Малоизвестное изобретение Николы Теслы, заинтересовавшее ученых / Хабр
Сербско-американский физик и изобретатель Никола Тесла широко известен своими работами в области электро- и радиотехники. Его устройства, работающие на переменном токе, во многом определили технический облик XX века. Особенно Теслу любят в массовой культуре, связывая с ним совершенно умопомрачительные мифы (Филадельфийский эксперимент, создание лучей смерти и прочих «вундервафлей»). Однако совсем недавно внимание ученых привлекло одно малоизвестное изобретение Николы Теслы. Это не очередная выдуманная конспирологами «машина смерти», и даже не что-то из электротехники. Речь идет о любопытном гидравлическом механизме под названием «клапан Теслы».
Николе Тесле принадлежит более 300 патентов на разнообразные устройства: двигатели, радиоприемники, пульты дистанционного управления, рентгеновские лучи, неоновые вывески и многое другое. Однако мало кто знает о патенте US1329559A. Это гидравлический механизм, представляющий собой одну из разновидностей обратного клапана.
Чтобы понять смысл изобретения, разберемся, что вообще такое обратный клапан. Если кратко — это механизм, пропускающий среду (например, какую-нибудь жидкость) в одном направлении и предотвращающий ее движение в противоположном. Его используют в различном оборудовании, трубопроводах и насосах. Однако во многих видах обратных клапанов присутствуют подвижные детали, что ограничивает надежность и срок эксплуатации устройства. Клапан Теслы создан без применения каких-либо подвижных деталей.
Продольный разрез клапана Теслы из патентаОбщий принцип работы механизма довольно прост: поток, проходящий через канал в одном направлении, разделяется на несколько потоков. Сложная геометрия канала направляет потоки таким образом, что они «гасят» друг друга, в результате чего возрастает сопротивление клапана (обратное, блокирующее направление). При прямом (неблокирующем) направлении поток практически беспрепятственно проходит через клапан. Стоит отметить, что клапан Теслы является так называемым слегка протекающим клапаном: в обратном направлении поток блокируется не полностью.
Эффективность механизма определяется тем, во сколько раз сопротивление потоку в блокирующем направлении больше, чем в неблокирующем.
На Youtube есть отличное видео, которое визуализирует принцип работы клапана Теслы:
Несмотря на кажущуюся незамысловатость механизма, физика клапана Теслы оказывается намного сложней и глубже. На днях ученые Курантовского института математических наук при Нью-Йоркском университете выпустили статью в Nature Communications, в которой подробно исследуется работа клапана Теслы для различных потоков.
Но прежде рассмотрим такую важную характеристику потока, как число Рейнольдса. Это характеристическое число, основанное на отношении инертности движения течения к вязкости жидкости. Если проще, то это отношение произведения плотности среды , ее средней скоростии гидравлического диаметра (например диаметр цилиндрической трубы) к вязкости жидкости :
Для каждого вида течения существует критическое число Рейнольдса, определяющее переход от ламинарного движения (движения без перемешивания частиц и пульсаций скоростей и давления) к турбулентному движению (с характерными перемешиваниями жидкости и пульсациями скоростей и давления).
Ученые выяснили, что потоки с низким числом Рейнольдса (Re < 100) клапан Теслы «хорошо пропускает» в обе стороны, а режим движение жидкости является ламинарным. При критическом значении Re в 100-300 резко «включается» сопротивление клапана, движение переходит от ламинарного к турбулентному (критическое число Рейнольдса в данном случае является аномально низким, в цилиндрической трубе переход к турбулентному движению происходит при Re = 2000). При Re = 300-1500 сопротивление обратного направления клапана в два раза больше прямого. Зависимость сопротивления от ранней турбулентности хорошо показывает движение жидкости с красителями в блокирующем направлении: при Re = 50 нити практически не пересекаются, при Re = 200 нити перемешиваются в середине клапана, а при Re = 400 смешивание происходит на протяжении большей части длины канала.
В своем патенте Николо Тесла указал, что клапан лучше работает не с постоянными, а пульсирующими потоками. Для проверки гипотезы, ученые соорудили установку, очень похожую на преобразователь переменного тока в постоянный (сопоставление изображено на схеме ниже).
Преобразователь тока состоит из источника переменного тока и четырех диодов. Благодаря расположению диодов, в первом полупериоде ток проходит только через два диода и идет по красному пути. Во втором полупериоде ток проходит через другие два диода и идет по синему пути. Таким образом, через верхнюю ветвь проходит переменный ток (AC), а через нижнюю постоянный (DC). В аналогичной гидравлической установке в качестве источника пульсирующего потока используется специальное устройство из поршня. Клапаны Теслы используются также, как диоды в электрическом преобразователе. В нижней трубке поток становится постоянным. При увеличении амплитуды и частоты пульсации возрастает скорость постоянного потока, причем характер зависимости носит нелинейный характер.
Ученые предполагают, что обнаруженная связь между сопротивлением, ранней турбулентностью и пульсацией потока найдет применения в устройствах для перемешивания и перекачки жидкостей. На данный момент клапаны Тесла используются в микронасосах.
Ведутся исследования для использования клапанов Теслы в импульсных реактивных двигателях для подачи жидкостей в очень малых количествах и устройствах с высоким уровнем вибрации.
Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.
Неизвестный патент Николы Тесла и его 10 предсказаний
Американский инженер Мэттью Шройер обнаружил чертежи 1898 года всемирно известного изобретателя Николы Тесла. Более 100 лет назад сербский гений предлагал создать беспилотный летательный аппарат разрушительной силы, который смог бы уничтожить все живое в радиусе нескольких километров.
По мнению Николы Тесла, его разработку могли бы использовать военные, например, для доставки груза в труднодоступные места или для уничтожения наземных целей в случае войны.
«Целью моего изобретения является достижение максимальной эффективности в военном деле.
Благодаря безграничной разрушительной силе оно (изобретение) принесёт и установит перманентный мир среди народов», — цитирует Теслу обнаруживший его патент технолог.
Патент известного ученого за 1898 год под названием «Описание метода работы и действия контролирующего механизма судов и двигающихся экипажей» был найден в архивах патентного бюро США. Изобретение Теслы не нуждалось в проводах и кабелях и должно было перемещаться с помощью радиоволн, которые в конце XIX века только начинали использоваться для коммуникации. При жизни Николы Тесла его идеи создания военного беспилотного аппарата так и не были реализованы. Однако сегодня подобные изобретения уже существуют и стоят на вооружении многих армий мира. Хотя современные беспилотники созданы не по чертежам Теслы, великий гений явно предсказал их появление.
Предлагаем вспомнить 10 необычных предсказаний выдающегося ученого Николы Тесла, которые уже сбылись или близки к осуществлению.
1. Смартфон
Никола Тесла предрек появление карманных устройств со встроенной фото-видео камерой, которые должны будут работать по беспроводной связи.
В 1926 году знаменитый физик дал интервью одному из журналистов издания Collier’s.
Тесла говорил: «Мы сможем общаться друг с другом независимо от расстояния. Мы будем слышать и видеть друг друга, а качество связи будет таким, как будто мы находимся совсем рядом. Расстояние не будет преградой. В отличие от телефонов, которыми мы пользуемся сейчас, устройство будущего можно будет носить с собой, положив в карман жилета«.
2. Интернет и WI-FI
Никола Тесла был одержим созданием беспроводных технологий. Он прекрасно понимал, как эти технологии будут работать, и для чего они будут нужны в будущем. Устройство будущего будет работать без каких-либо проводов и передавать данные по радиоканалам. Например, домохозяйка не выходя из дома сможет получить ежедневную газету, которая будет напечатана по беспроводной сети на каком-нибудь устройстве.
3. Автопилот и самоуправляемые автомобили
Никола Тесла предполагал, что в будущем автомобили будут иметь функцию автопилота и управляться специальной программой без участия человека.
Потребовалось 118 лет, чтобы воплотить идеи великого изобретателя в жизнь. Сделал это Илон Маск — миллиардер и основатель компании «Tesla Motors». В 1898 году я предложил представителям крупного производственного концерна проект по организации автомобильной перевозки, которая управлялась бы без участия человека и могла бы выполнять все необходимые операции по обеспечению безопасности во время движения.
4. Беспроводная передача энергии
Никола Тесла большую часть своей жизни занимался исследованием беспроводной передачи электроэнергии на большие расстояния. Вот как он описал свою идею в 1926 году в одном из интервью:
«Когда беспроводная передача энергии будет коммерциализирована, произойдет революция. Мы уже передавали кинофильмы по беспроводной связи на короткие расстояния. Но в будущем расстояние будет не ограничено. Изображения уже сейчас передают по проводам с помощью телеграфа. Когда беспроводная передача энергии станет массовой, все эти методы покажутся такими же примитивными, как паровой локомотив по сравнению с электропоездом«.
Изобретатель хотел добиться такого успеха с помощью генератора электроэнергии, который мог бы передавать электричество на большие расстояния беспроводным путем.
Тесла описывал свой проект так: «Мой генератор будет иметь простейший вид: много стали, меди и алюминия. Состоять он будет из двух частей — неподвижной и вращающейся, в этой последней части я планирую производить электричество и передавать его на расстояния с помощью переменного тока«.
Однако работы по созданию генератора перестали финансироваться, после чего ученый закрыл лабораторию, и проект остался незавершенным. Знаменитая башня «Ворденклифф», в которой Тесла ставил свои эксперименты и которая была построена специальным образом, позволяющим изобретателю использовать природные частоты для передачи данных, в 1917 году была взорвана властями США. Политики посчитали, что немецкие шпионы используют объект в своих целях. Сегодня мы вновь пытаемся реализовать этот проект, но пока безуспешно.
5.
Самолеты, которым не нужно топливоЭта идея связана со способом беспроводной передачи энергии на большие расстояния. Пожалуй, самое ценное применение беспроводной энергии будет связано с движением самолетов, которые будут летать без топлива и без участия людей.
«Мы будем летать из Нью-Йорка в Европу всего за пару часов. Международные границы будут не нужны, начнется гармонизация и унификация всех рас, населяющих земной шар. Свободный доступ к беспроводным технологиям позволит людям достичь взаимопонимания и общаться более эффективно«.
6. Луч смерти (лазер) / взаимное уничтожение
В последние годы своей жизни Никола Тесла работал над созданием мощнейшего оружия — невидимого луча смерти, который, по его мнению, мог закончить все военные конфликты в один момент.
«Это оружие могло бы уничтожить все живое в радиусе нескольких сотен километров. Если каждая из воюющих сторон имела бы на вооружении луч смерти, то войны стали бы бессмысленными».
Несмотря на то, что луч в описанном виде никогда не был построен (после смерти Тесла чертежи разрабатываемого им оружия куда-то исчезли), идея взаимного уничтожения, стала краеугольным камнем холодной войны, так как противоборствующие стороны, имеющие в своем военном арсенале ядерное оружие (в котором, по сути, были заключены те самые лучи смерти), не посмели напасть друг на друга.
7. Фотоаппарат для мыслей
В 1933 году Никола Тесла в одном из интервью поделился своей идеей создания устройства для фотографирования мыслей. Звучит безумно?
» В 1893 году я занимался некоторыми исследованиями, которые помогли мне понять, что определенный образ, сформированный в мыслях, может создавать некое изображение на сетчатке глаза. Это привело меня к идее телевидения, о которой я тогда объявил. Моя идея заключалась в том, что нужно создать искусственную сетчатку, на которой будет отображаться образ увиденного объекта. Это должно быть похоже на шахматную доску и оптический нерв».
Похоже, Никола Тесла имел ввиду телевизор, который сегодня работает по схожему принципу.
8. Летающие машины
Многие изобретатели видели в будущем появление автомобилей, которые могли бы летать по воздуху. Никола Тесла не был исключением. «Я уверен, что в будущем появятся летательные аппараты, которые будут развивать скорость, превышающую максимальную скорость автомобиля в несколько раз. Я предполагаю, что мистер Форд добьется больших успехов в этом направлении. Если осуществить эту задумку, проблемы с парковками будут решены».
9. Дистанционное управление
В 1898 году на выставке в Нью-Йорке Никола Тесла показал публике дистанционно управляемый катер. Его игрушечная лодка, длиной чуть более метра, с маленькими антеннами на борту проплыла вокруг бассейна без усилия человека. Это воспринималось зрителями как магия. Военные увидели в изобретении Тесла будущую торпеду, хотя сам электротехник планировал использовать дистанционное управление в совершенно других целях.
Сегодня в наших домах есть десятки устройств, управляемых специальными пультами. Все это заслуги Николы Тесла.
10. Сильные женщины
Кроме техники, величайший изобретатель всех времен Никола Тесла хорошо разбирался и в психологии представительниц «слабого пола». Он представил мир, в котором женщина будет играть главенствующую роль. «Женщины добьются равенства, а затем и главенства не благодаря примитивной физической имитации мужчин, но благодаря пробуждению интеллекта. С самого начала истории подчиненность женщин приводила к частичной атрофии умственных качеств, которыми, как мы теперь знаем, женский пол наделен не в меньшей степени, чем мужской».
Никола Тесла (1856 — 1943) — инженер, физик, электротехник и изобретатель, получивший за свою жизнь около 300 патентов. В мире науки Тесла стал известен благодаря вкладу, который он внес в разработку устройств, работающих на переменном токе. В честь изобретателя даже названа автомобильная компания, выпускающая электромобили.
Подписывайтесь на наш Телеграм — канал
С помощью недавно созданных катушек Теслы изобретатель вскоре обнаружил, что может передавать и принимать мощные радиосигналы, если они настроены на резонирование на одной частоте. Когда катушка настроена на сигнал определенной частоты, она буквально увеличивает поступающую электрическую энергию за счет резонансного действия. К началу 1895 года Тесла был готов передать сигнал на 50 миль в Вест-Пойнт, штат Нью-Йорк… Но в том же году случилась катастрофа. Пожар в здании поглотил лабораторию Теслы, уничтожив его работу. Хуже и быть не могло. В Англии молодой итальянский экспериментатор по имени Гульельмо Маркони усердно работал над созданием устройства для беспроводного телеграфа. Молодой Маркони получил первый патент на беспроводную телеграфию в Англии в 1896 году. Его устройство имело только двухконтурную систему, которая, как говорили некоторые, не могла передавать «через пруд». Тесла подал свои собственные базовые заявки на патенты на радио в 1897 году. Они были удовлетворены в 1900 году. Первая патентная заявка Маркони в Америке, поданная 10 ноября 1900 года, была отклонена. Пересмотренные заявки Маркони в течение следующих трех лет неоднократно отклонялись из-за приоритета Теслы и других изобретателей. В 1903 году Патентное ведомство сделало следующий комментарий: Многие пункты формулы изобретения не являются патентоспособными из-за номеров патентов Tesla 645,576 и 649., 621, поправка для преодоления указанных ссылок, а также притворное незнание Маркони природы «генератора Тесла» почти абсурдно … термин «осциллятор Тесла» стал нарицательным на обоих континентах [ Европа и Северная Америка]. Но ни один патент не является по-настоящему безопасным, как показывает карьера Теслы. Отис Понд, инженер, работавший в то время в Tesla, сказал: «Похоже, что Маркони вас опередил». Тесла ответил: «Маркони хороший парень. Пусть продолжает. Он использует семнадцать моих патентов». Но спокойная уверенность Теслы пошатнулась в 1904 году, когда Патентное ведомство США внезапно и неожиданно отменило свои предыдущие решения и выдало Маркони патент на изобретение радио. Причины этого так и не были полностью объяснены, но мощная финансовая поддержка Маркони в Соединенных Штатах предполагает одно из возможных объяснений. В то время Тесла был занят другими проблемами, но когда Маркони получил Нобелевскую премию в 1911 году, Тесла пришел в ярость. Он подал в суд на компанию Marconi за нарушение прав в 1915 году, но не был в финансовом состоянии, чтобы вести судебный процесс против крупной корпорации. Лишь в 1943 году — через несколько месяцев после смерти Теслы — Верховный суд США подтвердил патент Теслы на радио под номером 645 576. У суда были эгоистичные причины для этого. Компания Marconi подала в суд на правительство Соединенных Штатов за использование ее патентов во время Первой мировой войны. Суд просто избежал иска, восстановив приоритет патента Теслы над Маркони. |
| Следующая Страница
| |
Nikola отказывается от патентного иска против Tesla на 2 миллиарда долларов из-за конструкции грузовика0040
(Рейтер) — Производитель электромобилей Nikola Corp отказывается от патентного иска против Tesla Inc по поводу конструкции грузовиков Tesla Semi, согласно заявлению, поданному поздно вечером во вторник в федеральный суд Сан-Франциско.
В документации не объясняется, почему компании согласились закрыть дело. Никола, Тесла и их адвокаты не сразу ответили на запросы о комментариях.
Компания Nikola из Феникса подала в суд на Tesla в Аризоне в 2018 году, требуя не менее 2 миллиардов долларов за предполагаемое нарушение патентов на дизайн, патент на полезную модель и права на товарные знаки, связанные с ее водородным грузовиком Nikola One.
Позже в том же году дело было перевезено в Сан-Франциско.
В жалобе говорилось, что грузовик Tesla нарушил патенты Nikola, касающиеся лобового стекла, средней входной двери, общего дизайна и других особенностей.
Tesla возразила, что, среди прочего, патенты Николы на дизайн были недействительны, потому что они были похожи на более раннюю конструкцию грузовика, которую компания «намеренно скрыла» от Управления по патентам и товарным знакам США.
Добровольное увольнение во вторник не было предвзятым, а значит, иски и встречные иски могли быть поданы повторно.
Tesla представила Semi в 2017 году и тогда заявила, что начнет производство грузовиков к 2019 году. Руководители компании заявили в прошлом году во время телефонного разговора с инвесторами, что запуск грузовиков был отложен до 2022 года.
Никола согласился заплатить 125 миллионов долларов в декабре для урегулирования обвинений Комиссии по ценным бумагам и биржам США в том, что она ввела инвесторов в заблуждение относительно своих технологий, производственных возможностей и финансовых перспектив.
Окружной судья США Джеймс Донато председательствовал на рассмотрении дела.
Дело Nikola Corp против Tesla Inc, Окружной суд США по Северному округу Калифорнии, № 3:18-cv-07460.
Для Николы: Лео Беус и Ричард Уильямс из Beus Gilbert McGroder, Аллан Стайер из Steyer Lowenthal Boodrookas Alvarez & Smith
Для Tesla: Аамир Кази и Даниэль Гопенко из Fish & Richardson, Майкл Фридланд из Knobbe Martens Olson & Bear, Хайди Киф и Майкл Родс из Cooley LLP, Колин Проксел и Эрик Фрейзер из Osborn Maledon.
