Текст книги "Незримые пути"

Автор книги: Владимир Немцов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 17 страниц)

Глава четвертая
НЕОЖИДАННЫЕ ВСТРЕЧИ

Как радиоволны проникают сквозь каменные стены, так и сама наука радиотехника как бы пересекает границы всех наук, в то же время являясь неразрывным связующим звеном между учеными и инженерами самых различных специальностей.

Вспомним, например, о геологии.

Разведчики недр призвали на помощь многие науки, среди которых радиотехника занимает почетное место. Мы уже умеем пользоваться радиоаппаратами, для того чтобы искать месторождения полезных ископаемых, любые руды, минералы и нефть – все, что требуется в нашем огромном социалистическом хозяйстве.

Профессия геолога особенно привлекает молодежь. Еще бы! Сколько романтики!

Экспедиции, поиски, неизведанные тайны недр, недоступные горные пики и ущелья, ночевки у костра…

Как-то мне пришлось беседовать с молодым радиолюбителем. Он заканчивал десятилетку и мечтал стать геологом.

Когда я его спросил, почему он не хочет быть радиоинженером, он смущенно рассказал мне и о тайнах недр,и о ночевках у костра, и о том, как трудно побороть в себе властное стремление к путешествиям.

Этот десятиклассник не очень любил минералогию, равнодушно относился к химии. Из всей сложной геологической науки юного романтика привлекала только практическая разведка ископаемых.

Он мало знал о профессии геолога, тогда как до тонкости прочувствовал особенности радио– дела, которое его в то время увлекало.

Он просто не представлял себе, что, будучи радиоинженером или техником, можно ездить в экспедиции и также разгадывать тайны недр.

Геологический молоток, которым обычно пользуются геологи-разведчики в горах, – далеко не совершенный инструмент. Электро– и радиоразведка сейчас прочно завоевывают свое место в геологии. Поэтому можно быть радистом и в то же время разведчиком недр.

Радиотехника столь многообразна, что даже для решения только одной задачи – поисков железных руд – применяются самые различные аппараты с радиолампами.

Для исследования недр пользуются длинными радиоволнами и ультразвуками. Еще многое нужно сделать в этой области.

Всем известно, что радисты занимаются радиовешанием и связью, разрабатывают конструкции телевизоров и радиолокаторов.

Но этого мало. За последние годы радиотехника глубоко проникла в жизнь, она нашла свое применение в самых различных профессиях.

Заводы, институты и медицинские клиники

Тысячи интереснейших задач в разных отраслях техники настоятельно требуют внимания радиоспециалистов.

Совсем недавно радисты пришли на автомобильные, станкостроительные и другие металлообрабатывающие заводы.

Ты думаешь, что радисты стали заниматься только своим прямым делом, например устанавливать приемники в автомашинах, радиофицировать заводские цехи?

Нет, у радистов оказались более сложные задачи.

Они стали вмешиваться в технологию: их вдруг заинтересовали автомобильные детали, которые не имели ничего общего с радиотехникой.

Инженеры, которые раньше занимались только приемниками и передатчиками, увлеклись новым делом – поверхностной закалкой кулачков, осей, резцов, всяких деталей и инструмента.

Надо закалить сверло таким образом, чтобы оно было очень твердым и в то же время не ломалось, как это часто бывает, если сверло слишком закалено.

Радиотехники сумели это сделать. Рассуждали они так: технологи требуют, чтобы внутренность сверла, резца или деталей, вроде стальных стержней, кулачков и прочих, при закалке оставалась сравнительно мягкой, а поверхностный слой – очень твердым. Вот тогда получатся идеальный инструмент и детали. Конечно, разогревая деталь на огне горна или даже в электропечи, такую закалку получить нельзя.

Выручает радиотехника.

Если в катушку какого-нибудь радиогенератора сунуть мягкое, еще не закаленное сверло, то через несколько секунд оно будет горячим. Причем высокочастотные токи нагревают только поверхность этого сверла; внутри оно остается почти холодным, потому что благодаря кратковременности нагрева теплота не успевает проникнуть внутрь.

Быстро опустив сверло в масло или в воду, мы получим закаленное изделие.

На многих заводах применяется высокочастотная закалка.

Стержень может быть закален только на одном конце, втулка – только внутри отверстия. У зубчатой шестерни могут быть закалены одни зубцы, причем на ничтожную глубину, чтобы они не стирались и в то же время не ломались, так как незакаленный металл имеет большую вязкость.

Можно получить твердый слой какой угодно толщины, дело в технологии.

Годы прошли, прежде чем инженеры нашли нужные частоты, методы нагрева и охлаждения. Необходимо было исследовать, как ведут себя вихревые токи в металле, построить высокочастотные машины или ламповые генераторы, провести с ними тысячи экспериментов и только после этого предложить производству новый метод закалки.

Однако далеко еще не все решено. Работы хватит на многие годы, и кто знает, сколько еще неизведанных возможностей скрыто в радиогенераторе.

Сейчас высокая частота может сваривать и даже плавить металлы, причем плавка получается абсолютно чистой, без всяких случайных примесей.

Вероятно, в будущем сталевары наденут белые халаты и сядут за пульты управления мощными радиогенераторами.

Видно, на смену постоянному электротоку, который властвовал на заводах, приходит переменный, но уже не обычный пятидесятипериодный – его там хорошо знают, – а ток высокой частоты.

Он быстро высушивает фарфоровые изоляторы и другие керамические изделия, прекрасно сушит дерево, чай и табак.

Радио-это мастер на все руки. С помощью этого мастера можно старить вино и сыры, консервировать разные продукты.

Трудно даже перечислить, где, в каких отраслях нашего хозяйства мы можем встретиться с радиотоками. Но я все же попробую об этом рассказать.

***

Бывает и так. Захотел радиолюбитель выбрать себе профессию по душе. Предположим, что с детства он мечтал быть врачом. Казалось бы, навек расстался теперь уже бывший любитель со своими аппаратами. Наверно, думал он, трудно будет найти время, для того чтобы строить какие-нибудь ультракоротковолновые передатчики: то лаборатория, то клиника, то исследовательская работа в физиотерапевтическом кабинете.

До чего же далеки друг от друга радио и медицина!

Но при первом же посещении клиники и того же физиотерапевтического кабинета студент-медик встречает удивительно знакомые его радиолюбительскому сердцу вещи.

Стоит в углу белый шкафчик. Это так называемый УВЧ-генератор для диатермии, то есть для прогревания человеческого тела токами ультравысокой частоты.

А вот чуть подальше, на столе, стоит и другой аппарат УВЧ. Он удивительно похож на радиопередвижку в чемоданчике (помнишь, я о ней рассказывал). Так оно и есть на самом деле: аппарат передвижной, и его берут с собой, когда выезжают к больному.

Все это дело новое. Лечебное действие УВЧ не полностью изучено. Но медики доказали, что в ряде случаев аппараты УВЧ помогают излечиванию разных болезней – например, фурункулеза, гнойно-воспалительных процессов и т. д.

В свое время, наслушавшись рассказов о чудесных возможностях радио, больные ждали от ультравысоких частот чуть ли не полного излечения от всех недугов.

Этого пока еще нет, но будущее радиомедицины огромно.

Радиоволны, в отличие от обычной диатермии, могут прогревать внутренние органы человеческого тела, причем именно те, которые требуют лечения. Кроме того, мы знаем о стерилизующем действии УВЧ. Убиваются гнойные микробы. Можно предполагать, что в будущем врачи найдут способ бескровной операции, пользуясь направленным действием ультравысоких частот.

Есть над чем поработать молодому медику. Упорно изучая хирургию, ему полезно вспомнить все, что он знал о радиотехнике.

Радио он может встретить в разных кабинетах современной клиники.

Например, хирург часто пользуется специальным ламповым прибором, в котором есть два маленьких радиогенератора, приемник и даже телефонные трубки. Этот прибор позволяет отыскивать в теле человека застрявший металлический осколок или случайный обломок иголки. Вместе с рентгеноаппаратом можно точно определить в теле раненого не только местоположение металлического предмета, но и на какой глубине он находится.

Давно уже используются радиоусилители для исследования работы сердца.

Несомненно, что применение радиотехники в медицине может быть еще более широким и многообразным.

Немного о кино, звукозаписи и музыке

Трудно представить себе современную технику без радиоусилителей.

Кто не знает, что простейшим радиоузлом является приемник с усилителем?

Нельзя также отнять у радистов их огромной заслуги в изобретении звукового кино.

Без радиоусилителей просто ничего бы не вышло.

Звукозапись на магнитную пленку, которой сейчас пользуются в радиовещании, тоже невозможна без радиоусилителей.

Звукозаписывающие аппараты широко используются в нашей жизни. Особенно ими увлекаются радиолюбители. На радиолюбительских выставках показываются остроумные и прекрасно выполненные магнитофоны.

Большинство из них бывают портативными, в чемоданах или ящиках от патефонов.

Один из таких аппаратов экспонировался на московской выставке. Он был очень маленького размера, примерно раза в три меньше патефона.

В повести "Золотое дно" рассказывалось о студенте Синицком, который сделал оригинальный магнитофон, причем его можно было спрятать в карман.

Предположим, что для такого аппарата мы возьмем пальчиковые лампы, специальные батарейки, которые применяются в карманных усилителях, спроектируем очень точный механизм для движения записывающей головки, продумаем всю конструкцию, сделаем очень маленькие детали, и только тогда наш аппарат может быть немного похожим на карманный магнитофон, изобретенный героем научно-фантастической повести.

В настоящее время подобный аппарат мог бы быть примерно таких размеров, как эта книга, а если применить полупроводники, то – еще меньше.

Сделать его трудно, но согласимся на некоторое упрощение: во-первых, ограничимся только записью, а для воспроизведения звука используем обычный приемник; во-вторых, применим запись на ленту, ограничив ее длину.

На магнитную пленку можно записывать без всяких усилителей от угольного микрофона, а для воспроизведения требуется большое усиление.

Итак, что же у нас получается практически? Каким может выглядеть такой простейший аппарат, если мы рассчитаем время записи минут на десять?

Прежде всего нужно достать лентопротяжный механизм, например от патефона или старого телеграфного аппарата. Важно, чтобы ленту можно было тянуть со скоростью примерно двадцати сантиметров в секунду.

Ясно, что все это сделать не очень просто, хотя любители приспосабливали для подобной цели даже часовые механизмы.

Кроме этой хитрой механики, нужно сделать записывающую головку, достать микрофон и все запрятать в маленький футляр.

Теперь тебе понятно, что такой простейший магнитофон может получиться весьма малых размеров. Бери его с собой в портфель, записывай все, что тебе вздумается, а потом дома присоединяй к приемнику и слушай.

Кстати, Синицкий использовал свой магнитофон как записную книжку.

Есть целая категория радиоспециалистов, занимающихся так называемой "низкой частотой", то есть в основном – усилителями. Сюда относятся и звукооператоры в кино, и инженеры в радиостудиях, и многие ученые, работающие в исследовательских институтах.

Эти специалисты, как правило, никогда не чувствовали "простора эфира".

Низкие частоты бегут только по проводам. Собственно говоря, от радио инженерам-низкочастотникам нужны только радиолампы, кое-какие детали и, главное, некоторые законы радиотехники.

Пользуясь теорией и практикой радио, инженеры построили мощные радиоузлы, усилители для междугородных связей по проводам, создали аппараты для записи звука на пластинки и на пленку.

Вместе со специалистами-акустиками они разработали усилители и громкоговорители огромной мощности. Голос такого репродуктора слышен на расстоянии многих километров. В то же время в тихих лабораториях есть такие чувствительные микрофоны и усилители, что можно даже слышать, как растет трава.

Не случайно многих молодых радиоинженеров увлекают эти дела.

Они могут построить радиоорган или другие электромузыкальные инструменты. Давно уже они создали радиоинструменты, в своем звучании напоминающие то человеческий голос, то виолончель, то скрипку. В таком радио– музыкальном устройстве тембр и мощность можно изменять от еле слышного журчания флейты до громовой мощи басовых труб органа.

Новая радиотехнология

Может быть, ты захочешь работать на заводе, где делают приемники.

А приемников нужны миллионы, как и многих других радиоаппаратов. Они должны быть просты, дешевы, доступны.

Подумай, сколько нужно радиозондов, чтобы ежедневно чуть ли не с каждой метеостанции выпускать в небо эти воздушные шарики с передатчиками! Много сделали наши инженеры, чтобы радиозонды были просты и дешевы, однако надо признаться – стоят они все-таки дорого. Ничего не поделаешь – сложное производство.

Материалов в аппарате на грош, а делать его долго. Надо наматывать катушки, ставить разные детали, соединять проводнички по схеме; причем делать все это безошибочно и точно. А для этого требуются и время и высокая квалификация производственников. То же самое и с карманными усилителями – они еще не очень дешевы.

Получается примерно такая же картина, как было до рождения книгопечатания.

Переписывались тогда книги от руки специалистами-писцами. Книги были добротные.

Страницы из пергамента, заглавные буквы с позолотой.

Но не многим эти книги были доступны. Конечно, трудно сравнивать количество рукописных книг, выпущенных в те времена, с сегодняшним выпуском радиоаппаратов.

Завод за день изготовит их столько, что ни одно "издательство" времен Ивана IV не выпустило бы такое количество рукописных книг за целый год.

Но мы живем другими масштабами, и не случайно я привел пример из далекой старины, когда еще не было книгопечатания.

С точки зрения завтрашнего дня современное радиопроизводство во многом напоминает эпоху рукописных книг.

В монтажных цехах радиозаводов работают десятки квалифицированных людей. Словно древние писцы, они тщательно выписывают цветными проводами радиосхемы на панели.

Пусть каждый из монтажников делает только свою операцию, соединяет деталь двумя или тремя проводами. Это поточное производство, разделение труда. Но этого недостаточно.

А что, если вместо обычного монтажа печатать электрические схемы? Заменить ручной кропотливый труд, как в свое время сделал первопечатник Федоров, открывая новую эру книгопечатания?

Несомненно, что эти вещи несоизмеримы по своему значению. Но нельзя пройти мимо тех огромных возможностей, которые открываются перед нашей промышленностью с внедрением нового метода производства элек– тро– и радиоприборов.

Печатание электрических проводящих схем уже применяется на некоторых производствах, но эта система требует дальнейшего, более глубокого развития и, может быть, еще ждет новых смелых изобретателей.

Итак, что же она собой представляет? Возьмем для примера тот же карманный усилитель на пальчиковых лампах. Вместо соединительных проводов мы видим на изолирующей панели напечатанную медью или серебром всю схему усилителя.

Я сейчас не говорю о технологии печати.

Можно действительно печатать или делать это по трафарету, разбрызгивая специальную краску из серебра, алюминия, меди примерно так же, как и при изготовлении разных табличек и вывесок.

Проводящую схему можно нанести на панель химическим путем, как это делается при производстве зеркал.

Все подобные способы преследуют одну цель – высокую производительность, а отсюда и дешевизну.

Но инженеры, открывшие новый способ производства радиоаппаратов, предусматривают не только печатание соединительных проводников. Почему бы на панели усилителя не напечатать и все необходимые сопротивления?

Вспомним, из чего состоит эта знакомая всем радиолюбителям деталь: обыкновенная палочка или пластинка из изолирующего материала, на которую нанесен тонкий слой кокса, смешанного с лаком или другим составом. Короче говоря, палочка покрыта как бы краской, в данном случае являющейся полупроводником. Так почему же этой краской не печатать сопротивления?

Ты, вероятно, слыхал, что есть многокрасочная типографская печать, где каждая краска наносится на бумагу поочередно – например, сначала красная заполняет все нужные места картинки, затем желтая и т. д.

Пользуясь этим методом, можно сначала, как говорится – при первом прогоне, напечатать проводники аппарата, потом сопротивления, потом… конденсаторы.

Я не оговорился, именно конденсаторы, хотя, как ты знаешь, эти детали ничем не похожи на сопротивления. Как же их печатать?

А вот как. Сначала печатаем на панели серебряный квадратик (величина его зависит от требуемой емкости). Это будет одна– из пластинок, или, говоря технически, обкладок, конденсатора. Затем полученный квадрат покрывается (тоже способом печати) тонким слоем изолирующего, скажем полистирольного, лака, поверх которого уже печатается верхняя обкладка.

Получается конденсатор, выполненный "типографским" способом.

Не все делается так просто, как я об этом рассказываю. Технология печатных схем еще очень сложна, во многом не проверена, но у нее огромное будущее, и это должно привлекать молодых радиоспециалистов.

В самом деле, сколько здесь увлекательных возможностей!

Например, вместо того чтобы наматывать катушки, сейчас их уже печатают. Правда, не для всех аппаратов. Представь себе напечатанную на какой-нибудь изолирующей панели серебряную спираль. Разве это не катушка?

Такой способ применяется при массовом производстве передатчиков для радиозондов.

А однажды я видел остроумный детекторный.приемник. Это круглая фарфоровая плитка с нанесенной на ней медной спиралью-катушкой. Технология изготовления подобного приемника примерно такая же, как и обыкновенного чайного блюдца с золотой каемкой. Вот тебе и еще один новый метод массового производства радиоаппаратов.

У него тоже немалое будущее. Значит, не только телевидение или радиолокация, то есть те области радиотехники, которые особенно затрагивают юное воображение, достойны твоего внимания.

Создание новой технологии в производстве радиоаппаратов, о чем я сейчас рассказывал, – не менее увлекательное дело.

Подумай как следует, на минуту закрой глаза и представь себе ну хотя бы одну небольшую часть тех возможностей, которые сулит нам печатание электрических схем.

Возьмем простой массовый приемник, сделанный по этому способу. Полупроводниковые триоды, плоские детали, нанесенные на панели, – все это заставит заново пересмотреть привычные нам конструкции приемников, так как весь монтаж будет расположен на одной плоскости.

Скорее всего, такой маленький приемник может быть похож на блокнот, записную книжку.

Не только печатание схем и новая технология изменят конструкцию приемника.

Мы знаем об успехах наших инженеров в разработке новых громкоговорителей с так называемыми пьезокристаллами. Эти громкоговорители обладают высоким коэффициентом полезного действия, в десяток раз большим, чем у обычного динамика.

Можешь представить себе только эти два сочетания в приемнике: в нем будут кристаллы вместо ламп и кристаллический громкоговоритель вместо динамика.

Приемник уже станет другой, совсем не похожий на прежние.

И здесь радисты

Можно ли точно разграничить специальности в радиотехнике? Нет.

Для доказательства приведу следующий пример. За последнее время в нашем хозяйстве все чаще и чаще применяются фотоэлементы.

Но, может быть, ты еще не знаешь, что такое фотоэлемент?

Около семидесяти лет назад русский ученый А. Г. Столетов сделал замечательное открытие. Он установил, что если направить луч света на светочувствительный металл, например цезий, то из него начинают вылетать электроны. Эти электроны можно заставить двигаться в определенном направлении и таким образом получать электрический ток.

Прибор, превращающий свет в электрический ток, назвали фотоэлементом. Он состоит из небольшой стеклянной колбочки. Воздух из нее удален. Большая часть ее внутренней поверхности покрыта тонким слоем цезия или другого вещества, чувствительного к свету. Внутри колбы укреплена металлическая пластинка или колечко. Колечко соединено с положительным полюсом батареи, а светочувствительный слой – с отрицательным.

Когда фотоэлемент освещают, свет проникает внутрь колбы через прозрачное стекло и падает на светочувствительный слой. Под действием света из этого слоя вырываются электроны и устремляются к положительно заряженному колечку или пластинке. В цепи появляется ток.

Фотоэлемент является близким родственником электронной лампы, и почти во всех устройствах, именуемых "фотореле", применяются схемы с радиолампами.

Кто же, как не радист, должен заниматься этим делом?

Но ведь в фотоэлементе происходят обычно малоизвестные радисту фотоэлектронные процессы. Здесь требуются совсем иные расчеты. Появляются такие малознакомые ему величины, как, например, люмены.

Кроме того, оказалось, что в самих фотоэлементах властвует химия.

Фотоэлементы с литием, цезием, рубидием неодинаково ведут себя под действием световых лучей. Они как бы настроены на разные волны (вроде приемников); причем тут уже приходится иметь дело с целыми спектрами электромагнитных колебаний.

Инженеру-радисту, если он решил заняться фотоэлементами, придется многому еще поучиться. Надо упорно изучать и химию, и спектры, и световые единицы люмены – все, что нужно для фотоэлектроники.

Но этим он опять не может ограничиться. К фотоэлементу часто бывает подключен усилитель, а к усилителю– довольно сложная механика, где прежде всего имеется реле, которое, включаясь, приводит в действие разные механизмы.

С помощью фотоэлемента можно автоматически считать число изделий, движущихся по конвейеру. Коробка с табаком или конфетами, банка с компотом пересекает луч света, который падает на фотоэлемент. Когда банка оказывается на пути луча, фотоэлемент перестает пропускать ток, якорек реле отпадает и тем самым замыкает цепь батареи, куда включен электромагнитный счетчик.

По выражению техников, он будет "срабатывать", то есть поворачиваться на один зубец, при каждом щелчке реле. Нетрудно догадаться, что с зубчатым колесом соединен обыкновенный счетчик оборотов, вроде велосипедного.

Оказывается, радисту тоже полезно знать механику. Кстати, счетчик изделий – это детская игрушка в сравнении с более сложными конструкциями, где применяются фотореле.

Фотоэлемент может не только считать изделия, но и контролировать их по весу, по величине и даже по цвету. В этом случае конструируется такое приспособление, которое просто сбрасывает с конвейера отбракованную деталь.

Для автоматической передачи в другое помещение (по проводам), например, таких показателей, как влажность и температура воздуха, тоже применяют фотоэлементы.

Они могут сигнализировать о присутствии вредных газов или без помощи человека автоматически регулировать и влажность, и температуру, и освещенность, и даже электрическое напряжение в различных установках.

Если фотоэлемент может передавать сигналы в другое помещение о повышении температуры или влажности, то почему бы не представить себе эту передачу уже не по проводам, а по радио?

Такая система очень широко развита в нашей стране. Речь идет об автоматических радиометеостанциях, которые в определенные часы передают с какого-нибудь дальнего острова в Тихом океане направление ветра, давление воздуха и все, что требуется для прогнозов погоды.

Известны и другие случаи, когда человек не только наблюдает за какими-нибудь явлениями, происходящими на большом расстоянии от него, но и активно вмешивается в эти дела, по-хозяйски управляет ими.

Пока еще нет станций управления погодой, но мы верим, что они будут. Сейчас мы управляем электростанциями издалека, с диспетчерского пульта, по проводам, хотя нет никаких препятствий для этой цели использовать и радио.

Видишь, сколько интересного обещает тебе профессия радиоинженера, радиотехника или просто радиомонтера.