Рис. 11 — это фотография аналогичного осциллятора с герметически закрытым ртутным прерывателем. В этой машине неподвижные части прерывателя внутри шкива находятся на трубке, через которую проходит изолированный провод, соединенный с одним контактом прерывателя, а другой находится в контакте с сосудом. Таким образом, скользящих колец удалось избежать и конструкция упростилась. Этот прибор был разработан для осцилляции меньшего напряжения и частоты, требовал первичных токов сравнительно меньшего ампеража, и использовался для возбуждения других резонансных цепей.
Рис. 12 показывает улучшенную форму осциллятора типа описанного на Рис. 10, в котором от поддерживающей штанги через полый вал мотора избавились, и устройство, накачивающее ртуть, поддерживается в своем положении за счет силы тяжести, как будет более подробно разъяснено в связи с другим рисунком. И емкость конденсатора, и первичные витки были сделаны переменными для целей получения осцилляции нескольких частот.
Рис. 13 — это фотографическое изображение другой формы осцилляторного трансформатора с герметически закрытым ртутным прерывателем, а диаграммы на Рис. 14 показывают соединения цепи и организацию частей, воспроизведенные из моего патента No. 609,245 от 15 Августа 1898, описывающего именно это устройство. Конденсатор, индуктивность, трансформатор и контроллер цепи расположены как и раньше, но последний имеет другую конструкцию, что станет ясно из рассмотрения Рис. 14. Полый шкив а укреплен на валу С, который установлен в вертикальном подшипнике, проходящем через постоянный магнит d мотора. Внутри сосуда на бесфрикционных подшипниках находится тело h из магнитного материала, которое окружено колпаком b в центре пластинчатого железного кольца на полярные участки которого 00 намотаны зарядные катушки р. Кольцо удерживается на четырех колоннах, и, когда намагничено, удерживает тело h в одном положении во врем; вращения шкива. Последний изготовлен из стали, но колпак лучше делать из Немецкого серебра, черненого кислотой, или никелированным. На теле h держится короткая трубка к, согнутая, как показано, для улавливания жидкости, когда она раскручивается, и выпускания ее на зубцы колеса, крепящегося к шкиву. Колесо показано на рисунке, контакт между ним и внешней цепью устанавливается через чашку со ртутью. Когда шкив быстро вращается, струя жидкости устремляется к колесу, тем самым устанавливая и разрывая контакт примерно 1,000 раз в секунду. Прибор работает тихо и, благодаря отсутствию окисляющихся частей, всегда остается чистым и в отличном состоянии. При этом, число прерываний в секунду может быть гораздо больше, давая токи, пригодные для беспроводной телеграфии и подобных целей.
Модифицированная форма осциллятора показана на Рис. 15 и 16, на первом из них фотографическое изображение, а на втором — схематическая иллюстрация, показывающая устройство внутренних частей контроллера. В данном случае, вал b, на котом крепится сосуд а, полый и поддерживает, в бесфрикционных подшипниках, шпиндель j, к которому крепится вес к. На изогнутом кронштейн е L, изолированном от последнего, но механически прикрепленному к нему, закреплено свободно вращающееся прерывающее колесо с выступами QQ. Колесо находится в электрическом контакте с внешней цепью через чашку со ртутью и изолированную втулку, крепящуюся со верхней стороны шкива. Благодаря наклонному положению мотора вес к удерживает прерывающее колесо в его положении за счет силы тяжести, и при вращении шкива цепь, в которую входят конденсатор и первичная катушка трансформатора, быстро замыкается и размыкается.
Рис. 17 показывает похожий прибор, в котором однако прерывающее устройство состоит из струи ртути, сталкивающейся с изолированным зубчатым колесом, держащемся на изолированном штифте в центре кожуха шкива, как показано. Соединение с цепью конденсатора идет через щетки, держащиеся на этом штифте.
Рис. 18 — фотография другого трансформатора с ртутным контроллером цепи колесного типа, в модифицированного некоторых отношениях, распространяться о которых надобности нет.
Это только лишь немногие из осцилляторных трансформаторов, которые я построил, и которые составляют только малую часть моих высокочастотных приборов, которым я надеюсь дать полное описание когда-нибудь в будущем, когда освобожусь от неотложной работы.
ДОСТИЖЕНИЯ В ПРАКТИКЕ И ИСКУССТВЕ ТЕЛЕФОТОГРАФИИ
Последние успешные эксперименты Эдуарда Белена из Париж а в передаче фотографий между Нь ю Йорко м и Сен т Луисом, на расстояние 1000 миль, конечно оживили интерес к этой довольно старой области науки. Прибо р М-ра Белена был изучен с учетом прошлых усилий в данном направлении, и следует признать, что Французский изобретатель достиг выдающегося усовершенствования. Хотя его аппарат во многих отношениях старый и хорошо известный, но все детали разработаны мастерски, и его фотографические репродукции — не просто хорошие подобия оригиналов, они в немалой степени выразительны. Подобно другим областям деятельности, передача фотографий на расстояние достигла своего нынешнего уровня, совершенства пройдя путем медленных и постепенных улучшений, достигнутых в результате ее 77 — ми летнего развития. Литература по этому предмету достаточно обширна и подробно изучить ее достаточно сложно, поскольку статьи опубликованы на разных языках и разбросаны по огромному количеству периодических изданий. Лиш ь одна полная и исчерпывающая (работа была опубликована в Германии Д-ро м Артуром Корном из Мюнхена и Д-ром Бруно Глатцелом.
ПЕРВЫЕ ПАТЕНТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ МНОГО ЛЕТ НАЗАД
Первоначально идея принадлежит Александру Бэйну, Шотландскому механику, который получил Британский патент на изобретение в 1843. Его план предполагал передачу печатных писем, чертежей и рисунков следующим образом: На передающей станции находился держатель с изолированными металлическими остриями, сделанный так, чтобы скользить по направляющим над рамкой, покоящейся поверх печатной страницы, которая должна передаваться на расстояние. Внутри этой рамки и под прямым углом к ее плоскости находится большое количество коротких проводков, заделанных в сургуч. Их нижние концы находятся в контакте с литерами, которые в свою очередь все соединены электрически. Когда держатель движется назад и вперед, замыкается и размыкается контакт между изолированными остриями и верхними концами коротких проводков, тем самым управляя течением тока через них Каждое металлическое острие было соединено отдельным проводом с получающей станцией, где находился аналогичный держатель, скользящий над химически подготовленной бумагой, лежащей на заземленной металлической пластине. Когда батарея на передающем конце одним из своих полюсов подключалась к литерам, а другим к земле, импульсы тока, через провода линии и химическую бумагу вызывали изменение цвета последней, тем самым воспроизводя символы. Чтоб ы получить удовлетворительные результаты, требовалось огромное количество проводов в линии и остриев, и понимая это, Бэй н предложил ограничиться только одним проводом, но не дал относительно этого полной информации. Далее Боннелли и другие изобретатели делали усовершенствования в его приборе, уменьшая количество проводов до|, всего лишь нескольких. Несомненно, несмотря на явную незрелость системы, она вполне могла иметь коммерческое применение для передачи печатного текста, чертежей и рисунков, и могла оказаться полезной.
Первый практический успех было достигнут англичанином, Фредериком Коллиером Бэйквеллом, который получил Британский патент на процесс, некоторые особенности которого оказались важными в последующие годы. Он использовал в качестве передатчика цилиндр, на котором буквы были написаны изолирующими чернилами. Металлическое острие касалось цилиндра и слабо смещалось с каждым поворотом последнего точно так же, как в фонографе ст старoro образца. Аналогичный цилиндр, покрытый химической бумагой и снабженный ск скользящим острием, находился на принимающей станции. Цилиндры были заземлены и в линии, соединяющий передающее и принимающее острия, была поставлена батарея. Течение тока вызывало обесцвечивание бумаги и воспроизведение написанных букв на принимающем конце. Учитывая то время, аппарат Бэйквелла был удивительно совершенен, особенно в поддержании синхронности вращения цилиндров, для чего использовалась и автоматическая, и ручная коррекция. Между Бэйквеллом и Бэйном разгорелся спор за славу первенства, но в этом отношении ошибки возникнуть не могло. Бэйн был автором идеи, тогда как Бэйквелл был первым, кто успешно ее воплотил.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕХИМИЧЕСКОЙ БУМАГИ ПРИЗНАНО НЕПРАКТИЧНЫМ
Использование химической бумаги было признано неудобным, и в 1851 Хипп избавился от нее, получая отпечатки на приемнике с помощью магнита, приводимого в действие передаваемыми импульсами. Любопытно при этом отметить, что современная технология полностью основывается именно на этом устройстве. В 1855 Касселли модифицировал аппарат (Бэйквелла, использовав точно синхронизированные маятники на передающей и принимающей станциях, тем самым заменив вращательное движение на возвратно-поступательное, как в схеме Бэйна. Как представляется, Касселли имел больше предприимчивости, чем его предшественники, и аппарат, который он улучшил в 1860, действительно применялся с некоторым успехом в течение короткого времени на службе между Парижем и несколькими другими городами Франции. Его отмена была вероятно обусловлена медленностью передачи и недостатком спроса на такого рода средства. Очень странно, что столь многие научные труды по физике и другие книги упоминают Касселли, игнорируя Бэйна и Блэйквелла.
Вскоре после этого Мейкр разработал систему, которая с успехом использовалась во франции и которую можно справедливо считать первым полностью практическим применением идей в этой области. Любопытное усовершенствование было сделано Герардом, который в 1865 предложил использовать плоские диски вместо цилиндров Бэйквелла. Даже после того, как для передачи стал применяться один провод, оставалось обязательным поддерживать точную синхронность между передатчиком и приемников, каковой задаче освятили свои силы множество изобретателей. Д'Арлинкур прибегнул к камертону, и его идея была впоследствии более совершенным способом воплощена Лакуром. Примерно в это время изобретениедостигло Америки, и в 187 °Сойер с его изобретательностью включился в развитие процесса, применив в нем цинковые клише. Они были очень надежными, и это было замечательнымуспехом.
В1880 Эдисон изобрел аппарат на принципе, применявшемся Сойером, за исключением того, что оттиски получались на бумаге в виде барельефа. Эта идея была подхвачена далее Деннисоном в устройствах возвратно-поступательного типа. Введение переменной системы передачи энергии Тесла принесло новые способы работы передатчиков и приемников. Использование синхронных моторов впервые было предложено Шини в 1893.
ПОЛУЧАЕТСЯ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ
Во всех случаях без исключения было необходимо предоставлять реальные отпечатки, ри- сунки или схемы для передачи, пока Ленуар не ввел в технологию фотографические пленки, дав возможность передавать картинки любого рода. Это было великим шагом вперед, но слава пер- вого практического успеха принадлежит Американскому инженеру, Н. Амштутцу, который впервые воспользовался фотографическими передающими клише и с огромным успехом. Ам- штутц был настоящим пионером, и его усовершенствование является существенным в совре- менных процессах. Правда, в начале 1865 Француз, Хуберт, предложил использовать буквы, написанные толстыми чернилами, но пользы от этого было немного, и Амштутц был несомненно первым, кто произвел и применил клише, от которых жизненно зависит сегодняшняя техно- логия. С его устройством были проведены совершенно удовлетворительные демонстрации в этой стране более 20 лет назад, когда по телеграфным проводам на большое расстояние были переданы картинки. Образцы его работы сохранились, и они ясно показывают, насколько он опережал свое время.
Следом за Амштутцем Данлани, Пальмер, Миллс и другие Американские изобретатели предприняли передачу картинок с большим или меньшим успехом. К этому времени возникла необходимость увеличить скорость процесса за счет ускорения устройств, а также с помощью множественных передач. Бельгийский изобретатель, Карбонелле, сделал важное усовершенст- вование в этом направлении, когда применил телефонную диафрагму, несущую пишущую иглу для выполнения оттисков.
Но наиболее успешным из всех изобретателей был Д-р Корн, как и наиболее плодовитым в предложенных им усовершенствованиях, из которых самым значимым стал фотографический метод записи, выполненный в 1903. Общая идея фотографической записи уже была выдвину- та Георгом Литтлом, и несколько лет спустя Диллон получил патент, включающий использова- ние чувствительной бумаги и зеркала, отражающего луч света на нее. Очевидно, однако, что в то время использование этого предложения было трудно осуществимо, потому что была еще не- достаточна развита фотография. В качестве примера можно упомянуть то, что в 1892 внимание научного мира было направлено на приемник с удивительной чувствительностью, состоящий из потока электронов, удерживаемого в чувствительном равновесии в вакуумной колбе, посредст- вом которого предлагалось применить фотографию для передачи телеграфных и телефонных со- общений через Атлантическое кабели, и позже беспроводным способом. Это предложение было встречено несокрушимыми возражениями против фотографического метода. На самом деле, процесс Белена стал возможен главным образом благодаря огромному развитию в облас- ти чувствительных пленок, возникшему в ответ на настойчивый спрос со стороны движущихся картин, а также простимулированному недавней войной.
ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ПРИМЕНЯЮТСЯ СЕЛЕНОВЫЕ ЯЧЕЙКИ И ВАКУУМНЫЕ ТРУБКИ
В аппарате, изобретенном Д-ром Корном, в качестве передатчика использованы селеновые ячейки, чтобы менять интенсивность посылаемого тока, а на принимающей станции он приме няет вакуумную трубку высокой интенсивности, которая отбрасывает свой свет через узкую щель на чувствительную пластину. Трубка возбуждается высокочастотными токами, подающи- мися с трансформатора Теслы, и может вспыхивать много тысяч раз в секунду. Движение при- нимающего элемента осуществляется через проводной гальванометр, осциллограф или телефонную диафрагму. Система Корна успешно применялась несколько прошедших лет в Гер- мании и других странах. На самом деле, она даже некоторое время применялась в беспровод- ной передаче. Патенты на этот способ передачи были выданы в 1898 и 1899 Кустеру и Г. Вильямсу, но устройства включали в себя использование волн Герца, и были неосуществимы- ми. Позднее получили патенты Фредерик Браун, Панса и Кнудсен, однако все они были имели недостатки. Успех в этом направлении был достигнут до сих пор только Корном, Бержонне и Т. Бейкером. Все без исключения изобретатели используют проводной гальванометр, кото- рый особенно удобен благодаря его высокой скорости. Телаутографическая передача подобны- ми способами по продам как и без проводов теперь стала обычной и выполняется с помощью передатчика, состоящего из двух компонент, первоначальная идея которого принадлежит анuличанину, Джонсу, который выдвинул много предложений в 1855.
В СОВРЕМЕННОМ РАЗВИТИИ ПРИМЕНЯЕТСЯ МНОГО СТАРЫХ ПРИНЦИПОВ
В этой короткой истории передачи изображений Белену принадлежит самая большая гла- ва. В процесс, который он в конце концов приспособил после многих лет непрерывных усилий, включается применение двух синхронно вращающихся цилиндров — один для передачи, а дру- гой для воспроизведения. Первы й сделан из меди и подготавливается к работе посредством по- крытия его поверхности тонким раствором шеллака, оборачивания вокруг него угольной копии фотографии ее лицевой стороной к цилиндру, и погружения всего этого в воду, в результате че- го желатин пристает к поверхности цилиндра пропорционально степени черноты, так что полу- чается барельефное подобие отпечатка. По этому цилиндру скользит игла микрофонной диафрагмы, которая медленно двигается вперед за счет вращения цилиндра как в фонографе. Таким способом давление угольных контактов меняется в сообразно изменениям поверхности, и микрофонные токи идут по передающим проводам на принимающую станцию, где они вызы- вают соответствующие отклонения зеркала, которое является частью высокочувствительного апериодического осциллографа. Сильный поток света, отраженный от этого зеркала, проходит через экран, проградуированный от полной прозрачности до затемненности, и через микроско- пическое отверстие падает на чувствительную пленку, обернутую вокруг принимающего цилин- дра. Принимаются специальные меры для поддержания синхронного хода цилиндров, потому что для хорошей работы это необходимо. Пленка, конечно же, защищена от внешнего света, и когда операция завершена, проявляется как обычно, так что в зависимости от положения экра- на получаются позитивные или негативные отпечатки. В этом аппарате нет ничего принципи- ально нового; на самом деле, каждый его элемент был открыт ранее. Даж е градуированный экран, который является одной из наиболее важных частей, использовался до этого Д-ром Корном. Но М-р Белен продемонстрировал заметную изобретательность и мастерство во всех деталях, его воспроизведенные фотографии — самые превосходные. Ест ь все основания пола- гать, что его усилия будут вознаграждены широким практическим применением его устройства.
СЛЕДУЮЩИМ ШАГОМ В РАЗВИТИИ ПЕРЕДАЧИ ДОЛЖНО СТАТЬ ТЕЛЕВИДЕНИЕ
Передача фотографий — это лишь первый шаг к неизмеримо большему достижению, — телевидению. Но это означает мгновенную передачу визуальных воздействий на любое рассто- яние по проводам или без. Это предмет, которому я посвятил 25 лет пристального изучения. Две преграды, которые годы назад казались непреодолимыми, успешно пройдены, но огром- ные сложности все еще на пути. На них наталкиваешься в инерции чувствительных ячеек и ог- ромной скорости, которая требуется для того, чтобы можно было видеть людей, объекты или сцены как в жизни. Эт о проблема создания передатчика, аналогичного хрусталику и сетчатке глаза, средства передачи, соответствующего оптическому нерву, и приемника, устроенного по- добно мозгу. Это гигантская задача, но я уверен, что мир увидит ее выполнение в ближайшем будущем.