The New York Times, сотрудники которой говорили, что свет новых лампочек был «мягким, сочным, удобным для глаз» по сравнению с дуговыми лампами, которые они использовали до этого. По мере роста спроса все более заметными становились недостатки электрической сети постоянного тока Эдисона. Эту форму энергии нельзя передавать на достаточно большие расстояния, так что электростанции приходилось строить через каждые 3,2 км.
Конкурент Эдисона Джордж Вестингауз утверждал, что переменный ток — более удобный вариант. Он использовал изобретение серба Николы Теслы — трансформатор, на который Вестингауз оформил лицензию в 1888 г. Можно добиться очень высокого напряжения переменного тока, что позволяет эффективно передавать его на дальние расстояния по относительно тонким и легким проводам.
Электростанция на Перл-стрит нуждалась в огромном количестве угля, чтобы поддерживать работу генераторов, так что она начала приносить прибыль только в 1884 г. В 1890 г. станция сгорела
Томас Эдисон ответил ударом на удар. В течение нескольких лет шла так называемая война токов, на иски отвечали встречными исками. Эдисон настаивал на том, что высоковольтные линии переменного тока слишком опасны — поражение электрическим током не было редкостью. Однако к 1890-м гг. две крупнейшие компании, связанные с переменным током, принесли больше прибыли, чем фирма Эдисона, и он вынужден был признать свое поражение.
В наши дни наибольшее количество электроэнергии производится на электростанциях турбинами, приводящими в движение генераторы, но существуют и другие виды электростанций: сжигающие ископаемое топливо, использующие ядерные реакции и возобновляемые источники энергии. Около 40 % электроэнергии в мире получается в результате работы паровых турбин, в которых сжигается уголь и нефть. Турбины, работающие на природном газе, вырабатывают 20 % электроэнергии, 15 % получают на атомных электростанциях.
Битва токов
Системы переменного тока Николы Теслы, в которых электрический ток меняет направление несколько раз в секунду, являются основой передачи тока на большие расстояния. Можно увеличить напряжение, передать ток в нужное место, а затем уменьшить напряжение понижающими трансформаторами, чтобы использовать ток для питания бытовых приборов. Генераторы могут быть больше, их число — меньше, и затраты на перенос энергии также уменьшаются. Система генераторов и трансформаторов Теслы стала прорывом и сделала выработку электричества экономичной. Уже к 1890 г. в промышленности и большинстве домов использовался переменный ток.
Геотермальная энергия
Тепло, вырывающееся из Земли, могло бы стать практически неограниченным источником геотермальной энергии. В некоторых регионах камни и вода у поверхности земли нагреваются до 370 °C. Инженеры XX в. начали использовать это явление, особенно в Калифорнии и Исландии (выше), для получения большого количества электроэнергии.
Бруклинский мост
Когда в 1883 г. был открыт Бруклинский мост, его называли «восьмым чудом света», но строительство одной из самых известных достопримечательностей Нью-Йорка было омрачено рядом трагедий.
Мост впервые связал Манхэттен и Бруклин, два отдельных города. Длина его главного пролета — 486 м, это был самый длинный подвесной мост в мире и один из первых мостов, висевших на стальных канатах. Его канаты были натянуты между двумя башнями высотой по 85 м, построенными из известняка и гранита. Пролет моста находится на высоте 41 м над водой, что позволяет проходить под ним даже большим судам.
Первая трагедия произошла еще до начала строительства, когда нога конструктора моста Джона Рёблинга была повреждена сваей от парома в то время, когда он делал измерения. Ему ампутировали пальцы, но он заразился столбняком и умер.
Потребовалось 14 месяцев, чтобы скрутить плетеные стальные тросы, протянув их между башнями в неоготическом стиле, и еще пять лет, чтобы подвесить на этих кабелях пролет моста
Первой серьезной задачей, стоявшей перед строителями, была постройка гигантских опорных башен. Их основания должны были опираться на глубокий фундамент под водами Ист-Ривер. Хитроумная стратегия Рёблинга заключалась в том, чтобы утопить сосновые кессоны там, где должны стоять башни. Кессоны представляли собой огромные перевернутые ящики, куда накачивали сжатый воздух, чтобы предотвратить попадание в них воды после того, как они окажутся на дне реки. Группа рабочих, находившаяся внутри, выгребала ил, а башни строились поверх кессонов. По мере удаления мягкого грунта башни оседали все ниже и ниже.
В день открытия моста 24 мая 1883 г. по нему прошло около 150 000 человек. Чтобы его построить, потребовалось 14 лет, 15 млн долларов и 27 жизней. Многих тревожила подвесная конструкция, но 17 мая 1884 г. Ф. Т. Барнум провел по Бруклинскому мосту 21 слона, чтобы доказать его прочность.
Прототип
Репутация Джона Рёблинга упрочилась после постройки подвесного моста через реку Огайо в Цинциннати (мост Рёблинга). Чтобы заложить фундаменты двух башен, выкопали котлованы, стенки которых были укреплены пиломатериалами. Насосами из котлованов была выкачана вода, что позволило рабочим копать вглубь в русле реки. В Бруклине Рёблинг использовал кессоны, а не котлованы, но основной принцип был тот же. Когда в 1866 г. мост в Цинциннати был открыт, его центральный пролет имел длину 332 м, что делало его самым длинным мостом такого рода в мире.
Небоскреб
По сегодняшним меркам не очень высокий, 10-этажный Home Insurance Building в 1885 г. поднялся над пустошью, возникшей после Великого пожара в Чикаго. Это навсегда изменило подход к проектированию городов.
Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке — один из самых известных в мире небоскребов. Когда в 1931 г. строительство было завершено, его 102 этажа высотой 443 м стали самой высокой постройкой в Нью-Йорке. Так продолжалось в течение 40 лет, прежде чем его превзошли башни-близнецы Всемирного торгового центра
По современному определению небоскребом является офисное или жилое здание высотой более 40 этажей. Высота Home Insurance Building составляет «всего» четверть от этой величины, но революционный проект его архитектора Уильяма Ле Барона Дженни позднее использовался для строительства гораздо более высоких построек. Говорят, что идея небоскреба родилась у Дженни, когда он увидел, что его жена положила тяжелую книгу на маленькую птичью клетку, и та легко удержала вес. Обычные несущие стены могут поддерживать здание только до определенной высоты, поэтому Дженни использовал стальные рамы, которые способны поддержать гораздо больший вес и позволяют строить выше. Ненесущие стены можно было поставить или подвесить на стальной каркас. Эта чикагская конструкция была особенно популярной еще и потому, что сочетание стального каркаса и облицовочного камня делало ее огнестойкой. В здании также использовались лифты, придуманные Элишей Отисом на несколько лет раньше. За обладание самым высоким зданием сражались Чикаго и Нью-Йорк — два города, где земля очень дорогая. Нью-Йорк лидировал в течение многих лет, пока в 1973 г. в Чикаго не построили Сирс-тауэр (ныне Уиллис-тауэр) высотой 442 м. Его сумел превзойти Всемирный торговый центр высотой 541,3 м, строительство которого было завершено в Нью-Йорке в 2014 г.
Глиняные небоскребы
Если смотреть с большого расстояния, Шибам в Йемене выглядит как современный район высотной застройки, его даже называют «Манхэттен пустыни». Но приглядевшись поближе, понимаешь, что он был построен намного раньше, и все 5–11-этажные здания сделаны из кирпича. Поселок был построен в XVI в. для защиты от набегов кочевников. На стены регулярно наносят свежий глиняный раствор, поэтому они не истончаются и не разрушаются.
Автомобиль
От паровых машин, которые могли двигаться не быстрее пешехода, автомобиль развился до драгстеров с реактивным двигателем, полностью изменив наш образ жизни.
Главным изобретением, сделавшим возможным появление практичного автомобильного транспорта, был двигатель внутреннего сгорания, который изобрел в 1807 г. француз Франсуа Исаак де Риваз. Его модель работала на водородно-кислородной газовой смеси, которая поджигалась искрой. Двигатели внутреннего сгорания были легче, компактнее, эффективнее и начинали работать быстрее, чем паровые двигатели и прочие двигатели внешнего сгорания.
В Benz Patent-Motorwagen использовался установленный сзади одноцилиндровый четырехтактный двигатель объемом 954 куб. см. Он работал на лигроине — разновидности бензина, продававшемся в аптеках, зажигание происходило от искры, создаваемой катушкой прерывателя. На колеса со стальными спицами были надеты толстые и плотные резиновые шины, из-за чего первые автомобили сильно трясло
Первые транспортные средства
На протяжении большей части XIX в. инженеры соревновались в разработке все более эффективных двигателей внутреннего сгорания. В 1860 г. бельгиец Этьен Ленуар построил первый одноцилиндровый двухтактный двигатель, в котором сгорала смесь светильного газа и воздуха, поджигавшаяся «проскакивающей искрой». Он использовал этот газовый двигатель, чтобы привести в движение автомобиль, названный им «гиппомобиль». На испытаниях в 1863 г. эта машина прошла 17,7 км за три часа.
В течение следующих трех лет в автомобилестроении одно новшество появлялось за другим, в основном это происходило в Германии. В 1864 г. Николаус Отто и Ойген Ланген построили четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, более мощный, чем двухтактный. В 1876 г. появился первый двигатель, в котором топливная смесь сжималась перед сгоранием, что повышало его эффективность. В 1885 г. Готтлиб Даймлер создал Reitwagen — первое в мире двухколесное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания. Оно по праву может претендовать на звание первого мотоцикла.