Глазами очевидца – часть 2

Остроумов Б. А.   Бабушка и её потомство в Нижнем

Остроумов Борис Андреевич,(1887 -1979гг). Окончил физико-математический факультет Петербургского университета в 1912 г., С 1919 до 1923 г. преподавал в Казанском университете. В НРЛ 1923-1929 г.Занимался физическими проблемами производства электронных ламп, электронно-лучевых трубок, фотоэлементов и измерениями. Преподавал в Нижегородском университете,профессор, почетный член НТОРЭС им. А. С. Попова, почетный радист СССР.

Прошло много лет с того времени, как на Тверской военной радиостанции молодой офицер связи М. А. Бонч-Бруевич изготовил первую пустотную электронную лампу, которая должна была заменить применявшиеся в то время французские приемные лампы и таким образом от иностранной зависимости. . Тверская лампа в  получила ласкательное прозвище "бабушка". В Твери М. А. Бонч-Бруевич успел собственноручно изготовить несколько сот таких ламп для оснащения приемников, которые до этого бездействовали из-за отсутствия заграничных ламп. Для удовлетворения острой нужды в отечественных  приемных лампах в Нижегородской радио-  лаборатории с первых же дней ее существования началось налаживание их массового производства, с применением средств вакуумной техники того времени.. В настоящее время специалисты-вакуумщики с трудом могут поверить в возможность получить хорошие производственные результаты при тех примитивных технологических средствах, которыми лаборатория располагала в первый год своего существования. Надо удивляться терпению и настойчивости, с которыми сотрудники РЛ преодолевали технические трудности. Приходилось буквально создавать своими силами новую технологию - учиться было не у кого!
Накопленный опыт и ряд специальных теоретических и экспериментальных изысканий и исследований физических процессов, протекающих в лампе, которая в то время называлась "катодное реле", позволили М. А. Бонч-Бруевичу уяснить себе те требования, которым лампа должна удовлетворять. Им была впервые разработана законченная геометрическая теория приемной радиолампы, легшая в основу ее дальнейшего совершенствования.

Первые крупные производственные успехи были достигнуты, когда старые насосы Геде были заменены парортутными насосами типа Лангмюира, описание которых с картинками удалось найти в иностранных журналах. Эти насосы делались целиком из стекла. Стеклодувы лаборатории С. И. Богомолов, П. Ф. Сафронов и братья Котеровы научились изготовлять их собственными силами и обеспечили все нужды лаборатории. Чисто опытным путем, варьируя размеры и конструкцию насосов, удалось обеспечить невиданную в то время скорость откачки и степень разрежения газа. Была выработана откачная группа из 3-х последовательных каскадов-ротационно-форвакуумного и двух парортутных, несколько отличных друг от друга.
Первая модель лампы массового производства имела марку ПР-1, что значит "пустотное реле номер 1". В нем анод представлял собой прямоугольную плоскую штампованную коробочку из листового алюминия с выдавленным знаком РЛ. Сетка из тонкой стальной проволочки была намотана на стеклянную рамку, внутри которой помещался катод из вольфрама в форме петли. Вольфрам получали с завода осветительных ламп. Лабораторией были изготовлены многие тысячи ламп ПР-1 для Народного Комиссариата почт и телеграфов и для других ведомств.  Однако эти лампы не всегда могли конкурировать с иностранными, в которых электроды были из тугоплавких вакуумных металлов-тантала, молибдена и никеля. Алюминиевые аноды не могли рассеивать излучением тепло, выделявшееся от ударов электронов при некоторых режимах работы, они деформировались и даже плавились. Были приняты все меры, чтобы добиться получения хотя бы небольших количеств вакуумных металлов из-за рубежа-надеяться на быстрое налаживание их металлургии в Советском Союзе не приходилось.

Наконец эти старания увенчались успехом-в 1922 г. были получены в достаточном количестве и фольга и проволока из тугоплавких металлов. Производство вступило в новую фазу. Детали ламп стали допускать прогрев в вакууме токами высокой частоты. Это во много раз сократило время откачки и обеспечило более высокий и надежный вакуум. Откачные посты были снабжены высокочастотными генераторами с искровыми разрядниками Вина и высоковольтными трансформаторами. В соответствии с возможностями новой технологии и с дальнейшей разработкой теории была изменена конструкция ламп. Аноды получили форму вертикального цилиндра из тантала или из молибдена. По оси его располагался прямолинейный катод из вольфрамовой нити, окруженный цилиндрической сеткой из никелевой или молибденовой проволоки. Эта конструкция облегчала расчет и изготовление. Возросла допустимая мощность на аноде - лампы стали работать даже с раскаленными докрасна анодами. Начался период повышения мощности ламп.

При разработке теории электронной лампы и при изучении радиоприема особое внимание М. А. Бонч-Бруевича привлекала удивительная способность лампы вызывать электрические колебания в контурах, с которыми она соединена. Лампа могла вводить в контур "отрицательное" сопротивление и заставлять его колебаться без затухания, с постоянной амплитудой. При ничтожной затрате энергии амплитудой можно управлять-модулировать незатухающие колебания. Ламповые генераторы колебаний, называвшиеся в то время "гетеродинами", быстро получили применение в разнообразных гетеродинных и регенеративных приемниках, имевших изумительную чувствительность и "способность принимать самые слабые сигналы отдаленных станций. Проблему приема можно было считать в основном блестяще разрешенной. Но на этом Михаил Александрович Бонч-Бруевич не остановился-если лампа может генерировать колебания, она сможет питать антенну передающей станции и при том "модулировать"  колебания с частотой человеческой речи и музыки. Возможно создание радиотелефона необычайной простоты и надежности.

В то время радиотелефонирование за границей осуществлялось только с помощью дуговых передатчиков, сложных и капризных, никого не удовлетворявших. Их испытал в РЛ П. Я. Остряков. Единственным препятствием для реализации этой идеи была малая мощность приемных Ламп. М. А. Бонч-Бруевич направил усилия вакуумщиков НРЛ на изыскание способов увеличить их мощность. Применение вакуумных металлов давало такую возможность. Цилиндрические лампы уже давали 2 ватта полезной мощности. Повысить мощность до 10, а потом до 50 ватт ( Г-5) удалось относительно просто. Потом была разработана лампа в 150 ватт ( ГИ-150). Десятиваттные получили немедленно применение в трансляционных установках связи, а лампы ГИ-150 пошли на опыты по радиотелефонам. Для достижения большой мощности соединяли несколько ламп параллельно в одну группу. Это дало возможность С. И. Шапошникову разработать радиотелефонный передатчик мощностью в 1,2 квт. В комплект передатчика вошло 6 генераторных и б модуляторных ламп. Вследствие удобства управления, простоты и дешевизны этот тип передатчика получил широкое распространение. Под названием "Малый Коминтерн", 27 передатчиков были построены в РЛ и снабжены комплектами ламп. Потом были разработаны и пущены в производство лампы марки ГО, в которых мощность была доведена сначала до 300, а потом до 500 ватт. Они в первую очередь пошли для замены разрядников Вина в устройствах для прогрева токами высокой частоты в процессе производства в самой РЛ. Для питания генераторных ламп вначале пользовались батареями и динамо-машинами постоянного тока, но они вскоре были заменены выпрямительными устройствами с "кенотронами", представлявшими собой те же лампы, но без сеток, лишь с анодом и катодом. Они давали постоянное напряжение в 1500 вольт для ламп ГИ и до 3000 вольт для ламп ГО.

Разработка, усовершенствование и производство пустотных ламп повышенной мощности продолжались с 1922 до 1928 г. в том же направлении. Для увеличения выпуска и удовлетворения спроса в Москве (Рождественский бульвар, 15) были организованы вспомогательные ламповые мастерские, которые возглавил Н. А. Никитин, но и с их помощью удовлетворить потребность учреждений связи в лампах не удавалосьУспех был обеспечен удачной и целенаправленной организацией производственных мастерских РЛ, называвшихся "Ратемас”. В разрешении этой сложной задачи большое значение имела помощь со стороны И. В. Селиверстова, который с 1923 г. был помощником директора РЛ. Он обладал выдающимися организационными способностями и широким кругозором. Внедрение новой технологии в производство только еще зарождавшейся радиоаппаратуры не имело прецедентов, не существовало людей с соответствующей подготовкой. Их надо было срочно готовить путем обучения молодежи, переквалификации более одаренных рабочих других профилей. Нужно было в кратчайший срок во что бы то ни стало наладить выпуск многочисленной номенклатуры новых приборов и деталей, и в первую очередь обеспечить лаборатории макетами и приспособлениями для текущих экспериментов. И. В. Селиверстов блестяще разрешил эту задачу. Он выделил вакуумный участок в особую группу под руководством Г. В. Путятина и организовал отдельный, небольшой, хорошо оснащенный цех, с опытным мастером, механиком-универсалом П. А. Лисенко во главе, для обслуживания лаборатории. В этом цехе выполнялись заказы сотрудников лаборатории, не требовавшие для своего завершения более двух-трех рабочих дней, без чертежей, по устным указаниям.

Макет, заказанный сотрудником лаборатории, обычно уже к концу второго дня бывал готов для экспериментирования. Это освободило основной состав мастерских от мелких работ и позволило сосредоточить его усилия на более крупных объектах. Для них в случае надобности маленькое конструкторское бюро из нескольких чертежников под руководством инженера Н. Г. Головачева готовило эскизы и чертежи. Такая система себя оправдала. Она дала возможность коллективу РЛ с предельной быстротой выполнять свои творческие планы и новые разработки.
За 35 лет, протекшие после реорганизации РЛ, мне не пришлось нигде встретить столь гибкую и продуктивную организацию опытного производства. Удивительно, что никто не попытался воспользоваться этим блестящим опытом. А ведь он был осуществлен в то время, когда организация и оснащение мастерских представляли особые трудности. Достаточно указать, что мастерские были вынуждены делать себе инструмент. Спиральными сверлами своего производства они. обменивались с другими организациями Нижнего Новгорода.  Было организовано производство литья цветных металлов. Силами мастерских был пущен собственный газовый заводик, работавший непрерывно под наблюдением одного человека и обеспечивший газом стеклодувов и горячую обработку.
В вакуумном производстве внедрялись новые и новые технологические приемы - точечная сварка, высокочастотный прогрев, спайка металла со стеклом, "жещение" готовых ламп ионным разрядом, применение экономических торированных катодов, применение "геттеров" из щелочных металлов, предложенное М. А. Бонч-Бруевичем, и т. д. "Серебряные" приемно-усилительные лампочки с зеркальным баллоном скоро приобрели популярность среди радистов. В то время как в вакуумном отделе из года в год шло расширение производства и усовершенствование уже освоенных типов ламп, в том отделе лаборатории, который возглавлял М. А. Бонч-Бруевич, творческая мысль развивалась параллельно в новом, совершенно самобытном направлении, создавая эпоху в радиотехнике.

Выше мы уже подчеркнули, что главным препятствием в развитии ламповой техники являлась сложность процесса удаления тепла, выделяющегося на аноде. В обычных пустотных лампах и кенотронах это достигалось только путем излучения и приводило к разогреванию и анода и баллона, а вместе с тем и к порче вакуума. Еще в начале 1919 г. М. А. Бонч-Бруевич предложил охлаждать аноды водой. Эта гениальная идея была реализована в РЛ и дала блестящие результаты. После длительных экспериментов, не дававших вначале желаемых результатов, наконец в самом начале 1920 г. была разработана оригинальная конструкция электронной лампы с водяным охлаждением, пригодная для эксплуатации. В ней анод представлял массивное тело из красной меди своеобразной формы с трубкой внутри, где циркулировала вода. С четырех сторон анода были глубокие пазы. В каждом из них помещалась цилиндрическая спиральная сетка с катодом в середине. Анод окружал сетку с трех сторон. Лампа представляла собой как бы соединение в одном шарообразном баллоне четырех ламп с общим холодным анодом.
Эта невиданная конструкция потом нигде не воспроизводилась в силу трудностей ее изготовления, однако еще до разработок ламп ГИ-150 она уже дала полезную мощность в 1,25 квт и обеспечила возможность опытов дальней телефонной связи. Группа из 6 таких ламп питала передатчик мощностью около 12 квт. После первых передач из Нижнего Новгорода он был установлен в Москве на Ходынской радиостанции, где и начались систематические радиотелефонные передачи большой дальности.

Это о них В. И. Ленин писал М. А. Бонч-Бруевичу: "Газета без бумаги и "без расстояний", которую Вы создаете, будет великим делом". Работы по установке передатчика с антеннами, по обеспечению его питанием, по строительству нового здания возглавил школьный товарищ и личный друг М. А. Бонч-Бруевича инженер П. А. Остряков, переехавший для этого в Москву. Новая радиостанция получила наименование "Радиовещательная станция имени Коминтерна", или - у радиолюбителей сокращенно - "Коминтерн". С 21 августа 1922 г. началась ее регулярная эксплуатация не только для радиовещания, но и для телеграфных связей. Мощность передатчика была увеличена: в его состав входили 24 лампы с водяным охлаждением-12 генераторных и 12 модуляторных. Каждая требовала для накала по 16 ампер при напряжении в 13 вольт, а напряжение на анодах было поднято до 3000 вольт.
Радиоконцерты и лекции принимались в Ленинграде, Харькове, Ростове-на-Дону, Семипалатинске, Чите, Берлине, Париже, Берне и во многих других городах Европы и Азии. Возможность непосредственного телефонного восприятия речи и музыки вызвала всеобщее увлечение радиолюбительством. Крыши домов на площади, перекрывавшейся радиотелефонным передатчиком, покрылись, как щетиной, приемными антеннами. Немногие радиолюбители могли располагать приемными лампами - чаще они пользовались самодельными детекторными приемниками С. И. Шапошникова, стараясь увеличить громкость приема за счет увеличения высоты мачт и длины антеницы.

Успехи радиовещания побудили к разработке по тому же образцу ламп мощностью в 2 квт в цилиндрических стеклянных баллонах. Последние положили предел дальнейшему повышению мощности. Этими лампами были заменены в 1925 г. шарообразные лампы на станции "Коминтерн" и мощность передатчика достигла 25 квт. Это была в то время самая мощная радиовещательная станция в мире. Однако безбрежных просторов нашей родины она перекрыть не могла, и задача дальнейшего повышения мощности радиовещания сохраняла свою остроту. Другая мечта М. А. Бонч-Бруевича, которую он вынашивал уже несколько лет, еще с тех пор, как изготовлял лампы-"бабушки", указала новые пути для ее разрешения, а производственные мастерские РЛ обеспечили возможность реализации. М. А. Бонч-Бруевич решил совсем отказаться от стеклянного баллона и заменил его металлическим, который должен был одновременно служить анодом, омываемым водою снаружи. Конструкция упрощалась, уменьшались габариты. Одновременно с разработками ламп с внутренне охлажденным анодом был изготовлен первый макет лампы необычной формы. Она состояла из медного цилиндра, к торцам которого через переходы в виде кольца из платиновой жести были припаяны стеклянные колпачки. Сквозь один проходили вводы для нити накала, сквозь другой - ввод сетки. Освобождение меди от окклюдированных газов в толще металла и от кислорода, содержащегося в следах закиси меди, оказалось весьма трудной технологической проблемой.

Наконец она была решена, и новая лампа сразу дала мощность в 6 квт. Опыты с этой лампой дали богатый материал для разработки производственной технологии применения массивных медных деталей в мощных лампах. От лампы с двумя колпачками перешли к лампам из вертикальных медных цилиндров, закрытых снизу, со стеклянным баллоном на верхнем конце. Сквозь его стенки проходили вводы и катода и сетки. Охлаждался цилиндр водяной рубашкой. Для предохранения вакуума от газов, диффундирующих из толщи меди, внутренняя поверхность цилиндра после тщательной очистки и полировки покрывалась жидкой амальгамой золота, образовывавшей сплошную тонкую пленку. При осторожном прогреве под откачкой ртуть частично испарялась, а частично проникала в микропоры меди и их закупоривала. Внутренняя блестящая поверхность оказывалась сплошь позолоченной и не допускала выделения газов. Этот тип лампы вполне удовлетворил М. А. Бонч-Бруевича - первый образец позволил получить полезную мощность в 10 квт. Скоро ее, несколько увеличив размеры, удалось повысить до 25 квт и в 1923 г. запустить в серийное производство. Максимальная колебательная мощность лампы достигла 35 квт.

Новые лампы явились самыми мощными пустотными электронными приборами в мире. В них электронный ток насыщения достигал 15 ампер, а напряжение на аноде можно было поднимать выше 10 000 вольт. Вакуум в них хорошо сохранялся, и лампы, как это было впоследствии установлено, могли работать более 3000 часов. Анод представлял собой медную трубу, длиной 450 мм, диаметром 65 мм. Катодом служила спираль из толстой вольфрамовой проволоки с диаметром витка в 20 мм. Особыми держателями из танталовой жести она крепилась для сохранения жесткости на трубке из кварца, сквозь которую проходил вольфрамовый стержень, подводивший ток к нижнему концу спирали от впаянного в стекло. Катод накаливался током в 42 ампера при напряжении в 50 вольт. Сетку лампы образовывал цилиндр диаметром в 40 мм, изготовленный из редкой ткани молибденовых и вольфрамовых проволочек. Он охватывал катод со всех сторон и крепился к стеклянному баллону манжеткой из молибденовой жести. Сборка системы велась вручную. Для испытания и "жещения" новых ламп С. И. Шапошниковым, В. К. Ге и бывшим в то время еще студентом А. М. Кугушевым были рассчитаны и собраны специальные стенды, позволяющие определять параметры ламп в разнообразных режимах и в условиях эксплуатации.
Когда в октябре 1923 г. в Нижний Новгород для ознакомления с достижениями РЛ приехали выдающиеся немецкие радиоспециалисты - граф Арко, организатор акционерного общества "Телефункен", и профессор А. Мейснер, ведущий специалист этого общества, - то при первой же встрече с М. А. Бонч-Бруевичем они заявили, что повысить мощность электронных ламп более чем до 2 квт невозможно, и указали на необходимость производства радиочастотных машин, подобных тем, которые были ими установлены на самой мощной немецкой радиостанции в Науэне. Это было отражением существовавшей в то время в радиотехнике войны между машиной и лампой. Иностранные гости были поражены, когда М. А. Бонч-Бруевич показал им 25-киловаттные лампы в работе на стендах и ознакомил с конструкцией. Немецкие гости немедленно возбудили вопрос о заказе нескольких ламп в качестве образцов для воспроизведения на заводах "Телефункен". Лампа победила!

Тем временем в радиолаборатории был сделан следующий шаг на пути к увеличению мощности электронной лампы. Была изготовлена лампа  в 100 квт. Эту лампу РЛ преподнесла в дар Академии наук в день ее 200-летия. До реорганизации РЛ удалось изготовить несколько экземпляров таких "ламп и их исследовать; один экземпляр сохранился Ленинграде в музее связи. Появление на свет такого лампового гиганта совпало с пробуждением у радиотехников интереса к коротким волнам. Новая лампа была испытана в работе на прямую вертикальную антенну на волне в 100 метров и дала полезную мощность в 100 квт. Во время этих экспериментов излучаемая антенной мощность была так велика, что в окрестностях РЛ прекращалась телефонная связь - из телефонных аппаратов сыпались "горячие" высокочастотные искры. Стрелки  электроизмерительных приборов в шкафах, ни с чем не соединенных, отклонялись, показывая возбуждение в них индуктивных токов. Стала ясной возможность еще повысить ее мощность и сократить длину волны. Это следует считать истинным триумфом ламповой техники. Из иностранных журналов, за которыми тщательно следила О. А. Зайцева, заведовавшая библиотекой, сотрудники РЛ узнали, что и за рубежом тоже начался переход на металлические (стальные) лампы, мощность которых, однако, не превосходила 50 квт.

М. А. Бонч-Бруевич, горячо поддержанный сотрудниками РЛ, выдвинул проект создания сверхмощного передатчика в 1000 квт, чтобы "бой часов с Кремлевской башни был слышен во всем мире". 100-киловаттные лампы открывали прямой путь к созданию такой мощной радиовещательной станции. Была начата разработка ее проекта. Однако осуществить мысль Бонч-Бруевича удалось только. 16 лет спустя, когда была пущена в эксплуатацию радиовещательная станция мощностью в 1300 квт, построенная в годы войны.
Успехи в разработке мощных ламп не заслоняли для коллектива РЛ других, не менее важных проблем радиотехники. Огромная работа была выполнена по изучению коротких волн и внедрению их в технику связи. Продолжались усовершенствования радиоприемников для дальней связи с учетом основных запросов радиолюбителей и радиослушателей. Было организовано производство приемных ламп с катодами из торированного вольфрама, требовавшими для накала значительно меньшей энергии, чем катоды из чистого вольфрама. Сопоставляя мощность принимаемых и усиливаемых сигналов дальних станций и мощность, потребляемую от батарей ходовыми приемными лампами, легко установить, что последняя слишком велика, что превышен в тысячи раз расход энергии, что чрезмерно высоки габариты аппаратуры. Поэтому была разработана лампа "малютка", требовавшая на накал всего 50 миллиампер тока при 2 вольтах напряжения. Она работала при анодном напряжении, не превышавшем 8- 10 вольт. Иными словами, для питания ее было достаточно трех батарей от карманного фонарика на срок полтора-два месяца. С этой лампой Б. Л. Максимовых построил простой и весьма чувствительный приемник "Микродин". Он принимал на головной телефон все крупные станции Советского Союза и Европы. Лампа "малютка" послужила прототипом тех, ныне уже многочисленных и весьма разнообразных 2-вольтовых "миниатюрных" ламп, которые выпустит наша  промышленность, хотя понадобилось около двух десятков лет чтобы идея лампы "малого потребления" была реализована. Своеобразные особенности коротковолновой техники заставили внести ряд изменений в конструкцию ламп всех размеров: усилить выводы сеток и т. п. Особенно удачной оказалась специальная генераторная лампа для метрового диапазона, у которой вводы сетки и анода расположены с двух сторон баллона. Производство ее, начатое в Москве, перешло на другие заводы, и промышленность более 20 лет продолжала выпускать такие лампы под маркой ГУ-4 или КВ-4. Нельзя не упомянуть о своеобразных лампах с торможением электронов, разработанных в РЛ еще в 1921 г., генерировавших волны дециметрового диапазона. Они были потом забыты на время и возродились в тридцатых годах, они получили широкое распространение в виде так называемых отражательных "клистронов". Для нужд коротковолновой техники в РЛ были разработаны вакуумные конденсаторы "без потерь". Ими снабжалась коротковолновая аппаратура, с которой экспериментировали сотрудники РЛ, внедряя в практику коротковолновую связь. Такова была напряженная многогранная работа коллектива РЛ под руководством М. А. Бонч-Бруевича по обеспечению радиосвязи и радиовещания своими отечественными лампами, продолжавшаяся 10 лет и завершившаяся блестящими результатами.
                                                                                     
К публикации подготовил  UB3ABL

                                                       [ продолжение  следует]