírozta, aki felismerte a vezetéknélküli hírközlés jelentőségét. Tesla eleve hibásan, szűkre szabott költségvetéssel indította el a pazarló és időben folyton csúszó beruházást, emiatt állandó pénzzavarban volt. Végül az adóállomás sohasem készült el. Miután Marconi időközben jelentős eredményeket ért el a rádiózásban, Morgan nem adott több pénzt Teslának.

Innentől kezdve nem világos, hogy Tesla miből fedezte életvitelét, mindenesetre nem halt éhen és szép kort megélt. A műszaki élethez ettől kezdve nem sokkal járult hozzá. Ennek ellenére megbecsült szakember volt, és korábbi eredményei alapján (azt hiszem inkább a látványos bemutatói, mint a többfázisú rendszerek okán) gyakran tartott tudományos előadásokat. Ezeken viszont többször beszámolt olyan gyakorlati eredményeiről, amelyeket a valóságban nem ért el. Vajon ez csak reklám volt, vagy valóban hitte, hogy a fejében működő kísérletei a valóságban is működtek, ki tudja?

Fontos megemlíteni, hogy a korábbiakban leírt, hibás alapokon álló Tesla-kísérletek a hullámaival, egyáltalán nem voltak hiábavalóak! Pontosan nem ismert, de a rádiózás kezdeti szakaszában eredményei és szabadalmai közül jó néhányat fölhasználtak, elsősorban a rezonanciára vonatkozóan és a korai szikraadók is minden bizonnyal a Tesla-transzformátor módosított változatai voltak. Többen Teslát nevezik a rádió feltalálójának. Határozott véleményem, hogy a rádió alapjait a Hertz-Marconi-Popov hármas tette le, Tesla és a csaknem elfeledett Pupin (*) korábbi eredményeinek felhasználásával. Tesla eredményei elismerésre méltóak, de a rádiózás következetes, aprólékos és céltudatos kifejlesztése egyértelműen Marconihoz fűződik.

Tesla élete végéig hitt az éter mint szubsztancia létezésében és elméletében. Ez persze egyáltalán nem befolyásolta kísérleteit.

Különböző áltudományos könyvekben gyakran misztifikálják Teslát. Ezekben a szerzők mindenféle műszaki felfedezést igyekeznek Teslának tulajdonítani. Tény, hogy Tesla a legkülönbözőbb dolgokkal foglalkozott és előadásaiban sok homályos célzást tett a jövőben várható műszaki eredményekre, de mindezeket nem lenne szabad a nevéhez kötni.

A legsötétebb áltudományos fércművek a „free energy” témakörben jelennek meg. Magyarul helytelenül „szabad energia” a fordítása, helyesebben INGYEN energia lenne, ha létezne. Ezt a fogalmat használják a már teljesen lejáratott „örökmozgó” helyett. Ezen írásművek szerint a „szabad energiát előállító” berendezéseket természetesen már rég feltalálták, de ellopták, leégett a laboratórium, elégtek a feljegyzések, stb… Ezen írásművek gyakran hivatkoznak Teslára, mint akinek sikerült „szabad energiát előállító” berendezést készítenie. E hivatkozások könnyedén utalnak Tesla misztikus megfogalmazásaira, de az áltudományos történetek és leírások (pl. térenergiával működő autó) valójában mind kitalációk. Nos, Teslának eszébe sem jutott az ilyen "szabad energia", mindig bőséges mennyiségű hagyományosan megtermelt energiát használt kísérleteihez, néha az erőművet is vészesen túlterhelve.

(*)
Heinrich Rudolf Hertz német fizikus (1857-1894),

Guglielmo Marconi olasz fizikus és mérnök (1874-1934),

Alekszandr Sztyepanovics Popov orosz fizikus (1859-1906),

Mihajlo Idvorski Pupin szerb fizikus (1858-1935),

George Westinghouse mérnök-feltaláló, cégalapító (1846-1914)

John Pierpont Morgan Sr. pénzügyi befektető, bankár (1837-1913)

Wilbur Wright (1867-1912) és Orville Wright (1871-1948)

kerékpárjavítás, -tervezés, -gyártás, repülőgép tervezés és építés

(*)

Könyvek

Beckley T.G. & Swartz T.R.: Men of Mystery: Nikola Tesla and Otis Carr: Weird Inventions Of The Strangest Men Who Ever Lived!

Inner Light-Global Communications Publisher 2012

Kocsis G. István: Nikola Tesla és az univerzum titkai

Kiskapu Kiadó 2018

URL

listverse.com/2014/09/26/10-uncomfortable-truths

https://www.intellectualventures.com/buzz/insights/

https://www.caycon.com/blog/2018/01/teslas-traps

https://teslauniverse.com/nikola-tesla

https://www.smithsonianmag.com/history/

Szabadalmak

US381968 (A) [1888]

ELECTRO-MAGNETIC MOTOR

(Elektromágneses motor)

részlet a 2. igénypontból:

"... the combination of a motor provided with two or more independent magnetizing-coils and an alternating current generator containing induced coils corresponding to the motor coils, and circuits connecting directly the motor and generator coils in such order that the currents developed by the generator will be passed through the corresponding motor-coils and thereby produce a progressive shifting of the poles of the motor ..."

(... két vagy több független mágnesező tekerccsel ellátott motor-kombináció és motor tekercseknek megfelelő indukciós tekercseket tartalmazó váltóáramú generátor és a motor és a generátor tekercseit közvetlenül összekötő áramkörök olyan sorrendben, hogy a generátor által fejlesztett áram a megfelelő motor tekercsen haladjon át és így folyamatosan elfordítja a motor pólusait ...)

US511559 (A) [1893]

ELECTRICAL TRANSMISSION OF POWER

(Energia elektromos továbbítása)

részlet a leírásból:

"... In either event I make due provision for maintaining a difference of phase between the currents in the two circuits or branches ..."

(... Mindegyik esetben biztosítom a fáziskülönbség fenntartását a két áramkör vagy ág között ...")

Válogatott további szabadalmi dokumentumok (címek):

CA30172 (A) [1888] METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING AND DISTRIBUTING ELECTRIC CURRENTS
(Módszer és berendezés elektromos áram átalakítására és elosztására)

CA33317 (A) [1890] METHOD AND APPARATUS FOR CONVERTING ALTERNATING INTO DIRECT CURRENTS
(Módszer és berendezés váltóáram egyenárammá alakítására)

GB190014550 (A) [1901] IMPROVEMENTS RELATING TO THE INSULATION OF ELECTRIC CONDUCTORS
(Fejlesztés elektromos vezetők szigetelésére)

US685958 (A) [1901] METHOD OF UTILIZING RADIANT ENERGY
(Módszer energiasugárzás hasznosítására)

US685955 (A) [1901] APPARATUS FOR UTILIZING EFFECTS TRANSMITTED FROM A DISTANCE TO A RECEIVING DEVICE THROUGH NATURAL MEDIA
(A fogadó eszközhöz természetes közegen át érkező távlati hatások hasznosítására szolgáló berendezés)

US685012 (A) [1901] MEANS FOR INCREASING THE INTENSITY OF ELECTRICAL OSCILLATIONS
(Elektromos oszcilláció intenzitásának növelése)

US725605 (A) [1903] SYSTEM OF SIGNALING
(Jelzőrendszer)

US787412 (A) [1905] ART OF TRANSMITTING ELECTRICAL ENERGY THROUGH THE NATURAL MEDIUMS
(Elektromos energiaátvitel természetes közegben)

CA142352 (A) [1912] ELECTRICAL ENERGY TRANSMISSION
(Elektromos energiaátvitel)

US1119732 (A) [1914] APPARATUS FOR TRANSMITTING ELECTRICAL ENERGY
(Elektromos energiaátviteli berendezés)

US1113716 (A) [1914] FOUNTAIN
(Szökőkút)

US1266175 (A) [1918] LIGHTNING-PROTECTOR
(Villámlás védelem)

Video (53 min)

Nikola Tesla

- GL -

A szerző ipari K+F és felsőfokú oktatási gyakorlattal rendelkező okleveles villamos szakmérnök.