Сидней Уитингтон - История инженерного дела. Важнейшие технические достижения с древних времен до ХХ столетия

Пока Кук и Уитстон развивали телеграфную систему, ставшую стандартной в Англии, американец Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791–1872) создавал электромагнитный телеграф другого типа. Возвращаясь в Соединенные Штаты в 1832 году после трехлетнего пребывания в Европе, Морзе обсуждал разные проблемы электромагнетизма со своим спутником доктором Джексоном из Бостона, Массачусетс. Джексон, очевидно, рассказал Морзе об экспериментальных европейских телеграфах. Впоследствии Джексон заявил, что идея электромагнитного телеграфа принадлежит ему. Эта претензия представляется весьма сомнительной, однако не может быть сомнений в том, что у Джексона было немало полезных идей. Именно он десятью годами позже предложил доктору У.Т.Г. Мортону использовать эфир в качестве анестетика и потом стал соавтором этого великого открытия. В 1846 году он заявил, что подал Кристиану Фридриху Шёнбейну идею, которую тот использовал при открытии пироксилина.

Морзе прибыл в Нью-Йорк в 1832 году и сразу приступил к работе над телеграфом, но только в 1836 году создал первый образец. Вскоре после этого он узнал от коллеги об усовершенствованных электромагнитах Джозефа Генри, использовавшего обмотки из изолированного провода, намотанного на железный сердечник. Морзе обнаружил, что новые магниты существенно увеличивают расстояние, на которое можно передать сигнал. Приемником Морзе в то время была «ручка», находившаяся в постоянном контакте с полоской бумаги, которая двигалась с помощью часового механизма. Электромагнит при пропускании через него электрического тока притягивал железный стержень на конце рычага; другое плечо рычага при этом поднималось и придавливало стальное острие «ручки» к ленте, которая оставляла штрих на бумаге. Когда ток прерывался, рычаг возвращался в исходное положение. В зависимости от продолжительности тока острие оставляло на бумаге разные знаки. 4 сентября 1837 года Морзе передал свое первое сообщение на расстояние 1700 футов.

Вскоре после этого Морзе ввел два важных усовершенствования. Во-первых, он изобрел реле, позволившее существенно увеличить дальность передачи сигнала. Интересно, что Генри и Уитстон в это же самое время разработали аналогичные реле. Во-вторых, он изобрел свой знаменитый условный алфавит из точек и тире – морзянку. А юный коллега Морзе Альфред Вейл предложил клопфер – простейшее устройство, предназначенное для восприятия азбуки Морзе на слух. Звук, означающий точку, длится доли секунды, и тире – примерно в три раза дольше.

Морзе сумел получить частную финансовую поддержку, однако его попытки получить правительственный грант успехом не увенчались. Только в январе 1843 года конгресс выделил 30 000 долларов для строительства 38-мильной телеграфной линии вдоль железной дороги Балтимор – Огайо, между Балтимором и Вашингтоном. 24 мая 1844 года из Балтимора в Вашингтон было передано первое телеграфное сообщение азбукой Морзе – «Что сотворил Бог». После этого успеха другие линии появлялись довольно быстро. К 1846 году телеграфные линии протянулись из Вашингтона в Портленд, Мэн и на запад – в Луизиану, Кентукки, Милуоки, Висконсин. Значительно позже появление дуплексной, триплексной и мультиплексной связи существенно расширило возможности. Мультиплексные системы позволяют телеграфистам передавать сообщения одновременно по одним и тем же проводам, а изобретение перфораторов увеличило скорость передачи данных.

Когда протягивали ранние телеграфные линии, кабели небольшой длины прокладывали по дну рек. Один из первых кабелей проложил Морзе под гаванью Нью-Йорка. Кабель был изолирован гуттаперчей – подобным резине веществом, открытым в 1834 году. Первый подводный кабель значительной длины – от Дувра до Кале – был проложен в 1850 году. Его изоляция оказалась некачественной, и в ноябре 1851 года был проложен новый кабель, который удовлетворительно работал в течение долгих лет. В последующие несколько лет был проложен кабель, соединивший Данию и Швецию, и еще несколько кабелей в Средиземном море.

Первый успешный атлантический кабель начали эксплуатировать в 1866 году благодаря усилиям Сайруса Уэста Филда. Этому событию предшествовало много безуспешных и даже трагических попыток. В 1856 году была организована Атлантическая телеграфная компания. В следующем году сделана первая попытка проложить кабель между Ирландией и Ньюфаундлендом. После прокладки 335 миль кабель был разорван из-за неполадок в разматывающей машине. Вторая попытка в июне 1858 года также оказалась неудачной. Но летом того же года – 5 августа – прокладка кабеля все-таки была завершена. Первое коммерческое сообщение прошло по нему 17 августа, после поздравления королевы Виктории президенту Бьюкенену. Кабель функционировал недолго, и уже 20 октября работа прекратилась. Одним из сообщений, переданных, пока он еще работал, была информация от британского правительства Канаде о заключении мира с Китаем и отмене отправки двух полков солдат, которые вот-вот должны были вернуться в Англию для службы в Индии. Если бы кабель не работал, полки отправились бы в плавание и были бы напрасно потрачены весьма существенные средства – по некоторым оценкам, 50 000 фунтов.

В последующие годы группа ученых и инженеров работала на Атлантическую телеграфную компанию, чтобы улучшить изоляцию и механическую прочность кабеля, усовершенствовать разматывающую машину, приемник и тип сигналов. Благодаря по большей части сэру Уильяму Томпсону, профессору естественных наук в Глазго (1824–1907), нужные характеристики кабеля были наконец достигнуты. Следующая попытка была сделана 23 июля 1865 года. Кабель тянули из Валенсии, Ирландия. После того как было уложено 1200 миль кабеля, он оборвался на глубине 2100 морских саженей, и от проекта пришлось отказаться. Атлантическая компания прекратила свое существование. Ей на смену пришла Англо-американская компания, которая продолжила проект. Из некого места в океане, примерно на полпути между Валенсией и Ньюфаундлендом, 13 июля 1866 года кабель снова начали тянуть на запад, и 27 июля он достиг Ньюфаундленда. Затем были проведены успешные поиски кабеля, потерянного при предыдущей попытке. Концы кабелей срастили, и 8 сентября прокладка была завершена. После этого кабели эксплуатируются постоянно. Сейчас девятнадцать кабелей пересекает Атлантику. Летом 1955 года кабелеукладчик «Монарх» уложил трансатлантический кабель нового типа, коаксиальный кабель с репитером, использующий три вакуумные трубки каждые сорок миль, для передачи телефонного сообщения в одном направлении. После укладки второго кабеля в 1956 году система смогла передавать 36 бесед одновременно. Общая длина использующихся подводных кабелей к середине XX века превысила 300 000 морских миль.