Проблема с кинопленкой была в другом — для непосредственного воспроизведения — обычная негативная пленка не годилась. Нужна была позитивная. Вот только как она сделана, меня забыли проинформировать, что существенно осложняло изыскания.
Выкрутился предельно просто — снимать будем на обычную негативную пленку, а после ее проявки и сушки, будет еще один процесс — перенос негатива на новую пленку, где он станет позитивом. Вот эту пленку и будем крутить в кинопроекторах. А оригинал послужит для изготовления нескольких копий. Да, технология выходит сложнее привычной мне. Зато — ничего невыполнимого, или неизвестного не предвидится.
Чтоб жизнь не казалась малиной будущим кинопроизводителям — усложнил задачу. Конструировать камеру будем таким образом, чтоб пленка засвечивалась кадрами не полностью, оставляя с одного края не засвеченную полосу. Это будет звуковая дорожка. Как можно звук отобразить на кинопленке? Легко! Самый простой способ, это взять тонкую фольгу, натянуть ее на отверстие «микрофона» и подсветить сбоку точечным источником света, начиная от свечи и заканчивая лампой. Подойдет даже просто большая линза, собирающая и фокусирующая наружный свет. В итоге имеем «солнечный» зайчик, отражающийся от блестящей поверхности натянутой мембраны и пляшущий по фотопленке в такт колебаний фольги. А фольга колеблется с частотой принимаемых ей звуков. Оптическая схема, безусловно, будет сложнее описанной — будут нужны еще линзы, и построечные зеркала, или аналогичные оптические элементы. Но принцип записи звука на кинопленке пляшущим солнечным зайчиком — остается неизменным. В результате имеем на пленке след от световой «змеи», то сужающийся, то расширяющийся, в пляске толщины которого закодированы звуки. Теоретически, можно и стерео звук организовать — тогда по пленке будут просто змеиться две полоски. Но пока обойдемся моно звуком. Все одно есть проблема, как его воспроизводить.
Если кинопроектор, проецирующий на экран передергивающиеся кадры фильма, устроен аналогично кинокамере, то звук, даже в виде колеблющегося луча света, полученного просвечиванием пленки лампой кинопроектора — человеку понятен не будет. Необходимо преобразовать колебания света в звук. И метод для этого мне был известен только один — чувствительный полупроводниковый фотоэлемент, усилитель низкой частоты и динамики. Затык? Вовсе нет. Любой полупроводниковый диод, начиная от купроксного, и заканчивая цинкитовым детектором — с удовольствием меняют свои свойства при падении на кристалл концентрированного пучка света. Вопрос только в подборе параметров. Да и конструировать кинопроектор можно пока без воспроизведения звука, а потом просто добавлять к проекторам звуковой модуль. На конструкцию кинокамеры вопрос воспроизведения вообще не влияет, и ей можно смело начинать заниматься.
Так как зашел разговор про необходимость изготовления усилителей звуковой частоты для кинопроекторов — логичным будет и создание магнитофонов. Точнее, прообразов магнитофона.
В мое время магнитофон был самым культовым устройством, пока его не вытеснили цифровые технологии, которые мне еще долго будут не по зубам. Принцип аналоговой записи звука на магнитный носитель прост и понятен.
Что будет если перед намотанной тонкой проволокой катушкой поводить магнитом? Известно что! Магнитные поля наведут в катушке электрический ток. Если этот ток отправить в динамик, будут слышны щелчки, в момент, когда магнит мимо катушки проносят. Если катушка маленькая, а манит слабый — динамик придется подключать через усилитель, и тогда вновь услышим все те же щелчки. А если наоборот, вместо динамика к усилителю подключим катушку, то щелчки в ней преобразуются в электромагнитное поле, которое намагнитит проносимое мимо катушки железо, сохраняя в нем «отпечаток» этих самых щелчков. Вот и весь принцип магнитофона.
Более того, первые опыты с прототипами звукозаписывающих и звуковоспроизводящих аппаратов так и выглядели — от угольного микрофона, через усилитель, наводили в катушке электромагнитное поле, мимо катушки протягивали стальную проволоку, проволока намагничивалась и сохраняла «отпечаток» сказанного в микрофон.
Затем эту проволоку перематывали и пускали перед катушкой еще раз, только теперь катушка была подключена к динамику через усилитель. В динамиках раздавались те звуки, которые ранее произносились в микрофон.
Просто как грабли! Если есть тот самый усилитель. Потому как, если его нет — то граммофон выглядит значительно лучше по звучанию, с его механической системой воспроизведения звука, чем слабые хрипы в динамиках без усилителей. А в те года, когда проводили первые эксперименты с магнитофонами — усилителями даже не пахло. Вот дело и заглохло.
Как только появились детали, способные управлять электрической рекой, и усиливать слабые сигналы — про магнитофоны немедленно вспомнили, и эксперименты побежали в гору, к промышленному производству. От стальной проволоки отказались, найдя ей более качественный заменитель — порошок оксида железа три, который широко применялся как полировочная паста и пигмент красителя. В природе этот оксид распространен широко, как руда, которую рудознатцы зовут красным железняком. Из нее, по большей части, и состоит Курская магнитная аномалия. Характерный цвет магнитофонных лент моего времени и является основным цветом этого оксида. Это потом уже начали усложнять состав лент, добавляя в них оксиды хрома, йодистое железо и прочие усовершенствования. Но если решать вопрос просто и в лоб — то нужна тонкая укозная пленка, шириной миллиметров восемь, на одну поверхность которой наносим эмульсию, по технологии фотопленки — только вместо серебра в эмульсии будет размолотая пыль красного железняка. Были, кстати, проекты лент даже с обычными железными опилками, приклеенными к бумажной ленте. Но красный железняк оказался наиболее перспективен в деле магнитной записи, и его было много.
Правда, уперлись в обычную проблему — руда чистой не бывает, а примеси все портят. Тогда оксид железа принялись синтезировать искусственно, растворяя очищенное железо в серной кислоте, и затем прокаливая на воздухе получившуюся железную соль. В результате выходил довольно чистый оксид железа три, и серный газ, который шел обратно на синтез серной кислоты. Именно эта цепочка давала нам полировальный порошок для оптиков.
Следующая проблема магнитофонной ленты была чисто механической — эмульсия порой осыпалась с основы, и, кроме того, будучи полировальным составом, оксид железа изнашивал все механизмы, по которой он терся при работе. Но пока на это наплюем — эксперименты покажут.
Следующим подводным камнем в магнитофонах стали неравномерные свойства самого оксида по намагничиванию. Слабый сигнал катушки оксид презрительно игнорировал. Выкрутились из этого положения довольно хитро — предварительно намагничивали ленту частотой около 100 килогерц, взбадривая оксид, и уж потом записывали на ленту звуковой сигнал. Тогда и появились перед записывающими-воспроизводящими катушками, дополнительные катушки «подмагничивания». Их объединяли обычно со стирающими катушками, хотя, роль стирающей катушки легко может выполнить обычный постоянный магнит. Но раз уж все одно нужна катушка подмагничивания — можно ее и для стирания использовать. Замечу, что путь до этих «тандемов» катушек в истории магнитофонов моего времени был долог и тернист — хорошо, что не придется повторять его с нуля, а можно воспользоваться готовыми решениями. Нам и без этого хватит экспериментов по подбору железа в сердечниках катушек, соотношений уровней сигнала и тому подобного.
Кстати, те самые катушки, которые в магнитофонах называют магнитными головками — изделие сложное, можно сказать, ювелирное. Сердечник в них набирают из очень тонкого трансформаторного железа с большим процентом содержания кремния — мы это железо еще только осваиваем. Форма, обычно кольцевая, и размеры этого сердечника — тайна, покрытая мраком. Правда, с небольшим лучиком света, так как видел и ковырял эти головки в свое время. Но и тут экспериментов будет с избытком. Щель в сердечнике нужно пропилить очень тонкую, буквально, толщиной с тонкую нитку. Думаю, ниткой с абразивом пилить и будем. В идеале, в эту щель еще прокладку из бронзы надо вставить, тогда головка будет меньше на погоду реагировать, да и износ у нее будет чуть меньше, так как хорошая бронза возьмет основной износ на себя.
Переползя эти сложности, упираемся в следующие — ленту надо равномерно двигать мимо головки. Благо, и тут мне изобретать ничего не надо все шишки набили более умные люди в мое время. Остается вспомнить, что на моем бобинном магнитофоне стоял переключатель скоростей на 9 и 19 сантиметров в секунду. Возьму пока опорную скорость в 9,42 см в секунду. Почему так дробно? Да это все число Пи виновато. Опорный вал диаметром в 10 миллиметров, делая три оборота в секунду, обеспечит именно такую скорость лентопротяжки. А если задаться иной скоростью, то надо либо вал делать дробного диаметра, либо механизм задания оборотов дробный. Делать в железе дробные варианты сложно — пусть будет скорость не целой.
Вот для механизма лентопротяжки собирался использовать не совсем обычный подход. Поставил себе задачу обеспечить работу магнитофона без батареек и без сетевого питания электричеством. А как тогда? Да легко! У нас есть отработанный механизм граммофонов, на мощной заводной пружине. Дорабатываем этот механизм шестерней, крутящей маленький генератор, и повышающей шестерней для механического генератора частоты подмагничивания. В результате имеем автономный механизм, способный воспроизводить магнитные ленты даже в глубинке, не ведающей, что такое прорывные технологии. Звук, правда, сильным не будет — от силы по одному ватту на динамик, но для личного пользования пока хватит. Можно будет снабжать такие магнитофоны дополнительным модулем подзарядки, в виде маленького электродвигателя, работающего от сети или батарей, который будет включаться по мере раскручивания витков заводной пружины и заводить ее автоматически.