Русская катодная лампа

Первая катодная отпаянная (снятая с насоса) лампа была сделана М. А. Бонч-Бруевичем весною 1916 г. Она имела два цоколя со свановскими патронами для двух нитей накала. Когда перегорала одна нить накала, лампу переворачивали и включали другим патроном. Сделано было так потому, что процесс, откачки лампы в условиях Тверской мастерской был наиболее длительным, сложным и дорогим.

Аноды и сетки первых ламп изготовлялись из стальной сетки. Вакуум в лампах был невысокий и в них оставались следы газа. Причина этого заключалась в том, что после первой откачки баллоны ламп наполнялись водородом и затем в атмосфере водорода производился отжиг катода, стальной сетки и анода. Полностью обезгазить в этих условиях электроды ламп не удавалось, и вполне естественно, что остатки водорода давали себя чувствовать во время эксплуатации лампы. Вовремя откачки ламп, которая производилась по ночам, к вакуумной системе прикладывали высокое напряжение и тогда вся она освещалась мерцающим светом. По мере работы насосов и повышения вакуума в баллонах это свечение проходило через все фазы разрежения - от полосатых страт[примечание 15] до полной тьмы. После этого с помощью ртутного манометра измерялась степень разрежения в лампе. По существу лампа работала по ионному, процессу. Бонч-Бруевич конструировал такую лампу, с одной стороны, потому, что не мог сразу же добиться высокого вакуума по недостатку оборудования. С другой стороны, М. А. Бонч-Бруевич не мог на первых порах пренебрегать и большей усилительной способностью "мягкой" лампы за счёт её большой крутизны характеристики.

Первые лампы М. А. Бонч-Бруевича работали по 4 недели. Несмотря на всю кустарщину их производства, они обходились по 32 рубля в среднем, тогда как французские лампы стоили более 200 руб. каждая.

Вскоре М. А. Бонч-Бруевич отказался от резервного катода и ионного процесса; лучшее оборудование и связанное с этим облегчение условий откачки позволили перейти к выпуску чисто электронных вакуумных ламп. От прежней конструкции были сохранены лишь стальные анод и сетка, так как другими материалами для изготовления электродов М. А. Бонч-Бруевич не располагал. Такими лампами и комплектовались гетеродиныТверской радиостанции, изготовлявшиеся по заказу ГВТУ.

Полковник Муромцев изредка появлялся в Твери, курсируя между Петроградом и Москвой для посещения радиостанций, выстроенных под его наблюдением. Заехав однажды на Тверскую радиостанцию для заправки горючим своей автомашины, полковник вместо того, чтобы выразить своё удовлетворение при виде нарождающегося государственного военного производства электронных ламп, посоветовал М. А. Бонч-Бруевичу перейти работать в "Русское общество беспроволочных телеграфов и телефонов", к тому же Айзенштейну, убеждая поручика, что там ему будет лучше: и дело пойдёт быстрее и условия значительна выгоднее. Полковник прямо намекал на незначительность по-ручьичего жалования.

Ответ Бонч-Бруевича был достаточно неприятен полковнику: поручик не преминул напомнить Муромцеву его же прежние соображения об ответственной роли Тверской радиостанции, когда в начале войны поручик просил полковника перевести его ближе к промышленности. Кроме того, поручик заявил полковнику, что он, как офицер, не может в военное время перейти на службу к частному лицу и, наконец, в РОБТиТе есть радиоспециалисты [примечание 16] , а он, Бонч-Бруевич, хочет делать сам свои, казённые лампы.

После отъезда их высокоблагородия стеклодув Сафронов рассказывал, что их высокоблагородие полковник, обычно такой высокомерный, на этот раз не погнушались разговором с стеклодувом и уговаривали его, простого солдата, переехать в Офицерскую электротехническую школу. Было явно, что Муромцев всячески стремится противодействовать производству ламп на Тверской радиостанции не только из зависти и страха перед удачливым конкурентом, но и потому, что, держась по-прежнему немецкой ориентации, полковник не мог, хотя бы и невольно, содействовать техническому вооружению русской армии.

Первая брошюра о катодных лампах

Летом 1916 г. в армейской радиосвязи стали появляться французские усилители, так называемые "триггер" с электронными лампами, а также в очень небольшом количестве усилители, выпущенные "Русским обществом беспроволочных телеграфов и телефонов", где лабораторное производство "мягких" ламп[примечание 17] налаживал начальник лаборатории Н. Д. Папалекси.

В армию подобная аппаратура поступала без каких бы то ни-было пояснительных инструкций, руководств, и радистам, привыкшим иметь дело с простым и понятным кристаллическим детектором, становилось не по себе от одного вида хрупкого стеклянного баллона, сухих батарей, аккумуляторов, реостатов и т. д. Чтобы хотя бы немногое узнать о лампах, о процессах, в них происходящих, надо было ехать в Петроград, разыскивать в библиотеках толстые курсы физики Хвольсона или двухтомник Боргмана, а что же касается работы самих усилителей, то она вообще не была известна. Подобное положение вещей грозило полностью дискредитировать новую радиоаппаратуру. Было необходимо, срочно подготовить и напечатать краткий курс, в котором излагались бы основные теоретические предпосылки и приводилось описание работы новой ламповой аппаратуры. Эту работу ГВТУ поручило поручику М. А. Бонч-Бруевичу, который к концу 1916 г. представил в ГВТУ рукопись своей брошюры "Применение катодных реле в радиотелеграфном приёме".

Примечателен тот факт, что буквально аналогичную работу в Германии делает Баркгаузен. У нас эту работу заказало Главное? военно-техническое управление армии, а в Германии, годом позднее, Инспекция подводного плавания, которая поручила Баркгаузену составить служебную записку для той же цели [*].

По существу брошюра М. А. Бонч-Бруевича явилась первой в русской литературе по электронике, ламповым усилителям и генераторам. Она состояла из трёх разделов: 1) Краткие сведения об ионном процессе; 2) Катодные реле (так называл на первых порах Бонч-Бруевич электронные лампы по аналогии с электромеханическими реле, применявшимися ещё А. С. Поповым); 3) Генераторы незатухающих колебаний.

В первом разделе автор рассказывает об ионах, о потоке чистых электронов, об инерции электронов, скорости их движения, о столкновении электронов с частицами, о разряде в газе и ионизации столкновением, о роли положительных ионов, влиянии давления на разряд и о разряде в газе при холодных электродах.

Все эти понятия, по существу охватывающие всю ионную теорию, автор уложил на восьми страницах и притом так, что сообщил читателю не случайные бессвязные отрывки из этой обширной науки, а дал логическое сочетание главнейших положений этой науки. Чтобы охарактеризовать эту брошюру, предназначенную для начальников радиостанций, из числа не получивших университетского образования, проще всего процитировать из нее 20 строк относительно инерции электронов:

"Электрон движется под влиянием электрического поля ускоренно, т. е. так же, как материальные тела под влиянием поля тяготения. Движущийся электрон - это элемент электрического тока, а поток электронов (так называемый "катодный поток") - это ток в пустоте. Как и ток в проводниках, катодный поток создаёт вокруг себя магнитное поле; он обладает, следовательно, самоиндукцией, т. е. свойством, аналогичным "инерции" материальных тел.

В учении об электрическом токе часто пользуются аналогией между инерцией и самоиндукцией. Здесь она носит характер реального смысла, так как электрон вследствие своей самоиндукции ведёт себя так, как будто бы ему присуща инерция электромагнитного происхождения. Всякое изменение его скорости сопровождается либо затратой, либо выделением энергии. Если его движет электрическое поле, то это поле расходуется, а электрон приобретает большую скорость и больше запасает энергии в своём магнитном поле.

Если электрическое поле замедляет его движение, то, наоборот, магнитное поле электрона расходуется, а электрическое поле, в котором он находится, усиливается. Если он останавливается вследствие удара о какое-либо препятствие, то кинетическая энергия, запасённая в магнитном поле, переходит в другие виды энергии: теплоту, свет, лучи Рентгена и прочее."

Это писалось в 1916 г. для того, чтобы офицеры-радисты, из числа не имеющих университетского образования, могли понять сущность впервые увиденной ими электронной лампы. Но если бы сейчас, через тридцать семь лет, встретилась бы необходимость написать для студентов неспециализированного втуза пособие для ознакомления, например, с физикой работы лампы бегущей волны, как широкополосного усилителя, где вся суть заключается во взаимодействии электрона с тормозящим полем, то трудно было бы написать лучше, чем в приведённом выше абзаце. А если бы сейчас читатель, приступающий к изучению процессов в ионосфере, как факторов, влияющих на распространение электромагнитных волн, прочёл бы одиннадцать строк в той же брошюре, посвященные понятию о рекомбинации ионов, то это раскрыло бы глаза такому читателю на многое. Короче говоря, брошюра, написанная Бонч-Бруевичем тридцать семь лет назад, не утратила и по наше время своей свежести, потому что её писал не дилетант в науке, не техник, интересующийся только практическим применением ламп, а вполне сформировавшийся учёный.

Сопоставляя одновременно написанное М. А. Бонч-Бруевичем и Баркгаузеном, можно видеть разницу между этими двумя учёными. С одной стороны перед нами стоит аккуратный педант, с немецкой кропотливостью собравший и разложивший по своего рода коробочкам все имевшиеся к тому времени сведения об ионах и электронах, оставив при этом содержимое своих коробочек без взаимной связи. С другой стороны,- русский учёный, широкими мазками рисующий полную картину ионных процессов, трактуя её как неразрывно связанное взаимодействие поля к обладающей своим полем частицы.

Когда в 1917 г. Бонч-Бруевичу понадобилось для практических целей оформить теоретическое представление о триоде, он по существу закончил этим работу об электрической искре и катодном реле, потому что во всех этих работах красной нитью проходит одно и то же: связь и взаимное влияние поля и частицы.

В разделе "Катодные реле" он знакомит читателя с характеристиками ламп, с механикой усиления принимаемых колебаний, с особенностями газовых и пустотных ламп. Тут же он даёт схемы ламповых детекторов и усилителей низкой и высокой частоты, хотя в то время на фронтовых радиостанциях встречались только низкочастотные усилители. В разделе "Генераторы незатухающих колебаний" Бонч-Бруевич рассказывает о принципе самовозбуждения, о ламповом гетеродине.

На аналогичные темы Михаил Александрович готовит несколько статей для журнала "Вестник военной радиотелеграфии и электротехники", редакция которого находилась в "Управлении заведывающего радиотелеграфом Западного фронта" (в Минске).

_______________

Примечание

* В предисловии к русскому переводу книги Баркгаузена "Катодные лампы", вышедшему в 1925 г., автор говорит: "Настоящая книга представляет собой расширенное воспроизведение служебной записки, составленной мною в Киле на, службе в инспекции подводного пламени, первая часть которой (т. е. теоретические основания. П. О.) была готова к печати осенью 1918 г.".

На Тверской радиостанции после Февральской революции

Февральская революция почти не изменила жизнь на Тверской радиостанции. В строевом отношении последняя представляла собой отдельную роту. Здесь, кроме прямых обязанностей, солдаты-слухачи и мотористы проходили обычную военную службу, несли дневальства, стояли на часах в карауле, с ними велись ротные учения, рассыпной строй, а по субботам - атаки железнодорожной насыпи, где засел воображаемый противник.

Часть солдат роты превратилась в квалифицированных рабочих. Работали они ради интереса, потому что никаких штатов мастерской на радиостанции не было, а если иногда Бонч-Бруевичу и удавалось добиться в ГВТУ небольшой суммы для выдачи премий "рабочим" мастерской, то это бывало для них неожиданным подарком. "Рабочих" мастерской привлекала не только сама техника производства: они испытывали и чувство патриотической гордости, зная значение аппаратуры, над изготовлением которой они работают.

Несколько двойственным стало положение офицеров на станции. С одной стороны, это были офицеры-начальники с присвоенными им дисциплинарными правами. С другой стороны, станционные офицеры оказались на положении начальников и мастеров цехов и являлись для солдат бесспорным авторитетом в вопросах производства. В силу таких причин Михаил Александрович из его высокоблагородия, господина штабс-капитана превратился просто в Михаила Александровича. Поскольку его указания по части намотки катушек понимались как безоговорочные приказы, то как же можно было не выполнить и какое-либо административное приказание его или же Лещинского.

Вернувшись однажды из Петрограда, Михаил Александрович собрал сотрудников и рассказал им, что дела с производством ламп ухудшаются: Главное военно-техническое управление интересуется теперь не этим.

Обстановка после Февральской революции способствовала появлению средних и малых наполеонов, калифов на час или на несколько большее время. Один такой радио-наполеон вырос и в стенах Таврического дворца. Это был некий капитан Редер. До Февральской революции он ведал хозяйственной частью в 6-м радиодивизионе, находившемся в Выборге. Ничем этот тихий, молчаливый капитан ранее примечателен не был.

Как только первое временное правительство обосновалось в Таврическом дворце, наш капитан внезапно ринулся из Выборга в Петроград, прикатил во двор Электротехнической школы, уговорил здесь нескольких солдат, которые запрягли лошадей в две двуколки и капитан во главе "захваченной" им полевой радиостанции поскакал в Таврический дворец. Здесь он на внутреннем дворе завёл бензомотор станции и потребовал, чтобы его допустили к членам правительства. Рассказывали потом очевидцы, что весь кабинет первого премьера, князя Львова, метался в панике, вообразив, что во дворе заработал пулемёт. Безобидный бензиновый мотор был принят за пулемёт потому, что в спешке, по дороге из Электротехнической школы в Таврический дворец, был потерян глушитель и поэтому мотор хлопал лишь немногим хуже подлинного пулемёта. Капитан всё же добился возможности предстать пред очи правительства и верноподданнически отрапортовал ему, что "революционная" радиостанция прибыла в распоряжение "революционного" правительства. Ловкому капитану отвели во дворце комнату, где он и засел в качестве правительственного "радиоверха".

Высокое начальство в ГВТУ кусало локти. Можно сказать, прохлопали эдакую блестящую возможность! Какой-то капитанишка с периферии нос утёр!

Началась радиовойна. В ставке сидел полковник Золотовский, ведавший радиосвязью всех фронтов. Он отказался признать над собой начальство вроде Редера. Редер, будучи ближе к власти, низложил Золотовского. Муромцев низложил обоих бунтовщиков, но был низложен сам. Разве при такой радиовойне кому-нибудь есть дело до ламп Бонч-Бруевича?

Летом 1917 г. пронёсся слух о передаче Тверской радиостанции Министерству почт и телеграфов временного правительства, Действительно приехали из министерства два крупных чиновника, члены кадетской партии, один из них даже, кажется, был почти или совсем товарищ министра. Снисходительно важные, они походили по станции, посмотрели, как делаются лампы, и безапелляционно... заявили, что рациональнее рассчитывать на помощь заграницы. Во время завтрака чиновники переменили только что высказанную точку зрения и стали решать организационные вопросы лампового производства путём провозглашения тостов. Последний тост был провозглашён за тридцать тысяч ламп в месяц. Поневоле вспомнишь тридцать тысяч курьеров Хлестакова. Перед отъездом изрядно нагрузившиеся за завтраком и нетвёрдо стоявшие на ногах гости всё же пригласили тверяков наведаться к ним в министерство.

В Петрограде высокие гости, когда к ним наведались робко тверяки, уже забыли о тостах и своих обещаниях и согласились лишь с тем, что "о производстве своих ламп стоит подумать!",. На этом дело и заглохло.

Потянулись томительные дни. С большими трудностями Бонч-Бруевйч добывал всё необходимое для работы радиостанции, мастерских, и изготовление гетеродинов-усилителей и ламп для них кое-как продолжалось. Газеты, приходившие с большим запозданием, говорили о большевиках, о Корнилове, об июльском восстании и уходе большевиков в подполье. Но всё это казалось очень далёким, и затерянная в роще я а берегу Волги радиостанция продолжала жить своим мирком. Только по настроениям рабочих расположенной неподалеку Тверской мануфактуры чувствовалось, что на сцену революции ещё не вышли главные силы, и лишь начинают приходить в движение.

К осени 1917 г. на радиостанции перестал работать нефтяной двигатель. Не было топлива. Прекратилась откачка ламп, задерживалось выполнение заказа на гетеродины-усилители. Бонч-Бруевич решил снова поехать в ГВТУ, попробовать добиться там наряда на горючее для двигателя.

В Петрограде М. А. Бонч-Бруевич случайно встретил автора этих строк, приехавшего по делам из Пскова. Пошли вместе в ГВТУ. На Невском проспекте и у вокзалов сновали офицеры в английских френчах с огромными нагрудными и боковыми карманами, с вшитыми в плечи погонами, в нарочито измятых фуражках. Так входил в моду стиль Керенского. Изредка встречались и фронтовики в истрёпанных шинелях с суконными погонами.

Пришли в Электротехническую школу в поисках Муромцева; здесь он "возглавлял" штаб радиоформирований. Нет, говорят, ищите в ГВТУ. Советчики при этом загадочно добавляли: "Может быть, ещё и успеете увидеть!".

В ГВТУ с тем же загадочным видом подают совет: "Поезжайте на Николаевский вокзал. В пять уходит экспресс на Владивосток. Илья Эммануилович уезжают в Америку. С ним Зворыкин, Короткевич и целая компания".

Так оно в действительности и оказалось. Ну какие тут могут быть разговоры о необходимости наряда на горючее! Так в точности и нельзя было установить, зачем уезжает вся компания. Из сбивчивых ответов выходило: то будто за приёмкой какого-то военного оборудования, то для знакомства с американской техникой. Но почему же для знакомства с техникой, надо везти с собой жён и детей? Ясно, что эти люди уезжают с таким расчётом, чтобы не возвращаться. Об этом говорили и недвусмысленные реплики и фальшивые улыбки.

Поезд тронулся. Провожавшие зашевелились и тут полковник произнёс свою последнюю речь. Она была коротка:

- Ну, разваливайтесь... разваливайтесь...

На бывших слушателей профессора эти слова произвели впечатление хлыста. Так и хотелось влепить полковнику звонкую пощёчину, но он был благоразумен и произнёс своё последнее напутствие лишь тогда, когда поезд двинулся.

Рапорт о необходимости получения горючего был разорван и брошен на перрон. После бегства Муромцева Главное военно-техническое управление, нуждаясь в знающем радиоспециалисте, решило перевести М. А. Бонч-Бруевича в Петроград. Зачисляться в штат управления он не захотел, а чтобы быть ближе к ГВТУ и одновременно не терять связи с научной работой, он согласился принять на себя руководство оборудованием радиоотдела научно-исследовательской лаборатории военного ведомства. Эта работа была закончена лишь летом 1918 г. Радиоотдел занял 7 больших комнат и несколько подвальных помещений под силовое оборудование и аккумуляторную. Отдельные комнаты были оборудованы для исследований электронных ламп, приёмников, передатчиков и для различных радиоизмерений. В выполнении этих работ большую, помощь М. А. Бонч-Бруевичу оказал инженер И. В. Селиверстов, работавший на Тверской радиостанции (впоследствии он был директором Нижегородской радиолаборатории).

Наблюдение за производством электронных ламп в мастерской Тверской радиостанции М. А. Бонч-Бруевич оставил за собой, а непосредственное руководство изготовлением ламп поручил автору этих строк, откомандированному ГВТУ на Тверскую, радиостанцию. По окончании основных работ по организации и оборудованию радиоотдела военной лаборатории М. А. Бонч-Бруевич вернулся из Петрограда обратно в Тверь.