Американский инженер и промышленник (Джордж Вестингауз)
Джордж Вестингауз был американским инженером и предпринимателем, он изобрел железнодорожный пневматический тормоз и участвовал в становлении электротехнической промышленности, получив свой первый патент в 22 года. Находясь на протяжении большей части своей карьеры в Питтсбурге, штат Пенсильвания, Вестингауз был одним из главных соперников Томаса Эдисона на заре построения американской системы электричества. Созданная Вестингаузом система распределения электроэнергии, основанная на переменном токе, в конечном итоге возобладала над идеей передачи постоянного тока, которую упрямо отстаивал Эдисон.
Джордж Вестингауз родился в 1846 году в деревне Централ Бридж, штате Нью-Йорк, в семье владельца механической мастерской. С младых ногтей он проявил талант к технике и ведению бизнеса. В возрасте пятнадцати лет, когда началась Гражданская война, Вестингауз вступил в Нью-Йоркскую Национальную гвардию и служил, пока родители не убедили его вернуться домой. В апреле 1863 года он уговорил их позволить ему снова пойти в армию, в результате чего поступил на службу в Нью-Йоркскую кавалерию и дослужился до звания капрала. В декабре 1864 года Джордж ушел из армии, чтобы поступить на службу в военно-морской флот в должности временного третьего помощника инженера на канонерскую лодку Muscoota, где прослужил до конца войны. После демобилизации в августе 1865 года он вернулся к своей семье в город Скинектеди и поступил в Юнион Колледж, однако потерял интерес к учебной программе и бросил его в первом семестре.
От "кофейника на колесах" - к вагонным пневматическим тормозам
Вестингаузу было 19 лет, когда он создал свое первое изобретение, - роторный паровой двигатель. Он также разработал так называемый «фермерский двигатель Вестингауза» - небольшой паровой мотор с горизонтальным цилиндром и вертикальным котлом. Этот агрегат, напоминавший кофейник на колесах, перевозился на конной тяге с фермы на ферму. В возрасте 21 года Джордж изобрел «установщик вагонов», - механизм для возврата сошедших с рельсов железнодорожных вагонов назад на пути, и реверсивную стрелку, - устройство, использовавшееся на стрелочном переводе, чтобы направлять поезда на один из двух путей.
В 1867 году Вестингауз повстречал Маргарет Эрскин Волкер и вскоре вступил с ней в брак. Они прожили вместе 47 лет, и у них родился один сын. Как-то раз Вестингауз стал свидетелем железнодорожной аварии, перед которой два машиниста видели друг друга, но не смогли своевременно остановить свои поезда, так как тормозным кондукторам было нужно потратить немало времени, бегая с вагона на вагон по узким мостикам и притормаживая каждый вагон вручную. В 1869 году в возрасте 22 лет Вестингауз изобрел железнодорожную тормозную систему на сжатом воздухе. Она состояла из компрессора на локомотиве, баллона и специального клапана на каждом вагоне, а также трубки с гибкими соединениями, тянувшейся вдоль всего поезда, заполнявшей баллоны и управлявшей тормозами. Эту безотказную систему, позволявшую машинисту включать тормоза у всех вагонов сразу, Вестингауз запатентовал 28 октября 1873 года. Впоследствии была создана Компания пневматических тормозов Вестингауза (WABCO), чтобы производить и продавать изобретенное им устройство, которое нашло широкое применение на железных дорогах.
Тормозные механизмы, установленные на современных поездах, представляют собой различные модификации этой разработки. Пневматические тормоза подобной конструкции можно обнаружить и на тяжелых грузовиках. Вестингауз также стремился внести многочисленные улучшения в устройство железнодорожных сигналов, которые в то время были основаны на масляных лампах. В 1881 году он основал компанию Union Switch and Signal, чтобы выпускать изобретенные им сигнальные и переключающие устройства.
Решил вопрос передачи электроэнергии на большие расстояния
В 1879 году Томас Эдисон существенно улучшил устройство лампы накаливания и осознал необходимость в создании электрической распределительной системы, которая была призвана обеспечить питание для нужд освещения. 4-го сентября 1882 года Эдисон ввел в действие первую в мире систему распределения электроэнергии, которая подавала постоянный ток напряжением 110 вольт пятидесяти девяти потребителям в нижнем Манхэттене. Главным недостатком эдисоновской сети питания, по которой подавался постоянный ток низкого напряжения, был ее короткий диапазон действия, из-за чего централизованные станции могли обеспечить потребителей током только в пределах мили от каждой из них.
Вестингауз, проявлявший интерес к системам газораспределения и телефонной связи, обратил свое внимание и на сети для передачи электроэнергии. В 1884 году он начал развивать свою собственную осветительную систему на основе постоянного тока и для ее разработки нанял физика Уильяма Стэнли. В 1885 году из британского технического журнала Engineering Вестингауз узнал про новые европейские технологии, основанные на переменном токе. Система питания переменным током позволяла повышать напряжение с помощью трансформатора для передачи электричества на большие расстояния без тех значительных потерь энергии, которые происходили при передаче постоянного тока, а затем понижать напряжение другим трансформатором перед подачей энергии в потребительскую сеть.
Благодаря способности переменного тока преодолевать большое расстояние, что было особенно важно для подачи электричества в неравномерно заселенные городские кварталы,
Вестингауз увидел возможность разработать конкурентоспособную энергосистему вместо того, чтобы создавать малоинтересную для рынка другую осветительную систему на постоянном токе. Использование эдисоновской системы передачи постоянного тока, основанной на централизованных станциях с малым радиусом охвата означало, что за пределами их действия оставались хаотично разбросанные группы необеспеченных электричеством потребителей, которым Вестингауз мог легко подать переменный ток.
В 1885 году он импортировал трансформаторы Голарда-Гиббса и генератор переменного тока Siemens, чтобы начать в Питтсбурге опыты с сетями переменного тока. Трансформаторы переменного тока на тот момент уже не были новыми устройствами, однако конструкция Голарда-Гиббса оказалась одной из первых, которая была простой в изготовлении. Стэнли при содействии инженеров Альберта Шмида и Оливера Шелленбергера улучшил конструкцию трансформатора Голарда-Гиббса и создал первый удобный трансформатор для использования в цепях переменного тока. В 1886 году Вестингауз и Стэнли собрали первую систему питания переменным током в городе Грейт Баррингтон, штат Массачусетс. К ней был подключен гидроэлектрический генератор, который производил переменный ток напряжением 500 вольт. Для передачи оно повышалось до 3000 вольт и в конечном пункте понижалось до 100 вольт, чтобы включить электрические фонари. В том же году Вестингауз создал "Westinghouse Electric & Manufacturing Company", которую в 1889 году переименовал в "Westinghouse Electric Corporation".
Начал "войну токов" с Эдисоном
В течение года его фирма установила еще 30 осветительных систем на переменном токе и к концу 1887-го в ее распоряжении имелось 68 электростанций на переменном токе, при этом эдисоновская инфраструктура передачи постоянного тока содержала уже 121 станцию. Расширение вестингаузовской системы распределения переменного тока привело его в состояние острой конфронтации с Эдисоном. Эта вражда получила известность как «война токов».
В конце 1886 года Эдисон сказал коллегам, что Вестингауз своим переменным током убьет клиента в течение шести месяцев, и в 1887-м году в письме в комитет штата Нью-Йорк в качестве менее жестокого метода казни вместо повешения предложил подводить к заключенному провода от генератора переменного тока Вестингауза. В феврале 1888 года Эдисон начал кампанию в СМИ, утверждая, что высоковольтные системы на переменном токе были опасны. Вестингауз ответил, что риски можно было держать под контролем, а преимущества системы на переменном токе перевешивали создававшиеся ею угрозы. Эдисон также хотел, чтобы в нескольких штатах были приняты законы, ограничивающие напряжение передаваемой энергии уровнем в 800 вольт, но ему это не удалось.
В области технологий, основанных на использовании переменного тока, Вестингаузу пришлось конкурировать с Электрической компанией Томсона-Хьюстона. К концу 1887 года она построила 22 электростанции и к 1889 году выкупила третьего конкурента, работавшего с переменным током - Brush Electric Company. Фирма Томсона-Хьюстона расширяла свой бизнес, при этом пытаясь избежать патентных конфликтов с Вестингаузом, и действовала такими методами, как заключение соглашения о разделе освещаемых территорий, выплата отчислений за использование патента на трансформатор Стэнли и разрешение Вестингаузу использовать ее патент на лампу накаливания Сойера-Мэна.
После трагической гибели нью-йоркского мальчика, случайно задевшего упавший телеграфный провод, по которому проходил переменный ток, консультант по электричеству Гарольд Браун послал 5 июня 1888 года письмо редактору New York Evening Post. Там говорилось, что переменный ток был опасен по своей природе и ставился вопрос: почему «общественность должна смириться с постоянной опасностью неожиданной смерти» лишь для того, чтобы коммунальные предприятия могли пользоваться более дешевой системой на переменном токе. Браун настойчиво лоббировал в газетах принятие регламента для использования переменного тока и даже демонстративно убил им собаку в Колумбийском колледже, чтобы показать, какую огромную опасность таил в себе этот ток.
В свою очередь, в письмах, отправленных в разные газеты, Вестингауз обратил их внимание на то, сколько пожаров произошло из-за оборудования, подключенного к сетям постоянного тока, и что Браун, очевидно, состоял на службе у Эдисона, что Браун отрицал.
Конкурирующей фирме пришлось признать победу Вестингауза
Став консультантом нью-йоркской коллегии, ответственной за поиск нового метода казни приговоренных к смерти заключенных, Браун настаивал на том, чтобы переменный ток применялся в недавно разработанном электрическом стуле. В августе 1889 года New York Sun опубликовала письма, украденные из офиса Брауна, которые создавали впечатление, что тот получал указания и деньги от компании Эдисона и компании Томсона-Хьюстона, которая также сотрудничала с Брауном, чтобы тайно приобрести три бывших в употреблении генератора переменного тока Вестингауза для тюрем, где это оборудование планировалось использовать при проведении казней. В августе 1890 года каторжник Вильям Кеммлер стал первым человеком, которого казнили с применением электрического стула. Чтобы защитить Кеммлера, Вестингауз нанял лучшего адвоката, и юрист осудил убийство током как форму «жестокого и необычного наказания», не допустимого согласно Конституции США.
"Война токов" закончилась, когда финансисты, в том числе Дж. П. Морган, заставили Edison Electric начать работать с переменным током и выдавили из игры Томаса Эдисона. В итоге в 1890 году Машиностроительный завод Эдисона начал разрабатывать технику, использующую в своей работе переменный ток. К 1892 году Томас Эдисон больше не имел контроля над своей собственной компанией, она была объединена с Thomson-Houston Electric Company в фирму General Electric, - конгломерат, в распоряжении которого оказались все патенты Томсона-Хьюстона на разработки в области переменного тока.
В это время Вестингауз продолжал направлять деньги и инженерные ресурсы на создание полностью объединенной системы на переменном токе. Чтобы заполучить контроль над ламповыми патентами Сойера-Мэна, он в 1888 году приобрел компанию Consolidated Electric Light. В апреле того же года инженер Вестингауза Оливер Шелленбергер разработал индукционный счетчик, в котором использовалось вращающееся магнитное поле. Такая же измерительная технология применяется и сегодня, в начале 21 столетия. Одним из заключительных элементов, которые требовались системе на переменном токе, чтобы соперничать с системами на постоянном токе, был электрический мотор. В конце 1887 года Никола Тесла подал заявки на американские патенты на полифазные двигатели, работавшие на переменном токе. Его уникальный двухфазный индукционный мотор был основан на принципе вращающегося магнитного поля.
В 1888 году Вестингауз узнал про Теслу и встретился с ним в Нью-Йорке. Они хорошо поладили, и Вестингауз купил исключительные права на некоторые патенты Теслы, а также уговорил его провести один год в своей электрической компании и продолжить работу над мотором, работавшим на переменном токе. Необходимость в создании эффективного полифазного двигателя объяснялась тем, что он имел простую конструкцию и обладал способностью к самозапуску. Датой начала широкого применения полифазного мотора на переменном токе можно считать 1888 год. Среди прочих специалистов, нанятых Вестингаузом, были Альберт Шмид, швейцарский разработчик электрических и механических устройств, трудившийся в Европе над некоторыми из самых первых динамо-машин и системами дуговых ламп, а также Гвидо Панталеони, Лоялл Озборн, Реджинальд Белфилд, Чарльз Скотт, и Льюис Стиллвелл.
В 1893 году Джордж Вестингауз выиграл тендер на освещение с помощью переменного тока проводившейся тогда в Чикаго Всемирной Колумбовой выставки, обойдя заявку General Electric на миллион долларов. На этой выставке целое здание предоставили специально для электрических экспонатов. Она стала ключевым событием в истории развития электротехники, связанной с переменным током, так как Вестингауз показал американской публике безопасность, надежность и эффективность полностью объединенной системы, работавшей на переменном токе.
Неутомимый бизнесмен, "изобретатель" вечного двигателя, бессмертная душа своей компании
В 1889 году Вестингауз приобрел несколько рудников в горах Патагонии в юго-восточной Аризоне и создал Duquesne Mining & Reduction Company. Спустя год он основал населенный пункт Дюкейн, сегодня ставший городом-призраком, чтобы разместить там штаб-квартиру своей компании. В Дюкейне Вестингауз жил в большом викторианском каркасном доме, который сохранился до сих пор, однако в полуразрушенном состоянии. Население Дюкейна превысило тысячу человек, и рудник вышел на пик добычи в середине 1910-х годов.
В связи с расширением сетей передачи переменного тока Вестингауз заинтересовался производством электроэнергии. Поначалу доступными генерерирующими мощностями были гидротурбины там, где имелся доступ к водопадам, и возвратно-поступательные паровые двигатели там, где водопадов поблизости не было. Вестингауз понимал, что такие паровые двигатели были неуклюжими и неэффективными и потому хотел разработать некую разновидность вращательного двигателя, который должен был получиться более элегантным и эффективным.
На протяжении почти всей своей жизни Вестингауз много трудился и изобретал. Подобно Эдисону, он обладал практической и экспериментальной жилкой. В какой-то момент Вестингауз начал работать над тепловыми насосами, которые обеспечивали нагрев и охлаждение, и верил, что мог извлечь достаточно энергии из механического процесса, чтобы система сама поддерживала свою работу. Любой современный инженер легко определит, что Вестингауз хотел создать не что иное, как вечный двигатель. Возможно, это понял и британский физик лорд Кельвин, состоявший в переписке с Вестингаузом и сообщивший ему, что тот пытался нарушить законы термодинамики. Вестингауз ответил, что для него это не имело никакого значения, ведь если и не удастся построить вечный двигатель, то у него все равно появится тепловой насос, который можно было запатентовать и продать. В начале столетия начала развиваться автомобильная промышленность, и Вестингауз, вернувшись к своим более раним изобретениям, разработал амортизатор на сжатом воздухе для автомобильной подвески. Он оставался капитаном американской промышленности вплоть до 1907 года, когда финансовая паника привела к его уходу с руководящего поста в компании. К 1911 году он уже не проявлял активности в бизнесе, и его здоровье пришло в упадок.
Джордж Вестингауз всегда трудился, вдохновляясь идеалами, и пытался произвести совершенный продукт, однако не все, к чему он прикасался, превращалось в технический шедевр. Как и другие большие изобретатели, он прошел через ряд неудач. Например, его роторный паровой двигатель не стал коммерчески успешным. Он много лет проработал над паровой турбиной, однако в конечном итоге купил чертежи английской паровой турбины Парсонса, потому что она была лучше. Менеджер выставки, прошедшей в 1893 году, сказал, что Джордж Вестингауз был чрезвычайно скромным человеком, очень непритязательным и чуть ли не застенчивым. Он не любил заниматься саморекламой, однако всячески поддерживал популяризацию продукции и деятельности своей фирмы. Поэтому имя Вестингауза стало синонимом инициативы, смелости и достижений, а также превратилось в самый ценный актив его электротехнической компании. Про него говорили, что он был душой предприятий, которые создал, и эта душа бессмертна. Вот почему сегодня имя Вестингауза в общественном сознании связано в первую очередь с названием его компании.
«Если когда-нибудь про меня скажут, что моей работой я неким образом сделал своего сотрудника богаче и счастливей, я буду доволен»
12.12.2015, 15:56
Re: Американский инженер и промышленник (Джордж Вестингауз)
Похожие темы
