Валерий Чумаков - Вернер фон Сименс. Личные воспоминания. Как изобретения создают бизнес

Берлин. 26 сентября 1857 года

Уважаемый мистер Гордон!

Вернувшись вчера из поездки, я нашел Ваше письмо от 17-го числа.

Сперва я представлю Вам некоторые сведения из доклада, который получил сегодня от инженера Вейшелмана, вернувшегося из Боны.

Нет никаких сомнений в том, что провод № 1 поврежден и повреждение это произошло недалеко от берегов Африки и связано с нарушением изоляции, из-за чего незащищенная проволока вошла в соприкосновение с водой. Не исключено, что дефект находится в месте соединения прибрежного конца с тонким кабелем. Более точно ничего сказать нельзя, поскольку контакт с водой не позволяет точно измерить сопротивление провода. Однако место повреждения находится никак не дальше 4 немецких миль от берега, а вероятно – гораздо ближе.

Величина нагрузки и сопротивление электрической цепи в соответствии с прилагаемой схемой (рис. 1) могут помочь определить ошибку, если вы захотите снова протянуть провод от Боны. M и N – две катушки индуктивности, η – реостат. Его сопротивление выбирается таким, чтобы ток, проходящий через катушки M и N, имел одинаковую силу, а стрелка при этом была на нуле. В этом случае повреждение будет находиться точно посередине, и таким путем можно будет точно вычислить расстояние от берега.

Для хорошо изолированных проводов это будет работать с абсолютной точностью, для плохо изолированных, как у Боны, более или менее приблизительно, но тоже сработает. Господинн Вейшелман оставил специально для Вас такой аппарат на марсельской таможне. По телеграфу отправлено письмо от Вейшелмана к Ньюаллу, в котором он включен в стоимость заказа.

Что касается кабельной теории, то тут мое мнение таково.

Если АВ (рис. 2) представляет собой гибкий кусок кабеля, сделанный из невесомой проволоки вплоть до ВС и направлен к небу, то кабель упадет на землю, не имея возможности отклониться от прямой линии в любой части, и в каждой точке он будет падать с одинаковой скоростью. мn и op имеют одинаковую длину. Каждая точка падает с одинаковой скоростью, и новые положения p и n должны быть также на одной прямой. Активная сила, проходя по участку BC, во время падения есть K = Q sin α, если Q – вес погруженного в воду кабеля, или вес участка кабеля BD, висящего строго вертикально от АВ; BD = AB sin α=BD.

Если сила К меньше, чем это необходимо для установления равновесия, то кабель соскользнет обратно, по направлению к А, а предел скорости будет достигнут, когда сила трения о воду дойдет до необходимой величины. Если, наоборот, К больше, чем необходимо, кабель будет ускоряться по направлению к В и может быть потерян, поскольку разница длины АВ и AD при поднятии скажется опять, ибо прямой кабель, лежавший на земле, не имеет запаса. Угол α совершенно независим от силы К. Он просто указывает соотношение скорости погружения кабеля и скорости движения судна. В случае если конец кабеля B вместо того, чтобы прикрепляться к невесомому участку провода BC, идет к блоку, а блок вместе с кораблем движется от В к Е, в то время как кабель падает на расстояние mn, и, наконец, если кабель тянется обратно с силой К, то ничего не изменится, поскольку все будет уравновешено. Если тормоза, сдерживающие кабель, достигают равновесного состояния, то K = Q sin α, кабель не имеет осевой скорости; он падает вертикально, и его потеря соответствует углу уклона. Если К велика, кабель будет заложен практически без потерь, если К мала, то потери могут быть очень велики. Чем быстрее будет двигаться судно, тем длиннее будет АВ, больше трение воды и тем меньше будут потери. Однако, если сила К будет больше, чем требуется для установления баланса, перерасход может быть в связи с потерей образованной кабелем линейной цепи. Если перепады происходят быстро, скорость, которую получает кабель после применения тормозов, будет действовать в направлении АВ, что приведет к увеличению нагрузки на него. Принимая во внимание большую массу тормозимого кабеля, легко понять, что его осевая скорость может привести к разрыву. Единственный возможный путь – точно соотносить скорость судна и скорость погружения кабеля. Кроме того, следует принимать во внимание силу океанских течений, особенно разнонаправленных. Если оно (течение) равномерно распространяется до дна, это также может привести к дополнительному расходу кабеля. Для баланса силы К кабель должен оседать по диагонали параллелепипеда, а не падать в диагонали параллелограмма, длина же его должна быть пропорциональна длине параллелограмма, стороны которого образованы движением судна, глубиной воды и скоростью потока по отношению к движению судна. Очень сильное воздействие на плотность укладки кабеля может оказать изменение течения, так как кабель будет оказывать сопротивление давлению воды. Наконец, подъемы и спады наравне с боковыми перемещениями судна формируют силы, угрожающие разрывом кабеля, если его раскрутка не идет очень легко или не применяются эффективные компенсаторные действия, посредством которых кабель может путем использования тормоза удлиняться или укорачиваться и это не вызывает ускорения массы. Механизм, который я предлагаю для определения и регулирования силы натяжения, приложенной к кабелю, легко рассчитывается.

Я попросил Лоффлера рассчитать в соответствии с этой формулой таблицу, которой у меня еще нет, так как Л. по-прежнему находится в Кельне. «е» было, как Вы говорите, 25 футов, то есть 8,42 метра. Вес Q, по словам людей Ньюалла, его измерявших, составлял 160 килограмм. Возможно, Вы подставляли в приближенную формулу значение в фунтах [123] , что дает примерно половину от того, что сохранилось в моей памяти. Аппарат был изготовлен из дерева вечером перед началом укладки. Казалось, что господин Лидделл был против него, я же не хотел навязывать ему свое предложение. В первой половине ночи мы шли по местам, где глубина варьировалась в пределах 2 футов. Надежность измерения оставляла желать лучшего, так как о нужных измерительных приборах не было и речи.

То, что уже вскоре после начала прокладки мы потеряли много кабеля впустую, было ясно. Поэтому я сразу предложил усилить тормозную систему, но меня не поддержали. Однако пришло время, когда кабель пошел прямо, и отклонение даже в 4–5 (чего?) могло его разорвать. Тормозная система была слишком слаба, меня это пугало, и когда господин Ньюалл предоставил мне свободу действий, я добавил к ее нагрузке никак не меньше 5 центнеров, после чего она начала работать нормально. Без усиления тормоза мы, безусловно, потеряли бы кабель навсегда, поэтому такое решение было хоть и рискованным, но необходимым. Нет никаких сомнений, что только благодаря увеличению на следующий день натяжения кабеля нам удалось достичь в дальнейшем минимизации его потери, хотя, конечно, он продолжал немного петлять. Это было связано с тем, что мы не знали, с какой скоростью идет корабль. Ньюалл и Лидделл думали, что делаем не больше 5 узлов, хотя на самом деле скорость была 7 1/2 узлов. Поскольку кабель уходил со скоростью более 7 узлов, я решил, что мы теряем его слишком быстро для того, чтобы достичь мелководья, тем не менее я продолжал отпускать кабель. Так мы достигли момента, когда нагрузка составила 6 тонн, а амплитуда колебаний продолжала расти.