ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И УПРАВЛЕНИЕ


ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И УПРАВЛЕНИЕ

Как привычны нашему глазу бесконечные вереницы телеграфных столбов, уходящих за горизонт* Телеграфные линии пересекают страны, континенты; телеграфные кабели змеятся под водами океанов, от одного материка к другому.

Побеждая пространство и время, электрические сигналы мчатся по проводам и кабелям.

Еще более чудесное средство связи — радио. Эта газета без бумаги и без расстояний для миллионов читателей, как назвал радио В. И. Ленин, прочно вошла в нашу жизнь.

Но электричество не только средство связи. Оно основа телемеханики — науки об управлении на расстоянии, автоматики — области «умных», самостоятельных машин.

Электроискровой станок. Искры, образующиеся

между колеблющимся электродом и изделием, прогрызают металл.

* * *

В 1812 году глубокие воды Невы были сотрясены глухими раскатами взрывов. Каждому взрыву в подводной глубине предшествовало легкое нажатие пальцев на рычажок аппарата, стоящего на берегу. Это электротехник-изобретатель Павел Львович Шиллинг (1786—1837) проводил опыт взрывания подводных мин на расстоянии.

Электрический ток возникал при замыкании в цепи, соединявшей расположенные на берегу батареи со скрытыми под водой минами. Ток воспламенял порох мин с помощью небольшой электрической дуги, которая вспыхивала между двумя углями, находившимися в толще заряда.

Опыт Шиллинга, в котором электрический ток использовался как средство управления, был, по сути дела, одним из первых проявлений телемеханики.* В то же время этот опыт был и опытом передачи тока на сравнительно большое расстояние под водой.

Подводивший ток к скрытым в глубине реки минам «электрический проводник» Шиллинга с изоляцией из каучука и лаковой мастики был прообразом современных кабелей.

Испытание подрывной системы Шиллинга прошло успешно. Оно показало плодотворность идеи использования электричества как средства, помогающего преодолевать пространство. Это окрылило изобретателя, и он поставил перед собой цель — заставить электричество служить средством связи.

К 1832 году он создает электромагнитный телеграф. В основу своего изобретения П. Л. Шиллинг положил явление взаимодействия проводника с током и магнита, открытое датским физиком Эрстедом.

Приемный аппарат Шиллинга состоял из шести магнитных стрелок, к которым были прикреплены кружки — белые с одной и черные

с другой стороны. Нажатием клавишей Передающего аппарата можно было ставить кружки в различные положения и, пользуясь условными комбинациями их, передавать весь алфавит. Аппарат Шиллинга был применен для связи между Зимним дворцом и зданием министерства путей сообщения.

Несмотря на полный успех телеграфа, правительство Николая I отнеслось равнодушно к выдающемуся изобретению. Зато живейший интерес к телеграфу был проявлен за границей. Уже в 1834 году профессор Гейдельбергского университета Георг Мунке, которого Шиллинг сам ознакомил с изобретением, часто демонстрировал русский аппарат на лекциях.

Спустя еще два года — в 1836 году — опыты с электромагнитным телеграфом начал проводить англичанин Кук. Он намеревался применить его на железных дорогах. Позже он пригласил себе в сотрудники профессора Уитстона и вместе с ним в 1837 году получил патент на конструкцию телеграфа.

В том же году из Лондона в Петербург прибыло письмо, в котором говорилось: «Здесь есть новое изобретение, обещающее сделаться весьма важным. Оно состоит в приложении электричества к действию телеграфа». И далее: «Г-н Кук, сделавший это важное открытие, желал п „ бы предложить его российскому Правительству, но прежде желал бы

телеграф Шиллинга, знать: сколько бы согласилось российское правительство дать за то...» передававший буквы Тогдашний министр путей сообщения граф Клейнмихель, которому комбинацией различ- передано было это письмо, распорядился начать с Куком переговоры. НЫи,,гг°^ра?°^™^ер~ Однако двухлетняя переписка с английским изобретателем закончилась ничем.

Павел Львович Шиллинг всю жизнь работал над усовершенствованием своего аппарата. В 1836 году он построил отлично действовавшую подводную телеграфную линию, то есть заставил работать телеграф в наиболее трудных условиях. Смерть застала изобретателя за прокладкой телеграфной линии между Петербургом и Кронштадтом.

В эти же годы усиленно занимался конструированием телеграфных аппаратов и линий профессор Мюнхенского университета Карл

Штейнгель. Ему удалось усовершенствовать электромагнитный телеграф — добиться того, что принимаемые буквы записывались условными знаками на разматывающейся бумажной ленте. Большая заслуга К- Штейнгеля состоит в том, что он предложил отказаться в телеграфной линии от второго провода и заменить его землей.

В России работу над электромагнитным телеграфом продолжил Б. С. Якоби. Он тщательно изучил наследство Шиллинга и к 1839 году создал несколько оригинальных систем телеграфных аппаратов. Самым' важным из нйх был «пишущий телеграф».

нутых кружков.

Шиллинг впервые применил электричество для взрывания подводных мин.

Этот аппарат в течений четырех лет (с 1839 по 1843 год) связывал Зимний дворец с Главным штабом.

В те же годы Якоби соединил телеграфной линией Царскосельский и Зимний дворцы.

Американский изобретатель Самуэль Морзе также предложил конструкцию телеграфа, записывающего буквы на бумажной ленте знаками составленной им условной азбуки. Первая американская телеграфная линия (между Вашингтоном и Балтиморой) начала работать в 1843 году.

В 1844 году Якоби приступает к решению задачи огромного по тем временам масштаба. Департамент железных дорог приглашает его для устройства линии вдоль Петербургско-Московской железной дороги. Якоби предполагал применить здесь ряд своих изобретений. Так, например, он намеревался включить в линию особую вспомогательную батарею, дающую возможность в случае повреждения изоляции подземного кабеля вести бесперебойную передачу. Пользу от такой батареи он установил еще в ходе работы над Петербургско-Царскосельской линией. Следует заметить, что такое устройство было впоследствии применено при прокладке кабеля по дну Атлантического океана.

Но в самый разгар работы Якоби над линией между Москвой и Петербургом министр путей сообщения Клейнмихель и подрядчики отдали прокладку линии иностранным концессионерам — Сименсу и другим. Подрядчики, которым отдал царский министр строительство телеграфной линии, нажили на концессии миллионы.

К работе над телеграфом Якоби возвращался еще не раз.

В 1850 году он создает буквопечатающий аппарат — прообраз аппаратов наших дней.

Пробить своему изобретению дорогу в широкий мир Якоби не удалось. Царское правительство пренебрегло работами ученого по электротелеграфии.

Разносторонний ученый, Якоби развил и труды Шиллинга по применению электричества в минном деле. По предложению Якоби в инженерном ведомстве русской армии были созданы «Гальванерные отделы».

Важными изобретениями обогатили русские электротехники и другой вид проводной связи — телефонию. В этой области техники, зародившейся в 1860 году, когда немецкий учитель Ф. Рейсс построил очень несовершенное устройство для передачи звуков с помощью электрического тока, в России, как и в других странах, работало очень много изобретателей.

В 1879 году русский инженер Михальский сделал важнейшее изобретение — построил микрофон с угольным порошком, прообраз современного микрофона.

В микрофоне Михальского мембрана, приходя в колебание поц действием звуковых волн, производила давление на угольный порошок, менявшееся в зависимости от силы звука. Соответственно этому менялась и уплотненность угольного порошка, а следовательно, и его сопротивление’ электрическому току. В электрической цепи, в которую был включен микрофон, возникали электрические колебания. Пробежав линию, дойдя до телефона и заставляя колебаться его мембрану* они рождали звук.

1

4

4

4

4

4

Ф Схема, поясняю-ф щая действие бук-ф вопечатающего ап-ф парата Якоби.

ф Вверху — пере-ф дающий аппарат; {внизу — принимающий.

4

4

4

4

4

4

4

4

При употреблении этого микрофона, как писал сам Михальский, «людской голос, как и вообще всякие звуки... воспроизводятся с особенной силой и выразительностью».

До этого в телефонных линиях использовались капризные и малочувствительные микрофоны с угольными стерженьками. Только с рождением порошкового угольного микрофона телефония вступила в пору своей зрелости.

Изобретений в области телефонии появлялось в России очень много.

В 1880 году изобретатель П. М. Голубицкий закончил создание новой телефонной трубки — электромагнитного многополюсного телефона, первый образец которого он построил еще в 1878 году. Телефоны Голубицкого были намного чувствительнее распространенных в то время трубок фирмы Белла.

Однако правящие круги царской России не воспользовались трудами изобретателя. Они приняли услуги иностранных компаний. Фирма

Белла получила монопольное право на постройку и использование телефонных линий в России. В связи с этим деятельность русских изобретателей в области телефонии стала затрудненной.

Но русский новатор продолжал свое творчество. В 1883 году он добился устройства своей линии на железной дороге Петербург — Москва, не подпавшей под иностранную монополию.

В 1885 году Голубицкий выдвинул еще один интересный проект: создание такой телефонной сети, питание аппаратов которой осуществлялось бы из одного места, а не батареями, находящимися при каждом телефонном аппарате. Эта система, предложенная Голубицким, явилась одним из важнейших элементов, появившихся в позднейшее время телефонных станций, которые использовали так называемую центральную батарею. «Система центральной батареи» позволяла обслуживать десятки тысяч абонентов. Изобретение ее открыло путь широкой телефонизации городов.

Голубицкому принадлежит также очень важное предложение — использовать телефоны для связи с поездами, остановившимися в пути.

Вот как описывает опыт такой связи «Почтово-телеграфный журнал» за 1888 год:

«Поездной аппарат был помещен в багажный вагон, а другие два аппарата установлены на станциях Петербург и Обухово... На половине пути поезд остановился. От аппарата", находившегося в вагоне, один из проводников соединили с землей, а другой, посредством особого стального крючка, был накинут на проволоку железнодорожного телеграфа. Вся эта операция потребовала менее пяти минут времени. При

Пишущий телеграф Якоби.

испытании обе станции ответили на вызов сейчас же. Затем посланы были две депеши, и ответ был слышен вполне ясно и отчетливо. Комиссия признала опыт вполне удавшимся...»

Многими изобретениями обогатил Голубицкий технику телефонии. Чувство патриотизма помогало ему в борьбе с иностранными концессионерами, захватившими в свои руки монополии на устройство телефонной связи в русских городах. Каждый шаг Голубицкого и других отечественных изобретателей, трудившихся в области телефонии, наталкивался на сопротивление царских чиновников и агентов всесильной компании Белла.

Голубицкий предложил создать русский завод телефонных аппаратов — ответа не последовало. Он стремился устроить русскую телефонную сеть в каком-либо городе, — и эта просьба была «оставлена без последствий».

Компания Белла стремилась захватить все изобретения в области телефонии. Эта фирма обманула изобретателя Вредена, создавшего оригинальную конструкцию микрофона. Компания приобрела у Вредена право на применение его микрофона с обязательством использовать эту конструкцию в телефонных сетях Петербурга и Москвы. Напрасно ждал изобретатель появления своих микрофонов. Фирма, стремившаяся утвердить свою монополию, «похоронила» изобретение.

Характер иностранной концессии был сразу распознан изобретателями. Голубицкий, например, прямо писал о вреде, наносимом компанией Белла.

Изобретение, которое в наши дни получило большое развитие, сделал изобретатель 10. Охорович. Он разработал и осуществил громкоговорящую передачу по проводам.

Этого он добился благодаря двум им самим-же сделанным изобретениям: особо чувствительному микрофону, названному им «термомикрофон», и мощному громкоговорящему телефону — прообразу современного репродуктора.

Первые опыты с громкоговорящей передачей Охорович производил в 1880 году, а в 1885 году он демонстрировал свое изобретение на 3-й электротехнической выставке в Петербурге. Посетители выставки с интересом слушали транслировавшиеся по сооруженной Охоровичем линии музыкальные передачи из Малого оперного театра.

Русские электротехники явились пионерами строительства многоканальной проводной связи. В 1880 году заработала линия, по которой одновременно передавались телеграммы и велись телефонные разговоры. Эту линию создал русский изобретатель капитан Г. Г. Игнатьев.

Задачу одновременного использования одного провода в разных целях он решил с помощью изобретенных им особых электрических фильтров — «разделителей», как назвал их изобретатель, представлявших собой комбинацию из конденсаторов и проволочных катушек.

В 1881 году линия системы Игнатьева соединила в окрестностях Киева пехотный и саперный лагеря, находившиеся друг от друга на расстоянии 14,5 километра.

Почти одновременно с Игнатьевым, но независимо от него, электрические конденсаторы как разделители токов были применены и П. М. Голубицким.

Телефонная трубка, скон-струированная Голубицким.

Двухдиафрагменный телефон Охоровича.

10 Рассказы

За границей годом позже была также предложена конструкция линии, по которой одновременно велось и телеграфирование и телефонирование. Ее изобретателем был бельгиец Ван-Риссельберге.

Спустя несколько лет, в 1887 и 1888 годах, были проведены сравнительные испытания двух систем вначале на линии длиной в 32 километра, а затем — в 160 километров. Испытания показали превосходство системы капитана Игнатьева.

На 4-й электротехнической выставке 1892 года в Петербурге Г. Г. Игнатьеву «за способ вполне успешного одновременного телеграфирования и телефонирования по одному проводу» была присуждена золотая медаль.

Идея Игнатьева получила дальнейшее развитие в трудах Е. И. Гвоздева. В 1887 году изобретатель завершил разработку оригинальной системы «одновременного пользования проволокой для токов гальванического (низшего) и индуктивного (высшего) напряжения».

В 1889 году были проведены опыты телефонирования по телеграфной линии, соединявшей Петербург и Москву. Несмотря на значительность расстояния, «речь, обмениваемая между Петербургом и Москвой, — как писал в рапорте начальник Управления московских телеграфов, — была настолько внятной, что переговоры производились без особенных затруднений».

Чтобы еще выше поднять качество дальних передач, Гвоздев сконструировал в 1889 году особый двойной микрофон, токи в котором складывались и увеличивали мощность передачи. Такие микрофоны позволяли держать надежную связь на расстояниях в сотни километров.

В течение короткого срока система Гвоздева широко распространилась на железнодорожном транспорте как средство двойной (телеграфной и телефонной) связи между станциями. С 1891 года она действовала на Юго-Восточной, Киево-Воронежской, Орлово-Витебской и Петербургско-Варшавской железных дорогах. Вскоре и многие междугородные правительственные телеграфные линии были переделаны по системе русского изобретателя.

Многим обязана в своем развитии техника телефонной связи Евгению Викторовичу Колбасьеву, русскому морскому офицеру, впоследствии сотруднику великого изобретателя радио А. С. Попова. Еще в 1886 году Колбасьев начал работать над устройством телефонной связи на кораблях русского флота.

В 1896 году Колбасьев разработал практически пригодную систему телефонной связи для водолазов, успешно испытанную им в Севастополе.

Изобретателю, стремившемуся оснастить русский военный флот лучшей телефонной связью, пришлось выдержать жестокую борьбу с фирмой Гейслер, добившейся получения заказа от русского флота.

Несмотря на секретный характер работ, проводившихся Колбасье-вым, царские чиновники открыли доступ к аппаратуре русского изобретателя. Результатом этого явилось предложение фирмы Гейслер: снабдить русские корабли телефонами... которые представляли собой лишь слегка видоизмененную конструкцию Колбасьева.

И все-таки изобретатель вышел победителем из единоборства с могущественной иностранной фирмой. Незначительные, как казалось инженерам фирмы, внешние изменения в аппаратах системы Колбасьева, которые

были сделаны ими, ухудшалй аппараты Русский флот был оснащен телефонами Колбасьева.

Важным событием в истории электротехники было открытие в 1888 году Александром Григорьевичем Столетовым явления фотоэффекта. Замечательно, что в том же 1888 году другой русский ученый, В. А. Ульянин, также занимался исследованием взаимодействия света и электричества.

Но Ульянин изучал это явление в иной форме, чем Столетов. Вначале Ульянин проводил опыты с селеном — веществом, способным под действи- Схема фотоэлемента ем света менять свое электрическое сопротивление. Включая пластинку Ульянина,.

из селена в цепь электрической батареи, он замечал, как возрастает сила тока в цепи при освещении селена. В этих опытах селен служил как бы индикатором света. Работа с селеном в дальнейшем привела Ульянина к крупному изобретению: покрыв селеновую пластинку тонким, полупрозрачным слоем другого вещества, Ульянин обнаружил, что новое устройство под действием света само рождает ток.

Устройство Ульянина было прообразом широко распространенных в наше время особого типа фотоэлементов, так называемых фотоэлементов с «запирающим слоем». Это название они получили потому, что граница раздела веществ, составляющих такой фотоэлемент, действует подобно клапану. Ток, возникший под действием света, свободно пропускается только в одну сторону. Для движения же тока в обратную сторону граница оказывается «запертой».

Фотоэлементы такого типа применяются для измерения света и как выпрямители тока.



Истории, рассказы о русской науке и технике, Болховиттинов В. 1957