Валерий Родиков - Приключения радиолуча

• Название: Приключения радиолуча
• Автор: Валерий Родиков
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Научпоп
• Год: 1988
• ISBN: 5-235-00094-3

Книга об одном из великих открытий в истории человечества — радиоволнах, о прошлом, настоящем и возможном будущем обширнейшей научно-технической отрасли — радиоэлектроники. Читатель также узнает о причудах радиоволн: радиолокационных миражах-«призраках», «ангелах», «летающих тарелках»; о том, вредны ли радиоизлучения…

---

Справедливости ради следует сказать, что Бранли был далеко не первым, кто заметил необычное свойство железных опилок — изменять свое сопротивление под влиянием электрического разряда, но он сумел придать своему открытию форму законченной конструкции в виде радиокондуктора.

Еще дальше пошел английский физик Оливер Лодж. В 1894 году он опубликовал описание усовершенствованного радиокондуктора Бранли. У него трубочку с опилками встряхивал молоточек электрического звонка, приводимый в движение часовым механизмом. Кстати, Лодж впервые назвал стеклянную трубочку с опилками когерером, от латинского слова «сцепление».

Итак, канун открытия радио. Есть источник радиоволн, есть более или менее их чувствительный индикатор. Идея радиосвязи, как мы видим из статьи Крукса, витает в воздухе. Нужен был человек, который обратил бы все содеянное его предшественниками в новое качество.

И тут в мой разум грянул блеск с высот,
Неся свершенье всех его усилий.

Наверное, так совершается научное озарение. Правда, из строчек Данте конкретные правила, как совершить научное открытие, вряд ли извлечешь. Творческий процесс по-прежнему загадка, до конца не разгаданная. Поэтому не ослабевает интерес к так называемым творческим лабораториям известных ученых, писателей, композиторов, художников…

Американский математик и педагог Д. Пойя составил что-то вроде общих правил, как делать открытия. Одно из них звучит так: «Не бросайте изучаемого вопроса, пока не иссякла надежда на появление какой-нибудь плодотворной мысли». Видимо, именно этому правилу интуитивно следовал скромный преподаватель физики Минного офицерского класса в сердце русского Балтийского флота, в Кронштадте, Александр Степанович Попов.

Как сотрудник военно-морского технического учебного заведения, Попов прекрасно сам прочувствовал, сколь велика потребность флота в беспроволочной связи. С другой стороны, Александр Степанович воспроизводил опыты Герца в читаемом им курсе и не понаслышке, а «лично» ознакомился со свойствами радиоволн. По свидетельствам современников, «мысль о возможности использовать лучи Герца для передачи сигналов на расстояние» Попов высказывал еще до 1891 года. К этой идее он постоянно возвращался. Да и сама обстановка в Минном классе способствовала поиску. В его стенах не только шла учеба, но и велись серьезные научные исследования и разрабатывались новые образцы техники.

Проводя физические опыты, Александр Степанович убедился, что для сигнализации на небольшие расстояния в качестве передающего устройства вполне подойдет источник радиоволн, которым пользовался Герц, — вибратор с катушкой Румкорфа. Нужно только с помощью какого-либо включателя, например телеграфного Ключа, подсоединять первичную обмотку индукционной катушки к электрической батарее в соответствии с кодом передаваемого сигнала. Дело оставалось за приемником…

Своего рода катализатором послужила статья Лоджа. Попов заинтересовался схемой его приемника, увидел слабые места. Во-первых, нужен надежный когерер, и его удалось создать. И, во-вторых, главное — Попов сумел сделать так, чтобы сама радиоволна автоматически приводила когерер в исходное состояние. Именно радиоволна заставляла стучать молоточек электрического звонка. Здесь Александр Степанович применил еще один принцип, который в дальнейшем станет широко использоваться во многих приборах автоматики. Для подключения электропитания к звонку, а в этой цепи проходил довольно сильный ток, Попов применил чувствительное реле, обмотка которого была включена последовательно с когерером. Таким образом, слаботочная цепь управляла сильноточной — своего рода релейный усилитель!

Как же работал первый радиоприемник? В тот момент, когда приходила радиоволна, сопротивление когерера резко уменьшалось, ток через него увеличивался и становился достаточным, чтобы сработало чувствительное реле и замкнуло более мощную цепь электрического звонка. Молоточек звонка встряхивал когерер и вызывал разрыв цепи. Замыкание и размыкание цепи повторялись, и звонок звенел все время, пока на приемник действовали волны. Как только телеграфный ключ на передающем конце размыкал цепь питания первичной обмотки индукционной катушки, звонок приемника прекращал работать. Включая и выключая передатчик телеграфным ключом, можно было получать на приемном конце звуковые сигналы соответствующей продолжительности и передавать нужные сигналы, например, при помощи азбуки Морзе.

Поскольку в цепи звонка течет довольно сильные ток, в нее можно дополнительно включить телеграфный аппарат и получить автоматически пишущий прием.

Много опытов весной 1895 года провел Александр Степанович Попов со своим ассистентом Петром Николаевичем Рыбкиным в саду Минного класса. К когереру подсоединили антенну: сначала двухметровый медный стержень, несколько позже детские шары подняли в небеса тонкую проволоку. Приемник сразу же стал чутче. Теперь он принимал не только сигналы передатчика, но и сигналы грозовых разрядов. Иногда они забивали приемник. Тогда звонок звонил непрерывно. Как-то Попов записал: «От 1 до 2 часов дня — сплошные звонки…» Так с первых шагов радиотехника столкнулась со своей основной проблемой — помехами. Если бы не было помех — ни естественных, ни искусственных, — не было бы проблем, но и не было бы таких научных дисциплин, как теория информации и оптимальный прием сигналов, статистическая теория радиолокации, без которой не создать современного радара, и целый ряд других научных направлений, смысл которых — обеспечить оптимальное действие в присутствии помех.

Видимо, эти встречи с помехами и привели Александра Степановича к мысли об искусственно создаваемых помехах. Именно он впервые в докладной записке русскому военному ведомству предложил способы ведения разведки и создания радиопомех средствам радиосвязи…

Но это было позже, в 1903 году, а тогда, весной 1895 года, закончив первый этап работ, Попов решает выступить с сообщением о своих опытах перед аудиторией ученых. 25 апреля (или 7 мая по новому стилю) на заседании физического отделения Русского физико-химического общества Александр Степанович продемонстрировал свой «прибор, отвечающий на электрическое колебание обыкновенным электрическим звонком и чувствительный к герцевским волнам на открытом воздухе на расстоянии до 30 сажен».

Всего около 60 метров была дальность первой линии радиосвязи. Так, внешне просто и обыденно, начало свой триумфальный путь великое изобретение. Доклад Попова — одно из примечательнейших звеньев в цепи событий, знаменовавших и итог развития русской культуры XIX века, и наступление нового столетия, новой эпохи. В тот памятный день ему было тридцать шесть лет…

Спустя пять дней, 12 мая, в морской газете «Кронштадтский вестник» было дано первое печатное сообщение об опытах и докладе Попова, а в январской книжке за 1896 год «Журнала физико-химического общества» Увидела свет и статья Александра Степановича о своих Работах. Попов был уверен в будущности радиосвязи. Статью он закончил словами: «В заключение могу выразить надежду, что мой прибор при дальнейшем усовершенствовании его может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний, как только будет найден источник таких колебаний, обладающий достаточной энергией». Статью немедленно перепечатали журналы «Электричество» и «Метеорологический вестник».

Попов сразу же нашел практическое применение изобретению. Переоборудовав первый радиоприемник, снабдив его самописцем и барабаном с недельным оборотом, он передал аппарат на летнее испытание в лесной институт своему университетскому товарищу Геннадию Андреевичу Любославскому. Прибор отмечал грозу даже на расстоянии нескольких десятков километров. Эти данные нужны были, чтобы обезопасить электростанции от ударов молний. В то время в грозу станции выключали и распределительную сеть заземляли.

Связь без проводов была просто необходима флоту. И Попов продолжал работу, имея перед собой конкретную цель. Конец 1895-го и начало 1896 года были продуктивны. Он усовершенствовал передатчик, и дальность связи резко возросла.

В январе 1896 года Александр Степанович демонстрирует свои приборы на заседании Кронштадтского отделения Русского технического общества. Присутствовали в основном моряки и руководящие лица Морского ведомства.

В марте 1896 года он выступает на заседании физического отделения Русского физико-химического общества, в тех же стенах, где почти год назад, 7 мая, впервые продемонстрировал передачу радиосигналов. Донельзя скупы строки официального отчета о заседании: «§ 8. А. С. Попов показывает приборы для лекционного демонстрирования опытов Герца». Причина тому: запрет Морского ведомства на широкую публикацию изобретения. Оно понимало, какое значение имела бы беспроволочная связь в военно-морском деле. Ученому пришлось подчиниться.