Основоположник вітчизняної високочастотної техніки

Основоположник вітчизняної високочастотної техніки

Ян Шнейберг.

.

В природі ще багато чого не взято для техніки. Хтось із великих хіміків говорив: «Техніка використовує лише родзинки з пирога природи». І ось хочу отковырять ще одне таку родзинку.

В.П. Вологдин.

В перші двоє десятиліття по винайденні радіо у 1895 року з метою радіозв'язку застосовувалися іскрові і дугові генератори електромагнітних хвиль. Іскрові передавачі мали малий ККД, порівняно невеличкий радіус дії, страждали впливам перешкод. Попри це, іскрові радіостанції використовувалися на громадянських і морських судах, в сухопутних військ. У військово-морському флоті радіозв'язок була єдиною засобом бездротового зв’язку.

Поиски вченими Криму та інженерами надійніших зв’язку увінчалися створенням дугових генераторів незатухающих електромагнітних коливань. На початок 20-х ХІХ століття дугові радіостанції широко використовувались у різних країнах. Дугові генератори (потужністю від одиниць близько тисячі кіловат) були першими технічно придатними засобами отримання незатухающих коливань, та заодно не могли задовольняти зростаючі потреби у бездротового зв’язку: працювали хитливо, були примхливі в їх настроюванні і обслуговуванні. Наукові дослідження та численні експерименти показали, що як перспективним засобом отримання незатухающих електромагнітних коливань може бути електричні генератори високої частоти.

Еще до винаходи радіозв'язку успішні спроби створення електричних машин високої частоти з великою кількістю полюсів, і підвищеної швидкістю ротора було здійснено видатним сербським електротехніком М. Теслой (1856 — 1943). Одне з перших пристроїв високої частоти для радіотехнічних підприємств — машина американського інженера Р. Фессендена (1866 — 1932). Зокрема, в 1906 року на радіостанції було встановлено його машина потужністю близько 1 кВт при частоті 75 кГц. У та Німеччині використовувалися машини високої частоти потужністю за кілька сотень кВ та частотою від 6 до 25 кГц.

Пионером вітчизняного високочастотного машинобудування був талановитий інженер В. П. Вологдин, створив ряд оригінальних конструкцій, перша з яких були побудовано 1912 року для флотських радіостанцій.

Нелегкие роки навчання.

Валентин Петрович народився родині колишнього кріпосного уральських промисловців Строгановых 22 березня 1881 року. Його батько П. О. Вологдин зумів закінчити Землеробську школу у Москві працював гірським наглядачем одному з віддалених рудників — Кувинском металургійному заводі. Будучи «майстром попри всі руки», він створював різноманітні устрою для полегшення праці робочих, був і столяром, і слюсарем. Свою любов до праці і до читання книжок намагався передати дітям.

После переїзду сім'ї у Перм Валентин за старшими братами вступив у 1892 року у Пермське реальне училище. З юності він захоплювався розповідями вчителя фізики про найновітніші відкриття у сфері науку й техніки. Особливе враження справило на нчудами техніки" на той час — фонографом і кінематографом. За порадою батька Валентин багато читає.

В 1900 року він успішно витримав іспити у Петербурзький технологічний інститут. Постійно стежив за фізичними і электротехническими відкриттями разом із тим жваво відгукувався найважливіші громадські події, брав участь у демонстраціях революційно налаштованих студентів. Під час одній з демонстрацій його заарештували — 2 місяці довелося просидіти у в’язниці. Влаштуватися після арешту до інституту відмовили, він мав відбувати військову службу.

Благодаря клопотанню однієї з професорів Технологічного інституту він був зарахований в інженерні війська солдатом-чертежником і часто викреслював схеми складних артилерійських укріплень. Одночасно вивчав фізику і механіку, мріяв закінчити інститут. За рік йому дозволили скласти іспити за третій курс. Та й щоб заробляти життя, він був трудитися на механічному заводі.

Вологдина дедалі більше захоплюють електромагнітні явища. Власноруч він влаштовує невелику домашню лабораторію, проводить експерименти про передачу і прийому електромагнітних хвиль. Після однієї з доповідей винахідника радіо О. С. Попова він назавжди «поріднився» з радіотехнікою.

По закінченні Технологічного інституту, у 1907 року здатному инженеру-технологу запропонували залишитися на підготовку для отримання професорського звання. Він відвідує публічні лекції великих учених, що розширює і поглиблює його знання на нової області - високочастотних електричних коливань. У цьому Вологдин, за його словами, як хотів бути «ученым-попугаем», преподносящим молоді чужі відкриття і деякі висновки. Валентин Петрович підкреслював, що хоче «чорноробом наука… і ввійти у науку ні з переднього, і з чорного» ходу". Для накопичення таких знань потрібно було на електротехнічний підприємство і активної участі в виробничому процесі.

С 1909 року Вологдин завідує випробувальною станцією на першому російському электромашинном заводі Глібова, який випускав різноманітні електричні машини та апарати. Він — єдиний підприємстві російський дипломований інженер — із завидною енергією усуває вади на розрахунках і виготовленні електротехнічних пристроїв. Поступово Валентин Петрович набуває досвід конструктора-электромашиностроителя, стає водночас відомим фахівцем у сфері радіотехніки. Незабаром він отримує запрошення в Кронштадтські офіцерські класи і розробити вітчизняних генераторів підвищеної частоти для корабельних радиоустановок, де всі гостріше відчувалася потреба у більш надійних засобах зв’язку. На початку уже минулого століття радіотехнічне устаткування в Росію поставляла німецька фірма «Телефункен», але конструкція машин високої частоти була зовсім не досконалої, а вартість — досить високої.

Первое винахід молодого інженера.

Критически вивчивши зарубіжні конструкції, В. П. Вологдин в 1912 року розробив власний варианнный радиогенератор" потужністю 2 кВт при частоті 60 кГц незабаром стало застосовуватися на флотських радіостанціях (виготовлялися заводі Глібова). Через рік, 1913;го, Вологдин створює потужнішу машину (6 кВт за частоти.

20 кГц), яку для радіотелефонного зв’язку між Гребним портом і Головним адміралтейством у Петербурзі з відривом до 5 км.

Творческие задуми інженера не призупинило навіть трагічне подія: під час пожежі згорів дотла завод Глібова, загинув у вогні загинуло більше десятка готових машин. В. П. Вологдин стає начальником технічного бюро заводі «Дюфлон і Костянтинович» під Петербургом. Підприємство випускало потужні генератори, хто був дешевше зарубіжних і надійніше в експлуатації. Дізнавшись про успіхи інженера Вологдина, представники інших фірм запрошують його за роботу, але відкидає всі пропозиції і мріє створити власну наукову лабораторію.

Во час імперіалістичної війни завод, де Валентин Петрович працював вже технічним директором, випускав як високочастотні машини для радіостанцій, а й генератори для аеропланів, різну апаратуру для військових установок. У 1915 року Вологдин розробив оригінальний генератор для літака-гіганта «Ілля Муромець».

«Ученый-специалист» Нижегородської радіолабораторії.

Важный етап в творчих дослідженнях В. П. Вологдина пов’язаний з Нижегородської радиолабораторией. У 1918 року Валентин Петрович отримав конверт, розкрив його й не повірив своїм очам: у Росії, де гриміла громадянської війни, стояли фабрики і, бракувало хліба, з розпорядження Уряди у Нижньому Новгороді створювалася наукова радіотехнічна лабораторія, де його запрошували як «ученого-фахівця». Невдовзі Вологдин був їсти дорогою. Разом з пасажирами поїзда, останавливавшегося посеред лісу, вирушав з сокирою для заготівлі «їжі» паровоза.

Потребность у створенні Наукового радіотехнічного центру, заснованого влітку 1918 року спеціальним декретом, підписаним В.І. Леніним, була надзвичайно гострої. Після Першої світової 1914 року — Росія залишилася без прямого зв’язку відносини із своїми союзниками — Англією і Францією. Терміново було побудовано дві передають іскрові радіостанції у Царському Селе і.

Ходынском полі Москві, в Твері обладнана прийомна радіостанція. І було швидко створити науково-дослідний і виробничий центр масової (на той час) виробництва електронних підсилюючих ламп, раніше надходили з-за кордону. Технічним керівником радіолабораторії призначили вихованця Петроградській Офіцерській радіотехнічної школи М.А. Бонч-Бруевича (1888−1940), творця першою у світі генераторної електронної лампи з мідним анодом, охлаждаемым водою. Він був блискучим вченим та педагогом, професором кафедри радіотехніки Ленінградського Електротехнічного інституту зв’язку, членом-кореспондентом АН СРСР. З 1928 по 1940 рік їм отримано більш 60 патентів у області радиотехнл ще Твері в 1915 року, але організувати його виробництво було надзвичайно складно через відсутності необхідних матеріалів і устаткування.

В.П. Вологдину для лабораторії відвели окреме приміщення. Пізніше 1920−1921 роках випробування потужних генераторів високої частоти була споруджено силова електростанція. Валентин Петрович почав розробляти конструкцію машини високої частоти значно більшою потужності з порівнянню з тим, яку він створив 1913 року (6 кВт за частоти 20 кГц). Він намагався забезпечити високу надійність машини та створити потужний електричний двигун для обертання валу генератора. Потужність проектованої машини мала становити 50 кВт за частоти 20 кГц. Окремі частини машини виготовлялися кількох нижньогородських машинобудівних заводах. Особливу трудність представляла прокатка дуже тонких сталевих аркушів послаблення вихрових струмів. Такий сталі у Росії не виготовляли, і Вологдину довелося застосовувати старі зв’язки двома уральських заводах, де вдалося отримати прокат аркушів потрібної товщини.

Вопреки думці багатьох фахівців Вологдин довів доцільність використання електродвигуна з звичайною зубчастою передачею. І було забезпечити найвищу точність у виготовленні деталей: масивний ротор машини обертався зі швидкістю 200 метрів за секунду (на периферії ротора), а зазор між нерухомим статором і обертовим ротором становив лише 0,5 мм.

Ток високої частоти від генератора надходив у трансформатор, потім у коливальний контур і антену. Для настройки антени використовувалися спеціально розроблені вариометры. У 1922 року машина потужністю 50 кВт було побудовано і на Жовтневої (колишньої Ходынской) радіостанції у Москві для радіозв'язку з.

Европой та (рис. 1).

В тому ж році Нижегородська радиолаборатория нагородили орденом Трудового Червоного Прапора, а.

В.И. Ленін був у листі Наркому почт і телеграфів вказував, що він підтримує занесення «професорів Бонч-Бруевича і Вологдина на Червону дошку».

Вскоре Вологдин почав проектувати машину більшою потужності - 150 кВт. Вона стала виготовлено в 1925 року, коли Валентин Петрович вже працював у Ленінграді. Машина помітно перевершувала іноземні аналоги, була простий та дешевої. Обидві машини 50 і 150 кВт було встановлено на Жовтневої радіостанції. У 1922 року у статті «Радіозв'язок у Німеччині й РРФСР», що у газеті «Вісті ВЦВК», відзначалися гідності конструкцій машин Вологдина, визнані німецькими фахівцями.

Не зупиняючись на досягнутому, В. П. Вологдин в 1921 року почав проектувати машини на 250 і 500 кВт, та їх виготовлення здійснити за низкою причин, не вдалося.

Следует відзначити, що Бонч-Бруєвич ні прибічником використання високочастотних генераторів з метою радіозв'язку, наголошував безсумнівну перевагу електронних генераторных ламп, тим більше виробництво вимагало менших коштів і витрат матеріалів. В. П. Вологдин визнавав перспективи приал, що з дальньої радіозв'язку потужні високочастотні генератори поки необхідні. Він прозорливо передбачав широке використання у майбутньому струмів високої частоти у різноманітних галузях промисловості.

Созданный Вологдиным найпотужніший электромашинный передавач на 150 кВт була останньою, використаним з метою радіозв'язку. Почалося щонайширший застосування електронних ламп, відкрили нову добу у розвитку бездротового радіозв'язку.

Отечественный ртутний ректифікатор — дітище Вологдина.

.

Валентин Петрович був однією з піонерів створення вітчизняних ртутних выпрямителей, виділені на харчування анодів електронних ламп радіотелефонних передавачів. Проблема в тому, що задля цього була потрібна джерело напруги до 10 кВ. Машини постійного струму такого напруги виготовляти було важко через труднощів із ізоляцією. Використання трансформаторів підвищення напруги змінного струму з наступним включенням кенотронов1 було вкрай ускладненим і неекономічним.

Перед В. П. Вологдиным стояло нелегке технічна завдання. Чимало закордонних фірм відмовилися від використання ртутних выпрямителей через можливі коливань выпрямленного струму, погасания дуги та інших. Однак було шукати вихід реалізації харчування потужні електронні ламп. Після багатьох експериментів і обгрунтованість розрахунків Вологдин вирішив зробити перший у Росії трифазний ртутний ректифікатор високого напряжения2, більш компактний за дуже високому ККД (до 99%), при цьому напруга всередині выпрямительной колби падало незначно.

В 1922 року завершилися випробування ртутних выпрямителей — оригінальних приладів потужністю до 10 кВт при напрузі выпрямленного струму більш 3500 У (рис. 2). Вони мусили надійні у роботі і вони широко застосовуватися у установках на потужних радіотелефонних і радіотелеграфних станціях, які випускала Нижегородська лабораторія (зокрема, для Свердловській радіостанції, а 1923−1924 роках — для радіостанції імені Комінтерну).

Как писав П.О. Дотепників у своїй книжці про Бонч-Бруевиче (1), «цим відкриттям В. П. Вологдин назавжди розвантажує важке електромашинобудування і це відкриває шлях швидкого будівництва як радіотелефонних станцій., але і радіотелеграфних. високовольтної ртутній колбою В. П. Вологдин випередив закордон».

В 1925 року Валентин Петрович отримав патент на звані «каскадні схеми» ртутних выпрямителей, дозволяли значно підвищити ККД генераторных ламп.

Осенью 1923 року Вологдин переїхав працювати в Трест заводів слабкого струму у Ленінграді посаду «директора на радіо». З 1925 року в Ленінградському электровакуумном заводі почалося виробництво високовольтних ртутних выпрямителей конструкції Вологдина.

С властивою маестро енергією Валентин Петрович зайнявся дослідженнями використання струмів високої частоти, відкривши, сутнісно, нову сферу застосування високочастотної техніки потреб народного господарства. Він розробив і впровадив у виробництво оригінальні методи, нагріву металів у процесі їх штампування, сушіння деревини.

В надувалася протягом багатьох років професор В. П. Вологдин очолював кафедру і лабораторію високочастотної техніки і іонних приладів у Ленінградському электротехническом інституті. Його лекції, наукові доповіді та праці зі використанню струмів високої частоти у промисловості, особливо у металургії, користувалися великим успіхом. Наукові заслуги Валентина Петровича були належно оцінені у Росії за кордоном. Він був обраний членом-кореспондентом АН СРСР (1939), однією з перших нагороджений почесною Золотий медаллю їм. О. С. Попова, двічі - в 1943 і 1952 роках — визнаний гідним Державної премії.

Скончался Валентин Петрович 23 квітня 1953 року. Він багато ще встигла зробити. Мріяв щодо написання книги про свою нелегку творчий шлях, майбутньому високочастотної техніки, неодмінному «союзі науку й промисловості - заставі успіхів у вирішенні нових складних науково-технічних проблем».

В передмісті Ленінграда у одному з стародавніх палаців був відкритий Науково-дослідний інститут з високої частоти, якому дали ім'я В. П. Вологдина.

«Кило вати»

В роки (1912 — 1915), коли В. П. Вологдин створив перші электромашинные генератори високої частоти для установки на радіостанціях, уявлення про бездротового зв’язку навіть у освічених людей були дуже примітивні. Про вельми цікавому епізоді, що характеризує що здається складність і незвичайність найпростіших іскрових радіопередавачів, розповідає одне із найстаріших вітчизняних радиоспециалистов П.О. Дотепників у спогадах про М.А. Бонч-Бруевиче (1) — видатного вченого у сфері радіозв'язку. Після закінчення інженерного училища Бонч-Бруєвич в 1912 р. вступив у Офіцерську електротехнічну школу (перетворену згодом у Воєнну академію зв’язку у Петербурзі) й у 1914 року разом з іншими слухачами брав участь у польових маневрах за сталою практикою радіозв'язку під Царським Селом.

Шум іскрового радіопередавача привернув увагу коменданта Царскосельского палацу сановного генерала Воєйкова, що виконував верхову прогулянку. Придворний генерал, під'їхавши до радіостанції, запитав: «Що це таке?» Йому відповіли, що це польова корпусні радіостанція потужністю два кіловата.

— Кіло, вата, — задумливо повторив генерал.

— Насмілюсь доповісти, Ваша превосходительство, — бадьоро відповів Бонч-Бруєвич, — кіло вати!

Взглянув на щоглу, генерал поцікавився:

— І це що? Анатема?

Едва стримуючи сміх, слухачі здивувалися тому, як генерал примудрився переплутати відому драму письменника Леоніда Андрєєва з антеною. Бонч-Бруєвич знову бадьоро підтвердив:

— Так, Ваша превосходительство, саме вона — анатема.

— А цей… радій,. що він ж нагорі?

— Насмілюсь доповісти, — бадьоро відрапортував Бонч-Бруєвич, — нагорі анатемы у маленькому коробочці!

— Дякую, добродії. Усе це дуже цікаво, — вимовив генерал і поскакав.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.