Текст книги "Занимательная техника в прошлом"
Автор книги: Василий Лебедев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 10 страниц)
Первый кабель через океан
Было бы очень долго описывать все те затруднения, которые были сопряжены с осуществлением телеграфной линии между Старым и Новым Светом. Понадобились специальные телеграфные аппараты, не говоря уже о самом «кабеле» – том телеграфном канате, который заменил телеграфную проволоку. Прокладка кабеля потребовала специального обследования дна океана, сооружения особых машин и измерительных приборов, например «динамометра», показывающего напряжение кабеля во время его спуска в океан.
Прокладка первого кабеля носила подчас приключенческий характер. То в течение нескольких дней бушевала буря, то обнаруживались неисправности в самом, кабеле, который спешно обследовался на корабле в момент его спуска в океан, то кабелю угрожал огромный кит, пловучая льдина…
Тот кабель, который впервые соединил Европу с Америкой, был проложен после нескольких попыток. Сначала при помощи двух кораблей: «Ниагары» и «Агамемнона» пытались вести кабель одновременно из Европы и из Америки, чтобы соединить проводку посреди океана.
Рис. 80. Работы по прокладке первого кабеля через океан.
Однако, после некоторых неудач решили начать опускать кабель с середины океана.
Приведу несколько эпизодов, случившихся во время прокладки.
«Матрос зазевался»
«… 6 августа 1857 года „Ниагара“ и „Агамемнон“, грузно осевшие в воду, медленно стали удаляться от берега с своей драгоценной ношей. Их сопровождали, для исследований впереди и для рассылочной службы, еще три судна, – американское „Сускеганна“ и два английских „Леопард“ и „Циклоп“. Погода была великолепная. Ни малейшего ветерка не было на морской глади, когда эскадра отчалила от берега…
Чтобы нагляднее представить единение двух наций, решено было, что конец, идущий от Англии, проложит судно американское, а другой конец, ближайший к Америке, проложит судно английское. Таким образом, работу начинать приходилось „Ниагаре“…
С величавой медлительностью стали опускаться мощные кольца бесконечной змеи в таинственные недра вод. Берег Ирландии еще виднелся в отдалении, и счетчик, отмечавший длину опущенного конца, не дошел еще до десяти километров, как вдруг послышался плеск воды, произведенный тяжестью оборвавшегося металлического каната, упавшего в воду…
В ту же минуту колеса все остановились, и раздался пушечный выстрел из небольшой пушки, помещавшейся на корме. Произошла катастрофа, которую столько раз предсказывали: кабель, который должен был соединить берега Атлантического океана, оборвался, когда еще не скрылся из виду берег Ирландии!
Матрос, который должен был следить за кабелем при выходе его из того места, где он шел по желобам к опускавшей его машине, на минуту зазевался, кабель сошел со своего хода, запутался в механизмах и оборвался…
Как только дали сигнал к тревоге, все шлюпки тотчас же были спущены на воду. Так как еще не достигли больших глубин и море оставалось пока спокойным, то через несколько часов удалось поправить дело. В тот же день десять километров, уже опущенных, были снова связаны с 3990 км, остававшимися на судне. Электрический ток снова был пущен через весь кабель, и он принес на телеграфную станцию в Ирландии известие о первой сцене великой драмы, которая начинала разыгрываться…»
«Первые 500 миль пройдены»
«…Несколько дней все шло удачно. Газета „Таймс“ отмечала каждое утро число уложенных километров. Достигли уже больших глубин, и любители вычисляли уже с точностью ту минуту, когда Старый и Новый Свет соединятся при помощи телеграфа. Отчет за пятый день, приходившийся на 13 августа нов. ст., извещал, что пройдено уже с пункта отправления 500 миль. К несчастью, после этой торжественной депеши, внизу, на той же странице газеты, была телеграмма от более позднего часа, извещавшая, что, передав эту добрую весть, кабель перестал действовать!..
Тщетно электротехники в Валенцни пускали в дело огромную электрическую силу, которою они располагали: их запросы оставались без ответа, проволока перестала слушаться…
Несколько дней все оставалось в неизвестности, и только с возвращением „Ниагары“ узнали о катастрофе, которой не могли предусмотреть при самых тщательных предосторожностях и которая могла сломить самое испытанное мужество…
Несмотря на все остроумные вычисления лейтенанта Мори, юго-западные ветры подняли значительное волнение. Ветер и волны яростно били в левый борт судна, оно сильно накренялось, но не могло изменить направление, не испортив этим всего дела…
Работа производилась в это время как раз над какою-то водною вершиною, составлявшей часть подводных горных хребтов, которые, несмотря на тщательные измерения, остались незамеченными. За вершиной шла бездонная пропасть. Ниспадая в нее, кабель спускался с быстротой 6–7 узлов, между тем как „Ниагара“, вынужденная сдерживать стремление, сообщаемое ей ураганом, делала не более 3–4 узлов. Эта разница произвела страшное напряжение в кабеле, которое показывал динамометр и которое все увеличивалось по мере того, как кабель стремительно несся вниз. А ветер крепчал!..
На судне всех охватил невольный ужас, предвестник великих катастроф. Не умея дать себе отчет я естественных причинах, породивших эту тревожную стремительность, офицеры и электротехники совершенно не знали, что делать: им казалось, что их увлекает какое-то изумительное мощное подводное течение. Матросам представлялись страшные подводные чудовища, ухватившие канат, как рыба хватает лесу с приманкою…
Вдруг кабель оборвался… Это случилось как раз в тот момент, когда ветер, по-видимому, стал стихать. После страшных толчков и яростных порывов вперед судно сразу оправилось и пошло ровным ходом: экипаж понял, что случилась новая катастрофа. Все, даже больные, лежавшие в лазарете, бросились на палубу. Смятение было невыразимое…
Эти неудачи не ослабили энергии Фильда – главного инженера, руководившего всей прокладкой…
Было решено кабель подвергнуть долгим испытаниям… А самую прокладку начать с середины океана…
Лондонская и парижская пресса лишились возможности следить шаг за шагом за прокладкой. Зато вдвое сберегалось время…»
Рис. 81. Кабели 1857 и 1865 г.г.
«Начали с середины океана»
«..Как только флотилия вышла на середину залива, тотчас же шлюпка с „Ниагары“ направилась к „Агамемнону“. Она тащила на себе конец кабеля. Конец подняли на английский фрегат, и за него принялись рабочие. Они обрезали наискось семь проволок, составлявших его, и соединили их с семью обрезанными таким же образом проволоками другого конца, остававшегося на „Агамемноне“; с помощью серебра сделали со всевозможною осторожностью семь спаек; убедились с помощью гальванометра, получавшего ток из батареи, помещенной на „Ниагаре“, что металл сохранил всю свою проводимость; затем тщательно склеили три последовательно налегавшие гуттаперчевые оболочки, служившие для изоляции; наконец, завернули шов в наружную оболочку и обвили все это железной предохранительной проволокой. Устроив все, суда разошлись, и машины начали понемногу разматывать свои катушки…
Кабель, к которому подвесили свинцовый груз, быстро коснулся поверхности воды и затем стал постепенно погружаться; суда стали расходиться все дальше и дальше; зритель видел только два спускавшиеся в воду конца, а меж тем невидимая цепь не прекращала передавать ток с одного судна на другое…
Потерявши друг друга из виду, суда скоро повернули оба назад и стали друг к другу приближаться; катки стали вращаться в обратную сторону, и притом крайне медленно, чтобы поднимаемые концы не испытывали слишком большого напряжения и не оборвались; по динамометрам следили за этим напряжением…
После нескольких часов непрерывного труда над водою показалось и то место кабеля, где он был спаян. К нижней поверхности свинцового груза, покрытого слоем сала, оказались вдавленными несколько песчинок, приставших с морского дна. Измерили глубину, и оказалось, что кабель опускался вглубь на 6 верст, испытав, таким образом, давление в 600 атмосфер, а между тем циркуляция тока не подверглась никаким изменениям…»
«Ток перестал действовать»
«29 июля 1858 г. „Ниагара“ и „Агамемнон“ в четвертый раз разъединились среди океана. Часов шесть прошло уже с начала работы, как вдруг увидели приближающегося к „Агамемнону“ огромного кита, который вздымал вокруг себя пену и направлялся прямо на кабель, как будто имея намерение сокрушить его. Невольно явилось предположение, что не одно ли из таких гигантских чудовищ, не этот ли самый кит оборвал кабель и 19 июни, ровно месяц тому назад. Все с напряженным вниманием следили за китом…
Но он скоро исчез из виду…
Все хорошо шло часа два, о ките стали уже забывать, как вдруг телеграфист, следивший за передачею сигналов по кабелю, заметил, что ток перестал действовать в той части кабеля, которая оставалась еще на палубе судна, хотя сигналы на „Ниагару“ передавались благополучно, и, значит, изоляция опущенной части не была нарушена. Стали разыскивать место порчи, и оказалось, что оно очень недалеко от края, спускавшегося в воду. По показаниям счетчика, измерявшего длину разматываемого кабеля и вращавшегося в эту минуту с отчаянною быстротою, можно было судить, что испорченное место погрузится в воду не более как через двадцать минут…
Положение было страшное…
В эти двадцать минут нужно было обрубить испорченную часть и спаять оба конца. Все гигантское предприятие висело на волоске…
Все надежды и труды должны были пропасть, если бы в эти двадцать минут у двух-трех мастеров не хватило самообладания, быстроты и ловкости, потребной для быстрой спайки концов. Но эти энергичные люди оказались достойными роли, которую им назначила судьба… Офицеры, матросы, механики, журналисты – все жадными глазами следили за их малейшими движениями; сотни глаз готовы были уловить малейшее колебание… Но по мере того как спаивали отдельные проволоки основной оси, накладывали гуттаперчевые оболочки, обвертывали цилиндр предохранительной кольчугой, страшный момент, когда явится неизбежная необходимость остановить катки, приближался. Напрасно замедляли разматывание, это довело напряжение каната до высшей меры, до 3 000 фунтов; запас кабеля истощался… Конец подходил уже к борту, когда мастера только еще начали заплетать железную проволоку, составлявшую кольчугу…
Пропущен был момент, когда можно было, обрезав кабель, удержать конец его на морской поверхности с помощью буя. Оставался единственный исход – остановить катки и удержать судно на месте, как бы на привязи, с помощью одного кабеля…
Палуба фрегата представляла мрачный вид…
Все речи смолкли, как будто никто не осмеливался делиться с другим своими опасениями. Машина перестала работать. Слышался только зловещий лязг железной проволоки, которую крутили рабочие. Каждую минуту ждали, что вот-вот зазвенит колокольчик динамометра, стрелка которого почти уже доходила до рокового пункта, и сейчас же последует разрыв от страшного напряжения…»
«Опасность миновала»
«К счастью, напряжение, увеличивавшееся постепенно и без скачков, не привело к катастрофе. Медь и сталь кабеля оказались достаточно прочными и эластичными. Самая форма кабеля содействовала этой эластичности. Скоро спайка прошла через край борта и тихо стала спускаться к поверхности вод, где тотчас же и исчезла»[5]5
Н. Д. Первов. «Проложение первого телеграфа через океан». М. 1923.
[Закрыть].
Рис. 82. Трансатлантический кабель в трюме корабля.
Исторический момент соединения при помощи кабеля Европы и Америки произошел 7 августа 1858 г. Этот момент был отмечен залпом артиллерии с фортов и судов.
Первый кабель, однако, погиб. Он проработал только 23 дня, отправив до 400 телеграмм. И только почти через десять лет английское правительство разрешило вновь приняться за проводку кабеля.
Кто изобрел телефон
Телефон при его появлении называли только «интересной игрушкой», и ни один капиталист не хотел вложить в телефонное дело своих денег, не говоря уже о правительственных учреждениях. Теперь несколько стран оспаривают честь называться родиной телефона. Германия выдвигает в качестве изобретателя телефона – Рейса, Франция – Бурселя, Италия – Манцетти и даже поставила этому последнему памятник, как «изобретателю телефона»; Америка считает изобретателем телефона – Белла… Несомненно, однако, что в телефонном деле много сделали также Грэй, Эдисон, Юз, Берлинер и др.
Слово «телефон» ввел в обращение германский физик Рейс. Любопытно, что это название не удержалось в самой Германии, зато принято во всем мире. Немцы называют телефон «ферншпрехер»; в переводе на русский язык это значит: аппарат для разговора на расстоянии.
Греческое же слово «телефон», придуманное Рейсом, означает: аппарат для передачи звуков на расстоянии.
Мы сейчас увидим, что тот аппарат, который изобрел Рейс, скорее можно было назвать «телемузыкой», а не «ферншпрехером», так как аппарат Рейса передавал только высоту и силу звука, но сильно коверкал тембр, особенно человеческого голоса. Нельзя было понять слов, которые передавал этот телефон.
Впрочем Рейс ставил своей целью построить прибор для передачи звуков, не мечтая даже о том, чтобы передавать речь. Не всякий верил тогда в возможность заставить говорить аппарат, сделанный руками человека.
Рейс стал работать над своим изобретением под влиянием открытий англичанина Пэджа и затем француза Вертгейма.
Открытия этих ученых чрезвычайно интересны и связаны с одним, еще и до сих пор загадочным явлением.
Пэдж сделал открытие (в 1837 г.), что быстрое намагничивание и размагничивание стержня из мягкого железа производит звуки. Эти звуки Пэдж назвал «гальванической музыкой». Такое же наблюдение сделал француз Вертгейм, доказав, кроме того, что при намагничивании происходит удлинение стержня, а при размагничивании, наоборот – укорачивание.
Заинтересованный этими открытиями Рейс и начал работать над устройством аппарата, передающего звук. Это было в 1852 году. Старания его увенчались успехом. В октябре 1861 г. он уже мог демонстрировать на заседании Франкфуртского Физического Общества – «телефон» чрезвычайно простой по конструкции. На рисунке воспроизведена фотография этого аппарата.
Рис. 83. Телефон Рейса. Вверху – передатчик; в середине детали его мембраны; внизу – приемный аппарат. Этот телефон хотя и передавал звуки, но не мог передавать членораздельной речи.
Передатчик (I) представляет собой деревянный ящик, снабженный спереди трубкой с отверстием. В трубку направляют передаваемые звуки. Ящик в верхней части имеет круглое отверстие, затянутое упругой перепонкой. В ее центре прикреплена платиновая пластинка, на которую опирается острие упругого штифта, замыкающего ток, идущий от батареи. Штифт так пригнан, что в покойном состоянии он касается пластинки, и касание это прерывается при колебании перепонки. Когда кто-нибудь говорит или играет перед трубой находящейся вверху ящика, перепонка приходит в колебание и происходит размыкание и замыкание тока, идущего от батареи к приемнику (II).
Аппарат-приемник (II) представляет собой почти точную копию того прибора, который построил для своих опытов француз Вертгейм, и состоит из тонкой железной проволоки, на которую насажена катушка с проводами. Катушка покоится на резонансовой доске, – подобно деке скрипки, усиливающей те звуки, которые производит катушка с проводами.
Во время своего доклада в 1861 году Рейсу удалось на расстоянии 100 м передать громко спетую мелодию, при чем аппарат довольно хорошо воспроизводил высоту и силу звука, но совершенно не передавал тембра и оттенков речи, сопровождая их шипением, свистом, жужжанием и проч.
Само собою понятно, что аппарат Рейса не мог получить применения, и о нем скоро забыли.
Любопытно, что другой изобретатель, француз Бурсель, очень верно описал устройство телефона тогда когда о нем еще никто не мечтал. Это было в 1854 г. Вот что писал Бурсель:
«…Нельзя ли говорить в Вене и быть услышанным в Париже? Устроить это на практике можно следующим образом: звуки, как мы знаем, образуются колебаниями, колебания эти передаются по промежуточной среде и воспринимаются ухом. Напряжение этих колебаний уменьшается очень быстро при увеличивающемся расстоянии, так что даже при помощи рупоров и слуховых труб их нельзя передать дальше известного, очень ограниченного расстояния. Представим себе, что мы говорим около подвижной пластинки, достаточно гибкой для того, чтобы отозваться на каждое колебание, производимое голосом; представим себе далее, что эта пластинка последовательно размыкает и замыкает ток гальванической батареи. Ясно, что мы можем поместить на расстоянии другую пластинку, которая будет производить в то же время те же колебания».
На рис. 85 изображена фотография с того самого телефона Белла, который впервые начал передавать речь по проводам и который наделал столько шуму на всемирной Филадельфийской выставке 1877 г.
Рис. 85. Первый телефон Белла (1876). Налево – передатчик, направо – приемник, который вставлялся в ухо.
Александр Грахам Белл родился в Эдинбурге (Шотландия) 3 марта 1847 г. И отец, и дед его были учителями иностранных языков и декламации. Над аппаратом по передаче звуков Белл начал работать под влиянием открытий Гельмгольца по акустике. По-видимому, уже в 1870 г., когда Белл переехал в Америку, он достиг таких больших результатов, что мог писать своим друзьям в Англию: «Скоро будем говорить по телеграфу».
Заявка на аппарат, передающий речь, была сделана Беллом в бюро изобретений 14 февраля 1876 г.
Рис. 84. Александр Белл, изобретатель телефона (1847–1924 г.).
Замечательно, что ровно через два часа в тот же день подобную же заявку, но только более подробную и по конструкции самого аппарата во многом отличную от заявки Белла сделал другой изобретатель – Грэй, тоже с просьбой выдать патент на «аппарат, передающий речь».
Так как заявка Белла попала в бюро двумя часами раньше заявки Грея, патент был выдан Беллу.
Но у Белла не было средств, чтобы начать эксплоатировать свое изобретение и улучшать его. Поэтому он решил продать его и предложил всемогущему в то время «Западному телеграфному обществу» купить его изобретение за 100 000 долларов (200 000 рублей).
Общество отказалось, и Белл начал кустарным способом осуществлять на практике свое изобретение.
Первый телефонный разговор на сравнительно большом расстоянии был осуществлен Беллом 9 октября 1876 года между городами Кэмбриджем и Бостоном (в Америке).
Но особенным успехом пользовался телефон на Международной выставке в честь столетия г. Филадельфии в 1876 г., после того, как все газеты прокричали о случае с королем Бразилии дон Педро. Король, знакомясь с выставкой, пожелал испробовать также «игрушку» Белла. Дон Педро взял телефонную трубку, чтобы послушать голос изобретателя, говорившего с другого конца зала, но сейчас же выронил от изумления аппарат, воскликнув:
– Он говорит, он говорит!
Случай этот помог Беллу. Об его изобретении заговорили.
Получив отказ от «Западного телеграфного общества», Белл с помощью друзей сумел основать свое общество «Ассоциацию телефона Белла», в которой он был главным пайщиком.
Ответом на эту смелость изобретателя было основание «Американского телефонного общества», главным пайщиком которого было «Западное общество», а директорами: Грэй (подавший заявку вместе с Беллом) и Эдисон, «Западное телеграфное общество» видело в телефоне сильного конкурента телеграфу, вот почему оно начало борьбу с Беллом.
Первым актом этого нового общества было возбудить дело против Белла. Грэй подал на Белла в суд, оспаривая право на патент. Процесс тянулся долго; дело выиграл Белл.
Работая над своим аппаратом, Белл очень скоро придал ему форму трубки. В отличие от современных телефонных установок, аппарат Белла работал без батареи, за счет энергии самого передаваемого звука. И приемный и передаточный аппарат были совершенно одинаковы и представляли собой трубку, устройство которого ясно из нашего рисунка.
Рис. 86. Телефонная трубка Белла (1877) в разрезе.
Легко сообразить, однако, что телефон Белла мог передавать звуки лишь на небольшие расстояния. Энергия звуковой волны, созданная говорящим перед передаточным аппаратом, должна была привести в колебание железную пластинку. При этом тратилась значительная часть энергии звуковой волны. При превращении механической энергии в электрическую происходила новая потеря. Обратное превращение служило источником еще новой потери энергии и т. д. Вот почему передача речи при помощи телефона Белла была возможна на незначительном расстоянии лишь на несколько сот метров. Поэтому после первых успехов по телефонии перед изобретателями встал вопрос, как увеличить дальность расстояния передачи.
Всего проще было бы это сделать, усиливая магнит. Например, взять вместо стержневого магнита – подковообразный. Это и было сделано европейскими изобретателями – Сименсом (Германия) и Адером (Франция).
Но это мало улучшило дело. Крупный шаг в телефонном деле сделал Эдисон – как мы сказали, в то время главный инженер конкурировавшей с Беллом американской фирмы «Американское телефонное общество».
Рис. 87. Первая «телефонная станция» в Ньюхавене (Америка), открытая Беллом в 1878 году на 8 абонентов.
Биографы Эдисона рассказывают, что над телефоном этот изобретатель проработал много лет. Заметки, которые он делал по мере изучения и производства опытов, составили рукопись в несколько тысяч страниц.
Телефон Эдисона отличается от телефона Белла по своей идее. Это – «угольный телефон», для работы которого нужна батарея. В телефоне Эдисона происходит следующий процесс: когда кто-нибудь говорит в телефон, мембрана начинает колебаться и при помощи пуговки, сделанной из слоновой кости, нажимает на угольную пластинку. От этого происходит изменение сопротивления угля, а вместе с этим изменение силы тока в цепи, питаемой батареей. Все колебания пластинки повторяются в приемном телефоне, при чем, благодаря вспомогательному току, Эдисону удавалось увеличить расстояние передачи.
Телефон Эдисона – крупное событие в истории телефона, и обществу Белла пришлось бы плохо, если бы ему не помогло новое изобретение – микрофон, сделанное американцем Юзом.
Рис. 88. Микрофон Юза.
Микрофон Юза состоял из угольной палочки, заостренной на концах и поддерживаемой в вертикальном положении двумя стаканчиками Чрезвычайно слабые сотрясения палочки уже достаточны, чтобы изменить силу тока в цепи. Благодаря микрофону стало возможным усиливать колебания тока, происходящие в цепи. Примерно с 1881 года в телефонной установке передатчиком стал микрофон, а приемником телефон.
Купив у Юза его изобретение, «Телефонное общество Белла» спасло свое положение. Теперь оно уже могло смело бороться со своим соперником.
Какова была дальнейшая история телефона?
Надо заметить, что телефон и микрофон еще недостаточны для того, чтобы можно было при помощи проводов осуществить телефонную установку. При всяком телефонном сообщении между двумя станциями необходимо, чтобы специальное приспособление позволяло бы со станции, откуда желают говорить, предупреждать об этом желании другую станцию. Приспособление это носит название «вызова». В телефоне Рейса для вызова служил телеграфный аппарат. Но обычно, как мы знаем, для этого служит электрический звонок или электрическая лампочка (на центральных станциях впервые введена в 1888 г.).
В современных телефонных аппаратах Москвы достаточно снять трубку, чтобы автоматически вы оказались соединенными с центральной станцией.
В прежних московских телефонных аппаратах, прежде чем начать говорить, вам нужно было повернуть ручку индуктора, чтобы позвонить на станцию.
Когда вас соединяли, вы звонили вновь тому, с кем хотели говорить. Рис. 89 изображает один из таких старинных аппаратов.
Рис. 89. Старинный московский телефон.
С правой стороны мы видим торчащую ручку индуктора.
В этом телефонном аппарате есть и другая особенность, которая отличает его от современного. Микрофон помещен отдельно от телефона (вверху).
Первый, кто догадался соединить микрофон с телефоном в одну подвижную трубку, был француз Меркадье (в 1886 г.). Таким образом, современную телефонную трубку правильнее было бы назвать «микротелефонной трубкой». Легко понять, почему трубка Меркадье удержалась в телефонном деле. В то время как при разговоре в старинный аппарат приходится стоять, и для многих телефонный аппарат оказывается «не по росту», теперь вы можете говорить в телефон сидя и даже лежа в постели.
В наше время одним из замечательных изобретений является автоматический телефон, когда вы соединяете свой аппарат с нужным вам номером сами, без участия телефонистки.
По развитию телефонной сети на первом месте стоят сейчас Северо-Американские Соединенные Штаты. Если пятьдесят лет назад телефонная станция насчитывала каких-нибудь две-три сотни абонентов, то в 1925 г. на каждые 100 жителей САСШ приходилось больше 14 аппаратов. В Германии на 100 жителей приходится меньше 4-х, а в СССР на 1000 жителей приходится всего один аппарат!
