Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию

Теперь посмотрим, что же произошло в приборе Дудделля, где цепь, в которую были включены конденсатор и катушка, проходила кругом дуги с постоянным током. Как только в этой цепи появлялся ток, часть тока, проходящего через дугу, уходила на заряжение конденсатора. Это ослабляло дугу, но, в силу особенностей раскаленного угольного газа, эта потеря тока увеличивала разность потенциалов между углями, одновременно увеличивая разность потенциалов между обкладками лейденской банки. Это продолжалось до тех пор, пока банка не была заряжена. Если банка не была больше в состоянии извлекать ток, сила тока, проходящего через дугу возрастала до своей нормы; вследствие этого уменьшалась разность потенциалов углей, и полностью заряженный конденсатор разряжался через дугу. Немедленно после разряда противоположные токи нейтрализовались и цикл начинался сначала.

Ты видишь, Хюг, что в этой системе лейденская банка попеременно заряжается и разряжается и образует переменный ток, получившийся из постоянного. Электроны или ток мчатся туда и назад по катушке. Очевидно, что частота зависит от естественного периода колебаний конденсатора и катушки одного ряда с ним. Если частота эта не превышает 30.000 в секунду, волны могут быть слышны. Вот почему дугу часто называют музыкальной или поющей дугой. Принцип был ясен, но Дудделль достиг колебаний слишком слабых для целей радио.

В 1903 году Паульсен в Дании снова взялся за этот вопрос, рассматривая его с точки зрения радио. Это было тогда, когда Маркони добился возможности передачи сигналов через океан, но был стеснен слабостью искровой передачи. Паульсен считал, что большая продолжительность дугового разряда поможет разрешить проблему больших расстояний. Он доказал это на деле. Датский изобретатель сразу увидел два слабых места в дуге Дудделля: во-первых, промежуток воздуха недостаточно быстро дезионизировался, а во-вторых, развивалось слишком много теплоты. Для преодоления первой трудности он поместил промежуток в разреженную среду, так что дезионизация происходила быстрее. Во втором случае он применил охлаждение одного из электродов водой.

Схема передатчика с вольтовой дугой Паульсена.

Паульсен сделал дугу, причем положительный электрод был из угля, а отрицательный был из меди и охлаждался водой; дуга была заключена в сосуд, наполненный воздухом, углекислотой и парами алкоголя и помещена поперек между полюсами сильного электромагнита перпендикулярно к ним. Тогда явилась возможность получить в цепи конденсатора колебания частоты 1.000.000 в секунду, так что прибор был применим для беспроволочного телеграфа.

Тогда Паульсен соединил катушку в этой цепи как первичную обмотку трансформатора, вторичная обмотка которого в одном ряду с антенной, и настроил их одинаково. В американском флоте в дуговых аппаратах соединения устроены иначе — медный анод включен непосредственно с антенной через заряжающую катушку. Маленькие дуговые передающие аппараты часто снабжены прерывателем, уменьшающим слишком большую частоту колебаний и делающим ее доступной для слуха.

Сигнализация совершается, переключая генератор на некоторый нагрузочный контур или на антенну. Этот способ имеет недостатки, но он все же принят на многих больших станциях; одна из наиболее известных в их числе, станция в Лифильде, близ Оксфорда, в Англии, служащая контрольной станцией Британского кругосветного радио.

— Понял, ты что такое дуга?

— Да, — сказал Хюг и, взяв карандаш, сделал набросок: — что-то в этом роде?

Торн сделал несколько поправок.

— Да, ты схватил идею. Теперь перейдем к альтернаторам. Но погоди! Джэд Блэден тебе объяснил, как устроены динамомашины. Показал ли он тебе, как работает альтернатор?

— Я сам даже сделал альтернатор, — гордо ответил Хюг, — только отцу не удалось спасти его, когда шалаш сгорел.

— Значит, ты понимаешь, что если бы мы имели возможность строить альтернаторы, могущие давать большую частоту, нам бы не надо было ни искр, ни дуг. Стоило бы только соединить один полюс альтернатора с антенной, а другой с землей.

— Но ведь их же строят?

— С большими трудностями и колоссальными затратами. Альтернаторы Гольдшмита с вращающимся полем с его сложной внутренней конструкцией, дающей нужную частоту при помощи вращающихся противоположно магнитных полей, были в ходу до войны, но скорость вращения так велика, что ни одна машина не выдерживает такой работы. Альтернаторы Александерсена индукторного типа…

— Я сделал такой, только, конечно, маленький.

— Тогда я не стану объяснять. Они приняты в Америке и работают прекрасно. Но их стоимость чрезвычайно велика и они не прочны. Французский альтернатор Латура проще и очень остроумен, но не так солиден как Александерсеновский, хотя и употребляется на самой большой станции в Сент-Ассизе.

Есть еще одна система передачи, которую тебе надо знать, это вентиль Флеминга. Он предназначался сперва для детектора в приемнике, и, как детектор, не превзойден до сих пор. Но когда с вентилем познакомились лучше, в нем были найдены изумительные возможности.

Из простого детектора Флеминга выросла чудесная трехэлектродная лампа. Она употребляется для получения незатухающих волн и, посредством так называемой регенеративной связи может воспринимать самые слабые токи. Включенная еще другим способом, в качестве усилителя, она может усиливать токи почти неограниченно. Только при помощи катодных ламп, примененных в качестве детекторов, усилителей, сделался возможным кругосветный радиотелеграф. Катодные лампы могут в конце-концов заменить все другие виды передающих аппаратов.

Устройство их трудно понять; тут прислано несколько экземпляров, я покажу их тебе завтра.

Берли Сэсиль, который слушал всегда все объяснения Торна, почти ничего в них не понимая, прервал его:

— Все это хорошо, — сказал он, — но я бы хотел знать, в каком положении план Хюга?

— Чудесно идет, я написал повсюду, всем заведующим отделами Лиги радиосвязи и многим помощникам, и от всех получил восторженные ответы.

Все откликнутся, как только мы будем готовы.

— Да, но кто будет платить?

— Да никто. Любительских радиостанций в Америке больше 100.000 и всюду мы найдем людей, которые будут помогать нам.

— Бесплатно?

— Конечно. Многие просто любят работу с радио как забаву, желая просто знать, сколько станций они могут слышать, или скольким могут передать. Есть много серьезных исследователей. Их работа представляет большую ценность. Любителям удалось сговориться с арктическим путешественником Мак Миланом, когда он замерзал у Северного полюса. Любители достигли передачи через океан с помощью станций небольшой мощности. Они же стали сообщаться с Японией. Я мог бы привести вам много примеров достижений любителей. Правда, многие жалуются — главным образом слушатели широковещательных станций, — что любители наполняют воздух пустяками.