«Эдисон: Его жизнь и изобретения»

Хотя в течение многих років он не уделял внимания теме генераторов, интересный пример его проницательного метода преодоления мелких трудностей имел место во время подготовки настоящих томов (1909 год). Уголь для коллекторных щеток в некоторых случаях был заменен графитом, причем последний материал оказался гораздо более выгодным с электрической точки зрения. Однако возникли проблемы по той причине, что, если уголь был твердым и стирал слюдяную изоляцию одновременно с медью, то графит, будучи более мягким, стирал только медь, оставляя выступы из слюды и тем самым вызывая искрение из-за неравномерного контакта. В этот момент Эдисона попросили диагностировать проблему и найти средство ее решения. Он предложил вырезать кусочки слюды почти до самого дна, оставив пластины коллектора разделенными воздушными зазорами. Этому решению возражали на том основании, что частицы графита закроют эти воздушные зазоры и вызовут короткое замыкание. Его ответ заключался в том, что воздушные зазоры и составляли ценность его плана, так как попадающие в них частицы графита будут выбрасываться наружу под действием центробежной силы при вращении коллектора. Именно так все и произошло на самом деле, и проблема была устранена. Впоследствии эта идея была перенята крупным производителем генераторов.

XI. ФИДЕРНАЯ СИСТЕМА ЭДИСОНА

Цитируя преамбулу к спецификации патента США № 264 642, выданного Томасу А. Эдисону 19 сентября 1882 года: «Это изобретение относится к способу выравнивания напряжения или "давления" тока во всей системе электрического освещения или другого преобразования электрической силы, предотвращающего то, что обычно называется "падением" в тех частях системы, которые более удалены от центральной станции...»

Проблемой, которую решила фидерная система Эдисона, была проблема равномерного распределения тока в больших масштабах на обширных территориях, с тем чтобы можно было поддерживать постоянное и равномерное электрическое напряжение в каждой части распределительной зоны без непомерных затрат меди на магистрали и проводники.

Эта проблема имела двоякий аспект, хотя каждая ее сторона была неразрывно связана с другой. С одной стороны, в системе освещения очевидно требовалось, чтобы каждая лампа имела стандартную силу света и была пригодна для взаимозаменяемого использования в любой части системы, обеспечивая одинаковую степень освещенности в каждой точке, будь то вблизи или вдали от источника электрической энергии. С другой стороны, это должно было достигаться с помощью системы проводников, спроектированных и расположенных таким образом, чтобы при обеспечении требуемого таким образом равного напряжения их масса и, как следствие, стоимость не выходили за рамки практичных и коммерчески экономичных инвестиций.

Важность этого изобретения можно лучше понять и оценить, если бросить беглый взгляд на состояние техники в 1878–1879 годах, когда Эдисон проводил финальную серию исследований, увенчавшихся изобретением лампы накаливания и СИСТЕМЫ освещения. В то время и в течение нескольких предшествующих лет научный мир работал над «дроблением электрического света», как это тогда называлось. Некоторые ведущие авторитеты заявляли, что достижение этого в каких-либо масштабных условиях абсолютно невозможно, в то время как лишь очень немногие другие, с более оптимистичным складом ума, не видели просвета во тьме, но с надеждой ждали будущих разработок со стороны таких деятелей, как Эдисон.

Более ранние исследователи, включая тех, что относились к вышеназванному периоду, рассматривали проблему как предполагающую дробление ФИКСИРОВАННОЙ ЕДИНИЦЫ тока, которая, будучи достаточной для освещения одной большой лампы, могла быть разделена на несколько малых единиц, суммарный свет которых был бы равен силе света этой большой лампы. Однако в ходе экспериментов было обнаружено, что достигается противоположный эффект, поскольку с каждой дополнительной лампой, введенной в цепь, общая сила света уменьшалась вместо того, чтобы увеличиваться. Если они соединялись последовательно, то свет изменялся обратно пропорционально КВАДРАТУ количества ламп в цепи; если же они включались параллельно (в многократную дугу), то свет уменьшался пропорционально КУБУ количества ламп в цепи. [29] Идея поддержания постоянного потенциала и ПРОПОРЦИОНИРОВАНИЯ ТОКА в зависимости от количества ламп в цепи не приходила в голову большинству этих ранних исследователей как осуществимый метод преодоления предполагаемой трудности.

[Сноска 29: Господин Фонтен в своей книге об электрическом освещении (1877) показал, что при токе батареи, состоящей из шестнадцати элементов, одна лампа давала освещение, равное 54 горелкам; в то время как две аналогичные лампы при параллельном включении давали свет всего 6 1/2 горелок в общей сложности; три лампы — всего 2 горелок в общей сложности; четыре лампы — всего 3/4 одной горелки, а пять ламп — 1/4 горелки.]

Кажется также, что, хотя общий метод размещения экспериментальных ламп параллельно был известен в этот период, идея «падения» электрического напряжения понималась несовершенно, если вообще осознавалась, как важнейший фактор, который необходимо учитывать при попытке решения проблемы. По сути, исследователи, предшествовавшие Эдисону, вообще не вынашивали идею «системы»; поэтому неудивительно обнаружить, что они сильно отклонились от правильной теории дробления электрического тока. Можно легко поверить, что термин «дробление» вводил в заблуждение этих ранних экспериментаторов. На очень короткое время Эдисон тоже заблуждался подобным образом, но как только он понял, что проблема заключается в МНОГОКРАТНОМ УВЕЛИЧЕНИИ ЕДИНИЦ ТОКА, родилась его масштабная концепция «системы».

Вообще говоря, все проводники электричества оказывают большее или меньшее сопротивление прохождению через них тока, и в технической терминологии электротехнической науки слово «падение» (когда оно используется применительно к распределительной системе) применяется для обозначения падения или потери исходного электрического напряжения, возникающего из-за сопротивления, оказываемого медными проводниками, ведущими от источника энергии к лампам. Результатом этого сопротивления является преобразование или трансформация части электрической энергии в другую форму — а именно в тепло, которое в проводниках является БЕСПОЛЕЗНЫМ и расточительным, до некоторой степени неизбежным на практике, но которого следует избегать и с которым нужно бороться по мере возможности.

Правда, в системе электрического освещения также происходит падение или потеря электрического напряжения при преодолении гораздо большего сопротивления нити накала в лампе накаливания. В этом случае также происходит преобразование энергии, но здесь оно служит ПОЛЕЗНОЙ цели, так как энергия преобразуется в форму света посредством накала нити. Такое преобразование называется «работой» в отличие от «падения», хотя в каждом случае задействовано падение исходного электрического напряжения.

Процент «падения» варьируется в зависимости от количества меди, используемой в проводниках, как по поперечному сечению, так и по длине. Чем меньше площадь поперечного сечения, тем выше процент падения. Практическим следствием этого падения будет потеря освещенности в лампах по мере удаления от источника энергии. Это можно проиллюстрировать простой диаграммой, на которой G — генератор или источник энергии, подающий ток с потенциалом или электрическим напряжением 110 вольт; 1 и 2 — главные проводники, от которых по разветвленным цепям питаются 110-вольтовые лампы L. Следует понимать, что цепи, представленные на рис. 1, теоретически предполагаются простирающимися на большую площадь. Главные проводники имеют достаточно большое поперечное сечение, чтобы оказывать лишь небольшое сопротивление в тех частях, которые сравнительно близки к генератору, но по мере того, как ток проходит по их большой длине, происходит постепенное увеличение сопротивления, которое нужно преодолевать, и, следовательно, падение возрастает, как показывают цифры. Результатом падения в таком случае будет то, что в то время как две лампы или группы, ближайшие к генератору, будут гореть с надлежащей степенью освещенности, те, что находятся дальше, будут давать все меньшую и меньшую силу света последовательно, пока последняя лампа или группа не станет давать лишь около двух третей света первых двух. Другими словами, очень небольшое падение напряжения означает непропорционально большую потерю освещенности. Следовательно, при использовании примитивной системы распределения, подобной показанной на рис. 1, исходное напряжение должно было бы быть настолько высоким для получения надлежащей силы света на конце цепи, что лампы, ближайшие к генератору, опасно перегревались бы. В качестве решения этой проблемы можно было бы предложить использование ламп разного напряжения. Но поскольку мы рассматриваем системы разветвленного распределения, использующие огромное количество ламп (как в Нью-Йорке, где используются миллионы), станет очевидно, что такой метод привел бы к неразберихе и поэтому был бы абсолютно исключен. Поскольку процент падения уменьшается пропорционально увеличению поперечного сечения проводников, единственным осуществимым планом казалось бы увеличение их размера до таких габаритов, чтобы полностью исключить падение, начиная с проводников большого поперечного сечения и сужая их по мере необходимости. Это действительно устранило бы проблему, но, с другой стороны, породило бы куда более серьезную трудность — а именно огромные затраты на медь; затраты настолько большие, что они абсолютно исключались при рассмотрении электрического освещения крупных районов, как это практикуется в настоящее время.

Другая диаграмма, вероятно, сделает это более понятным. Ссылочные цифры используются так же, как и раньше, за исключением того, что горизонтальные линии, отходящие от квадрата с буквой G, представляют главные проводники. Поскольку каждая лампа требует и забирает свою долю от общего генерируемого тока, очевидно, что размер проводников для переноса тока для ряда ламп должен быть равен сумме ВСЕХ отдельных проводников, которые потребовались бы для доставки необходимого количества тока к каждой лампе по отдельности. Следовательно, в примитивной параллельной системе было обнаружено, что система должна иметь проводники размером, равным совокупности индивидуальных проводников, необходимых для каждой лампы. Такие проводники могли быть либо раздельными, как показано выше (рис. 2), либо собранными в пучок, либо выполненными в виде сплошного сужающегося проводника, как показано на следующей фигуре:

Огромная масса меди, необходимая в такой системе, может быть лучше понята на конкретном примере. Несколько лет назад мистер В. Д. Дженкс произвел сравнительный расчет, который показал, что такая система проводников (известная как «древовидная» система) для питания 8640 ламп на территории, простирающейся на столь небольшой участок, как девять городских кварталов, потребовала бы 803 250 фунтов меди, что при тогдашней цене в 25 центов за фунт обошлось бы в 200 812,50 доллара!

Таково вкратце было состояние техники в целом в вышеназванный период (1878–1879 гг.). Еще в конце 1878 года Эдисон развил свои идеи настолько, чтобы определить, что проблема электрического освещения с помощью малых единиц может быть решена путем использования ламп накаливания с высоким сопротивлением и малой излучающей поверхностью, а также путем распределения к ним токов постоянного потенциала параллельно посредством разветвления проводников, начинающихся от центрального источника и расходящихся от него во всех направлениях. Это было эквивалентно методу, проиллюстрированному на рис. 3 и известному как «древовидная» система, и фактически представляло собой систему, использованную Эдисоном на первой знаменитой выставке его электрического света в Менло-Парке в рождественские дни 1879 года. Однако он понимал, что огромные инвестиции в медь будут препятствовать коммерческому внедрению электрического освещения в широких масштабах. Его следующим шагом изобретателя стало разделение крупного городского района на ряд небольших подстанций, подающих ток через взаимосвязанную сеть проводников, что позволило в некоторой степени сократить расходы на медь, поскольку каждая распределительная единица была небольшой и ограничивала падение.

Его следующим шагом стало радикальное продвижение состояния техники к фидерной системе, охватываемой рассматриваемым ныне патентом. Это изобретение смело древовидную и другие системы и единым махом породило возможность эффективного распределения больших токов по обширным территориям при коммерчески разумных инвестициях в медь.

Фундаментальными принципами этого изобретения были, во-первых, полное отсечение любого прямого соединения главных проводников с источником энергии; и, во-вторых, подача тока при постоянном потенциале в центральные точки таких главных проводников с помощью других проводников, называемых «фидерами», которые должны были соединяться непосредственно с источником энергии на центральной станции. Эта идея станет яснее при обращении к следующей простой диаграмме, на которой используются те же буквы, что и раньше, с добавлениями:

В дальнейшее пояснение диаграммы можно считать, что магистрали проложены на улице вдоль городского квартала, на некотором расстоянии от станции, в то время как фидеры соединены одним концом с источником энергии на станции, а их другие оконечности подсоединены к магистралям в центральных точках распределения. Разумеется, эта система предназначалась для применения в каждой части района, снабжаемого током, причем от станции к различным центрам расходились отдельные комплекты фидеров. Распределительные магистрали должны были иметь достаточно большой размер, чтобы между их самыми крайними точками потеря составляла не более 3 вольт. Такая небольшая разница не создавала бы заметных колебаний силы света ламп.

Благодаря применению этих принципов неизбежная, но бесполезная потеря, или «падение», требуемая из соображений экономии, могла допускаться, но ЛОКАЛИЗОВАТЬСЯ В ФИДЕРАХ, где она не влияла бы на равномерность освещения ламп ни в одной из цепей, будь то вблизи или вдали от станции, поскольку любые колебания потерь в фидерах не приводили бы к аналогичным колебаниям ни в одной ламповой цепи. Фидеры могли эксплуатироваться при любом желаемом проценте потерь, обеспечивающем экономию меди, до тех пор, пока они доставляли ток к главным проводникам при потенциале, представленном средним напряжением ламп.

Таким образом, фидеры можно было делать сравнительно небольшими по поперечному сечению. Сразу станет понятно, что, поскольку магистрали требовалось прокладывать ТОЛЬКО вдоль освещаемых кварталов, и не требовалось вести их до самой центральной станции (которая могла находиться в полумиле или более отсюда), экономия меди за счет фидерной системы Эдисона была колоссальной. Действительно, упомянутый выше сравнительный расчет мистера Дженкса показывает, что для работы того же количества светильников на той же обширной территории фидерная система потребовала бы всего 128 739 фунтов меди, что при тогдашней цене в 25 центов за фунт обошлось бы всего в 39 185 долларов, то есть ЭКОНОМИЯ составила бы 168 627,50 доллара на медь в этом очень небольшом районе всего из девяти кварталов.

Дополнительная наглядная иллюстрация представлена на следующей схеме, где сравнительные массы меди древовидной и фидерной систем для переноса одного и того же тока показаны бок о бок:

XII. ТРЕХПРОВОДНАЯ СИСТЕМА

ЭТО изобретение защищено патентом США № 274 290, выданным Эдисону 20 марта 1883 года. Целью изобретения было обеспечение повышенной экономии количества меди, используемой для главных проводников в установках электрического света и силы значительного масштаба, при одновременном сохранении раздельного и независимого управления каждой лампой, мотором или другим преобразующим устройством в любой из различных распределительных цепей.

Непосредственно перед этим изобретением наивысший уровень техники распределения электроэнергии был представлен фидерной системой Эдисона, которая уже была описана как прямая параллельная система, где экономия меди достигалась за счет использования отдельных комплектов проводников, питающих током стандартного потенциала или электрического давления магистрали в центрах распределения.

Следует иметь в виду, что лампа накаливания, принятая в то время за стандарт (и остававшаяся таковой по сей день), представляла собой лампу на 110 вольт или около того. Поэтому, используя слово «стандартный», мы подразумеваем, что оно относится к лампам примерно с таким напряжением, а также к электрическим цепям с приблизительным потенциалом для их работы.

Кратко говоря, принцип, заложенный в трехпроводной системе, заключается в создании главных цепей удвоенного стандартного потенциала для питания стандартных ламп или других преобразующих устройств в многократном последовательном соединении по две на каждую цепь; и с целью обеспечения независимого индивидуального управления каждой единицей — в разделении каждой главной цепи на любое желаемое количество ответвленных цепей стандартного потенциала (надлежащим образом сбалансированных) с помощью центрального компенсационного проводника, который в норме был бы нейтральным, но предназначался для переноса любого незначительного избытка тока, который мог бы протечь из-за временного нарушения баланса какой-либо из сторон главной цепи.

Обращение к следующим диаграммам прояснит этот принцип лучше, чем одни слова. Для большей ясности мы сначала покажем простую многократную последовательную систему.

На этой диаграмме G<1S> и G<2S> представляют два генератора, каждый из которых производит ток с потенциалом 110 вольт. При их последовательном соединении этот потенциал удваивается, образуя главную цепь (P и N) на 220 вольт. Цифры с буквой L обозначают восемь ламп по 110 вольт каждая, соединенных последовательно по две в четырех ответвленных цепях. Стрелки указывают направление течения тока. При этом методе каждая пара ламп потребляет в совокупности лишь то же количество или объем тока, который требуется одной лампе в простой параллельной системе; и поскольку поперечное сечение проводника зависит от количества переносимого тока, такое расположение, как описано выше, позволило бы использовать проводники с площадью поперечного сечения всего в четыре раза меньше, чем потребовалось бы в противном случае. С точки зрения экономии инвестиций такое расположение было бы весьма желательным, но с коммерческой точки зрения оно непрактично, так как принцип независимого управления каждой единицей был бы утерян, поскольку выключение лампы в любой серии означало бы и угасание ее пары. Обратившись к диаграмме, можно увидеть, что каждая пара образует один непрерывный путь между главными проводниками, и если этот путь прерывается в любой точке, ток немедленно перестает течь в этой конкретной серии.

Эдисон своим изобретением трехпроводной системы полностью преодолел эту трудность и в то же время сохранил приблизительно экономию меди, что будет очевидно из следующей иллюстрации этой системы в ее простейшем виде.

Цифры на схеме аналогичны тем, что были на предыдущей диаграмме, и все условия также одинаковы, за исключением того, что здесь вводится центральный компенсационный или балансировочный проводник PN. Он технически называется «нейтральным» проводом, и в выполнении его функций кроется решение проблемы экономичного распределения. Теоретически трехпроводная установка равномерно сбалансирована путем разводки на равное количество ламп с обеих сторон. Если бы все эти лампы всегда зажигались, горели и гасли одновременно, центральный проводник действительно оставался бы нейтральным, так как через него не проходил бы никакой ток, кроме как от лампы к лампе. Однако на практике такие идеальные условия недостижимы, отсюда и необходимость наличия средства балансировки для поддержания принципа независимого управления каждой единицей.

Будет очевидно, что расположение, показанное на рис. 2, фактически включает две цепи, объединенные в одну систему, в которой центральный проводник PN в случае необходимости выполняет две роли — а именно роль отрицательного для генератора G<1S> или роль положительного для генератора G<2S>, хотя в норме он нейтрален. У системы есть две стороны: положительная сторона представлена проводниками P и PN, а отрицательная сторона — проводниками PN и N. Каждая сторона, если рассматривать ее отдельно, имеет потенциал около 110 вольт, однако потенциал двух внешних проводников P и N составляет 220 вольт. Лампы рассчитаны на 110 вольт.

При практическом использовании работа системы выглядит следующим образом: если все лампы зажжены, ток течет по P и через каждую пару ламп к N, и так обратно к источнику энергии. В этом случае баланс сохраняется, и центральный проводник остается нейтральным, так как по нему к источнику энергии не течет обратный ток. Но предположим, что одна лампа на положительной стороне погашена. Ни одна из других ламп от этого не страдает, но система немедленно выходит из баланса, и на положительной стороне возникает избыток тока соответствующей величины, который течет по центральному проводнику или через него и возвращается к генератору, благодаря чему центральный проводник на это время становится отрицательным для этой стороны системы. Если бы погасшая лампа была одной из тех, что находятся на отрицательной стороне системы, наблюдались бы аналогичные результаты, за исключением того, что центральный проводник на время стал бы положительным для этой стороны, а избыток тока потек бы через отрицательный проводник N обратно к источнику энергии. Таким образом, можно видеть, что трехпроводная система, рассматриваемая в целом, является гибкой, поскольку она может работать как одна цепь в сбалансированном состоянии и как две в несбалансированном, но в любом случае обеспечивая независимое управление каждой единицей.

Для простоты иллюстрации использовалось ограниченное количество цепей, показанных на рис. 2. Однако на практике, когда используется огромное количество ламп (как, например, в Нью-Йорке, где около 7 000 000 ламп работают от различных центральных станций), постоянно происходит большее или меньшее изменение баланса многих цепей, простирающихся на значительные расстояния, но, разумеется, имеется суммарный результат, который всегда оказывается на той или иной стороне системы в данный момент времени, и с этим борются путем соответствующей регулировки на надлежащем генераторе на станции.

Чтобы сделать объяснение полным, приведена еще одна диаграмма, показывающая несбалансированную трехпроводную систему:

Ссылочные цифры используются так же, как и раньше, но в этом случае вертикальные линии представляют ответвления, идущие от главных проводников в здания или другие освещаемые помещения, а петли между этими ответвленными проводами представляют работающие лампы. Из этого чертежа видно, что на положительной стороне имеется десять ламп, а на отрицательной — двенадцать. Следовательно, итоговым результатом является избыток тока, равный току, требуемому для двух ламп, который течет через центральный или компенсационный проводник, выступающий теперь в роли положительного для генератора G<2S>. Стрелки показывают предполагаемое направление течения тока во всей системе, а мелкие цифры у наконечников стрелок — объем этого тока, выраженный в количестве ламп, которые он питает.

Коммерческую ценность этого изобретения можно оценить по тому факту, что благодаря применению его принципов достигается экономия меди в размере 62 1/2 процента по сравнению с количеством, которое потребовалось бы для проводников в любой ранее разработанной двухпроводной системе при той же нагрузке. Это происходит из-за того, что при удвоении потенциала два внешних главных провода уменьшаются до одной четвертой части поперечного сечения, необходимого в противном случае. Таким образом, была бы гарантирована экономия в 75 процентов, однако добавление третьего, компенсационного проводника того же поперечного сечения, что и один из внешних главных проводов, снижает общую экономию до 62 1/2 процента.

В настоящее время трехпроводная система используется повсеместно во всем мире.

XIII. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА ЭДИСОНА

Как рассказывается в главе XVIII, в Менло-Парке были построены две электрические железные дороги — одна в 1880 году, первоначально длиной в треть мили, но впоследствии увеличенная примерно до мили, а другая в 1882 году, длиной около трех миль. Поскольку дорога 1880 года была построена очень скоро после заметных усовершенствований Эдисона в динамо-машинах, и искусство их наиболее эффективной эксплуатации тогда еще только развивалось, эта ранняя дорога была несколько несовершенной по сравнению с железной дорогой 1882 года; но обе они были практичными и пригодными для перевозки пассажиров и грузов. Масштаб настоящей статьи будет ограничен описанием технических деталей этих двух установок.

Иллюстрация напротив страницы 454 предыдущего повествования показывает первый эдисоновский локомотив и поезд 1880 года в Менло-Парке.

Для локомотива использовалась четырехосная железная тележка, на которой была установлена одна из длинных 110-вольтовых динамо-машин Эдисона типа «Z» мощностью 75 ампер, предназначенная для использования в качестве мотора. Эта машина была уложена на бок, причем ее якорь располагался горизонтально по направлению к передней части локомотива.

Теперь мы цитируем статью мистера Э. В. Хаммера, опубликованную в журнале Electrical World (Нью-Йорк, 10 июня 1899 г.) и впоследствии доработанную и перепечатанную в томе под названием Edisonia, составленном и изданном под эгидой комитета Ассоциации осветительных компаний Эдисона в 1904 году: «Изначально применявшаяся передача состояла из фрикционного шкива на валу якоря, другого фрикционного шкива на ведомой оси и третьего фрикционного шкива, который можно было приводить в соприкосновение с двумя другими с помощью подходящего рычага. Каждое колесо локомотива имело металлический обод и центральную часть, изготовленную из дерева или папье-маше. Трехлапая крестовина соединяла металлический обод каждого переднего колеса с латунной ступицей, на которой покоилась токосъемная щетка. Остальные колеса впоследствии были оснащены точно так же. Таким образом, предполагалось, что ток будет поступать в колеса локомотива с одной стороны и, пройдя через металлические крестовины, токосъемные щетки и мотор, выходить через соответствующие щетки, крестовины и колеса на другой рельс».

Что касается дороги: «Рельсы были легкими и пришивались костылями к обычным шпалам, при ширине колеи около трех с половиной футов. Шпалы укладывались на естественный грунт, и балластировка дороги практически не производилась. . . . Никаких специальных мер предосторожности для изоляции рельсов от земли или друг от друга не предпринималось».

Дорога начиналась примерно в пятидесяти футах от генерирующей станции, в качестве которой в данном случае выступала механическая мастерская. Для генерации тока использовались две динамо-машины типа «Z», который передавался на два рельса дороги по подземным проводникам.

В четверг, 13 мая 1880 года, в 4 часа дня этот исторический локомотив совершил свою первую поездку, будучи набит до отказа таким количеством «ребят», какое только могло найти место, чтобы за него уцепиться. «Все работало как по маслу, пока при трогании с места на одном конце дороги фрикционная передача не была приведена в действие слишком резко и не вышла из строя. Эта авария продемонстрировала, что следует предусмотреть какой-то другой способ соединения якоря с ведомой осью».

«В своем первоначальном виде мотор имел цепь возбуждения, постоянно соединенную в качестве шунта поперек рельсов, и эта цепь возбуждения защищалась предохранителем, выполненным путем скручивания двух оголенных концов проволоки в ее цепи и припайки тонкой медной проволоки поперек от одного оголенного конца к другому. Цепь якоря имела выключатель, который позволял реверсировать локомотив путем изменения направления протекания тока через якорь».

«После некоторого обсуждения вопроса о передаче было решено использовать ремни вместо фрикционных шкивов». Соответственно, Эдисон установил на локомотиве систему ременной передачи, включающую натяжной шкив, который использовался с помощью рычага для натяжения основного приводного ремня, и таким образом мощность передавалась на ведомую ось. Это влекло за собой некоторое проскальзывание и сопутствующее подгорание ремней; а также, если ремень натягивался преждевременно, перегорание якоря. Последнее случалось несколько раз «и оказалось столь серьезной неприятностью, что из лаборатории принесли реостаты и установили их на локомотиве последовательно с якорем. Это решило проблему. Локомотив трогался с этими реостатами в цепи, и по достижении полной скорости машинист мог выключать различные коробки из цепи с помощью штеккеров и таким образом увеличивать скорость». Для остановки цепь якоря размыкалась главным выключателем, и задействовались тормоза.

Это устройство работало в целом удовлетворительно, но реостаты, разбросанные по площадке и подножкам и мешавшие проходу, заставили Эдисона распорядиться намотать медную проволоку № 8 B. & S. на нижнюю ножку полевого магнита мотора. «Благодаря этому сопротивление оказалось там, где оно занимало минимум места и где оно служило дополнительной катушкой возбуждения при пуске мотора, заменив все реостаты, которые до сих пор находились на виду. Ящики под сиденьем по-прежнему оставались в эксплуатации. Катушка из толстой проволоки соединялась последовательно с якорем, точно так же, как это было с реостатами, и ее можно было включать в цепь или отключать с помощью штеккера по воле машиниста локомотива. Общая схема, полученная таким образом, эксплуатировалась все время, пока эта дорога находилась в строю».

На этом коротком участке дороги было много крутых кривых и резких подъемов, и вследствие развиваемой высокой скорости (до сорока двух миль в час) произошло несколько сходов с рельсов, но, к счастью, без серьезных последствий. За все время эксплуатации этой железной дороги 1880 года в работе находилось три вагона: один платформа для грузов; один открытый вагон с двумя скамьями, поставленными спинками друг к другу; и третий крытый вагон, известный под прозвищем «Пуллман». Последний вагон имел интересное приспособление в виде системы электрического торможения (охватываемой патентом Эдисона № 248 430). «На каждой оси вагона был установлен большой железный диск, который вращался вместе с ней между полюсами мощного подковообразного электромагнита. Полюсные наконечники магнита были подвижными и при возбуждении магнита притягивались к вращающемуся диску, охватывая его и замедляя вращение оси вагона».

Интересные статьи о первой электрической железной дороге Эдисона были опубликованы в технических и других изданиях, среди которых можно упомянуть New York Herald от 15 мая и 23 июля 1880 года; New York Graphic от 27 июля 1880 года и Scientific American от 6 июня 1880 года.

Вторая электрическая железная дорога Эдисона 1882 года выглядела более солидно по части длины, конструкции и оборудования. Она имела протяженность около трех миль, почти стандартную ширину колеи и прочную конструкцию. Кривые были сглажены, а подъемы по возможности ликвидированы путем возведения многочисленных эстакад. Эта дорога также имела некоторые черты обычных железных дорог, такие как запасные пути, поворотные круги, грузовая платформа и вагонное депо. «Ток подавался на дорогу по подземным фидерным кабелям из аппаратной лаборатории. Рельсы изолировались от шпал путем нанесения двух слоев лака, запекания их в печи и последующего укладывания на подушки из пропитанной дегтем кисеи, разостланные на шпалах. Концы рельсов не покрывались лаком, а подвергались гальваническому серебрению (никелированию), чтобы обеспечить хорошие контактные поверхности для накладок и медных соединителей».

Следующие заметки г-на Фредерика А. Шеффлера, который спроектировал пассажирский локомотив для дороги 1882 года, проливают интересный свет на его технические детали:

«В мае 1881 года я был нанят г-ном М. Ф. Муром, который был первым генеральным менеджером Компании Эдисона по изолированному освещению, в качестве чертежника для проектирования и построения электрического локомотива Эдисона № 2.

До этого я работал в конструкторском отделе заводов Grant Locomotive Works в Патерсоне, штат Нью-Джерси, и Rhode Island Locomotive Works в Провиденсе, штат Род-Айленд...

«По замыслу г-на Эдисона, как я понимал его в то время, следовало построить локомотив по общим чертам паровозов (по крайней мере, по внешнему виду) и в то же время объединить в нем ходовую часть, тележку и другие детали, зарекомендовавшие себя с лучшей стороны на паровозах.

Естественно, это требовало услуг чертежника, имеющего опыт работы с паровозами... Г-н Мур обладал огромным опытом работы на железных дорогах и с локомотивами, и его знания в этой области оказали большую помощь при проектировании и строительстве этого локомотива.

В то время я ничего не знал об электричестве... Так называемых инженеров-электриков можно было тогда пересчитать по пальцам, и еще оставались свободные пальцы.

Следовательно, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ оборудование было разработано г-ном Эдисоном и его помощниками. Данные и детали, такие как мотор, реостат, переключатели и т. д., были переданы мне, и моей задачей было спроектирование несущей рамы, осей, промежуточных валов, приводного механизма, регулятора скорости, колес и букс, кабины, подножки, путеочистителя (или „скотоотвода“), буферов и даже опор для фары. Полагаю, я также спроектировал колокол и опоры. Из этого видно, что локомотив обладал всеми необходимыми атрибутами, чтобы ВЫГЛЯДЕТЬ как паровоз.

Основной частью оборудования был электродвигатель. В то время моторы были диковинкой. Не существовало электродвигателей даже для стационарных целей, за исключением диковинных образцов, построенных для экспериментальных нужд. Этот мотор был изготовлен из деталей — таких как полевые обмотки, якорь, коммутатор, вал, подшипники и т. д. — динамо-машины Эдисона типа „Z“ на 60 ламп. Это был единственный размер динамо-машины, который Компания Эдисона выпускала на рынок в то время... Как мотор, он был рассчитан на максимальную скорость для развития крутящего момента, равного примерно пятнадцати лошадиным силам при напряжении 220 вольт. На генерирующей станции в Менло-Парке использовались четыре динамо-машины Z напряжением 110 вольт каждая, соединенные по две последовательно, при параллельном соединении, что давало напряжение в линии 220 вольт.

Мотор располагался в передней части локомотива, на боку, причем вал якоря располагался поперек рам или параллельно ведущим осям.

Из-за высокой скорости вала якоря соединить его напрямую с ведущими осями было невозможно, но в некотором смысле это было преимуществом, так как за счет введения промежуточного вала (что соответствует хорошо известному типу мотора с двойным редуктором, используемому на троллейбусах с 1885 года) было получено довольно удачное устройство для регулирования скорости локомотива, помимо сопротивления в электрической цепи.

Для передачи мощности от мотора к промежуточному валу и от последнего к ведущим колесам, которыми была передняя пара, использовался бесконечный кожаный ремень. Вертикальный натяжной шкив был установлен в раме над ремнем, идущим от мотора к промежуточному валу, и заканчивался вертикальным винтом и маховиком для натяжения ремня с целью увеличения скорости или наоборот для ее уменьшения. Этот маховик располагался в кабине, где к нему был легкий доступ...

Приблизительный набросок, приведенный ниже, показывает расположение мотора по отношению к промежуточному валу, ремням, ведущим колесам, натяжному шкиву и т. д.:

Поскольку для цепей использовались оба рельса, . . . ведущие колеса должны были быть разрезаны по окружности и полностью изолированы от осей. Это достигалось с помощью тяжелых деревянных блоков, хорошо покрытых шеллаком или обработанных иным образом для защиты от воды и погоды, которые размещались радиально с внутренней стороны колес, а затем прочно болтами крепились к ступицам и ободьям последних.

Вес локомотива распределялся по ведущим колесам в соответствии с обычной паровозной практикой с помощью пружин и балансиров.

Ток снимался с ободьев ведущих колес с помощью трехзубчатого латунного токосъемника, к которому прижимались гибкие медные щетки, — простой способ преодоления любых неровностей дорожного полотна.

Покойный г-н Чарльз Т. Хьюз руководил строительством путей в Менло-Парке... Его работа была превосходной во всех отношениях, и результаты оказались весьма удовлетворительными, насколько это вообще было возможно при схеме, изначально запланированной г-ном Эдисоном и его помощниками.

Г-н Чарльз Л. Кларк, один из первых инженеров-электриков, нанятых г-ном Эдисоном, провел ряд испытаний на этой дороге 1882 года. Полагаю, что двигатель, приводивший в движение четыре генератора Z в машинном отделении, развивал до семидесяти лошадиных сил в то время, когда локомотив реально находился в эксплуатации».

Электрические особенности локомотива 1882 года были очень похожи на особенности более ранней модели, описанной выше. В мотор были добавлены шунтовые и последовательные полевые обмотки, причем последовательные обмотки можно было включать и отключать от цепи по желанию. Последовательная обмотка дополнялась коробками сопротивлений, которые также можно было включать в цепь или выключать из нее. Эти различные электрические особенности схематически показаны на рис. 2, на котором также проиллюстрировано соединение с генерирующей установкой.

Мы снова цитируем г-на Хаммера, который говорит: «Товарный локомотив имел одноступенчатую зубчатую передачу, как принято в современной практике, но мощность передавалась через фрикционную муфту. Пассажирский локомотив был очень быстроходным, и на нем за раз перевозилось девяносто пассажиров; товарный локомотив был не столь быстрым, но мог тянуть тяжелые составы с хорошей скоростью. Многие тысячи людей были перевезены по этой дороге в течение 1882 года». Общий вид электрического локомотива Эдисона 1882 года показан на иллюстрации напротив страницы 462 предыдущего повествования. На снимке г-на Эдисона можно увидеть в кабине, а г-на Инсулла — на передней площадке пассажирского вагона.

XIV. ТЕЛЕГРАФИЯ В ПОЕЗДАХ

ХОТЯ некогда существовавшее искусство телеграфирования на движущиеся поезда и с них по сути представляло собой беспроводную систему и было связано по некоторым своим принципам с искусством современной беспроводной телеграфии через пространство, эти две системы строго говоря нельзя считать идентичными, поскольку практика первой базировалась исключительно на явлении индукции.

Кратко описывая в общих чертах, система поездного телеграфа состояла из индукционной цепи, получаемой путем прокладки полос металла вдоль верха или крыши железнодорожного вагона, и установки специальной телеграфной линии, идущей параллельно путям и подвешенной на столбах лишь средней высоты. Поезд, а также каждая сигнальная станция были оснащены стандартной телеграфной аппаратурой, такой как батарея, ключ, реле и звуковой аппарат, а также индукционная катушка и конденсатор. Кроме того, имелось специальное передающее устройство в виде музыкального язычка, или «зуммера». На практике этот зуммер непрерывно приводился в действие со скоростью около пяти колебаний в секунду вспомогательной батареей. Его колебания прерывались с помощью телеграфного ключа на длинные и короткие периоды, представляющие знаки Морзе, которые передавались индуктивным путем из поездной цепи на линейные провода на столбах или наоборот и принимались оператором на другом конце с помощью высокоомного телефонного приемника, включенного во вторичную цепь индукционной катушки.

Прилагаемый схематический набросок простейшей формы этой системы, установленной на вагоне, вероятно, послужит тому, чтобы сделать это более понятным.

Изолированный провод идет от металлических слоев на крыше вагона к переключателю S, который на эскизе показан разомкнутым. Когда на вагоне необходимо принять сообщение с более или менее удаленной станции, переключатель перебрасывается влево для соединения с проводом, идущим к телефонному приемнику Т. Другой провод от этого приемника спускается к одной из осей и надежно соединяется с ней там, обеспечивая таким образом заземление. Оператор прикладывает приемник к уху и прислушивается к сообщению, которое телефон воспроизводит в звуках знаков Морзе.

Если сообщение необходимо передать с вагона на принимающую станцию, близкую или далекую, переключатель S перебрасывается на другую сторону, соединяясь тем самым с проводом, ведущим к одному из выводов вторичной обмотки индукционной катушки С. Другой вывод вторичной обмотки соединяется с проводом заземления. Первичная обмотка индукционной катушки соединена так, как показано: один конец идет к ключу К, а другой — к цепи зуммера. Другая сторона ключа соединена с передающей батареей, в то время как противоположный полюс этой батареи соединен в цепи зуммера. Зуммер R поддерживается в состоянии быстрых колебаний своей независимой вспомогательной батареей B<1S>.

Когда ключ нажимается вниз, цепь замыкается, и ток от передающей батареи B проходит через первичную обмотку катушки С и индуцирует ток значительно возросшего потенциала во вторичной обмотке. Ток, поступая в первичную обмотку и прерываясь на короткие импульсы благодаря потрясающе быстрым колебаниям зуммера, индуцирует такие же быстрые волны высокого потенциала во вторичной обмотке, и они, в свою очередь, поступают на крышу и оттуда через промежуточный воздух индуктивным путем передаются на телеграфный провод. Путем непрерывного поднятия и ожатия ключа обычным образом эти волны разбиваются на длинные и короткие периоды и таким образом передаются на станцию по проводу в виде знаков Морзе, точек и тире.

Приемные станции вдоль железнодорожной линии были оснащены аппаратурой аналогичным образом, и, в общем говоря, операции отправки и приема сообщений были по сути такими же, как описано выше.

Оснащение оператора в вагоне было довольно простым и состояло лишь из небольшой наколенной доски, на которой были закреплены ключ, катушка и зуммер, оставляя место для телеграфных бланков. К этой доске также крепились гибкие проводники с пружинными зажимами, с помощью которых можно было быстро выполнить соединения с удобно расположенными клеммами проводов заземления, крыши и батареи. Телефонный приемник удерживался на голове с помощью пружины, а гибкий соединительный провод крепился к наколенной доске, оставляя таким образом обе руки оператора свободными.

Система, показанная на эскизе и разъясненная в тексте, представляет собой работу поездного телеграфа в простейшей форме, но объединяющую основные элементы этого искусства в том виде, в каком оно успешно и коммерчески практиковалось в течение ряда лет после того, как Эдисон и Гиллиланд вышли на эту арену. Они усовершенствовали систему различными способами, сделав ее более полной; однако для целей данной работы не сочли необходимым вдаваться в дальнейшие технические подробности этого искусства.

XV. КИНЕТОГРАФ И ПРОЕКЦИОННЫЙ КИНЕТОСКОП

ХОТЯ многие области техники, в которых Эдисон был пионером, обогатились его многочисленными изобретениями и патентами, последовавшими за фундаментальными, так называемое искусство кинематографии составляет исключение, поскольку следующие патент наряду с тремя другими [30] охватывают все, что он получил по данному вопросу: патент США № 589 168, выданный 31 августа 1897 года, перевыданный в двух частях, а именно № 12 037 от 30 сентября 1902 года и № 12 192 от 12 января 1904 года. Заявка подана 24 августа 1891 года.

[Сноска 30: Не 491 993, выданный 21 февраля 1893 года; № 493 426, выданный 14 марта 1893 года; № 772 647, выданный 18 октября 1904 года.]

В этом нет ничего удивительного, однако, поскольку возможность фотографирования и воспроизведения реальных сцен из живой жизни настолько тщательно продемонстрирована и воплощена в практику аппаратурой и методами, раскрытыми в вышеупомянутых патентах, что эти базовые изобретения сами по себе практически составляют само искусство — причем его развитие идет главным образом по линии производственных деталей. Что такой взгляд на его работу верен, свидетельствует высший критерий — коммерческая целесообразность; ибо, несмотря на то, что суды несколько сузили широкие притязания патентов Эдисона из-за изысканий более ранних экспериментаторов, практически вся огромная масса коммерческой работы, выполняемой в области кинематографии сегодня, осуществляется с использованием аппаратуры и методов, лицензированных по патентам Эдисона.

Поскольку философия этого изобретения уже была описана в главе XXI, повторять ее здесь нет необходимости. Достаточно напомнить в качестве напоминания, что оно основано на физиологическом явлении, известном как персистенция (инертность) зрения, благодаря которому серия последовательных фотографических снимков живого движения, проецируемых на экран в быстром следовании друг за другом, воспроизводит для глаза всю видимость первоначальных движений.

Работа Эдисона в этом направлении включала в себя изобретение не только камеры специальной конструкции для выполнения первоначальных фотосъемок с одной точки зрения с очень высокой скоростью и машины, приспособленной для осуществления воспроизведения таких картин в несколько схожей манере, но также концепцию и изобретение непрерывной, однородной и равномерно размеченной лентообразной пленки, столь абсолютно необходимой для обеих вышеуказанных целей.

Механизм такой камеры в ее нынешнем виде состоит из множества деталей, собранных в столь тесной близости друг к другу, что иллюстрация реальной машины не помогла бы ясности объяснения для обычного читателя. Поэтому ниже приводится схема, показывающая вид в разрезе простейшей формы такой камеры.

На этой схеме буква А обозначает внешний светонепроницаемый ящик, содержащий объектив С и другой необходимый механизм для выполнения фотоснимков, H<1S> и H<2S> — кассеты для удержания рулонов пленки до и после экспонирования, F — длинная лентообразная пленка, G — зубчатое колесо (гребенка), зубья которого входят в зацепление с перфорациями на краях пленки, причем это зубчатое колесо приспособлено для вращения с прерывистым или пошаговым движением вручную или от мотора, а В — вращающийся обтюратор, имеющий прорезь, соединенный шестернями с G и расположенный так, чтобы экспонировать пленку в периоды покоя. Полный вид этого обтюратора с его прорезью D также показан на маленькой иллюстрации справа.

На практике работа происходит примерно следующим образом, в общих чертах: сначала объектив наводится на фокус на снимаемую живую сцену. При вращении главного вала камеры зубчатое колесо G движется прерывисто, и его зубья, цепляясь за отверстия в светочувствительной пленке, тянут ее вниз, выводя новый участок ее длины перед объективом, после чего пленка на мгновение остается неподвижной. Тем временем через зубчатую передачу, соединяющую главный вал с обтюратором, последний вращается, совмещая свое отверстие D с объективом и тем самым экспонируя пленку во время ее неподвижности, после чего пленка снова движется вперед. До тех пор пока действие продолжается, эти движения повторяются, что приводит к череде чрезвычайно быстрых экспозиций на пленке по мере ее продвижения от катушки H<1S> к ее автоматической намотке на катушку H<2S>. Во время прохождения пленки через различные части машины она направляется и удерживается прямо различными наборами валиков, между которыми она движется, как показано на схеме.

Благодаря искусному расположению механизма пленка движется прерывисто, так что у нее может быть гораздо более длительный период покоя, чем движения. Поскольку на практике снимки делаются со скоростью двадцать или более в секунду, совершенно очевидно, что каждый период покоя бесконечно мал по времени, составляя обычно одну тридцатую секунды или менее. Тем не менее этого достаточно, чтобы привести пленку в мгновенное состояние полного покоя и обеспечить максимально возможное время экспозиции, сравнительно говоря, обеспечивая тем самым средства для получения четких снимков. Полученные таким образом негативы проявляются обычным способом, а позитивные отпечатки, сделанные с них впоследствии, используются для воспроизведения.

Воспроизводящая машина, или, как ее называют на практике, проекционный кинетоскоп, весьма схожа по своим общим операциям обращения с пленкой. По внешнему виду она несколько отличается; действительно, она состоит из двух частей: одна содержит осветительные приборы и собирающую линзу, а другая включает в себя механизм и объектив. Камера для «съемки» должна иметь свои детали заключенными в светонепроницаемый ящик из-за неразвитой светочувствительной пленки, но проекционный кинетоскоп, использующий только полностью проявленную позитивную пленку, может и для удобства работы должен быть доступно открытым. Иллюстрация (рис. 2) покажет проекционный аппарат в том виде, в каком он используется на практике.

Философия воспроизведения очень проста и проиллюстрирована схематически на рис. 3, причем ссылочные буквы те же, что и на рис. 1. Что касается дополнительных ссылочных букв, то I — это конденсатор, J — источник света, а К — отражатель.

Позитивная пленка перемещается прерывисто, но быстро по всей своей длине между объективом и пучком света, идущим через конденсатор, и экспонируется обтюратором в периоды покоя. Это приводит к проецированию фотографий на экран в столь быстром следовании друг за другом, что они представляют собой повидимому непрерывную фотографию последовательных положений движущихся объектов, которые благодаря этому кажутся человеческому глазу находящимися в движении.

The first claim of Reissue Patent No. 12,192 describes the film. It reads as follows:

«Неразрывная прозрачная или полупрозрачная лентообразная фотопленка, имеющая на себе однородные, четко очерченные, равноудаленные фотографии последовательных положений движущегося объекта, наблюдаемого с единственной точки зрения через быстро повторяющиеся интервалы времени, причем такие фотографии расположены в виде непрерывной последовательности по прямой линии, неограниченной по количеству ничем, кроме длины пленки, и достаточной по количеству для представления движений объекта в течение продолжительного периода времени».

XVI. ИЗОБРЕТЕНИЯ ЭДИСОНА ПО ИЗМЕЛЬЧЕНИЮ РУДЫ

ШИРОКИЙ спектр деятельности Эдисона в этой области техники хорошо представлен в разнообразии многочисленных патентов, которые выдавались ему время от времени. Этих патентов насчитывается от пятидесяти до шестидесяти, и они включают магнитные сепараторы руды десяти различных типов; а также валки для разлома, дробления и измельчения, конвейеры, пылезащищенные подшипники, грохоты, сушилки, смесители, брикетировочные аппараты и машины, печи и различного рода процессы.

Описание множества устройств в каждом из этих разделов потребовало бы больше места, чем имеется в распоряжении; поэтому мы ограничимся лишь несколькими предметами преобладающей важности, уже упомянутыми в повествовании, начиная с фундаментального магнитного сепаратора руды, на который был выдан патент США № 228 329 от 1 июня 1880 года.

Представленная здесь иллюстрация скопирована с чертежа, составляющего часть этого патента. Бункер с регулируемой подачей поддерживается на высоте нескольких футов над бункером-накопителем с центральной перегородкой. Почти посередине между бункером и накопителем расположен электромагнит, полюсный наконечник которого расположен так, чтобы находиться чуть в стороне от потока материала, падающего из бункера. В нормальных условиях поток мелко измельченной руды, падающий из бункера, падал бы в ту часть накопителя, которая лежит слева от перегородки. Однако, если магнит запитан от источника тока, магнитные частицы в падающем потоке притягиваются магнитом и движутся к нему; при этом магнит расположен по отношению к падающему материалу так, что магнитные частицы не успевают полностью притянуться к магниту до того, как сила тяжести унесет их мимо. Следовательно, их траектория изменяется, и они падают на правую сторону перегородки в накопителе, в то время как немагнитная часть потока продолжает двигаться по прямой линии и падает на другую сторону, обеспечивая тем самым полное разделение.

Этот простой, но эффективный принцип использовался Эдисоном на его крупном обогатительном предприятии, описанном ранее. На практике многочисленные бункеры, магниты и накопители имели длину в несколько футов; они были организованы в батареи различной магнитной силы, с тем чтобы смешанная масса измельченной породы и железной руды могла разделяться более тщательно путем прохождения через магнитные поля с последовательно возрастающей степенью притягивающей силы. Всего на заводе насчитывалось около четырехсот восьмидесяти таких огромных магнитов, распределенных по различным зданиям в виде батарей, как упоминалось выше; дробленая порода, содержащая железную руду, доставлялась к ним конвейерами, а пустая порода и руда после разделения увозились двумя другими конвейерами и доставлялись в другое место. Магнитные сепараторы, первоначально использовавшиеся Эдисоном на этом заводе, по своему общему устройству были такими же, как те, что применялись несколькими годами ранее для разделения морского песка, но значительно увеличенными и усовершенствованными. Разнообразный опыт, приобретенный при обогащении огромных количеств руды, естественным образом привел к дальнейшему развитию, и в ходе работ на обогатительной фабрике им были созданы и доработаны несколько новых типов и компоновок магнитных сепараторов от начала и до конца.

Поскольку магнитное отделение железа от его руды является основополагающей идеей обсуждаемых ныне изобретений, рассмотрение сепаратора вполне естественно заняло приоритетное место по сравнению с изобретениями сопутствующего, но неотделимого интереса. Однако рудоносную породу необходимо сначала измельчить в порошок, прежде чем ее можно будет разделить; поэтому теперь мы начнем с корней этой операции и рассмотрим «гигантские валки», которые Эдисон разработал для дробления огромных глыб породы. В своей заявке на патент США № 672 616, выданный 23 апреля 1901 года и поданный 16 июля 1897 года, он говорит: «Целью моего изобретения является создание метода дробления породы, который будет простым и эффективным, не потребует ручной колки кувалдами или взрывания породы до кусков умеренного размера и будет сопряжен с потреблением небольшого количества энергии».

Хотя в этой цитате метод назван «простым», рассматриваемый патент охватывает один из самых смелых и дерзких проектов, которые Эдисон когда-либо разрабатывал. Он предложил исключить медленный и дорогой метод ручного дробления крупных валунов и заменить его инертной и кинетической энергией, применяемой посредством массивного оборудования, которое за несколько секунд разбивало на мелкие куски скалу размером с обычное вертикальное пианино для коттеджей и весом до шести тонн. Инженеры, которым Эдисон сообщил свои идеи, единодушно заявляли, что это невозможно; это было все равно что столкнуть два экспресса на полной скорости, чтобы расколоть большую скалу, помещенную между ними; никакое практическое оборудование не могло быть построено так, чтобы выдержать ужасающие удары и нагрузки. Тем не менее убежденность Эдисона была сильна, и он упорствовал. Эксперименты имели героический масштаб, физически и финансово, но после борьбы длиною в несколько лет и затрат около 100 000 долларов он осознал правильность и практичность своих планов в успехе гигантских валков, ставших результатом его трудов.