Радиотелефон – это актуально

Ли де Форест и первые шаги электроники

Хасапов Борис

Гении прокладывают дороги в науках,  а люди, обладающие умом и вкусом, разравнивают и украшают их.  Улучшение дорог следует рекомендовать,  для того чтобы лучше переходить с одной стороны на другую.

Г. К. Лихтенберг (1742–1799)

Какой нации не хотелось бы назвать одного из своих сыновей изобретателем радио и числить приоритет великого открытия за своей родиной? Вот почему уже столетие не утихают споры среди историков науки. Приводятся убедительнейшие доводы и мнения, в которых фигурирует не так уж много имен: Максвелл (Англия), Герц (Германия), Бранли (Франция), Попов (Россия), Маркони (Италия).

Среди этой плеяды великих умов, каждый из которых заслуживает чести быть включенным в «жизнеописание» нового средства связи, можно встретить и других ученых, «рангом пониже». Но даже среди них американский инженер Ли де Форест кажется фигурой, на первый взгляд, не совсем подходящей для роли основателя радио. Ведь к исследованиям в области радиотелеграфии он приступил, уже после того как первые сигналы были переданы через Атлантику, а искровой телеграф, как тогда называли радио, достаточно широко использовался на практике. Но почему же на родине инженера-ученого, в США, его имя произносят в сочетании со словами «отец радио» и даже «дедушка телевидения»? Ведь для этого должны быть веские основания. И они есть.

Радиотелефон – это актуально

Конец ХIХ в. был ознаменован событием, которому вначале придали мало значения. Ассистенты А. С. Попова – П. Н. Рыбкин и

Д. С. Троицкий обнаружили с нынешней точки зрения «самоочевидную» вещь.

Пытаясь найти неисправность в радиоприемнике «прозвонкой» электрических цепей с помощью обыкновенной телефонной трубки, они отчетливо услышали радиосигналы азбуки Морзе ближайшей радиостанции.

Во-первых, это означало, что с помощью радиоволн можно передавать звуковые сигналы. Во-вторых, появилась возможность принимать на слух маломощный сигнал, на который не реагировало реле приемника – непременный элемент первых конструкций.

26 июля 1899 г. А. С. Попов получает российскую привилегию и патенты в Англии и Франции на «Телефонный приемник депеш, посылаемых с помощью электромагнитных волн по системе Морзе» [2]. Испытания новой системы связи было решено провести на действующей эскадре Черноморского флота. Во время летней кампании 1901 г. в районе Новороссийска дальность передач временами достигала 80 миль (около 150 км). Хотя зона уверенного приема была чуть меньше, но вывод, что радиоволны воспринимаются и за линией горизонта, был однозначен [3].

Здесь уместно привести классический пример «благоглупости», когда бюрократия стоит на пути развития прогресса. «Командование Черноморского флота, – сообщил Рыбкин, – запретило использование радиотелефонов на флоте, ссылаясь на то, что телеграфная лента является документом, в то время как доверять радисту, принимавшему на сл потребовали подтверждать гербовой печатью. А время шло, впереди были трагедии Цусимы и «Титаника», однако никаких стимулов для проведения исследовательских работ в области передачи человеческой речи по радио не было.

В США в тот период такие работы уже начались. Их результаты показали, что искровые передатчики для этой цели не годятся и частота несущей волны должна составлять не менее 10 тыс. периодов в секунду. Вопросами радиотелефонии занялся инженер Р. Фесенден, создавший высокочастотные электромашинные генераторы (альтернаторы). С 1906 г. с их помощью и были проведены первые радиотелефонные переговоры на побережье Атлантики. Кстати, их темой была стоимость рыбы на Бостонском рынке.

Судоводители в США отказались изучать правила работы на телеграфном ключе, поэтому было решено иметь радистов только на пассажирских судах (другие суда оборудовались только радиотелефоном).

«Аудион» – так названо изобретение

Ли де Форест появляется на арене работ по искровому телеграфу в 1900 г. Сменив несколько лабораторий пионеров нового вида связи, в 1902 г. он организует собственную «Американскую компанию беспроволочного телеграфа».

Из электротехники ему было известно, что при облучении воздуха пламенем горящей свечи он становится проводимым. То же происходило при нагревании любого разреженного газа. Уверенный, что рано или поздно среди светящихся под действием электрического тока газов может быть найден хороший детектор для волн Герца, Ли де Форест приступает к экспериментам.

Уже в 1903 г. он произвел очень удачный и перспективный опыт. Две платиновые обкладки воздушного конденсатора «лизало» пламя горелки, а на плазму внутри его действовало поле электромагнитной катушки, включенной между антенной и землей (рис. 1). С помощью этого детектора Ли де Форест принял сигналы с судна, стоящего в Нью-Йоркской гавани. Первый успех окрылил изобретателя. Но применить такое устройство на практике не представлялось возможным. «Было очевидно, что для судовой радиостанции приспособление с газовым пламенем неприемлемо, – записал изобретатель, – поэтому я стал искать способ нагревать газ непосредственно электрическим током». Проще всего для этой цели было использовать обыкновенную эдисоновскую электролампочку, введя туда платиновые пластинки электродов и обернув частью приемной катушки стеклянный баллон лампы. Впоследствии один из платиновых электродов был удален, а вместо него была применена раскаленная нить лампы (рис. 2). Радиоприемник с таким детектором работал не хуже других аналогичных приборов, но и не лучше.

Проводя многочисленные опыты, Ли де Форест однажды обернул стеклянный баллон лампы металлической фольгой, соединенной с антенной. Приемник стал более чувствительным. «В тот момент, – вспоминает ученый, – я понял, что эффективность лампы может быть увеличена, если третий электрод поместить внутрь». Что экспериментатор и поспешил сделать. Качество приема возросло. Дальнейшие опыты приводят изобретателя к мысли, что это эффективным, если поместить его между нитью накаливания и токоприемной пластиной. «Очевидно, – догадывается Ли де Форест, – что третий электрод не должен быть сплошной пластиной».

Начались поиски материалов, форм и размеров электрода, а также места его расположения между двумя выводами лампочки.

Наиболее удачной оказалась конструкция, в которой роль одного электрода выполняла раскаленная нить накала лампочки, помещенной в другой электрод в виде цилиндра. Между ними и располагался третий электрод, выполненный в виде проволочной спирали (рис. 3). Свое детище изобретатель назвал «аудионом» (от латинского «аудио» – слышать и греческого «ион» – идущий). Качество работы устройства определялось по силе звучания принимаемого сигнала на слух, и она превосходила все применявшиеся до этого приборы. Позже с легкой руки английского электротехника Вильяма Икклза лампы с тремя электродами стали называть триодами.