Винахід радіо. Хто був
першим?
Кандидат технічних наук Д.
МЕРКУЛОВ.
Суперник Едісона
Американський інженер сербського
походження Нікола Тесла (1856-1943) за кількістю винаходів світового значення
міг би конкурувати з Т. А. Едісон. До речі, у свій час вони працювали разом,
але потім розійшлися - Едісона залучали тільки ті області техніки, де можна
було витягти матеріальну вигоду, а Теслу в першу чергу цікавили
проблеми, які важко вирішити. Ще в 1891 році він розробив електричну
схему і сконструював пристрій, названий їм
"резонанс-трансформатором" і призначене для передачі на
відстань електричної енергії без допомоги проводів. По суті - це
високочастотний автогенератори, що виробляє електрична напруга
амплітудою до декількох мільйонів вольт. Тесла запропонував декілька варіантів
генератора, що відрізняються робочими частотами і величиною корисного сигналу.
Загальним же в усіх конструкціях була наявність вихідного трансформатора, що складається
з двох котушок з індуктивного зв'язком без сердечника. Первинна обмотка
трансформатора була намотана з декількох витків товстого дроту, і, щоб під
вторинній обмотці отримати висока напруга, вона містила тисячі витків.
Первинна обмотка через розрядник підключалася до конденсатора, що заряджаються від
котушки Румкорфа, а пізніше - від мережевого трансформатора до кількох тисяч
вольт. При розряді конденсатора через іскровий проміжок виникав потужний
електромагнітний імпульс, який можна було прийняти на досить великому
відстані від генератора. Частота генератора залежала в основному від параметрів (R, L, C) вхідного ланцюга трансформатора, а в якості навантаження виступали антена і
заземлення.
Сам Н. Тесла не припускав
використовувати "резонанс-трансформатори" для бездротового зв'язку. Він
збирався з їхньою допомогою передавати на великі відстані електроенергію,
використовуючи електромагнітні хвилі частотою в сотні кілогерців. трохи пізніше він
навіть зізнавався фінансувати деякі його роботи банкірові Дж. Моргана, що
його більше цікавить бездротова передача енергії на великі відстані і
менше - вирішення питань зв'язку, хоча ідею "телеграфу без проводів"
він не відкидав і розумів, що її можна реалізувати шляхом переносу
електромагнітних коливань. У вересні 1897 року Н. Тесла почав оформлення
патенту (№ 645576, США) на приемопередающее пристрій, дистанційно
керуюче атакуючим плаваючим апаратом (наприклад, торпедою). Трохи пізніше
він демонстрував його у дії на виставках.
Безумовно можна стверджувати, що
радіотехніка як наука з'явилася з першими роботами Н. Тесли. Для величезного
парку радіоапаратури до цих пір у відповідності з його ідеями розробляють
високочастотні генератори і хвильові радіопередавачі.
Ау, інопланетяни!
Безсумнівно дуже талановитий
інженер, Н. Тесла в той же час часто впадав в містику. Так, у свій час йому
здавалося, що він спілкується з представниками інопланетного розуму. Одного разу, в
початку ХХ століття, йому нібито вдалося прийняти сигнали з планети, що обертається навколо
далекої зірки.
Цікаво, що пізніше цілком
раціонально мислячі люди витратили масу зусиль та коштів, намагаючись прийняти
сигнали з космічних глибин. Їм здавалося, що в нашій та інших галактиках
мешкають незліченні цивілізації. Проте успіхів у встановленні контактів поки
що не більше, ніж у спробах зв'язку з потойбічним світом.
Мабуть, цей рід
діяльності все-таки не має перспектив. Навіть якщо на Землі приймуть якийсь
упорядкований сигнал, то, по-перше, навряд чи вдасться його розшифрувати, а
по-друге, відстані до областей всесвіту, де могла б існувати розумна
життя, обчислюються сотнями і тисячами світлових років, отже, ніякої
обмін інформацією з настільки далекими світами практично неможливий.
Від грозоуказателя до прийому тексту
Після лабораторних дослідів Г.
Герца на початку 1880-х років з електромагнітними хвилями ідея бездротового
телеграфу стала реальною перспективою, хоча багато хто не бачили в ній великий
потреби: у Європі та Америці провідний зв'язком були охоплені цілі країни, і
працювала вона цілком надійно. Однак кабелі не можна було протягнути до морських
судах і у важкодоступні місця. Дорого коштувала та їх прокладка, наприклад через
водні перешкоди.
До початку 1890-х років уже був
відомий прилад, здатний реагувати на електромагнітне випромінювання радіодіапазоні.
З ним багато експериментував відомий французький фізик Е. Бранлі. Детектором
в приймачі служив когерер, ще в середині XIX століття застосовувався в різних конструкціях грозоуказателей. Когерер
являв собою трубку, заповнену металевими тирсою, з виведеними
назовні контактами. Когерер досить погано проводив електричний струм, але під
дією сильного електромагнітного поля електричний опір різко
падало. Щоб повернути когерер в початковий стан, його треба було струснути.
Викладач Морського
інженерного училища Олександр Степанович Попов удосконалив когерер: він
включив до його ланцюг електромагнітний дзвінок і зміцнив його так, щоб молоточок
дзвінка при роботі стукав по трубці когерера. Вийшов приймач електромагнітних
коливань, здатний вловлювати не тільки імпульси, але і безперервний сигнал. На
засіданні Російського фізико-хімічного товариства (РФХО), що проходив у
Санкт-Петербурзі 7 травня (25 квітня) 1895 року, Попов продемонструй вал своє
винахід, виступивши з доповіддю "Про відношення металевих порошків до
електричних коливань ". Для підвищення чутливості приймача до нього
приєднали антену довжиною близько 2,5 метра. Як джерело
електромагнітних коливань був використаний вібратор Герца.
Менш ніж через рік, 24 (12)
Березень 1896, тобто 110 років тому, на черговій сесії РФХО за допомогою
апаратури Попова була передана перша текстова радіограма. На засіданні,
яке проходило у фізичному кабінеті Санкт-Петербурзького університету, були присутні
відомі вчені-фізики, викладачі університету, керівники
військово-морського відомства. П. Н. Рибкін, асистент О. С. Попова, знаходився на
відстані 250 метрів в будівлі хімічного факультету і передавав кодовані
сигнали. Як джерело електромагнітних коливань використовувався вібратор
Герца з котушкою Румкорфа. Текст передається радіограми присутнім був
невідомий. До речі, до виходу розробленого Поповим приймача можна було
підключати реєструючі пристрої, наприклад самописний прилад братів Рішар
або телеграфний апарат Морзе. З'являлися на стрічці апарату знаки
розшифровував учитель О. С. Попова Ф. Ф. Петрушевський і записував їх крейдою на
дошці. Після закінчення передачі на дошці з'явився запис, що складається з двох слів:
"HEINRICH HERTZ". Таким чином російський винахідник віддав належне
великому вченому-фізику, вперше досліджено електромагнітні хвилі.
Детальний опис всього
того, що відбувалося на цій сесії РФХО міститься в численних свідченнях і
опублікованих мемуарах учасників події, в тому числі П. Н. Рибкіна. Крім
того, є документи з описом його експериментів.
А. С. Попов відразу зрозумів, яке
практичне значення має його винахід, і запропонував використовувати
бездротовий зв'язок для оперативного зв'язку з кораблями в Балтійському морі і
Фінській затоці, для отримання повідомлень від суден, що зазнають лиха.
Правоту Попова підтвердили
події, що відбулися кілька років по тому. У листопаді 1899 сів на мілину
броненосець "Генерал-адмірал Апраксин". Команда крейсера "Адмірал
Нахімов "помітила який зазнав поразки корабель і по радіо повідомила про
пригоді в Санкт-Петербург. На допомогу броненосцю вийшли кораблі, і
"Генерал-адмірал Апраксин" був врятований. На початку 1900 року на Балтиці
у відкрите море віднесло крижину з п'ятдесятьма рибалками. Завдяки прийнятому
сигналу лиха їх вдалося визволити з біди. У суворих зимових умовах
радіоапаратура Попова пропрацювала майже три місяці. Усього прийнято і відправлено
440 радіограм. За методичне та адміністративне керівництво роботами А. С.
Попова нагородили премією в 33 тисячі рублів (приблизно мільйон доларів за
нинішнім курсом).
По суті, розроблені
Поповим та його співробітниками апаратура бездротового зв'язку і методика її
застосування стали початком корінного перевороту в житті нашої цивілізації.
Пріоритет А. С. Попова у винаході радіо остаточно визнали через століття, і
на відзначення 100-річчя цієї події ЮНЕСКО оголосило 1995 Світовим
роком радіо.
Скільки мотузці не витися ...
Але повернемося в 1895 рік. Влітку
повідомлення про роботи А. С. Попова надійшло до Італії в Університет міста
Болонья (ці документи досі зберігаються там в бібліотеці), і з ними
познайомився професор А. Риги. Наприкінці 1895 - початку 1896 лекції А. Риги
з фізики і прийому електромагнітних збурень відвідував вільний слухач Г.
Марконі.
До речі, що народився в 1874 році
Г. Марконі був досить молодий і як фахівець з радіотехніки зовсім
невідомий. Не існує жодного документа, що підтверджує його причетність
до робіт з фізики та електротехніки. Однак 2 червня 1986 Г. Марконі подав
в Англії попередню заявку на патент № 12039 "Поліпшення
передачі електричних імпульсів і сигналів і в апаратурі для цього ". У
самому початку заявки зазначено, що "супроводжують даний винахід
електричні прояви та дії передаються по повітрю, землі або воді шляхом
електричних коливань високої частоти ".
Вже одна ця фраза демонструє
слабке знання Марконі предмета. Адже навіть школярам відомо, що вода і грунт
сильно перешкоджають розповсюдженню радіохвиль. І 2 березня 1897 послідували
доповнення до поданого раніше документу. Процитований вище фрагмент виглядав
по-іншому: "Моє винахід пов'язано з передачею сигналів значеннями
електричних коливань високої частоти, що поширюються в ефірі ". Але
пропонована італійцем схема повторювала приймач А. С. Попова. Тим не менше 2
Липень 1897 заявку затвердили та видали патент.
Згодом Г. Марконі показав
себе талановитим підприємцем, помітною фігурою в розвитку радіо. Створивши
комерційне підприємство, він першим здійснив трансатлантичну передачу,
яку багато вчених вважають за неможливе через кривизни земної поверхні.
Запозичення чужих ідей не
завжди приносило успіх Марконі. Так, 1 червня 1898 року він подав до англійське
патентне відомство заявку на винахід радіо, названого ним
джіггером (від англ. jigger - сортувальник) і що мав на
як основного елемента "резонанс-трансформатор" Н. Тесли.
Винахід дозволяло перейти до селекційному (виборчому) прийому
електромагнітних коливань. До цього приймач спрацьовував на сигнал будь-якої довжини
хвилі, якщо тільки він був достатньої потужності. Інакше кажучи, якщо працювали два
передавача, то розрізнити їх було неможливо. Тепер поява
коливального контуру дозволяло налаштовуватися на певну хвилю. Марконі
отримав в Англії патент і розповсюдив його дію на інші технічно
розвинені країни. Проте в США в 1943 році після багаторічної судової тяганини йому
відмовили у видачі патенту. Верховний суд країни не побачив у винаході Г.
Марконі принципових відмінностей у використанні
"резонанс-трансформатора", запропонованого Н. Тесла і втіленого в
його винаходи. Так часом химерно схрещуються долі авторів та їх творів.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були
використані матеріали з сайту http://www.nkj.ru/
