Сергей Истомин - Самые знаменитые изобретатели России

• Название: Самые знаменитые изобретатели России
• Автор: Сергей Истомин
• Издательство: Вече
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2002
• ISBN: 5-7838-0621-8

Новая книга серии «Самые знаменитые» — о великих русских новаторах, изобретателях и первопроходцах техники. Многие технические средства, впервые появившиеся в истории человечества, были изобретены именно в России: паровая заводская машина, электрический телеграф, гальваническая копия, радиоприёмник и т.д.

Читатель книги узнает много нового о таких уже известных изобретателях, как Андрей Чохов, Иван Фёдоров, И.И. Ползунов, А.С. Попов, И.И. Сикорский, А.Н. Туполев, А.И. Микоян, С.В. Ильюшин, М.Т. Калашников...

---

Так, в период 1894—1900 гг. наряду с исследованиями в области магнетизма, он разрабатывал новую систему аккумуляторов с подвижным слоем электролита; занимался вопросами экономичного превращения тепловой энергии в электрическую и электрической в тепловую; создал систему электрической сигнализации с автоматическими выключателями в применении к командным телеграфам, пожарной сигнализации и телефонным станциям.

Будучи членом Русского технического и Русского физико-химического обществ, Розинг выступал с докладами и сообщениями, принимал участие в дискуссиях, входил в состав различных комиссий. С 1906 по 1918 г. он был членом редакционной коллегии журнала «Электричество», издаваемого VI (электротехническим) отделом Русского технического общества.

Розинг стремился быть в курсе всех последних достижений науки и техники, новейших открытий и изобретений. В этом ему помогало знание нескольких иностранных языков. В журнале «Электричество» на протяжении многих лет печатались его рефераты и рецензии на иностранные книги по физике, теоретической электротехнике, электрическим измерениям, химическим источникам тока. Но центральное место в научно-изобретательской деятельности Розинга занимают исследования в области электрической передачи изображений на расстояние, или, как он говорил, электрической телескопии, начатые им в 1897 г. (термин «телевидение» тогда ещё не вошёл в употребление).

К этому времени были уже известны предложенные в разных странах, в том числе и России, многочисленные проекты телевизионных систем, основу которых составляли более или менее сложные механические устройства для разложения (развёртки) изображения на элементы и селеновое фотосопротивление, выполнявшее роль светоэлектрического преобразователя. Но ни одна из этих систем механического телевидения не была реализована практически. Проблема телевидения привлекла Розинга своей сложностью и новизной, а также перспективами, которые открывало её решение. Несколько лет он затратил на эксперименты с механическими и электрохимическими системами передачи изображений. В примитивных оптико-механических устройствах он увидел принципиальные недостатки механического телевидения.

Теоретические и экспериментальные исследования проблемы телевидения в целом привели его к следующему убеждению: «Попытки построения электрических телескопов на основах простой механики материальных тел, которая даёт в обычных условиях столь простые и, казалось бы, вполне осуществимые решения вопросов, должны неизбежно кончаться неудачами». Практическая телевизионная система должна, по его мнению, строиться на «замене инертных материальных механизмов безынертными в обыденном смысле этого слова устройствами».

В поисках таких безынерционных устройств Розинг обратился к новейшим на рубеже XIX и XX вв. научным открытиям и достижениям в области физики. В электрометрической лаборатории Технологического института Розинг пользовался осциллографом с электронно-лучевой трубкой и изучил её свойства. Наблюдая, как электронный луч вычерчивает на экране трубки сложные светящиеся фигуры, он решил, что электронно-лучевая трубка может быть использована в качестве безынерционного устройства для воспроизведения изображений в телевизионной системе.

Позднее он писал: «Катодный пучок есть именно то идеальное безынертное перо, которому самой природой уготовано место в аппарате получения (то есть приёмнике изображения) в электрическом телескопе».

В 1902 г. Борис Розинг решил на практике проверить свою идею. Он применил простую осциллографическую трубку в приёмном устройстве системы передачи изображений. Сигналы на трубку поступали от передающего устройства в виде электролитической ванны с четырьмя электродами, соединёнными с отклоняющими катушками трубки. Роль светового луча выполнял металлический стержень, перемещаемый по слою электролита в ванне. Движение электронного пучка по экрану трубки повторяло все движения металлического стержня, и светящееся пятно на экране вычерчивало вензеля, буквы и другие фигуры. Но такую систему ещё нельзя было считать телевизионной, так как она не была пригодной для передачи и воспроизведения движущихся изображений с различной яркостью отдельных элементов, то есть полутоновых изображений.

И Розинг нашёл способ модуляции интенсивности электронного пучка трубки, то есть изменения количества электронов, попадающих на экран, в соответствии с изменением яркости элементов передаваемого изображения. Этим он превратил осциллографическую трубку в телевизионную — прообраз современного кинескопа. Так было создано безынерционное приёмное устройство телевизионной системы.

Теперь нужно было найти способ безынерционного преобразования передаваемого изображения в электрические сигналы. Зная, что селеновое фотосопротивление непригодно для этой цели из-за большой инерционности, Розинг занялся исследованием фотоэлектрических свойств других веществ.

Следствием этого явилось решение применить в передающем устройстве щелочной фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Для проектирования световых лучей отдельных участков передаваемого изображения С на фотоэлементе МN Розинг сконструировал систему из двух многогранных зеркальных барабанов А и В, вращающихся с разными скоростями.

Так шаг за шагом он создавал свою систему электрической передачи изображений, настойчиво экспериментируя и проверяя практически каждое её звено. И только после того, как вся схема и все её элементы были тщательно продуманы, он подал заявку на привилегию на изобретение «Способа электрической передачи изображений» (Привилегия № 18076, заявлена 25 июля 1907 г.; рисунок взят из этой привилегии).

Это было спустя 10 лет после начала его первых опытов.

Основные принципиальные особенности системы Розинга по сравнению со всеми ранее предложенными системами заключались в применении специальной электронно-лучевой трубки с флуюоресцирующим экраном для воспроизведения изображений в приёмном устройстве и безынерционного фотоэлемента с внешним фотоэффектом в передающем устройстве. Применение электронно-лучевой трубки означало принципиально новое направление в развитии телевизионных систем — переход от оптико-механических устройств к электронным.

Так после настойчивых поисков Розинг нашёл правильное и оригинальное решение сложной задачи. Его приоритет на открытие нового способа приёма телевизионных изображений и применение электронно-лучевой трубки в телевизионной системе был закреплён в полученных им в 1908—1910 гг. российском и иностранных патентах. В отличие от других изобретателей в области телевидения, Розинг не только выдвинул новую идею, но и сам практически претворил ее в жизнь.

Введя ряд усовершенствований в свою систему и применив новый вид модуляции электронного пучка в трубке с целью повышения её чувствительности и увеличения яркости свечения экрана, он осуществил 9 мая 1911 г. первую передачу изображения на расстояние.

Передавалось изображение решетки, состоящей из четырёх полос, помещённой перед объективом передатчика. Это была первая в мире телевизионная передача, так как ни один из предшественников Розинга не мог показать свою систему в действии и передать хотя бы самое простое изображение. Она знаменательна не только как первая в истории мировой науки и техники телевизионная передача, но и как самый первый шаг на пути практического применения электронного телевидения.

Если учесть состояние техники электронных приборов того времени и отсутствие усилителей слабых фототоков, то следует признать, что получение на экране электронно-лучевой трубки даже простых изображений, передаваемых на небольшое расстояние, явилось величайшим научно-техническим достижением.

Русское техническое общество, отмечая заслуги Бориса Львовича Розинга в области электрической телескопии, наградило его в 1912 г. золотой медалью и премией имени почётного члена Общества К. Ф. Сименса. Но полученные результаты не удовлетворяли Розинга. Он отдавал себе отчёт в том, что эти результаты только подтверждали правильность принципов построения системы, но не могли считаться приемлемыми с практической точки зрения, и он продолжал совершенствовать свою систему, применив вместо газонаполненной трубки с холодным катодом вакуумную трубку с накаливаемым катодом и магнитной фокусировкой электронного пучка. В 1912—1914 гг. Розинг провёл теоретическое и экспериментальное исследование фокусировки электронного пучка продольным магнитным полем и вывел расчётную формулу, связывающую фокусное расстояние «магнитной линзы» с числом ампер-витков катушки.

Это можно рассматривать как первое практическое применение принципов электронной оптики в телевидении. Другим нововведением было получение отклоняющих токов и напряжений за счёт периодического заряда и разряда ёмкости линии. Попутно он разработал совместно с преподавателем Женского политехнического института М. В. Ивановым технологию изготовления калиевых фотоэлементов и организовал впервые в России их производство в лабораторных масштабах. Следует отметить, что Розинг проводил свои эксперименты, не получая необходимой материальной поддержки.