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.

---

Пришел Вася с почерневшими, как у фотографа, пальцами и передал Веснину посеребренные баллоны.

Не отказавшись от уже сваренного и разлитого в алюминиевые кружки кофе, Веснин обсудил с Муравейским свои заявки на будущий год.

Кольца связи и «восходящее солнце»

В читальном зале Публичной библиотеки за знакомым Веснину столиком у окна сидел Ронин.

Арнольд Исидорович увлек Веснина в коридор и держал его там своими рассказами до самого закрытия библиотеки.

Веснин имел случай еще раз изумиться поразительной способности запоминания этого человека. Разговор зашел о записной книжке Мочалова, и Ронин, который ее видел мельком, почти полностью восстановил просмотренные бегло две или три страницы.

Это были те самые листы, какие видел и Веснин, поэтому он мог в полной мере оценить точность памяти Ронина. На этих страницах говорилось об отношении размера генератора к длине электромагнитной волны.

— Четвертая страница начиналась словами: …Разноразмерные камеры резонаторов… — Но дальше мне не довелось просмотреть, — говорил Ронин. — А теперь… теперь меня занимают совсем иные проблемы… Право, Владимир Сергеевич, в мире такая бездна интересного, — извинялся Ронин, заглядывая Веснину в лицо своими тусклыми, рыбьими глазами.

Несколько дней пытался Веснин разгадать смысл этих трех вырванных из контекста слов: Разноразмерные камеры резонаторов.

Он сидел, глубоко задумавшись над своей тетрадкой, когда к его столу, словно большой, круглый снеговик, подошел в своем широком белом халате Кузовков.

— 3-задачку о многорезонаторной системе я прикинул, — начал Сергей Владимирович. — Л-любопытный п-получается результат. П-представьте, говорил об этом на днях с самим Зеленогоровым. И тот тоже не знает подобных решений.

Практиканты Левенен и Капралов, услыхав фамилию академика Зеленогорова — знаменитого математика, одного из мировых авторитетов в области уравнений математической физики, вскочили со своих мест, отступили и слушали стоя из уважения к высокой науке.

Кузовков присел на краешек стола и развернул свою тетрадку.

Веснин пригласил практикантов к столу, и они снова заняли свои места.

— Получается вот что, — начал Кузовков: — разделение частот увеличивается, если собственные резонансные частоты отдельных резонаторов брать разными.

— О, черт! — крикнул Веснин.

Кузовков в недоумении схватился за свой хохолок.

Прямо на покрывавшем стол толстом сером листе картона Веснин набросал несколькими штрихами анодный блок магнетрона.

— Разноразмерные камеры резонаторов, разноразмерные камеры… — шептал он. — Вот, вот! Теперь все ясно. Надо камеры резонаторов делать разными по размерам! — весело повторил Веснин, улыбаясь Кузовкову. — А впрочем, можно и так.

Он нарисовал еще один вариант анодного блока. Затем откинулся на спинку стула и погрузился в созерцание рисунков.

— Да, — произнес он, вздохнув, — это очень здорово. Это почище колец связи.

Веснину достаточно было одного намека, чтобы понять конечный практический результат вычислений Кузовкова. Разнорезонаторная конструкция, то есть такая, в которой резонаторы делались двух типов — с двумя разными резонансными частотами — и поэтому должны были иметь и разные геометрические размеры, решала ту же задачу, что и конструкция с кольцами связи. В разнорезонаторной конструкции основной, полезный тип колебаний хорошо отделялся от паразитных спутников. Вместе с тем разнорезонаторная конструкция имела ряд преимуществ в отношении производства.

Кузовков с удовлетворенным видом смотрел на рисунок Веснина, поглаживая свои круглые щечки и кивая головой.

«А если бы я прямо по приезде со станции Медь пошел к Мочалову, — с горечью думал Веснин, — возможно, чертежи наилучшей конструкции уже лежали бы перед нами на столе… Быть может, это решение Кузовкова тоже было предусмотрено Мочаловым… После стольких месяцев труда мы пришли к тому, с чего Мочалов начал».

Веснин продолжал рисовать все на том же листе картона эскизы различных анодов магнетрона с разноразмерными камерами. На одном из этих эскизов Веснин изобразил анод с резонаторами в виде прямых щелей. Щели он нарисовал разной длины, чтобы у них были разные собственные резонансные частоты. Эти узкие щели по радиусам расходились от центрального, предназначенного для катода круглого отверстия.

— Мило, очень и очень мило, — улыбнулся Кузовков. — Мне это определенно нравится, Володя. По-моему, этот вариант следует посмотреть в настоящей конструкции. Любопытно поставить эксперимент.

— Это как восходящее солнце, — застенчиво произнес практикант Левенец, указывая на понравившийся Кузовкову эскиз Веснина.

Слово «солнце» Левенец выговаривал мягко, с украинским акцентом — «соньцэ».

Рисунок действительно напоминал условное изображение солнечного диска, окруженного лучами.

— Восходящее солнце, восходящее солнце! А ведь правда хорошее название, — мечтательно произнес Веснин. — А вы, Сергей Владимирович, что скажете?

— Э-э… — Кузовков пригладил свой хохолок. — Э… вообще бывали примеры научной терминологии, созданной, так сказать… Называют же отношение 1:(1 + n√5) — «золотая пропорция» или «прелестная пропорция». Или вот еще термин… ну, э… «линия влечения» при изучении гибких пленок. Я не возражаю против «восходящего солнца».

— Как медленно мы движемся вперед! — ни к кому не обращаясь, размышлял вслух Веснин. — Мы по крохам решаем задачу. Если бы Мочалов был жив… Какая это утрата для советской науки!.. В одной этой маленькой тетрадке, посвященной сантиметровым волнам, я уверен, есть множество решений, которые мы будем искать еще долгие месяцы… Не могу понять, что сталось с этой тетрадкой… Столько ценнейших материалов — и никаких следов… А мы бредем ощупью. Теряем дорогое время. Нет, я не могу себе простить… Нет, обязательно, не откладывая, надо начинать новые эксперименты. Сколько еще работы, какая бездна работы!

Веснин был прав в том, что для создания законченного работоспособного образца мощного импульсного магнетрона предстояло проделать еще колоссальную работу. Но основные принципиальные вопросы были уже решены.

Со времени осеннего утра 1934 года, когда в лаборатории завода обсуждались кольца связи и разнорезонаторные системы, не было до наших дней предложено никаких принципиально новых решений. Эти две конструкции — аноды с кольцами связи и разнорезонаторные системы — и поныне являются классическими. Они широко применяются на практике, их описания вошли в учебники.

И термин восходящее солнце также удержался до сих пор. Во многих важных, ответственных официальных документах применялось это наименование. Его заимствовали и за рубежом. В бесчисленных статьях, монографиях, учебниках, справочниках американцы и англичане склоняли на разные лады термин райзинг сан. В немецкой технической литературе этого названия не было по той причине, что немецкая техника сантиметровых волн не успела дойти до этой конструкции ни в довоенные, ни в военные годы.

В широких кругах специалистов по радиолокации мало кто знает о происхождении этого термина, и даже те, кто непосредственно работает над магнетронами, редко когда вспоминают о скромном дипломанте Грише Левенец, погибшем во время ленинградской блокады, который впервые произнес эти слова.

Но в то утро 1934 года ни Кузовков, ни Веснин не могли предвидеть всего, что произойдет в будущем. Они видели ценность и оригинальность колец связи и разно-резонаторной системы. Но вместе с тем тысячи сомнений обуревали их.

«Как знать, — думал Веснин, — какие трудности придется еще преодолеть?»

Вдруг дверь лабораторного зала отворилась, и Веснин увидел, что в зал вошел Сергей Миронович Киров — первый секретарь Ленинградского обкома.

Кирова сопровождал один только Жуков.

Киров заинтересовался полкой над столом Веснина.

— Это все наши искания, свидетельства нашего неумения сразу нащупать правильную конструкцию. Но вот прибор, который уже пригоден для работы в импульсном режиме, — сказал Веснин.

Киров взял магнетрон в руки.

— Обычная генераторная лампа с сеткой — это только деталь передатчика, — сказал Кузовков, — а магнетрон — это целая передающая радиостанция. В одном приборе, в таком маленьком объеме, в вакууме размещены все цехи радиопередатчика. Здесь и колебательные контуры, и линия связи, и излучаюшая антенна. И то, что эти отдельные части отстоят одна от другой на миллиметры, а не на десятки метров, как это бывает в передатчиках для длинных волн, это еще более усложняет задачу… Магнетронный генератор сантиметровых волн сложен в расчете, но окончательная его конструкция может быть сделана достаточно простой и надежной… Сантиметровые волны открывают совершенно новые возможности для видения в темноте, сквозь дым и туман…