Какой двигатель у тесла модель s. Как это сделано, как это работает, как это устроено

Давайте подумаем вместе, - можно ли двигатель автомобиля сделать чистым по выхлопу газов, лёгким по весу и даже более универсальным по применению, чем сейчас?

Основная масса инженеров понимает, что применяемый на автомобилях современный поршневой двигатель, достиг своего максимального предела использования и потолка изобретательности. Практически из него выжать уже ничего нельзя. Причиной ограниченности является сам кривошипно-шатунный механизм, его не способность развивать обороты более 10 тысяч в минуту из-за трения. А, как известно, чем выше обороты двигателя, тем солиднее растёт коэффициент полезного действия (КПД), т.е. меньше требуется топлива на единицу перевозимого груза, да и вес конструкции для одной и той же мощности уменьшается пропорционально числу оборотов. Создавались тысячи конструкций по замене поршневого двигателя. Самым серьёзным из тепловых двигателей был двигатель Ванкеля, имевший КПД до 60%, но не смог конкурировать в силу высокого износа уплотняющих пластин. Были попытки применить турбореактивный самолётный двигатель специально для автомобиля, однако из-за большого объёма газа, образующегося за машиной, конкуренция не состоялась.

Известные химические ракетные двигатели имеют низкий КПД порядка 15%, а это означает, что из 100 затраченных литров топлива непосредственно на передвижение расходуются только 15, а остальные 85 литров вылетают в пространство в виде дыма, тепла и различных окислов, т.е. не участвуют в работе. Низкая экономичность получается в силу того, что при химических реакциях топлива с окислителем тепловая скорость молекул и атомов не превышает 3 - 5 км/с, и это является наибольшей скоростью истечения из сопла камеры сгорания, т.е. пределом скорости движения газа, который можно назвать порогом истечения для реактивных и турбореактивных двигателей. Для примера, скорость пули из пистолета, в среднем, имеет порядок 0,7 км/с. По данной причине для увеличения толкающей силы отдачи в ракетном двигателе конструкторы вынуждены закладывать максимальный секундный расход истекающих газов и большие сечения сопел. Только поэтому химические ракеты имеют громадный стартовый вес в сотни и тысячи тонн топлива, хотя полезный груз при этом составляет малую часть данного агрегата.

Немногим лучше обстоит дело с самолётами. КПД их турбореактивных двигателей доходит до 40 - 45%, поскольку они летят в атмосфере и за счёт вращения лопаток многоступенчатой турбины сжимают воздух перед камерой сгорания для повышения экономичности. Остальные 55% идут на загрязнение окружающей атмосферы, что тоже плохо для экологии нашего жизненного пространства. Кроме того, и ракетные и авиационные двигатели имеют высокое звуковое сопровождение, что неблагоприятно для населения возле аэродромов. Снижение шумового эффекта у летающих объектов одна из актуальнейших задач нашей цивилизации.

Вместе с тем, в недрах современной техники зародилось и окрепло электрореактивное движение, способное в корне изменить существующее положение и с экономичностью двигателей, и с шумом при их работе. Известно немало электрореактивных двигателей; с термическим разгоном рабочего тела, с электростатическим ускорением и с электромагнитным истечением газа. Вся ценность электрореактивного движения заключается в высокой скорости истечения газовой струи, в среднем примерно 50 - 100 км/с. А из теории реактивного движения известно, что сила толкания двигателя равна умножению (произведению) массы выбрасываемого газа на скорость истечения. Чем выше скорость, тем меньше надо единовременно выбрасывать количество газа, тем меньше размер сопла, тем экономичнее двигатель при одной и той же мощности. Этот факт проверен и при скорости истечения в 1000 км/с,- выводы теории подтверждаются полностью. Всё это правильно, однако применить такие электрореактивные двигатели особенно на самолётах и автомобилях сложно, поскольку они работают при высоких разряжениях, т.е. без атмосферы, в вакуумных условиях. К тому же им требуется мощный источник тока, тогда как доступные для космоса солнечные батареи обеспечивают примерно не более ста киловатт мощности.

В последнее время всё внимание инженеров переместилось на электромобиль. Казалось, что вот-вот будет создан универсальный электромобиль по замене теплового двигателя. Особенно энергичный бум вызвала разработка уникального источника тока - топливного элемента. Здесь на электроды электролитической ванны подаются газообразные топливо и окислитель. В результате разложения газов под действием катализаторов на электродах на две ионные и одну электронную составляющие, получают необходимый электрический ток для приводного электродвигателя. Однако сам электродвигатель оказался тяжелее бензинового двигателя той же мощности и….. электромобиль не состоялся, несмотря на громадные деньги, вкладываемые до сих пор в развитие топливных элементов. Каков же выход из создавшегося положения?

В будущем есть надежда на сверхпроводимость. Сверхпроводниковые электродвигатели благодаря собственным мощным магнитным полям не нуждаются в трансформаторном железе для усиления магнитного потока и представляют собой простые диски, которые легко встраиваются в колёса машины, как сейчас это делается у грузовых машин БЕЛАЗ с обычными электродвигателями. Однако, в силу того, что до сих пор не получена даже в лабораториях, надежды на использование сверхпроводниковых двигателей на автомобилях в массовом производстве на сегодняшний день близки к нулю.

Выскажем крамольную мысль, - вполне возможно изготовить двигатель легче бензинового при той же мощности и даже более экономичный, но без трущихся механических деталей. Развитие техники на данный момент позволяет это выполнить. А что если в высокочастотном электрореактивном двигателе избавиться от высокой частоты? Она же нужна только для ионизации атомов, чтобы разгонять их сильным электрическим полем, поскольку на обычные не ионизированные атомы газа в силу их нейтральности поле не действует. Для этого разумно применить очень интересный аппарат.

Талантливый Тесла выдал нам оригинальный инструмент способный обеспечить развитие техники на 200 - 300 лет вперёд, однако, из-за своих ограниченных знаний мы не можем до сих пор рационально использовать его конструкцию в технике. Это так называемая (), которая применяется в основном как декоративное устройство для получения красивых разрядов электричества. Устройство её предельно простое. Состоит из обычных двух медных обмоток без трансформаторного железа или ферромагнетика. Первичная обмотка, имеющая 5 - 30 витков, питается напряжением 1 - 10 киловольт (от аккумулятора с транзисторным преобразователем) и имеет параллельный конденсатор. При прерывании тока первичной обмотки подключённым к её концу разрядником, в ней благодаря конденсатору, как в обычном колебательном контуре, создаётся высокая частота тока, которая передаётся во вторичную обмотку, расположенную внутри первичной. Вторичная обмотка имеет много витков, в ней возникают высокие напряжения, сам Тесла получал до нескольких миллионов вольт. Под действием напряжения, если нижний конец вторичной обмотки заземлить, верхний конец с дополнительной иглой создаёт отличную корону, - разряд происходит просто в воздух. Секрет весь в том, что данная катушка выдаёт очень высокие напряжения, а мы из-за отсутствия нормального понимания электричества (поэтому и нет комнатного сверхпроводника), побаиваемся применять его, хотя на электролиниях успешно достигли напряжения до 1,2 миллионов вольт. Так что в двигателях, при напряжениях 200 - 300 киловольт, можем работать спокойно, опыт работы с большими напряжениями уже накоплен. Корона, образованная таким напряжением, создаёт ионный ветер, т.е. у острия «вторички» атомы воздуха отдают ему внешние электроны и разгоняются электрическим полем до скоростей в десятки и даже сотни километров в секунду. Это и есть корона. Всё это происходит благодаря высокочастотным пульсациям тока вторичной обмотки и высокому напряжению. Частота тока в сочетании с высоким напряжением аналогично катализатору в топливном элементе бесплатно раскалывает молекулы газов на атомы и ионизирует их. Для большего эффекта можем на верхний конец вторички установить и 5, и 20, и 100 иголок,- всё зависит от той мощности, которая нам необходима. Каждая игла имеет предел по нагреву при ионизации газа, т.е. может пропускать определённую силу тока примерно до 0,3 Ампера (с серебрением).

Рис.1. Принципиальная схема устройства игольчатого движителя.

На основе игольчатого электрода (рис. 1) и построим свой Тесла-движитель. Для этого в фарфоровый корпус 1 поместим игольчатый электрод 2 на который под иголки через отверстия подаётся топливовоздушная смесь, как в поршневом автодвигателе. Здесь, благодаря высокому напряжению и высокой частоте пульсаций тока от вторички катушки Теслы на кончиках иголок молекулы газов распадаются на атомы, которые отдают внешние электроны иголкам, а ионизированные атомы (ионы) разгоняются электрическим полем в сторону отрицательного кольца 3. Это кольцо заэкранировано пористым керамическим кольцом 4 с целью пропустить через поры керамики электрическое поле, но не дать возможности возникнуть электрической дуге в данном воздушном промежутке. Искровой пробой, подчас, и через пористую керамику проскакивает, но он не страшен, керамика хорошо держит температуру нагрева, хотя от этого она невысока. Только при напряжениях свыше расчётных дуга огибает пористую керамику по воздуху и ударяет в электрод 3 с внешней стороны, поэтому на пористом кольце устроен буртик 4 на выходе ионов в пространство. Такая пористая защита позволяет максимально сблизить электроды на минимальное расстояние, чем производится усиление электрического поля до наивысшего значения, т. е. усиливает разгон ионов. Образующийся объёмный заряд у отрицательного электрода 3 утопает в порах керамики и не мешает прохождению основного потока ионов в пространство. В ракетных электрореактивных двигателях этот же эффект достигается вакуумом, только поэтому данные двигатели не способны работать в атмосфере. С применением пористой керамики можно использовать и их. Топливная смесь на входе в камеру сгорания нужна для повышения степени ионизации, поскольку горение в районе игл увеличивает вероятность ионизации до максимума.

Данную конструкцию - Тесла-движитель - вполне логично пристроить на летательных аппаратах. В первое время надо приспособить их на лёгких конструкциях. Установив пару электрореактивных движителей по концам крыльев, скажем дельтаплана, мы обеспечиваем и дополнительную лёгкость конструкции, и чрезвычайно простой запуск при любой погоде обычным включением тумблера, и вертикальный взлёт. Этим сразу привлечём внимание деловых людей к покупке и освоению данного транспорта. Не секрет, что дорог в России мало, особенно на Севере и за Уралом. Просторы огромны. Зимой - снежные заносы. Летом - множество рек, озер и водных, заболоченных преград. В России рынок пуст не только для легких самолетов, но и для любого транспорта: для аэросаней, глиссеров, аппаратов на воздушной подушке и т.д. Дешевые и максимально подвижные дельтапланы с удовольствием будут использоваться молодёжью местного населения для передвижения между деревнями и населёнными пунктами вместо мотоциклов, где дорог практически нет (а это 2/3 России), для этого стоит поработать. Правда при данном использовании игольчатого движителя для нейтрализации ионного потока придётся на выходе из сопла устанавливать нейтрализатор как у обычных электрореактивных двигателей.

Рис.2. Расположение движителей в корпусе Тесла-двигателя.

Такие электрореактивные игольчатые движители с пористыми кольцами, с шипящим выходом реактивной струи одинаково пригодны для самолётов и ракет. Высокая экономичность расхода топлива вне всякого сомнения обеспечит широкое распространение в данных областях техники, стоит только хотя бы одной компании начать их выпуск. При использования на самолётах игольчатых движителей возникнет проблема подачи свежего воздуха в салон для дыхания людей. Для этого придётся применить Тесла-компрессор, устройство которого изложено в предыдущей статье.

Для применения в качестве автодвигателя необходимо два игольчатых движителя расположить на ободе обыкновенного ротора в виде сегнерова колеса по рис.2, с толкающими соплами в противоположных направлениях. В силу подобного расположения на подшипниках вращения не будет никакого излишнего давления, кроме веса ротора. Используя опыт электрофорных машин не трудно подвести высокое напряжение от верхнего конца вторичной обмотки на турбину. Для этого надо укрепить медное кольцо на стеклотекстолитовой нижней щеке кожуха, соединив электрически с вторичкой , а с игольчатого электрода каждого движителя вывести к медному кольцу щёточку с токопроводящими волосинками (на рисунке не показано). Высокое напряжение и малый передаваемый ток позволяют без соприкосновения и без искры передавать необходимую энергию со вторички катушки Теслы. При мощностях более 10 киловатт можно установить и две, и три щётки у кольца, в зависимости от передаваемой мощности. На корпус защитного кожуха естественно подаётся минус напряжения от нижнего конца вторички с общим заземлением. Ионы газов получают львиную долю электронов с кожуха корпуса, нейтрализуются и вдоль по кожуху корпуса выходят в атмосферу. Здесь не требуется глушитель, поскольку газы имеют постоянную скорость, пульсаций газа не наблюдается. Правда есть небольшое шипение и относительно слабый треск от нечастых искровых разрядов. Через трубчатую ось подаётся любое газообразное или легко испаряющееся топливо, такие как бензин или спирт. Сюда же засасывается воздух из атмосферы, поскольку камеры сгорания движителей работают со стороны игольчатого электрода как вакуумные насосы газов за счёт высокой скорости истечения. Повышение температуры из-за горения топлива возле игл помогает степени ионизации газа в объёме камеры.

Электрооборудование такого двигателя аналогичное автомобильному. С генератора, приводимого механически во вращение от оси турбины, выходит постоянное напряжение 12 вольт преобразуется полупроводниками в переменное, и вместо катушки зажигания подаётся на . Расход на корону небольшой, примерно в 2 - 4 раза побольше обычного зажигания поршневого двигателя (в зависимости от мощности) и это основные потери, других потерь, кроме подшипников на оси ротора, практически нет, поэтому коэффициент полезного действия не менее 70 - 80%, что, несомненно, скажется на расходе топлива в сторону уменьшения. А это относительная экологическая чистота, значит, нам с вами в городах будет легче дышать. Кроме того, высокие скорости вращения ротора 20 - 50 тысяч оборотов в минуту делают установку легче поршневого автодвигателя в два, три раза при аналогичной мощности, значит, расход топлива и тут уменьшится при езде. В общем, выгоды применения Тесла-двигателя вполне очевидны.

Самая большая экономия - это изготовление таких двигателей. Катушки Теслы изготавливаются любителями на кухне. Покупной только конденсатор. Обмотки наматывают на пластмассовую водопроводную трубу. Ротор с движителями тоже можно свободно изготовить в любой мастерской с токарным станком и сварочным аппаратом. Единственная трудность заключается в только балансировке ротора, но можно быть уверенным, что «умельцы из гаражей» что нибудь тут же придумают, наверняка найдут предельно простое решение, у них это здорово получается. Пористая керамика для установки на отрицательное кольцо движителя есть на многих предприятиях, применяется для очистки сжатого воздуха, а керамический или фарфоровый корпус отрезается от изоляторов или старых реостатов, которые в избытке валяются в цехах ещё советских заводов. В последнее время в качестве изоляции для цепей высокого напряжения используют фторопласт. Он легко обрабатывается, держит напряжение во многих случаях даже лучше фарфора и работает с температурами почти до 400°С. Чтобы уменьшить размеры изоляторов разумно крепление провода делать как бы внутри изолятора (вытачивается выемка). Здесь, из-за утопленности крепления электрода поверхностный разряд по изолятору предельно затруднён, что обеспечивает достаточно надёжную работу.

Отсутствие трущихся деталей позволяет избавиться от масел различного типа применяемых на поршневых двигателях, что упрощает эксплуатацию. Если заменить подшипники качения на магнитные, тогда вообще можно забыть о смазке и заводу -изготовителю можно давать гарантию работы на 10 - 15 лет вперёд. Охлаждение происходит за счет вращения ротора в атмосферном воздухе с лопатками, укреплёнными на трубках крепления движителей к оси вращения.

Простая схема устройства и ремонта особенно хорошо способствует эксплуатации в сельской местности. Раньше, даже с поршневыми двигателями, на автомобилях устанавливались газогенераторы, которые, благодаря неполному сгоранию в их небольшой топке из-за ограниченного поступления воздуха, давали отличный дым-топливо. Несмотря на низкий КПД поршневых двигателей, этот дым двигал автомобиль на любых деревянных отходах, использовались даже солома и старая трава, подходящие гнилушки. Но в пятидесятых годах в России стало свободно с бензином и газогенераторы как-то отошли сами собой в силу того, что поршневые двигатели плохо заводились на дымном топливе. В нашей лесной стране Тесла-двигатель, с его высоким КПД, обязательно снова освоит «деревянную» специальность, поскольку возить бензин в деревни для 10 - 20 домов за десятки и сотни километров в тайге по болотистым дорогам слишком накладно.

Предлагаемая на рассмотрение конструкция Тесла-двигателя вероятно понравится многим, поскольку проста в изготовлении и бесшумна в работе, относится к области машиностроения, и может использоваться на ракетах, самолётах, автотранспорте для привода их в движение вместо применяемых химических реактивных, турбореактивных и поршневых двигателей, поэтому в заглавии стоит слово универсальный .

В переводе Руса Эвенса

Этот текст родился под впечатлением статьи в местной газете “Утренние Даллаские Новости”. Статья была помещена под рубрикой “Словесные портреты Штата Техас” и написана господином A.C. Greene. Имеется также второй файл с мыслями англоязычного автора относительно Тесловской “коробочки с энергией” (файл внесен в список на KeelyNet как TESLAFE2.ASC).

24-ого января, воскресенье – Даллас Утренние Новости, Рубрика Словесных Портретов Штата Техас

“Источник энергии Триумфального Электрического Автомобиля все еще остается тайной.” A.C. Greene

Недавно, Словесные Портреты Штата Техас рассказали историю Генри Гарретта и его сына с их автомобилем, который ездит на воде. Это автомобиль успешно демонстрировался в 1935 в Скалах Белого Озера в Далласе.

Юджин Лангкоп Даллаский (любитель Паккардов, подобно многим из нас) обращает внимание на то, что “удивительный автомобиль” будущего может быть связан с восстановлением электрического автомобиля. Такой автомобиль не использует никакого бензина, никакого масла – только некоторые стыки смазки – не имеет никакого радиатора, который нужно охлаждать, никаких проблем карбюратора, никакого глушителя, который нужно заменять и не выделяет никаких загрязнителей.

Известные в прошлом электромобили охватывали Columbia, Rauch & Lang and Detroit Electric.

В Далласе были электрические автомобили по доставке товаров в 1920-ых и 30х годах. Много электрических транспортных средств доставки использовались в больших городах и в 1960-ые.

Главными недостатками электромобилей были медленная скорость и короткий диапазон.

В пределах прошлого десятилетия два человека, Джордж Тиесс и Джек Хукер, объявили, что они разработали батареи, работающие на магние от морской воды, при этом диапазон их электромобиля от стандартного около 100-ни миль увеличился до 400-500 миль.

Но здесь речь пойдет о совсем другом автомобиле. Это – автомобиль-загадка, однажды продемонстрированный Николой Тесла (изобретателем использования переменного тока), который мог бы похоронить все бензиновые двигатели, навсегда.

При поддержке компаний Pierce-Arrow Co. and General Electric в 1931, Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы “Pierce-Arrow” и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания.

В местном радио магазине он купил 12 электронных ламп, немного проводов, горстку разномастных резисторов, и собрал все это хозяйство в коробочку длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. с парой стержней длинной 7.5 см. торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он выдвинул стержни и возвестил “Теперь у нас есть энергия”. После этого он ездил на машине неделю, гоняя ее на скоростях до 150 км/ч.

Поскольку на машине стоял двигатель переменного тока и не имелось никаких батарей, справедливо возникает вопрос, откуда же в нем бралась энергия?

Популярные комментарии привлекали обвинения “в черной магии” (как буд-то такое объяснение сразу расставляло все точки над “i”). Чувствительному гению не понравились скептические комментарии прессы. Он снял с машины таинственную коробочку, и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке и тайна его источника энергии умерла вместе с ним.

Статья-оригинал, которую Мр. Грин использовал при написании своей заметки следует ниже

Забытое Искусство Электромобилей

Артур Абром , (в переводе Руса Эвенса)

Хотя электромобили были одним из самых ранних изобретений, мода на них прошла быстро. Развитие электричества как источника энергии для человечества проходило с большими противоречиями.

Томас А. Эдисон был первым, кто начал продавать электросистемы (т.е. электрогенераторы) имеющие какую-то коммерческую ценность. Его исследования и изобретательский талант позволили развить системы постоянного тока. Этими системами оборудовались суда, муниципалитеты начинали освещать улицы. В то время Эдисон был единственным источником электричества!

В то время как коммерциализация электричества набирала оборотов Эдиссон нанял человека, явившего миру невиданный ранее научный талант и развившего совершенно новые подходы к электроэнергии. Этим человеком был иностранец Никола Тесла. Его разработки затмевали даже самого Эдисона! В то время как Эдисон был великим экспериментатором, Тесла был великим теоретиком. Постоянные эксперименты Эдисона его несколько раздражали.

Тесла предпочитал математически рассчитывать возможность какого-то процесса, чем сразу хвататься за паяльник и постоянно экспериментировать. Так, однажды, после очередного горячего спора, он покинул лабораторию Эдиссона в West Orange, New Jersey.

Работая самостоятельно Тесла продумал и создал первый генератор переменного тока. Он, и только он, является ответственным за все преимущества, которыми мы наслаждаемся сегодня благодаря электроэнергии переменного тока.

Рассерженный Эдисоном в самом начале 1900-х Тесла продал свои новые патенты Джорджу Вестингаусу за 15 млн. долларов. Тесла стал полностью независимым после чего продолжил исследования в своей лаборатории на 5-й Авеню в Нью-Йорке.

Джордж Вестингауз начал торговать этой новой системой электрогенераторов создавая конкуренцию Эдисону. Вестингауз одержал победу, благодаря очевидному преимуществу новых генераторов по сравнению с менее эффективными генераторами Эдисона. Сегодня переменный ток – единственный источник электричества мирового потребления и, пожалуйста, помните, Никола Тесла – человек который сделал его доступным для людей.

Теперь, что касается раннего становления электромобилей. Электромобиль имеет ряд преимуществ которые шумные, капризные, дымные автомобили с двигателями внутреннего сгорания предложить не могут.

Прежде всего – абсолютная тишина которая сопровождает ваз при поездке в электромобиле. Не имеется даже намека на шум. Только поворот ключа и нажатие на педаль – как транспортное средство начинает немедленно двигаться. Никакого дребезжания в начале, никакого переключения скоростей, никаких топливных насосов и проблем с ними, никаких уровней масла и т.п. Просто поворот выключателя и вперед!

Второе – это ощущение мощности и покорности двигателя. Если хотите увеличить скорость – просто давите на педаль, и никаких рывком при этом. Отпускаете педаль и транспортное средство немедленно замедляется. Вы всегда полностью контролируете управление. Не трудно понять, почему эти транспортные средства были так популярны на рубеже веков и почти до 1912.

Большим неудобством этих автомобилей был их диапазон и потребность в перезарядке каждой ночью. Все эти электрические транспортные средства использовали ряд батарей и двигатели постоянного тока. Батареи требовали перезарядки каждую ночь и диапазон перемещения был ограничен приблизительно 100-ней миль. Это ограничение не было серьезным в начале этого столетия. Доктора начали выезжать на вызова на электрических автомобилях потому что они больше не нуждались в лошадях всего лишь подключить автомобиль в электрическое гнездо на ночь! Никакие перемещения не мешают получать чистую прибыль.

Многие из больших универмагов в столичных областях начали использовать электромобили для доставки товаров. Они были тихими и не испускали никаких загрязнителей. Обслуживание электромобилей было минимальным. Городская жизнь обещала большое будущее электромобилю. Однако, обратите внимание, все электромобили работали на постоянном токе.

Произошли две вещи, которые положили конец популярности электромобиля. Каждый подсознательно жаждал скорости, которая захватила всех авто энтузиастов той эры. Каждый изготовитель стремился показать как далеко его автомобиль может ехать и какова его наивысшая скорость.

Построенная Полковником Вандербилтом первая твердая гоночная круговая орбита с прямолинейными секциями в Лонг Айленде стала воплощением страсти “красивой жизни”. Газеты постоянно печатают сводки о новых рекордах в скоростях. И, конечно, изготовители автомобилей были скоры на руку, чтобы извлечь свою выгоду из рекламного эффекта этих новых пиков скорости. Все это создавало имидж электромобилей как транспортных средств для старых леди или отставных джентльменов.

Электрические транспортные средства не могли достигать скоростей 45 или 50 mph. Этого не выдержали бы их батареи. Максимальные скорости от 25 до 35 mph могли поддерживаться на мгновение или около этого. Обычно, крейсерская скорость – в зависимости от условий движения, была от 15 до 20 mph. Для стандартов годов от 1900 до 1910, это была приемлемая скорость, чтобы получать удовлетворение от электрического транспортного средства.

Пожалуйста обратите внимание, что ни один из изготовителей электрических автомобилей никогда не использовал ГЕНЕРАТОР постоянного тока. Это позволило бы подпитывать небольшим зарядом батареи, во время движения и таким образом увеличивать дальность его пробега. Это рассматривалось как некоторое подобие вечного двигателя и конечно считалось абсолютно не возможным! Фактически, генераторы постоянного тока могли бы успешно работать и помочь выживанию электромобилей.

Как было упомянуто ранее, электрооборудование переменного тока Г. Вестингоуса, продавалось распространялось по стране. Более ранние системы постоянного тока удалялись и игнорировалось. (В качестве любопытного замечания: Объединенная Компания Эдисона в Нью-Йорке все еще использует один из генераторов постоянного тока Эдисона установленных на его 14-й электростанции и он все еще работает!) Приблизительно в указанное время, другая гигантская корпорация была сформирована и вступила в производство оборудования переменного тока – Дженерал Электрик. Это положило абсолютный конец для систем электропитания Эдисона как коммерческих средств производства и распределения электроэнергии.

Электрические автомобили не были приспособлены, чтобы размещать на них многофазные двигатели (переменного тока), так как они использовали батареи в качестве источника мощности, их исчезновение было предрешено. Никакая батарея не может производить переменный ток. Конечно, мог бы использоваться конвертер для преобразования тока в переменный, но размер соответствующего оборудования в то время был слишком большим, чтобы размещать его на автомобилях.

Итак, около 1915 года, электрический автомобиль канул в лету. Правда, United Parcel Service все еще использует несколько электрических грузовиков в Нью-Йорке сегодня, но большая часть их транспортных средств использует бензин или дизельное топливо. Сегодня электромобли мертвы – они рассматриваются как динозавры прошлого.

Но, позвольте нам на секунду остановиться, чтобы рассмотреть преимущества использования электроэнергии как средства передвижения транспортных средств. Обслуживание их абсолютно минимально. Масло почти не требуется для двигателя. Не имеется никакого масла, чтобы заменять, никакого радиатора, чтобы чистить и заполнять, никаких передач, чтобы загрязняться, никаких топливных насосов, никаких водных насосов, никаких проблем с карбюратором, никаких кривошипно-шатунных механизмов, чтобы гнить или заменять и никаких загрязнений, испускаемых в атмосферу. Разве это не тот ответ, который все вроде бы ищут!

Поэтому, эти две проблемы, стоящие перед нами, невысокая скорость с небольшим расстоянием передвижения и замена постоянного переменным током сегодня уже могут быть решены. При сегодняшних технологиях это уже не кажется непреодолимым. Фактически, эта проблема уже была решена в прошлом. Отдаленном прошлом. И не очень отдаленном. Стоп! Задумайтесь над сказанным на несколько мгновений прежде чем продолжать!

Несколько ранее в этой статье, я упомянул человека, Николу Теслу и заявил, что он был самым большим гением, который когда-либо жил. Американское Патентное бюро имеет 1,200 патентов, зарегистрированных от имени Николы Теслы, и, по оценкам, он мог запатентовать дополнительно 1,000 или около этого из памяти!

Но вернемся к нашим электромобилям – в 1931, при финансировании Pierce-Arrow и George Westinghouse. В 1931 Pierce-Arrow была отобрана, чтобы быть проверенной в фабричных территориях в Buffalo, N.Y. Стандартный двигатель внутреннего сгорания был удален и 80 л.с. 1800 об/мин электродвигатель, был установлен на муфту к передаче. Двигатель переменного тока имел длину 100 см. и 75 см. в диаметре. Энергия, которая его питала, находилась “в воздухе” и никаких больше источников питания.

В назначенное время, Никола Тесла прибыл из Нью-Йорка и осмотрел автомобиль Pierce-Arrow. Затем он пошел в местный радио магазин и купил 12 радиоламп, провода и разные резисторы. Коробка, имела размеры длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он присоединил провода к без щеточному двигателю воздушного охлаждения. Два стержня диаметром 0.625 мм. и около 7,5 см. длинной торчали из коробки.

Тесла занял водительское место, подключил эти два стержня и заявил, “Теперь мы имеем энергию”. Он нажал на педаль и автомобиль поехал! Это транспортное средство приводимое в движение мотором переменного тока развивало до 150 км/ч и обладало характеристиками лучшими, чем любой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на то время! Одна неделя была потрачена на испытания транспортного средства. Несколько газет в Буффало сообщили об этом испытании. Когда спрашивали: “откуда берется энергия?”, Тесла отвечал: “Из эфира вокруг всех нас”. Люди поговаривали, что Тесла был безумен и так или иначе в союзе со зловещими силами вселенной. Теслу это рассердило, он удалил таинственную коробку с транспортного средства и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке. Его тайна ушла вместе с ним!

Здесь хотелось бы заметить, что обвинения в магии постоянно сопровождали деятельность Теслы. Его лекции в Нью-Йорке пользовались большой популярностью, причем приходили люди далекие от физики. И не только потому что Тесла обладал способностью объяснять физические законы простым человеческим языком аналогий, но скорее потому, что во время лекций он демонстрировал эксперименты, которые даже сегодня могли бы вызвать удивление у студентов факультетов радиоэлектроники, не то что у простых обывателей.

Например Тесла доставал из своего портфеля небольшой ТЕСЛА-ТРАНСФОРМАТОР, работающий при высоковольтном напряжении и переменном токе высокой частоты при крайне низкой силе тока. Когда он его включал вокруг него начинали извиваться молнии, при этом он спокойно ловил их руками, тогда как люди с первых мест в зале спешно перемещались назад. Этот фокус куда забавнее, чем распиливание человека.

Также хорошим шоу был эксперимент с электролампами. Тесла включал свой трансформатор и обычная лампочка начинала светиться в его руках. Это уже вызывало изумление. Когда же он доставал из портфеля лампочку лишенную спирали накала, просто пустая колба, и она все-равно светилась – удивлению слушателей не было предела и иначе как массовым гипнозом или магией они это объяснить не могли.

“Фокусы” с лампочками объясняются просто, если знать некоторые законы. Как писал Тесла, при определенной частоте колебаний разряженный воздух проводит ток также или даже лучше чем медный провод. Конечно, это было бы невозможно, если бы отсутсвовала единая волновая среда (“эфир”). В отсутствие воздуха эфир становится чистым проводником, тогда как воздух только мешает, поскольку является изолятором.

Некоторые исследователи привлекают к объяснению работы тесловского электромобиля магнитное поле Земли, которое Тесла мог использовать в своем генераторе. Вполне возможно, что используя схему высокочастотного высоковольтного переменного тока Тесла настраивал ее в резонанс с колебаниями “пульса” Земли (около 7.5 герц). При этом, очевидно, частота колебаний в его схеме должна была быть как можно более выскочкой, оставаясь при этом кратной 7.5 герцам (точнее – между 7.5 и 7.8 герц.).

(с) 2003 Рус Эвенс , независимый исследователь.

В схеме электромобиля Теслы то, что принимают за приемник (черный ящик и два стержня за спиной у водителя) очевидно, является передатчиком. Используется два излучателя. Для получения трех нот. Тесла любил число 3. Кроме самого главного электродвигателя на автомобиле должен был присутствовать аккумулятор и стартер. При включении стартера вместе с Эл. Двигателем последний превращается в генератор, который питает два пульсирующих излучателя. ВЧ колебания излучателей поддерживают движение электродвигателя. Электродвигатель, таким образом, может одновременно являться и источником вращения колес автомобиля и генератором, питающим ВЧ излучатели.

На самом деле ЭЛ. Двигатель не потребляет никакого тока.

В 20-е годы Маркони демонстрировал Муссоллини и его жене как он на расстоянии несколько сотен метров может остановить движение транспортной колонны с помощью ВЧ ЭМ излучения.

Тот же самый эффект может быть использован с обратным знаком по отношению к электродвигателям.

Остановка вызывается диссонирующим излучением. Движение вызывается через резонирующее изучение. Очевидно, что эффект показанный Маркони работает с бензиновыми двигателями, поскольку у них есть электрогенератор, питающий свечи зажигания. Дизельные двигатели к подобному воздействию гораздо менее восприимчивы.

Движущей силой электродвигателя Теслы являлся не электрический ток, какого бы происхождения он не был, космического или какого-то еще, а резонансные высокочастотные колебания в среде, в эфире, вызывающие в электродвигателе движущую силу. Не на атомарном уровне, как у Дж. Кили а на уровне колебательного контура Эл. Двигателя.

Таким образом, можно изобразить следующую концептуальную схему работы Эл. Двигателя на электромобиле Теслы.

Аккумулятор запускает стартер. Эл. Двигатель приходит в движение и начинает работать как Эл. Генератор. Питание поступает на два независимых генератора высокочастотных ЭМ импульсов, настроенных по рассчитываемой формуле в резонанс с колебательным контуром Эл. Двигателя. Независимые колебания ЭМ генераторов настроены в гармоничном аккорде. Через несколько секунд после запуска стартер отключается, аккумулятор отключается. Высокочастотные ЭМ импульсы 2х генераторов развивают мощность в ЭЛ двигателе, который поет в резонансе с ВЧ генераторами, движет автомобиль, сам работает как электрогенератор, питающий ВЧ излучатели и никакого тока не потребляет.

Понимание работы электромобиля Теслы.

Согласно закону причинно следственных связей, если второе вытекает из первого то и первое может вытекать из второго. В физике это принцип обратимости всех процессов.

Например, известны явления возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. Это называется “прямой пьезоэлектрический эффект”. В тоже время характерно и обратное – возникновения механических деформаций под действием электрического поля – “обратный пьезоэлектрический эффект”. Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах - пьезоэлектриках.

Другой пример с термоэлементами. Если места контактов термоэлемента поддерживать при различных температурах, то в цепи возникает эдс (термоэдс), а при замыкании цепи - электрический ток. Если же через термоэлемент пропускать ток от постороннего источника, то на одном из его контактов происходит поглощение, а на другом - выделение тепла.

При обычной организации процесса, всякий электродвигатель потребляет ток и производит колебательные возмущения в окружающей среде, в эфире. То что называется индуктивность. Эти неизбежные возмущения среды обычно никак не используются. На них принято не обращать внимания, пока они никому не мешают. Между тем, следует понимать, что затраты энергии, питание, которое необходимо электродвигателю, как раз и вызываются тем, что электродвигатель работает не в абсолютной пустоте, а в среде и что на создание колебательных возмущений в среде как раз и расходуется подавляющая часть энергии питающей электродвигатель. Тех самых колебательных возмущений на которые принято закрывать глаза.

Здесь заключается самый важный момент. Его необходимо подчеркнуть. Потреи энергии при работе всякого электродвигателя связаны не с трением ротора, не с сопротивлением воздуха, а с потерями индуктивности, т.е. с “вязкостью” эфира по отношению к вращающимся электромагнитным частям двигателя. Неподвижный (относительно) эфир раскручивается электродвигателем, в нем возникают концентрические волны расходящиеся во все стороны. При работе электродвигателя эти потери составляют более 90% от всех его потерь.

Что сделал Тесла. Тесла понял, что электродвигатель который неизбежно “гонит волны” в эфире не самое оптимальное устройство для этой цели. Понятно, что колебания в 30 Гц (1800 об./мин.) не сильно гармонируют с частотами, которые легко поддерживаются средой. 30 Гц. слишком низкая частота, для получения резонанса в такой среде как эфир.

ВЧ генератору, который в резонансе с эфиром, для нормальной работы требуется минимум энергии. Той эенргии, которой его снабжает электродвигатель ему хватает с избытком. Электродвигатель же использует не энергию ВЧ генератора, а энергию резонансно накачанной стоячей волны в Эфире.

Естественно, что такой электродвигатель будет еще и охлаждаться. Двигатель требующий питания нагревается от сопротивления среды, которую ему приходится раскручивать. Сдесь же среду раскручивать не надо. Наоборот сама среда раскручивает двигаель, из которого, как следствие, истекает ток. Никакого колдовства и мистики в этом нет. Всего лишь разуманя организация процесса.

Принцип работы электроавтомобиля Теслы

Согласно закону причинно следственных связей, если второе вытекает из первого, то и первое может вытекать из второго. В физике это принцип обратимости всех процессов.
Например, известны явления возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. Это называется "прямой пьезоэлектрический эффект". В тоже время характерно и обратное - возникновения механических деформаций под действием электрического поля - "обратный пьезоэлектрический эффект". Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах - пьезоэлектриках.
Другой пример с термоэлементами. Если места контактов термоэлемента поддерживать при различных температурах, то в цепи возникает эдс (термоэдс), а при замыкании цепи - электрический ток. Если же через термоэлемент пропускать ток от постороннего источника, то на одном из его контактов происходит поглощение, а на другом - выделение тепла.

При обычной организации процесса, всякий электродвигатель потребляет ток и производит колебательные возмущения в окружающей среде, в эфире. То что называется индуктивность. Эти неизбежные возмущения среды обычно никак не используются. На них принято не обращать внимания, пока они никому не мешают. Между тем, следует понимать, что затраты энергии, питание, которое необходимо электродвигателю, как раз и вызываются тем, что электродвигатель работает не в абсолютной пустоте, а в среде и что на создание колебательных возмущений в среде как раз и расходуется подавляющая часть энергии питающей электродвигатель. Тех самых колебательных возмущений, на которые принято закрывать глаза.

Здесь заключается самый важный момент. Его необходимо подчеркнуть. Потери энергии при работе всякого электродвигателя связаны не с трением ротора, не с сопротивлением воздуха, а с потерями индуктивности, т.е. с "вязкостью" эфира по отношению к вращающимся электромагнитным частям двигателя. Неподвижный (относительно) эфир раскручивается электродвигателем, в нем возникают концентрические волны расходящиеся во все стороны. При работе электродвигателя эти потери составляют более 90% от всех его потерь.

СХЕМА ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ОБЫЧНОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕ

Что сделал Тесла. Тесла понял, что электродвигатель, который неизбежно "гонит волны" в эфире не самое оптимальное устройство для этой цели. Понятно, что колебания в 30 Гц (1800 об./мин.) не сильно гармонируют с частотами, которые легко поддерживаются средой. 30 Гц. слишком низкая частота, для получения резонанса в такой среде как эфир.

Ввиду понимания Теслой изложенного, решение не представляло технической сложности. Он буквально на коленях, в номере гостиницы, собрал ВЧ генератор, устройство, которое "поднимает волну" в пространстве где работает электродвигатель. (Генератор ВЧ, а не низкочастотный просто, потому что низкочастотный не позволил бы создать стоячую волну через резонанс. Так как рассеивание волн опережало бы импульсы генератора). Частота ВЧ генератора должна была быть в кратном резонансе с частотой электродвигателя. Например если частота двигателя 30 Гц, то частота генератора может быть 30 МГц. Таким образом ВЧ генератор является как бы посредником между средой и двигателем.

ВЧ генератору, который в резонансе с эфиром, для нормальной работы требуется минимум энергии. Той энергии, которой его снабжает электродвигатель ему хватает с избытком. Электродвигатель же использует не энергию ВЧ генератора, а энергию резонансно накачанной стоячей волны в Эфире.

Принцип работы электродвигателя в схеме, использованной Теслой.

Естественно, что такой электродвигатель будет еще и охлаждаться. Двигатель требующий питания нагревается от сопротивления среды, которую ему приходится раскручивать. Здесь же среду раскручивать не надо. Наоборот сама среда раскручивает двигаель, из которого, как следствие, истекает ток. Никакого колдовства и мистики в этом нет. Всего лишь разуманя организация процесса.

Фаза всасывания и рассеивания. На фазе всасывания конденсаторы заряжаются. На фазе рассевания отдают в цепь, компенсируя потери. Таким образом, КПД не 90% а возможно 99%. Возможно ли увеличив количество конденсаторов получить больше чем 99%? По видимому нет. Мы не можем собрать на фазе рассеивания больше, чем двигатель отдает. Поэтому дело не в количестве емкостей, а в расчете оптимальной емкости.

Пьезоэлектричество (от греч. piezo - давлю и электричество), явления возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект) и возникновения механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты наблюдаются в одних и тех же кристаллах - пьезоэлектриках.

Кварцевый генератор, маломощный генератор электрических колебаний высокой частоты, в котором роль резонансного контура играет кварцевый резонатор - пластинка, кольцо или брусок, вырезанные определённым образом из кристалла кварца. При деформации кварцевой пластинки на её поверхностях появляются электрические заряды, величина и знак которых зависят от величины и направления деформации. В свою очередь, появление на поверхности пластины электрических зарядов вызывает её механическую деформацию (см. Пьезоэлектричество). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями электрического заряда на её поверхности и наоборот. К. г. характеризуются высокой стабильностью частоты генерируемых колебаний: Dn/n, где Dn - отклонение (уход) частоты от её номинального значения n составляет для небольших промежутков времени 10-3-10-5%, что обусловлено высокой добротностью (104-105) кварцевого резонатора (добротность обычного колебательного контура ~ 102).

Частота колебаний К. г. (от нескольких кГц до нескольких десятков МГц) зависит от размеров кварцевого резонатора, упругости и пьезоэлектрической постоянных кварца, а также от того, как вырезан резонатор из кристалла. Например, для Х - среза кристалла кварца частота (в МГц) n=2,86/d, где d - толщина пластинки в мм.

Мощность К. г. не превышает нескольких десятков Вт. При более высокой мощности кварцевый резонатор разрушается под влиянием возникающих в нём механических напряжений.

К. г. с последующим преобразованием частоты колебаний (делением или умножением частоты) используются для измерения времени (кварцевые часы, квантовые часы) и в качестве стандартов частоты.

Естественная Анизотропия . - наиболее характерная особенность кристаллов. Именно потому, что скорости роста кристаллов в разных направлениях различны, кристаллы вырастают в виде правильных многогранников: шестиугольные призмы кварца, кубики каменной соли, восьмиугольные кристаллы алмаза, разнообразные, но всегда шестиугольные звёздочки снежинок Резонанс (франц. resonance, от лат. resono - звучу в ответ, откликаюсь), явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний в какой-либо колебательной системе, наступающее при приближении частоты периодического внешнего воздействия к некоторым значениям, определяемым свойствами самой системы. В простейших случаях Р. наступает при приближении частоты внешнего воздействия к одной из тех частот, с которыми происходят собственные колебания в системе, возникающие в результате начального толчка. Характер явления Р. существенно зависит от свойств колебательной системы.

Наиболее просто Р. протекает в тех случаях, когда периодическому воздействию подвергается система с параметрами, не зависящими от состояния самой системы (т. н. линейные системы). Типичные черты Р. можно выяснить, рассматривая случай гармонического воздействия на систему с одной степенью свободы: например, на массу m, подвешенную на пружине, находящуюся под действием гармонической силы F = F0 coswt, или электрическую цепь, состоящую из последовательно соединённых индуктивности L, ёмкости С, сопротивления R и источника электродвижущей силы Е, меняющейся по гармоническому закону. Для определенности в дальнейшем рассматривается первая из этих моделей, но всё сказанное ниже можно распространить и на вторую модель. Примем, что пружина подчиняется закону Гука (это предположение необходимо, чтобы система была линейна), т. е., что сила, действующая со стороны пружины на массу m, равна kx, где х - смещение массы от положения равновесия, k - коэффициент упругости (сила тяжести для простоты не принимается во внимание). Далее, пусть при движении масса испытывает со стороны окружающей среды сопротивление, пропорциональное её скорости и коэффициенту трения b, т. е. равное k (это необходимо, чтобы система оставалась линейной). Тогда уравнение движения массы m при наличии гармонической внешней силы F имеет вид: Если на линейную систему действует периодическое, но не гармоническое внешнее воздействие, то Р. наступит только тогда, когда во внешнем воздействии содержатся гармонические составляющие с частотой, близкой к собственной частоте системы. При этом для каждой отдельной составляющей явление будет протекать так же, как рассмотрено выше. А если этих гармонических составляющих с частотами, близкими к собственной частоте системы, будет несколько, то каждая из них будет вызывать резонансные явления, и общий эффект, согласно суперпозиции принципу, будет равен сумме эффектов от отдельных гармонических воздействий.

Если же во внешнем воздействии не содержится гармонических составляющих с частотами, близкими к собственной частоте системы, то Р. вообще не наступает. Т. о., линейная система отзывается, «резонирует» только на гармонические внешние воздействия. В электрических колебательных системах, состоящих из последовательно соединённых ёмкости С и индуктивности L, Р. состоит в том, что при приближении частот внешней эдс к собственной частоте колебательной системы, амплитуды эдс на катушке и напряжения на конденсаторе порознь оказываются гораздо больше амплитуды эдс, создаваемой источником, однако они равны по величине и противоположны по фазе. В случае воздействия гармонической эдс на цепь, состоящую из параллельно включенных ёмкости и индуктивности, имеет место особый случай Р. (антирезонанс). При приближении частоты внешней эдс к собственной частоте контура LC происходит не возрастание амплитуды вынужденных колебаний в контуре, а наоборот, резкое уменьшение амплитуды силы тока во внешней цепи, питающей контур. В электротехнике это явление называется Р. токов или параллельным Р. Это явление объясняется тем, что при частоте внешнего воздействия, близкой к собственной частоте контура, реактивные сопротивления обеих параллельных ветвей (ёмкостной и индуктивной) оказываются одинаковыми по величине и поэтому в обеих ветвях контура текут токи примерно одинаковой амплитуды, но почти противоположные по фазе. Вследствие этого амплитуда тока во внешней цепи (равного алгебраической сумме токов в отдельных ветвях) оказывается гораздо меньшей, чем амплитуды тока в отдельных ветвях, которые при параллельном Р. достигают наибольшей величины. Параллельный Р., так же как и последовательный Р., выражается тем резче, чем меньше активное сопротивление ветвей контура Р. Последовательный и параллельный Р. называются соответственно Р. напряжений и Р. токов. В линейной системе с двумя степенями свободы, в частности в двух связанных системах (например, в двух связанных электрических контурах), явление Р. сохраняет указанные выше основные черты. Однако, т. к. в системе с двумя степенями свободы собственные колебания могут происходить с двумя различными частотами (т. н. нормальные частоты, см. Нормальные колебания), то Р. наступает при совпадении частоты гармонического внешнего воздействия как с одной, так и с другой нормальной частотой системы. Поэтому, если нормальные частоты системы не очень близки друг к другу, то при плавном изменении частоты внешнего воздействия наблюдаются два максимума амплитуды вынужденных колебаний. Но если нормальные частоты системы близки друг к другу и затухание в системе достаточно велико, так что Р. на каждой из нормальных частот «тупой», то может случиться, что оба максимума сольются. В этом случае кривая Р. для системы с двумя степенями свободы теряет свой «двугорбый» характер и по внешнему виду лишь незначительно отличается от кривой Р. для линейного контура с одной степенью свободы.

Т. о., в системе с двумя степенями свободы форма кривой Р. зависит не только от затухания контура (как в случае системы с одной степенью свободы), но и от степени связи между контурами. Р. весьма часто наблюдается в природе и играет огромную роль в технике. Большинство сооружений и машин способны совершать собственные колебания, поэтому периодические внешние воздействия могут вызвать их Р.; например Р. моста под действием периодических толчков при прохождении поезда по стыкам рельсов, Р. фундамента сооружения или самой машины под действием не вполне уравновешенных вращающихся частей машин и т. д. Известны случаи, когда целые корабли входили в Р. при определённых числах оборотов гребного вала.

Во всех случаях Р. приводит к резкому увеличению амплитуды вынужденных колебаний всей конструкции и может привести даже к разрушению сооружения. Это вредная роль Р., и для устранения его подбирают свойства системы так, чтобы её нормальные частоты были далеки от возможных частот внешнего воздействия, либо используют в том или ином виде явление антирезонанса (применяют т. н. поглотители колебаний, или успокоители).

В др. случаях Р. играет положительную роль, например: в радиотехнике Р. - почти единственный метод, позволяющий отделить сигналы одной (нужной) радиостанции от сигналов всех остальных (мешающих) станций. Нужно подобрать емкость так, чтобы пошло смещение по фазе. Противофаза это аспект оппозиции. Совпадение - это аспект соединения. Соединения дает бросок, но и равное падение. Возможно, что максимальное содействие получается, когда работает аспект тригона. Это смещение по фазе не на 180%, а на 120%. Емкость должна быть рассчитана так, чтобы она давала смещение по фазе в 120%, возможно, что это даже лучше, чем соединение. Может именно поэтому, Тесла любил число 3. Потому что использовал тригональный резонанс. Тригональный резонанс, в отличие от резонанса соединения должен быть более мягкий (не деструктивный) и более стабильный, более живучий. Тригональный резонанс должен держать мощность и не идти в разнос. ВЧ резонанс создает накачку стоячей волны вокруг передатчика. Поддержание резонанса в эфире не требует большой мощности. В тоже время образовавшаяся стоячая волна может обладать огромной мощностью для совершения полезной работы. Этой мощности хватит и на поддержание работы генератора и на поддержание гораздо более мощных устройств.

"Pierce-Arrow", на котором Тесла установил электромотор
переменного тока мощностью в 80 л.с.

Tesla Model S стал автомобилем, желанным для большинства автолюбителей. Ведь в нем столько достоинств – он не нуждается в дорожающем бензине, не засоряет окружающую среду, кроме того, является самым надежным во всем мире. Рассмотрим автомобиль более подробно.

Tesla Model S производится американской компанией Tesla Motors. Это 5-ти дверный автомобиль, кузов которого получил название «фастбэк», а первый прототип можно было увидеть на Франкфуртском автосалоне в 2009 году. В США поставки данного автомобиля начались 2 года назад. Что касается цены, то она варьируется от 62 до 88 тыс. долларов. Самая дорогая версия автомобиля способна преодолеть без подзарядки целых 425 км, а до 100 она разгонится всего за 4,2 секунды. Итоги первого квартала 2013 года впечатляют – только в США было продано 4750 единиц Tesla Model S. Этот факт говорит о том, что автомобиль обогнал своих конкурентов класса седан люкс – Mersedes-Benz S-класса, а также BMW 7 серии. В Европе зафиксирован определенный прорыв этого автомобиля – в Норвегии за 2 недели сентября этого же года было продано 322 автомобиля, тем самым обогнав Volkswagen Golf (их было продано всего 256) Если заглянуть под капот Tesla, то там нет ничего. Вместо двигателя там багажник, сзади еще один вместительный багажник. При необходимости, в нем вы можете установить детские кресла, которые будут расположены лицом к стеклу. Как заявляет US Environmental Protection Agency (EPA), одного полного заряда литий-ионного аккумулятора, имеющего емкость 85 кВт/ч, достаточно для того, чтобы преодолеть 426 км. Такой показатель сделал эту модель лидирующей среди подобного рода автомобилей других производителей. Компания планировала выпускать две разновидности автомобиля. Различались они только емкостью аккумулятора – 60 кВт/ч и 40 кВ/ч. Их автономность составляла 335 км и 260 км, но, так как популярность модели с аккумулятором 40 кВт/ч была не очень большая, производитель решил отказаться от выпуска данной модели. Tesla Model S является базовым. В нем установлено жидкостное охлаждение, а электродвигатель переменного тока способен вырабатывать 362 лошадиные силы. Аккумулятор автомобиля изготовлен из 7 тыс. пальчиковых батареек, которые размещаются особым образом. Происходит распределение положительных и отрицательных ионов. Июнь 2013 года ознаменован для этого автомобиля тем, что была продемонстрирована возможность замены аккумуляторной батареи автоматическим путем. В процессе демонстрации было показано, что замена батареи занимает всего 90 секунд. Это на порядок быстрее заправки полного бака обычным топливом. Президент компании Элон Маска, заявил, что, так называемая, медленная зарядка длится от 20 минут до получаса и будет бесплатной на специальных заправочных станциях. В то же время, замена аккумуляторной батареи обойдется владельцу электрокара около 80$.

Заглянем внутрь автомобиля

Можно заметить, что отсутствует привычная приборная панель. Вместо нее установлен дисплей, при помощи которого, владелец может управлять всем функционалом авто, а также следить за рабочим состоянием автомобиля. В тот момент, когда автомобиль заряжается, на месте спидометра отображается информация о том, насколько заряжен автомобиль, а также о том, на сколько километров хватит этого заряда. На том месте, где обычно устанавливают тахометр, инженеры компании разместили амперметр.

Сзади автомобиль выглядит довольно-таки просто. Окна на дверях не имеют рамок, а на поворотнике разместился символ компании, который очень лаконично вписывается в дизайн авто. Что касается зарядки автомобиля, то вам необходима только обычная розетка. Штатное зарядное устройство работает от сети 100-240 Вт, так что произвести заряд можно от любой розетки, которая окажется поблизости.

Автомобиль можно заряжать двумя способами. Первый – это штатный блок питания. Он работает от самой обычной розетки 220 В. От нее аккумулятор объемом 85 кВт/ч будет заряжаться 36 часов. Если ваш автомобиль имеет аккумулятор 40 кВт/ч, то время зарядки сокращается вдвое. Розетка должна иметь рабочее заземление, иначе ничего заряжаться не будет. Единственная сложность – вилка. Она имеет американские стандарты, так что не обойтись без переходника. Приобретать необходимо качественную модель, потому как нагрузка будет составлять порядка 12А.

Чтобы зарядить автомобиль всего за 14 часов, необходимо воспользоваться вторым разъемом зарядного устройства. Он имеет стандарт NEMA 14-50. Тут вам не обойтись без профессионального электрика, ведь нужно выдать на 1 фазу 50 ампер, что под силу не каждому. Для этого нужна качественная электропроводка. Неважно, какой способ вы выберите, ведь процесс подключения зарядного устройства одинаков. Вам нужно всего лишь открыть багажник, достать зарядное устройство, подключить его к электросети, дождаться пока загорятся зеленые огоньки, после чего подключить зарядку к автомобилю. Имеется еще один способ зарядки, но он еще сложнее, потому как на 1 фазу необходимо выдать 80А. Для зарядки в таком случае используется стационарное зарядное устройство, которое вешается на стене.

В России пока что нет специальных станций, которые производят замен аккумуляторной батареи, да и выдать 80А очень сложно, поэтому лучше всего пользоваться розеткой. Если использовать автомобиль, к примеру, как гоночный, то расход батареи будет в 1,5 раза больше, а это значит, что запаса батареи хватит примерно на 300 км. Если вы ездите в день около 200 км, то вы можете заряжать автомобиль ежедневно, при этом время на зарядку снизиться наполовину, либо на 2/3, а это значительно удобнее, нежели заряжать полностью севший автомобиль целых 36 часов.

Цена Tesla Model S

Tesla начала поставки с 1000 седанов ограниченного выпуска Signature и Signature Performance, оснащенными аккумуляторами емкостью 85 кВт?ч и стоимостью 95 400 и 105 400 долларов соответственно. Цена на автомобиль тесла начинаются от $ 62,4 тысячи и доходят до $ 87,4 тысяч(в России купить Tesla Model S можно от 4,5миллионов рублей). Самый дорогой вариант - это автомобиль с запасом хода почти в 425 километров, способный развить сотню за 4,4 секунды. В 2014 году вышла Tesla Model S P85D, которая развивает 100 км/ч за 3.2 секунды

Батарея

Аккумулятор мощностью 60 кВт?ч, устанавливаемый на модель S, обеспечивает дистанцию 370 км, в то время как батарея на 85 кВт?ч - 510 км, при предполагаемой постоянной скорости 55 миль 89 км/ч.

Есть у батарей и энергосберегающий режим, который выключает дисплей и другую бортовую электронику, после чего машина уходит в режим «сна». Эта функция позволяет уменьшить потерю в радиусе пробега автомобиля, когда он не используется (в настоящее время это 13 км в сутки). Так же для восстановления энергии тесла использует рекуперативное торможение, суть которого заключается в том, что при торможении часть энергии движения возвращается обратно в батареи в виде электричества. Аккумулятор мощностью 85 кВт содержит 7104 литий-ионных элементов питания в 16 модулях, соединенных между собой. Каждый модуль содержит шесть групп из 74 элементов, соединенных параллельно; шесть групп, в свою очередь, соединены последовательно в модуль. В аккумуляторе используются гальванические элементы от фирмы Panasonic с никель-кобальт-алюминиевыми катодами. Расположение же аккумулятора под полом кабины снижает центр тяжести автомобиля. На батарею действует гарантия сроком на восемь лет или 201 000 км для базовой модели на 60 кВтч. Для аккумулятора на 85 кВт?ч ограничений по пробегу нет. Отдельная гарантия на замену батареи вступает в силу после восьмого года стоимостью 10000 долларов США для аккумулятора 60 кВт?ч и 12000 долларов для батареи 85 кВт.

Ко все прочему Model S, оказывается, еще и весьма «умная». С конца сентября 2014 года все новые модели S оснащены мини-камерой, установленной в верхней части лобового стекла, перспективным радаром в нижней решетке радиатора и ультразвуковыми датчиками на передних и задних бамперах, которые обеспечивают 360-градусную буферную зону вокруг автомобиля. Это оборудование позволяет Model S обнаруживать дорожные знаки, разметки, препятствия и другие транспортные средства. В дополнение к адаптивному круиз-контролю и системе предупреждения о выезде за пределы полосы движения за $ 4250 можно получить пакет «Tech Package», который позволит этой «начинке» осуществлять полуавтономное вождение и парковку. Новые модели, поступающие в продажу, начиная с 9 октября 2014 года, рассчитаны на функцию автопилота. Последний делает возможным автоматическое вождения в различных ситуациях. Совместимые автомобили будут получать программное обеспечение посредством беспроводного обновления, без необходимости посещать дилера. Автомобиль также напичкан датчиками, определяющими состояние агрегатов и элементов конструкции. В случае аварии система отключает питание от аккумулятора. Поговорим теперь немного о начинке салона этой модели. В 2015 году планируется запустить в серию кроссовер Tesla Model X, построенный на базе фастбэка Tesla Model S.

Аннотация. Статья посвящена рассмотрению и анализу существующих вариантов разработки электромобиля и описанию результатов проектирования авторской модели электродвигателя Тесла.
Ключевые слова: электрический двигатель, электродвигатель Тесла, электромобиль, качер.

Ускоренные темпы экономического, социального и общественного развития являются причиной появления многих проблем, связанных с экологической обстановкой в мире, экономией ресурсов, поиском альтернативных источников энергии. В системе транспорта и перевозок весомая доля принадлежит автомобильному транспорту (до 80 % объёма перевозок грузов и до 70% перевозок пассажиров осуществляются на нем). Это актуализирует необходимость совершенствования автомобильного транспорта, в частности в сферах снижения себестоимости перевозок, сбережения энергоресурсов и сохранения окружающей среды. Кроме того, в начале 90-х годов XX века в некоторых странах были приняты жесткие законы, ограничивающие выбросы в атмосферу. Это заставило ведущие автомобильные компании мира Toyota, Honda, Ford, General Motors заняться разработкой электромобилей. Еще одной причиной, способствовавшей развитию идеи создания электромобиля, стала необходимость решения проблемы рационального и бережного расходования энергетических ресурсов, и прежде всего невосполнимых, к числу которых относится жидкое топливо.

Электромобиль - это автомобиль, приводимый в движение не двигателем внутреннего сгорания, а одним или несколькими электродвигателями с питанием от автономного источника электроэнергии (аккумуляторов, топливных элементов и т. п.).

Главная заслуга в появлении электромобилей принадлежит сербскому ученому Николе Тесла. В настоящее время разработано достаточно большое количество вариантов электродвигателя, воссоздающих изобретение Тесла. Эти электродвигатели успешно конструируются и используются ведущими автомобильными производителями. Однако секрет того самого двигателя Тесла так и не разгадан полностью.

Общим принципом конструирования электромобилей является использование электрического двигателя (одного или нескольких) для преобразования электрической энергии в механическую. Существует два основных типа электродвигателей: первые работают на переменном токе, вторые - с использованием непосредственно получаемого от аккумуляторов постоянного тока. Двигатели переменного тока в сравнении с использующими постоянный, имеют более простую и надежную конструкцию, лучше подходят для использования в электромобилях, но требуют дополнительных преобразователей для получения переменного тока.

Оба типа двигателей в сравнении с ДВС имеют ряд преимуществ:

более простую, надежную, компактную и ремонтопригодную конструкцию;
более высокий коэффициент полезного действия;
минимальное влияние на окружающую среду.

В традиционных электромобилях для передачи на колеса крутящего момента используется обычная автомобильная конструкция. В перспективных проектах электромобилей применяют более специфические системы, например, мотор-колеса (колесо и электродвигатель составляют единую конструкцию, индивидуальное управление колесами улучшает управляемость).

Еще одним принципом работы электродвигателя является то, что основным источником энергии по-прежнему являются аккумуляторные батареи, претерпевшие значительные усовершенствования (в конструкции, в применении в них новых материалов и технологий). Однако следует констатировать, что требуется дальнейшая разработка новых накопителей электроэнергии и автономных преобразователей топлива в электрический ток. В качестве накопителей предполагается использование усовершенствованных ионисторов - конденсаторов очень большой емкости. В отличие от аккумуляторов, они могут заряжаться почти мгновенно и не боятся сверхтоков, возникающих при разгоне. Разработчики указывают, что пока ионисторы не имеют достаточно высокой емкости и могут использоваться лишь для подпитки аккумуляторов при разгоне. Топливные элементы позволяют вырабатывать необходимое количество электроэнергии непосредственно на борту автомобиля и в движении .

Принципом работы электродвигателя может также считаться использование в качестве источников топлива водорода и кислорода.

Крупные автомобилестроительные концерны разрабатывают электромобили, используя в качестве «донора» серийные модели, исключая из конструкции лишь двигатель внутреннего сгорания и топливную систему. Вместо бензинового или дизельного мотора устанавливается электродвигатель, который получает энергию для движения от аккумуляторных батарей большой емкости, расположенных под днищем автомобиля. Электромотор работает на переменном напряжении. Специальный инвертор преобразует высоковольтное электричество в переменный ток, подающийся на ротор, который в свою очередь приводит в действие оси автомобиля. Вместо коробки передач установлен 1-скоростной редуктор, позволяющий плавно ускорять и замедлять электромобиль. Трансмиссия не предполагает наличия задней передачи. Движение задним ходом осуществляется с помощью изменения вращения ротора электромотора. При замедлении электромотор, работающий как генератор, возвращает до 50% кинетической энергии, которая накапливается в аккумуляторных батареях .

В качестве частного принципа работы электродвигателя выдвигается принцип подзарядки батарей, которая может осуществляться: 1) с помощью 3-х фазного зарядного устройства мощностью 200 вольт; 2) с помощью бытовой электросети (позволяет полностью зарядить автомобиль за 6 часов); 3) от зарядной станции, расположенной на дороге.

«Это - автомобиль-загадка, однажды продемонстрированный Николой Тесла, который мог бы похоронить все бензиновые двигатели навсегда», - так отзывались современники великого ученого о его изобретении - электромобиле, так отзываются о нем и сейчас. При поддержке компаний Pierce-Arrow Co. and General Electric в 1931 году, Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы «Pierce-Arrow» и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 лошадиных сил, без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания. В местном радиомагазине он купил 12 электронных ламп, провода, несколько резисторов и собрал их в коробочку длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. с двумя стержнями длиной 7,5 см., торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя, он выдвинул стержни и сообщил: «Теперь у нас есть энергия». После этого он ездил на машине неделю, гоняя ее на скоростях до 150 км/ч. На машине стоял двигатель переменного тока, и не имелось никаких батарей .

Популярные в то время комментарии привлекали обвинения «в черной магии». Чувствительному гению не понравились скептические комментарии прессы. Он снял с машины таинственную коробочку, и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке. Тайна его источника энергии умерла вместе с ним.

В настоящее время существует 2 основных гипотезы электродвигателя Тесла.

Гипотеза 1. Некоторые исследователи привлекают к объяснению работы электромобиля Тесла магнитное поле Земли , которое Тесла мог использовать в своем генераторе. Считается возможным, что используя схему высокочастотного высоковольтного переменного тока, Тесла настраивал ее в резонанс с колебаниями «пульса» Земли (≈ 7,5 герц). Но при этом частота колебаний в его схеме должна была быть как можно более высокой, оставаясь при этом кратной 7,5 герцам (между 7,5 и 7,8 герц). В этой гипотезе установлено, что в схеме электромобиля Тесла то, что принимают за приемник (черный ящик и два стержня за спиной у водителя), является передатчиком. Также используется 2 излучателя. Кроме электродвигателя на автомобиле должны были присутствовать аккумулятор и стартер. При включении стартера вместе с электродвигателем последний превращается в генератор, который питает 2 пульсирующих излучателя. Высокочастотные колебания излучателей поддерживают движение электродвигателя. Электродвигатель, таким образом, может одновременно являться и источником вращения колес автомобиля и генератором, питающим ВЧ излучатели. Ученые предполагают, что движущей силой электродвигателя Тесла являлся не электрический ток, какого бы происхождения он ни был, а резонансные высокочастотные колебания в среде - эфире, вызывающие в электродвигателе движущую силу , не на атомарном уровне, а на уровне колебательного контура электродвигателя.

Таким образом, можно изобразить следующую концептуальную схему работы электродвигателя Тесла (см. рис. 1).

Рис. 1. Схема работы электродвигателя Тесла

Гипотеза 2.

Академик Валерий Дудышев предложил следующую разгадку тайны электромобиля Тесла. Она заключается в получении электроэнергии непосредственно из обычного лампового триода-пентода в необычных режимах их работы. Необходимо лишь обеспечить взрывную электронную эмиссию с его катода. В итоге из лампового триода можно получить в электрическую нагрузку, присоединенную к нему параллельно огромное количество электроэнергии (с выходной мощностью источника 5-10 кВт). Взрывная электронная эмиссия (открытие академика Г. Месяца) достигается в триоде подачей на управляющую сетку триода серии коротких по длительности, но высоковольтных импульсов высокого напряжения. Она с поверхности катода приводит к образованию лавины электронов, ускоряемых управляющей сеткой и попадающих на анод триода.
В итоге - эта лавина электронов с анода поступает в электрическую нагрузку и через нее снова на анод триода. Так возникает и поддерживается электрический ток в цепи «триод-нагрузка».

Расчеты показывают, что обычный ламповый вакуумированный триод в таком режиме работы позволяет получить мощную электронную эмиссию в ламповом триоде и после некоторой доработки триода получить из обычного лампового триода бесплатную электроэнергию, причем при охлаждении катода и анода - с одной радиолампы до 10 кВт.

Проектирование модели электродвигателя Тесла (авторская гипотеза)

1. Известно, что Тесла мечтал передавать энергию на расстоянии, для этого он использовал прибор, который в наше время называется Катушкой Тесла. Позже в СССР русским ученым Бровиным, который пытался создать звуковой компас, случайно был изобретен прибор, названный самим изобретателем качером (качателем реактивностей). Бровин имеет патент на это название. Именно этот прибор и послужил питающей частью нашего электродвигателя.

Качер представляет собой несложную схему, разница между ним и SGTC состоит в том, что в классической искровой катушке Тесла колебательный контур работал за счет искрового разрядника, в качере же Бровина вместо разрядника используется транзистор. При накоплении достаточного заряда в затворе транзистора (нами был использован полевой транзистор с изолированным затвором) он открывается и происходит пробой через транзистор и первичную обмотку; во вторичной обмотке возникает ток. Стоит заметить, что качер является автогенератором, то есть после первого импульса будет уже неважно, какой ток поступает на затвор, качер будет работать, даже если ток на затвор вообще не поступает.

При создании авторской модели электродвигателя Тесла был использован традиционный электромотор, состоящий из статора и ротора. Электромотор питается за счет энергии вторичной катушки, которая передается, как и мечтал Тесла, по воздуху. Всем известен устоявшийся стереотип - лампочка, горящая без проводов в руке Тесла. В данном случае вместо лампочки был взят электромотор, подключенный к диодному мосту с выпрямительным конденсатором. Катушка Тесла (или качер) была использована как устройство, изобретенное великим ученым и не нашедшее в современном мире никакого применения.

Наименование компонентов	Количество

Проволока эмалированная для трансформаторов
Проволока для первичной обмотки
Макетная плата (9 см Х 5,5 см)
Выключатель (10 А)
Диод 1N4007
Конденсатор K73-17B 1мкф 250 В
Резистор переменный 0-100 КОм
Резистор переменный 0-2 КОм
Транзистор irf840
Штекер от блока питания
Припой, канифоль	по необходимости
Электромотор:
Диодный мост GBU605
Конденсатор 35 V 1000 мкф
Соединительный провод
Проволока медная для соединения деталей
Корпус машинки-донора «Ferrari»

В начале проектной и экспериментальной работы нами была разработана следующая схема электродвигателя Тесла (см. рис. 2)

Функциональность авторской модели электродвигателя оценивалась в соответствии со следующими критериями : напряжение, подаваемое на электросхему катушки Тесла; сопротивление резистора R1; количество витков первичной обмотки; количество витков вторичной обмотки; скорость автомобиля.

По результатам итогового среза опытный образец машинки развил скорость 8 см/с, что представляется нам достаточным.

Исачкин А.Ф. «Электромобиль» Тесла // Энергетика и промышленность России. - № 1 (29). - 2003. - С. 18-24.
Никола Тесла. Рассекреченная история. Серия в 14 книгах. -М., Изд-во «Эксмо»: Яуза, 2010. - 256 с.
Ставров О.А. Перспективы создания эффективного электромобиля. - М.: Наука, 1984. - 88 с.
Электротехнический справочник: В 4 т. / Под общ. ред. В. Г. Герасимова, А. Ф. Дьякова, А. И. Попова. - 9-е, стереотипное. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - Т. 4. Использование электрической энергии. - С. 526. - 696 с.

Про устройство и эксплуатацию автомобиля