Рычаг может быть механический. Многие измерительные приборы устроены на принципе механического рычага: указательная стрелка - это и есть то длинное его плечо, которое дает увеличение размаха.
Но для записи гребешков такой рычаг не годится. Уж очень большие тут требуются увеличения, чтобы представить в наглядном виде микроскопическую поверхностную рябь. Пришлось бы протягивать слишком длинное металлическое плечо, тяжелое и неповоротливое. Такой рычаг и не сдвинешь легчайшими колебаниями иглы. Все застрянет в путах инерции. Рычаг тут должен быть какой-то иной.
Узнал Клейменов и о том, как в поисках такого рычага и началось содружество разных наук - кооперация, как принято говорить. На помощь механикам пришли оптики. Они предложили из своего арсенала длинное и невесомое плечо: световой луч. Движения иглы, прыгающей по гребешкам, передаются зеркальцу, которое и отбрасывает зайчика на экран. Малейший поворот зеркальца - и световой рычаг чертит своим длинным плечом по экрану или фотопленке, оставляя увеличенный след гребешка. Зайчик повторяет каждый прыжок иглы, но гораздо выше.
Мальчишка, пускающий весной зайчика из окна, ослепляя прохожих, - он, собственно, и устраивает себе такой прибор. Легкое движение руки с зеркальцем отбрасывает луч далеко, на противоположную сторону улицы.
Но не так-то легко было приручить к рисованию гребешков этого шаловливого зайчика, Годы труда затратил первый советский конструктор профилографов инженер Аммон, чтобы заставить зайчика прыгать выше, чем игла, в две с половиной тысячи раз. И еще с десяток лет прошло, прежде чем ленинградскому оптику Левину удалось совершить дальнейший значительный шаг: световой зайчик стал прыгать у него выше иглы в четырнадцать тысяч раз. Микронный бугорок вырастает в записи на пленке до величины уже больше сантиметра.
Эти профилографы несли вполне достойную службу, помогая, между прочим, и разработке первых стандартов. И все же переход к наивысшей чувствительности требовал уже нечто другое. Увеличение в десятки и десятки тысяч раз - вот что, вероятно, понадобится. Какой же необыкновенный рычаг способен такое осуществить?
В смущении стоял молодой заводской конструктор перед громадой вырастающей задачи. Только сейчас, когда начинаешь ближе узнавать, что сделано другими, понемногу приоткрывается, что ожидает тебя самого.
Рычаг оптический. Можно ли с его помощью совершить дальнейший скачок? Туда, где речь идет уже об увеличении в десятки тысяч раз? Клейменов не мог найти такие примеры. Какой же нужен тогда рычаг?
«А если электричество?» - возникал естественно вопрос. Почему бы не использовать для увеличения записи гребешков электричество?
Самая гибкая, молниеносная сила нашего века. Она уже служит в профилометрах для математического подсчета гребешков. Почему же ей не служить и для рисования? Электричество легко поддается увеличению, просто и без потерь. Это не то, что плечо световое, которое расплывается и слабеет с расстоянием. Электричество может дать рычагу то самое длинное плечо, хотя и будет оно в виде какой-нибудь катушки или спирали. Простое увеличение тока - и плечо это растет.
Верный ключ к задаче. Вставить в прибор вместо рычага оптического рычаг электрический.
- Хорошо бы, конечно, - подтвердил Георгий Иванович.
Мысль заманчивая. И, вероятно, не только им одним должна была она прийти в голову. Так что же имеется на сей счет у других?
С этого вопроса, вполне естественного, и начался первый заводской опыт, который привел… К чему он привел, мы сейчас и увидим.
ОБМАНЧИВЫЙ ЭФФЕКТ
- Ничего себе приборчик! - воскликнул Евгений Александрович, изогнув свои густые брови.
Им попалось занятное описание в одной из переводных книг. Американская новинка под названием «анализатор Браш».
Город Кливленд в штате Огайо. Город машиностроения, автомобильного производства, черной металлургии и финансовых магнатов, совершающих крупные сделки вплоть до выдвижения, и свержения политических деятелей. Здесь-то под сенью большого капитала и сорокавосьмиэтажного небоскреба приютилась та самая фирма «Браш-Компани», где была произведена эта попытка - применить электрический рычаг для рисования гребешков. Рычаг весьма оригинального свойства, построенный по последним достижениям науки и красочно расписанный в проспектах фирмы. Рычаг увеличения в шестьдесят тысяч раз. Невероятный скачок в сравнении со всем, что было известно прежде. Шестьдесят тысяч! Трудно даже сразу поверить.
Кливлендские инженеры решили использовать в своем приборе так называемый пьезоэффект. Явление, пленяющее умы современников не только своим звучным названием, но и поистине ослепительными возможностями.
Простая пластинка из кристаллика сегнетовой соли при малейшем изгибании рождает электрические заряды.
В свою очередь, электрический ток, подведенный к такой пластинке, заставляет ее колебаться. Удивительное превращение механического движения в электрическое и обратно. Превращение самым прямым путем, без всяких промежуточных ступеней. Человечество, веками принимавшее сегнетовую соль в качестве немудрого аптекарского средства от желудка, и не подозревало долго, что глотает с этими бесцветными горьковатыми кристалликами технические чудеса будущего. Радио, телефония, волшебства ультразвука - где только не проявили себя эти крохотные пластинки, обладающие изумительным даром пьезоэффекта!
А теперь находчивые американцы пустили их на рисование невидимых гребешков. Игла, бегущая по поверхности, колеблет пьезопластинку! Вверх-вниз, гребешки- впадинки… Бегут заряды, идет ток. Усиленный во множество раз, он заставляет пластинку на другом конце прибора совершать усиленные взмахи. Пластинка размахивает пером, которое и чертит микропрофиль в большом масштабе. Пожалуйте, электрокардиограмма поверхности готова. Оригинальный, непревзойденный способ.
Вот что обещал принцип, заложенный в «анализаторе Браш».
- Примем! - коротко и энергично высказался Евгений Александрович.
- Попробуем… - поправил Георгий Иванович.
Главный конструктор всегда с осторожностью относился к тому, что сулило вдруг сразу нечто необычайное, ошеломляющее. Увлекаться им здесь особенно нельзя. Здесь все же завод, и от них, от заводских конструкторов, ждут не откровений и сенсаций, а решения практических задач, создания новых, но вполне реальных устройств, которые должны быть обязательно освоены затем в производстве. Заводские цехи, окружающие конструкторский отдел, цехи со своей жесткой программой серийного или массового выпуска изделий накладывали на всякий поиск нового очень строгие условия.
Американский прибор. Что было им известно о нем? Только общее описание. Фотография внешнего вида также ни о чем, по существу, не говорила. А чисто конструктивная сторона - как там все устроено - об этом ни слова. Хотя выглядело все это так завлекательно!
Надо самим построить, проверить…
- Тут нужен эксперимент, - сказал Георгий Иванович.
Да, иначе не обойтись. Заводской эксперимент, собственными силами, с помощью своих заводских лабораторий.
К тому же открылась еще лишняя возможность. Назревшие идеи носятся в воздухе. Чуть ли не в те же дни пришло весьма подходящее предложение. Один из авиационных институтов, где, конечно, крайне нуждаются в средствах измерения гребешков, спрашивал, может ли завод изготовить прибор с большим увеличением, ну, как, скажем, этот американский «анализатор Браш». Институт также был обольщен тем, что открывал модный способ пьезоэффекта.
- На ловца и зверь бежит, - лукаво прищурился Георгий Иванович.
Действительно, удачное сочетание: с одной стороны, нужный эксперимент, а с другой - реальный заказ. Двойной интерес. И, конечно, двойные надежды.
А надежды, говоря по правде, были у них не малые. Всегда ли они только оправдываются, вот что.
Они сидят в темноватом помещении, похожем на коридор, с длинными сплошными полками по стенам, где размещается электролаборатория завода, и всматриваются, пристально всматриваются в небольшой матовый экран, поставленный перед ними. На этом экране осциллографа заводские электрики показывают им, что же происходит, когда в опытном устройстве начинают работать маленькие пьезопластинки. Причудливая картина возникает на экране: изумрудно-зеленоватая полоска извивается там, мерно колышется, словно плавая в молоке тумана.
И с каждым разом на лице Георгия Ивановича все сильнее проступает выражение полной разочарованности.
- Шалит, шалит! - повторяет он, указывая Клейменову на экран.
Клейменов и сам видит: да, шалит. Изумрудная полоска слишком заметно меняет свою форму. Нет постоянства. Пьезопластинки проявляют высокую чуткость, отзываясь на малейшее колебание. Но в этой чуткости нет постоянства. Условия опыта остаются как будто одни и те же, а пластинки отвечают по-разному. То одна картина возникает на экране, то вдруг иная. Странно ведет себя пьезоэлектрический рычаг.
Уже какую неделю пытаются заводские электрики наладить работу пластинок, выяснить, откуда же такие капризы.
Увы, сама стихия, погода - влажность воздуха и температура, - оказывается, влияет на чувствительные пьезопластинки. Их легко выбить из колеи. И на экране осциллографа - разводы искажений.
Заходит в электролабораторию Евгений Александрович, иронически вздымает брови:
- Ну и эффект!
Прибор должен быть высокой точности, строгой, неукоснительной точности - что бы он ни измерял, сколько бы ни измерял, - а тут вдруг такие вольности. Понимаете ли, погода действует!
Правда, опыты показывали, что пьезоэлектрический рычаг позволяет достичь увеличения и в тридцать тысяч раз, и в шестьдесят тысяч, и, может, еще больше. Очень эффективное увеличение. Но постоянство! Отсутствие постоянства сводит на нет весь эффект.
Неизвестно, как мирились с этим создатели «анализатора Браш» из Кливленда.
- Нам это не годится, - признает наконец Георгий Иванович. - Хотя… - раздумывает он вслух. - Как же все-таки они-то? Может, мы не так что-нибудь?