Георгий Бабат - Магнетрон

• Название: Магнетрон
• Автор: Георгий Бабат
• Издательство: Детгиз
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1957

Магнетрон, о котором идет речь в данной книге, — это прибор размером с кулак. Его медная оболочка заключает в себе разреженное пространство, где с огромной скоростью движутся электронные вихри. Чтобы организовать это вихревое движение электронов, прибор помещают между полюсами сильного магнита или электромагнита. Отсюда название — магнетрон. Этот прибор вырабатывает очень короткие — сантиметровые — радиоволны.

Сантиметровые волны могут пройти сквозь туман, облака, дымовую завесу. При помощи таких волн можно в любую погоду и ночью обнаружить объект, удаленный от места наблюдения на десятки километров; можно очень точно измерить расстояние до этого объекта, определить его местоположение. Место по латыни — «локус». Определение местоположения отдаленных предметов при помощи радиоволн называется радиолокацией.

Радиолокация имела важное значение для многих наземных, морских и воздушных сражений во время Отечественной войны 1941–1945 годов. Мы хотим здесь рассказать об одном из этапов развития радиолокационной техники в период 1934–1935 годов.

Работая, над этой книгой, мы пользовались, помимо собственных воспоминаний, различными литературными источниками: комплектами советских и зарубежных технических журналов, рядом советских и зарубежных монографий, посвященных магнетронам и другим вопросам, затронутым в нашей книге.

Однако наша работа ни в коей мере не является исчерпывающей историей магнетрона. Мы ограничили себя рассказом только об узком круге тесно связанных между собой лиц. Это отнюдь не умаляет значения многих других исследований, как у нас в Союзе, так и за рубежом.

---

Мухартов также решил вздремнуть. Веснин пошел вместе с Садоковым на завод.

С тех пор как Веснин начал работать над магнетронным генератором сантиметровых волн, он все виденное, порой даже сам того не замечая, инстинктивно, непроизвольно связывал с этой своей работой. Мыслями о магнетроне был занят Веснин и теперь, стоя подле машинного преобразователя, отключенного и подготовленного к разборке.

Кольца связи

Преобразователь состоял из двигателя переменного тока, соединенного общим валом с генератором постоянного тока. Это был добротно, солидно построенный агрегат. Ряды черных щеток охватывали огромный коллектор генератора. Медь коллектора отливала тем своеобразным красно-коричневым блеском — политурой, как его называют электрики, — который приобретается после долговременной работы.

«Какие у этого генератора отстоявшиеся, законченные формы! — думал Веснин. — Но это старая, отживающая техника. Она обречена. Изменяться она уже не будет. А в магнетронном генераторе все еще так зыбко, неясно. Можно придумать десятки вариантов конструктивных форм мощных генераторов сантиметровых волн. Какой же из них воплотить? Какой будет лучшим из лучших? В свое время в области электрических машин шло соревнование различных конструкций. Сто лет назад Якоби построил в Петербурге первые электрические машины промышленного значения. Они имели катушечный якорь. Потом появился кольцевой якорь — знаменитое в свое время кольцо Грамма. Но вот Яблочков предложил барабанный якорь, и все остальные конструкции были отброшены. Теперь строители электрических машин применяют исключительно барабанный якорь».

Веснин положил ладонь на обмотку якоря динамомашины. Здесь укреплены толстые изолированные кольца. Это уравнительные кольца. Их впервые предложил в конце прошлого века Доливо-Добровольский. Эти кольца выравнивают распределение токов в разных частях обмотки.

Веснин провел руксй по уравнительному кольцу.

«В магнетроне все по-иному, — думал он. — Строго говоря, между магнетроном и этим машинным генератором вообще нет ничего общего. Но эти кольца… Кольца связи. Можно ли в магнетроне применить нечто подобное? Что, если связать в магнетроне кольцами отдельные резонаторы?»

Веснин сел на чугунную фундаментную плиту машинного преобразователя и задумался.

Каждая стеклянная или металлическая пластинка издает разнообразные тоны, если я касаюсь ее и ударяю ее в разных местах, — писал Хладный. — Диск, укрепленный в центре и тронутый смычком по краю, звучит и вибрирует в виде отдельных секторов. Чем больше число секторов, тем вибрации совершаются быстрее, тем выше тон звучания.

Глядя на уравнительные кольца якоря, Веснин вспомнил, что Хладный получал высокие тона звучания своих пластинок, когда прижимал пальцем определенные участки их поверхности. Хладный создавал принудительные связи между некоторыми точками пластинки. В сущности, такие принудительные связи надо создать и в магнетроне.

О Хладном Веснин вспомнил сейчас в связи с магнетроном. Трактат акустики уже не был связан для молодого инженера с воспоминаниями о матери, которая привезла ему эту старинную книгу.

«Человеческая фантазия неспособна создать новое представление из ничего, — продолжал размышлять Веснин. — Самое безудержное, самое буйное воображение только комбинирует, только сочетает. Такими комбинациями являются и кентавры — торс человека на туловище коня, и сфинксы — львы с человеческими лицами, грифоны, русалки, единороги… Одни комбинации — это нежизнеспособные химеры, а другие оказываются живучими, получают дальнейшее развитие. И в конце концов создается нечто совсем новое, не похожее на те части, из которых оно было первоначально порождено…»

Сидя на фундаментной плите машинного преобразователя, Веснин комбинировал результаты акустических исследований Хладного и конструктивные формы мощных генераторов постоянного тока — творение Яблочкова и Доливо-Добровольского.

— Все в порядке, — прервал размышления Веснина Садоков, — мои ребята не подведут. Завтра с утра, как я и говорил, можно будет включать выпрямитель.

Веснин поглядел на часы. Скоро конец дневной смены. Он еще раз осмотрел расположение всего оборудования и монтаж выпрямительной подстанции.

— Это помещение старое и тесное, — сказал Садоков, — высоковольтные шины проложены не по нормам. При таком монтаже производить переключения чрезвычайно неудобно. Но надеемся через несколько месяцев пустить новую, строящуюся сейчас подстанцию.

Веснин прошел еще раз по электрифицированной ветке — она была длиной около километра, посмотрел, как в цехе заливают шлак в ковши и как затем на другом конце ветки шлак из ковшей выливают на отвал.

Тем временем начало смеркаться. Веснин пошел домой.

Дома был один Мухартов. Он стоял перед зеркалом и заостренной спичкой заправлял усы в специальную сеточку — «наусник», концы которого были завязаны бантиком на затылке.

— Михаил Григорьевич как проснулся, стал звонить по телефону. Пытался вызвать Дом актера. Потом ушел, — сообщил Илья Федорович Веснину.

Управившись со своими усами, Мухартов уселся в глубокое кресло и задремал.

Весь вечер Веснин рисовал красно-синим карандашом варианты конструкции магнетрона с кольцами связи.

«Единичный резонатор имеет только одну частоту колебаний, а система из нескольких резонаторов отзывается на целый спектр частот, — писал он в пояснение к чертежу. — Поэтому генератор с многорезонаторной системой может возбуждаться на любой из этих частот. Возможны неожиданные перескоки с одной частоты на другую. Кольца связи выделяют из спектра частот, присущего многорезонаторной системе, основную полезную частоту, отделяют ее от других, паразитных частот. Мощность колебаний можно будет резко увеличить, не боясь теперь перескоков частот…»

Было очень тихо. Мухартов, тоненько присапывая носом, дремал. Его большие руки с узловатыми жилами лежали на сером с красной искрой штучном жилете.

Широкую грудь Ильи Федоровича пересекала массивная цепь из сплава, известного в годы до первой мировой войны под названием «американского золота». Справа цепь ныряла в кармашек жилета, в котором покоились большие старомодные часы в форме луковицы. Часы эти заводились маленьким ключиком, который висел на цепочке с левой стороны жилета. Веснин сейчас впервые заметил, что к часовой цепочке прикреплено также еще и колечко с тремя брелоками: плоский якорь — символ Надежды, крестик — Вера и маленькое выточенное из искристого камня, слюдяной обманки, сердечко — Любовь…

Веснин снова взялся за карандаш.

«…Кольца связи между отдельными резонаторами магнетрона, — писал он, — можно выполнить в виде проволочных перемычек…

Разные системы колец будут по-разному разделять частоты колебаний…»

Послышалось шипенье, клокотанье, и большие стенные часы в углу комнаты пробили одиннадцать. В размышления Веснина о магнетронных кольцах связи вошло теперь и впечатление от звона, каким часы отсчитывали время: стальной пруток в часах издает густой колокольный звон, когда по нему ударяет молоточек. Звон так низок потому, что пруток закреплен только с одного конца. А если бы связать пруток «башенного боя» в нескольких точках, собственная частота колебаний резко возросла бы. Связанный пруток звенел бы тоненько, тоненько…

Веснин взглянул на свои ручные часы.

«Почему это запаздывает Муравейский? — встревожился он. — Может, пойти самому на подстанцию, проверить разъединители на высоковольтных линиях?»

В этот момент Мухартов зевнул, постучал ребром ладони по своим тщательно уложенным в сеточку усам и сладко потянулся.

— Илья Федорович, я пойду на завод — разъединители проверить.

— Да что вы, Владимир Сергеевич! Расчету нет так себя мучить. Михаил Григорьевич сказал, что сам вечером проверит. Он ведь у нас за старшего. Может, он уже и был там. Расчету нет в темноте, по грязи брести на завод. Пропуск придется нам снова заказывать. Людей, значит, ночью беспокоить… Да они же над нами еще и посмеются, — добавил Мухартов, видя, что Веснин все еще стоит в нерешительности. — «Тоже, скажут, представители, не могут между собой договориться. Главный приходит: спрашивает, пробует. Потом помощники прибегают и опять спрашивают и пробуют». Несолидно получается.

Веснин снова развернул свою тетрадку с записями. Но он уже не мог больше сосредоточиться. Он сложил свои листки, разделся и лег спать.

Уже сквозь сон он слышал шаги Муравейского, грохот передвигаемых стульев и ворчливое замечание:

— Фу-у!.. Пахнет мыслящим телом.