第二十章 “飞炉“
创业维艰,新涡轮机的发展遇到了重重困难。开始的时候,特斯拉因他的小型涡轮机模型取得初步成功而欢欣鼓舞,于是设计了一套大型的复式涡轮机,准备在纽约沃特塞德电站通蒸汽进行试验。这里是爱迪生的地盘,人是属于纽约爱迪生公司的工程技术人员,可想而知,特斯拉几乎一开头就遇到了问题。
特斯拉每天下午5点钟来到电站,衣冠楚楚,而且总逼着工人加班加点,使大家十分反感。但是即使工程进度不错,他手头也没有足够资金对涡轮机进行充分试验。工程技术人员不了解情况,都说这种涡轮机有毛病。凡此种种,不一而足。
最为难办的是,还出现了一个十分棘手的实际问题。涡轮机运转速度极高,平均每分钟35000转,由此造成的离心力很大,结果旋转叶轮的金属材料都被撕裂了。冶金工业要生产出符合要求的优质金属,还得等好多年以后呢。
他最后找到密尔沃基市一家公司——阿里斯·查默斯制造工业公司,要他们给制造三台涡轮机。但他对公司经理人员和工程技术人员还是很不客气,而且把他的不满告到了董事会那里。后来他得知,工程技术人员打了一份唱对台戏的反报告,于是乎甩手把试验停下了。特斯拉说,这些人造不出他所要的涡轮机,但他们则说,特斯拉没有给他们提供充分的资料。
威斯汀豪斯铁路和照明分公司经理曾写信详细询问涡轮机的情况,特斯拉充满信心地回信说,这种涡轮机重量极轻,效能极高,大大优越于任何与之竞争的涡轮机。的确,他说他打算把这种涡轮机用在一种箱形小型飞机上。
他在信中写道:“如果有朝一日,您看见我坐在一架样子象煤气炉,重量也同它差不多的机器里,从纽约飞到科罗拉多斯普林斯,您用不着大惊小怪。(这种飞机只有800磅重,必要时可以从窗口飞出飞入。)”
这种梦想不管多么迷人,还是没有捞到威斯汀豪斯的订货。与此同时,他为了继续研究涡轮机,采取了一种于他来说非同寻常的办法,直接地同时为两家公司工作,一家是培尔国家公司,另一家是e·g·布德制造公司。
他为这种涡轮机发明了一种有阀导管,使这种涡轮机可以使用燃料,这种不带活动部件的绝妙导管,最近已在流体逻辑元件中应用,并称为流体二极管。特斯拉是在1916年取得有阀导管专利(●1329559号专利,有阀导管;1061142号专利,流体推进器,1061206号专利,涡轮机。1909年至1916年期间还申请登记了:1113716号专利,液体喷流装置;1209359号专利,计速表;1266175号专利,避雷器;1274816号专利,计速表;1314718号专利,船舶测程仪;1365547号专利,流量表;1402025号专利,频率表。)的,之后不久就出现了弗莱明的真空二极管。特斯拉的这项发明,乃是现代射流科学的奠基石之一。但这次他也未能从他作出的发现中捞到多少好处。
到了今天,特斯拉涡轮机终于开始受到了很早就应赢得的注意。亚利桑那州大学工程技术教授沃伦·赖斯,就是研究这种涡轮机的一名著名美国专家。可是他的研究工作,主要限于叶轮之间产生的流动过程的流体力学。
1972年,沃特·鲍加特纳制造了一台特斯拉祸轮机的实验模型,它依靠压缩空气和蒸汽喷射推动,转速18000转/分,产生了约30匹马力功率。
在本世纪八十年代,加利福尼亚州塞巴斯托博尔太阳风公司大力研究制造这种涡轮机,以便将其应用于车辆和动力装置。该公司计划将特斯拉涡轮机加以改进,用最佳的燃料氢来进行发动,将其装到称为“彩虹”的三轮小汽车上使用。这种涡轮机还可以烧丙烷和汽油。
太阳风公司董事长马克·戈尔迪斯指出,研究人员彼得·梅尔斯已制造出这种涡轮机的实验模型,证明其特性符合于特斯拉原先的预见。他现在正在致力于装设一种专有的燃烧室,既做到使涡轮机达到现代设计的需要,同时也照顾到现代冶金的条件。
“我们相信,根据特斯拉的发明改进而成的梅尔斯涡流涡轮机,要比目前使用的任何涡轮机都好,它将达到60%的效率,”戈尔迪斯说。其他涡轮机的效率大部分为40%左右。他认为,早先的研究人员在制造特斯拉涡轮机方面所以大多失败了,原因就在于他们不明白层流和揣流之不同。戈尔迪斯说,这种涡轮机成本低,容易制造。
加利福尼亚另一家公司——圣地亚哥通用电气公司,正在制造和出售特斯拉涡轮机泵。这种产品也经过了改进和革新。
可是天哪,来日的正确却偿付不了当今的债务呵!此时此刻,特斯拉为了应付他每日的工作开销,为了应付在德尔莫尼柯酒家宴请宾客的排场,不得不拼死拼活。他由于拖欠付款而第二次被演员俱乐部拒之门外,这算是对他一次小小的打击,是给他的社交活动泼了一瓢冷水。随着马克·吐温和斯坦福·怀特去逝,他到这个常游之地去的兴致也渐渐消失了。
但是,他的名字仍然经常见诸报章,大字标题也从未停止过宣扬他那与众不同的想象力。他的思想即使没有什么实际意义,依然不乏新闻价值。“特斯拉的海啸波使战争打不起来,”——《英国力学和科学世界》如此写道。他们透露出特斯拉的一种主张,那就是必要时使用炸药造成破坏性海啸。后来再也听不到这种想入非非的事情了。
特斯拉给《纽约时报》写了一封信,标题叫做《尼古拉·特斯拉反对》。特斯拉判若两人,现在显得意志脆弱,多愁善感,怨天尤人,意思说他的发明本应受到奖励。朋友们看到他这种聊以自慰的心理,为他难过悲伤。过了不久,在《纽约时报》专论栏同时发表了两篇材料,再次暴露出了特斯拉这种心理。一篇材料是特斯拉的一封信,另一篇是关于当时的英雄人物奥维尔·赖特的报导。
赖特在华盛顿附近一片平坦的草地上会见记者,当时他正在准备登上飞机进行试飞。他已经乘这架飞机飞行多次了,但是,这一次却是叫人特别担心,因为有人给赖特捎过话来说,罗斯福总统正在白宫等着,准备同赖特一起参加飞行,要当历史上第一名飞行总统。
赖特一想到乘客是一位露着满口大牙的总统,他穿着长统靴,裹着护腿,戴着钢盔和护目镜,还围着一条白丝巾,从头到脚包得严严实实,自然不免感到一阵紧张。据《纽约时报》的报导暗示,这着实叫人不知如何是好。飞行员知道这次试验十分冒险,根本不愿承担这份责任,但要是说一个“不”字,似乎也要冒很大风险。
数千人群聚集在这简易的起飞场地上,等待飞行员作出决定。赖特慢条斯理地收拾马达,尽量拖延时间。最后,这位最早的飞行员把风向仪高高举起,仔细端详起来。大家都屏住了呼吸。一阵轻风掠过他的眉梢。赖特把风向仪放下,摇摇头。“我们没法飞了,”他声调阴沉地说。
另一篇材料的内容则不同,特斯拉借它公开表示对当前这种航空状况的蔑视。他毕生都在研究先进的高速飞机结构设计和发动机,但至今为止,他还没有登记过一项这方面的专利。可是,他闭眼不看这场竞争的实际情况,却摆出一副叫人十分不快的自以为了不起的样子。
“把后来任何一种飞机拿来和兰格雷的原型飞机比一比,”他写道,“一看就知道没有人作过什么改进。还是那些老式的螺旋桨,还是那些老式的倾斜机翼、方向舵和螺旋叶片,没有什么明显不同……有五六个飞行员在一片喝采声中相继登上了天空征服者和国王的宝座,但是,这种荣耀还不如给予约翰·d·洛克菲勒更来得合适。我们就要有一种新的发动机了,这种发动机不但能在空中支承它自身的重量,而且能支承比它自身大数倍的重量。现在只等有充足的高级燃料了。”
他说,兰格雷的飞机如果遇到下沉气流就会坠毁,而直升飞机在这方面要优越得多。但由于别的原因,直升飞机也不理想。
他预言,真正成功的重航空器,要采用根本不同的新原理,而且很快就要变成现实了。“这种飞机一旦出现,它对制造业和商业将产生前所未有的推动作用。但政府一定不要采取严厉镇压西班牙人时期的那种办法,因为事实已经证明,采取这种办法的结果,只能使无线电技术——让人类绝对主宰空间的理想手段毁于一旦。”
尽管通篇文字充满他个人的伤痛和悲愤,而且只会引起人们对他更大的不满,可是他的预言照例是十分准确的。有一次他应邀参加海军少将查尔斯·西格斯比在华多夫饭店举行的宴会,他在宴会上介绍了一种就要出现的“空中战舰”,并且再一次预言将会出现遍及整个地球的无线电话。
他以他的光辉才华设计出来的小型飞机或“飞炉”,直到1921年和1927年才申请专利,并于1928年最终得到批准。由特斯拉这种飞机繁衍出来的后代(和简单的直升飞机不同),在现代技术文献中称为垂直起落飞机(vtol)。估计在特斯拉的各项发明中,只有这一项虽已成为专利,但由于缺乏研制费用而始终没有制成样机。公布这些专利那年,发明家已经七十-二了。(●1655114号专利,空中运输装置,1928年1月3日)
他估计,这种小型飞机论卖价不到1000美元。这种飞机有一个直升飞机型的升力螺旋桨,可以垂直升入空中。驾驶员扳一下一种倾斜装置,使飞机前倾,就可以让螺旋桨位在前端,呈一般飞机的式样。如果驾驶员把机翼调整到水平位置,他的座位会自行旋转,始终保持垂直状态。特斯拉发明的重量轻、功率大的涡轮机,以极高速度将飞机向前推进。着陆时,操作过程正好相反,而且只要有一小块降落场地即可,象一间车库或一间卧室的屋顶,或者一只小船的甲板都行。
特斯拉这种垂直起落飞机的主张,一直到他去世后将近整十年里,始终无人问津。到了本世纪五十年代初期,康维尔和洛克希德两家公司才完全参照特斯拉的基本原理制成并试验这种飞机。当然,从工程构造上看,这种飞机要比特斯拉的复杂得多了。在这类飞机当中,以康维尔xfy-1“波戈”式较为成功;这是一种单人海军战斗机,重14000磅,装有一台5850马力的阿利森t-40涡轮螺桨发动机。飞机停下时,机尾向下,机头直指天空;飞行时,垂直起飞,然后旋转90°,呈水平状态飞行,设计最大时速超过600英里/小时,飞行高度15000英尺。
虽然“波戈”的试验情况总的说来是成功的,但是海军还是决定不将这种飞机投入生产。海军方面的鉴定人员认为,阿利森发动机功率还不够强大,而且驾驶员的旋转座椅设计不合理,不能适应飞行姿态的剧烈变化,此外着陆很复杂,实际上是盲目的,太危险了。
可是,制成不要很长跑道就可以起飞的实用飞机,这对军事上和商业上的潜在好处太大了,绝不应掉以轻心。继康维尔和洛克希德的飞机轰动一时的试验之后,国际航空和航天工业界便全力投入研究,寻求一种理想的垂直起落飞机设计。人们进行了无数种方案的试验,但直到八十年代初期才找到了一种较好的方案:在着陆和起飞时,飞机本身不改变飞行姿态,而是将发动机作了改进,使推力方向可以旋转90°。两种处于世界领先地位的新式战斗机——英美不列颠航空和航天公司的“鹞式”以及苏联雅可夫列夫设计的“稚克—36”,应用的都是这一原理。
很明显,特斯拉的小型能飞的“炉子”,和现代复杂精良、威力强大的垂直起落飞机,不能同日而语。的确,“飞炉”是在出现喷气发动机以前几十年就构思出来的,在当时它也只能是这个样子。但是,从本世纪五十年代康维尔和洛克希德试验的情况来看,特斯拉设想的方案,对真正的垂直起落飞机研究工作来说,则是必不可少的第一步。当时整个航空事业尚处于初创时期,特斯拉竟然想出了这种主意,这已经够叫人惊叹的了,但是,如果南斯拉夫《评论》杂志的报导属实,则特斯拉的垂直起落飞机方案甚至早于机器动力飞行的出现。根据这家信誉很好的刊物报导,贝尔格莱德的特斯拉档案文件中有资料谈到,特斯拉最早的垂直起落飞机图纸以及火箭发动机的方案材料,都在1895年实验室失火时烧毁了!
在贝尔格莱德尼古拉·特斯拉博物馆里,除了这种飞机的图纸之外,还保存着一种“空中汽车”的平面图。这是一辆喷气推动的四轮汽车,显然是为飞行或者贴地行驶而设计的。据博物馆的工作人员介绍,在特斯拉的文件资料中,有“马力、燃料以及其他问题的计算材料,但特斯拉去世之后,所有这些材料的真正用意也就石沉大海了。”此外他们还谈到,他还留下了星际飞船草图。但是,西方学者一直没能看到这方面资料。
就实际应用方面而言,特斯拉设计了结构特殊的避雷针以及空气调节系统,而且向制造厂家提出过建议,说明他的涡轮机可以利用钢厂和其他工厂的废气进行运转。每当他看到烟囱往外冒烟时,总要大发脾气,因为燃料未经充分燃烧就白白浪费掉,把有限的资源都耗光了。
他的想象继续紧迫着未来驰骋邀翔,而他的眼前境况却一天比一天更叫人苦闷。在发明家和谢尔弗之间,因为钱的问题爆发了一次少有的口角。但是这次口角很快就消释了。谢尔弗给他写信说,债主“逼得我好厉害”,而且他妻子重病在身,使他负债累累。他希望特斯拉付给他一些工资,好让他还债。
发明家盛气凌人地回复说,“请不要过份叫苦了。您知道,您的经历是不同一般的,尽管您没有从中得到很大的物质上的好处,但是您今天身上的本领,却是靠这番经历造就出来的……”谢尔弗这次不象平常,继续坚持他的要求,于是特斯拉只好寄绘他少许款子,但对这件事还是保持一种超人一等的姿态;“恕我直言,您有些太不沉着冷静了……您务必抖起精神来,不要萎靡不振……”
为了鼓舞他的士气,特斯拉告诉他这位原来的雇员和挚友说,他的蒸汽和燃气涡轮机以及鼓风机已接近制造成功了,这些机器将带来革命性的影响。他写道:“我现在正在研究汽车,火车头以及车床的新型设计,实现我的新发明。这些必将取得巨大成功。唯一不好办的事情是何时何地找到现金,但是用不了多久,我的钱就一定会源源而来,那时您想要什么尽管找我好了。”
另有一次,这位久经考验的谢尔弗直接了当地给特斯拉写信说,他听说特斯拉的医疗器械很快就投放市场,由衷感到高兴,因为这样一来他也可以弄一套来使用了。到了晚年,谢尔弗在康涅狄克卅韦斯切斯特买下了一套普通房子,后来为了偿还押金,在他和特斯拉的往来信件中经常提到钱的问题。
虽然金钱一直不见“源源而来”,但是特斯拉还是偶尔找到几个愿出巨资的投资人。于是1910年成立了“特斯拉臭氧公司”,资金40万美元,其任务是发展一种可供若干商业用途的工艺方法,其中包括致冷。后来在纽约州奥尔巴尼组建了“特斯拉推进机公司”,由约瑟夫·霍德利和沃特·h·奈特投资100万美元,其目的是为船舶以及阿拉巴马煤铁联合公司制造涡轮机。
除了别的问题以外,这个时期特斯拉又遇到了他原来的雇员弗里茨·洛温斯坦增添的麻烦。打从在科罗拉多进行秘密研究的那些日子起,这位发明家就担心过洛温斯坦是否忠诚。但是,这位德国工程师回来参加他的沃登克里弗工程建设时,又重新取得了他的信任。只是过不了几年,由于财务上的原因,他们的关系再度中断了。洛温斯坦接着就成为了无线电装置方面一位成就卓著的发明家。
1916年,在审理美国马可尼无线电报公司控告基尔班纳——克拉克公司的案件中,洛温斯坦被传出庭为被告作主要证人。他已经同意作证,根据他的看法,马可尼专利完全仰仗于特斯拉的无线电专利。但是到最后关键时刻,洛温斯坦摇身一变,反而为马可尼作证。大家对他的证词是否真实提出了许多质问,并纷纷指责他,但是结果什么证据也没有拿到。可是,他这一来却招致特斯拉的长期怨恨。原来在1910到1915年期间,特斯拉曾经借给这位德国无线电工程师大批款项。过了三年,特斯拉对他进行起诉,但没有得到审理。
安娜·摩根,现在已经是凭自身本事而名噪一时了。自父亲去世之后,她又重新涉足于特斯拉的生活之中。特斯拉给她写过信,表达对她父亲老摩根的无上景仰。说也奇怪,他的这种感情,比起因为拿不到钱而引起的失望之情更为持久。他写道:“全世界都知道,他是一个拥有罕见权力的天才人物,但对我来说,他是一位千古巨人……象这样的巨人,标志着人类思想和志向发展的新时代……”
她年青时期曾经迷恋过特斯拉,这点她是忘记得一干二净了。但是尽管如此,他们还是保持接触。“我希望今年冬天同您见面,”她在给特斯拉的信中写道,“自从我们上次见面以来,又整整过去一年了,我的确深感遗憾。这几个月来,您的工作收获大吗?您此刻终于感到您有所进展了吗?……”
特斯拉能有机会同她恢复友谊而感到十分高兴,于是在回信中不免有些得意起来:“自从我们上次愉快地见面以来,工作一直不断取得进展,情况十分可喜。我的思想还象以往一样,盛如泉涌,源源不断。看到我的这些思想成长、发展,我觉得幸福欢乐,也在一定程度上不乏富贵荣华。”他赞扬她的“崇高工作”,并且请她向摩根夫人转达他热烈的问候。