Магнетрон - Георгий Бабат

Рита вздохнула. Слушатели смотрели на нее сочувственно, а Муравейский вздохнул вместе с ней.

— С тех пор и по сей день, — продолжала Рита, — мы с этим летчиком не встречались.

— Забыть вас мог бы только человек, совершенно лишенный чувства прекрасного! — изрек Муравейский.

— Я вовсе не говорила, что меня кто-то забыл! — возмутилась Рита. — Он пишет мне, что с момента разлуки занят решением задачи о встрече. И если нам ничто не помешает, мы увидимся с ним этой весной на берегу Черного моря.

— Позвольте! — вдруг спохватился Веснин. — Зачем же летчик оставлял в залог своего возвращения пуговицу, когда в вагоне были все его вещи?

— Ох, только математики могут быть такими рассудительными! — вздохнула Рита. — Вы математик, да? Никогда не видела живого математика.

Все рассмеялись, за исключением гражданина, лежавшего на верхней полке, который только еще громче всхрапнул.

— Что касается математики, я считаю ее слишком абстрактной наукой, — сказал Муравейский. — Давайте лучше поговорим о чем-нибудь более земном. Если бы вы, товарищ Рита, рискнули показать мне свою левую ладонь, то я предсказал бы вам ваше будущее с такой точностью, как этого не смог бы сделать ни математик, сидящий визави, ни какой-нибудь другой человек, занимающийся интегральным исчислением.

Он взял своей мощной дланью маленькую руку Риты, взглянул на ее ладонь и запел:

Я ваши мысли знаю,Я по руке читаю…

Веснин извинился и вышел в коридор. Если бы он остался в купе, то, возможно, узнал бы много интересного и без помощи хиромантии, астрологии или любой другой оккультной науки, в тайны которых в данный момент Муравейский посвящал юную представительницу сценического искусства. Продолжив беседу с Ритой, Веснин мог бы узнать, что молодого человека, искавшего ночью фиалки в степи, зовут Анатолий Сидоренко, что живет он теперь в Детском Селе, под Ленинградом… Вернувшись из командировки, Веснин непременно разыскал бы друга своего детства. И тут выяснилось бы, что Сидоренко работает летчиком-испытателем на Детскосельской ионосферной станции. Это об его упрямстве говорил Веснину сотрудник Горбачева Геннадий Угаров, это голос Сидоренко слышал Веснин в громкоговорителе на опытном поле ионосферной станции, присутствуя на испытании прибора я свой.

«Включаю радиус, — говорил Сидоренко, — включаю радиус…»

Но Веснин ушел из купе в коридор. Его мысли занимал трактат Хладного, а не приключение на полустанке.

«Трактат акустики»

В коридоре Веснин подошел к окну, но уже ничего не увидел, кроме отражения своего лица в темном стекле. Откинув от стенки складной стул, он сел и углубился в трактат Хладного. С жадным любопытством принялся он читать описание того, что делал Хладный — этот человек с таким чудовищно длинным именем: Эрнест Флоренс Фридрих, считавший, что слишком поздно занялся наукой — в девятнадцать лет… Хладный сделал следующие наблюдения:

…Между прочим, я заметил, что каждая не очень малая стеклянная или металлическая пластинка издает разнообразные тоны, если я касаюсь ее и ударяю ее в различных местах, и я желал узнать причину этого еще никем не исследованного различия тонов.

Мысль Веснина была направлена на магнетронный генератор. И все, что он видел, слышал, читал, каким-то глубинным течением задевало центральную, основную идею, владеющую им, и, на мгновенье коснувшись, обновляло ее рядом новых, неожиданных ассоциаций. Читая Хладного, он думал:

«Любая реальная конструкция может совершать колебания самых различных частот. Математический маятник, который имеет одну-единственную частоту собственных колебаний, — это не более как абстракция, созданная для удобства расчета. Такой же абстракцией является и электрический колебательный контур, состоящий из одной емкости и одной самоиндукции, который якобы также имеет одну-единственную частоту собственных колебаний. Всякая же материальная система имеет целый спектр собственных колебаний. Все дело в том, как выделить из этого спектра основную, наиболее интересующую нас частоту колебаний и подавить все остальные частоты, которые являются паразитными. Маятник для часов можно сконструировать так, что его основная частота будет находиться очень далеко от паразитных. Этот физический маятник очень близок к своему математическому идеалу. Так же далеко отстоят паразитные колебания от основной частоты и в электрическом контуре, составленном из одной катушки и одного конденсатора, когда их размеры малы по сравнению с длиной электромагнитной волны. Но все запутывается и усложняется, когда переходим к колебательным системам, составленным из большого числа звеньев. Это справедливо и для электротехники и для акустики».

Сухие, чисто деловые соображения не мешали Веснину одновременно получать удовольствие от чтения трактата. Старинный язык Хладного и его манера изложения звучали несколько сказочно под аккомпанемент радио, которое был включено в коридоре вагона для удовольствия пассажиров.

Я укрепил в тиски медный кружок на оси и заметил, что, проводя по нему смычком, можно произвести различные тоны…

…Наблюдения Лихтенберга над фигурами, которые появились при посыпании смоляным порошком стеклянных или смоляных пластинок с различными электричествами, над чем я производил различные опыты, подали мне мысль, что, может быть, разнообразные виды вибраций кружка также обнаружатся различными фигурами, если я посыплю его песком или чем-нибудь подобным. При этих опытах появились на упомянутом уже кружке звездовидные фигуры; затем одни наблюдения следовали за другими…

Веснин читал о том, как Хладный укреплял диски на вертикальной стойке. Диск посыпан песком. Хладный проводит смычком по краю. Песок располагается на двух диаметрах диска. Диск разделен на четыре вибрирующие части и издает низкий тон. Хладный снова насыпает песок. Теперь он прижимает край диска в одной точке пальцем и проводит смычком в точке, отстоящей от прижатой на 30 градусов. Песок немедленно располагается в форме шестилучевой звезды. На диске шесть вибрирующих секторов, отделенных один от другого шестью узловыми линиями. Опыт следует за опытом, вибрирующий диск делится на десять, двенадцать, четырнадцать, шестнадцать секторов. По мере того как деления становятся мельче, вибрации совершаются быстрее и тон, следовательно, становится выше. Тон, происходящий при шестнадцати секторах, на которые разделяется кружок, так резок, что его почти больно слушать…

«В этих опытах Хладный показал, — размышлял Веснин, — что механическая колебательная система может быть возбуждена на любой из частот присущего ей спектра. В магнетроне многорезонаторный анод возбуждается электронными потоками и приводится ими в электромагнитные колебания, как пластинки Хладного приводятся в звуковые колебания движениями смычка. И в магнетроне один и тот же анод при разных условиях колеблется с разными частотами. Как же выделить из всего спектра колебаний анода одну, интересующую нас частоту? Хладный, чтобы заставить пластинку издавать определенный тон, прижимал ее в определенной точке пальцем. А что же надо сделать с анодом? Чем больше отношение размеров резонатора к длине волны, тем ближе друг к другу смежные частоты спектра колебаний, — продолжал развивать свою мысль Веснин, — тем труднее удержать колебания на одной избранной частоте, тем легче происходят перескоки колебаний с одной частоты на другую.

Так было и у Хладного, когда его вибрирующая пластина делилась на большое число частей. Когда на пластине появлялось множество узловых песчаных линий, то эти линии становились неустойчивыми, узоры их зыбились, менялись, расплывались…

Легко избежать перескоков с одного типа колебаний резонатора на другой тип колебаний, если отношение размеров резонатора к длине волны невелико. Когда у Хладного пластинка делилась всего на четыре, шесть секторов, то тон звучания оставался неизменным, рисунок песчаного узора был устойчив. Так же устойчива была в магнетроне частота колебаний, когда анод состоял всего лишь из четырех резонаторов.

Но чтобы сочетать большую мощность с высокой частотой колебаний, неизбежно надо увеличивать отношение размеров генератора к длине электромагнитной волны. Мочалов также подчеркнул, что этого положения надо придерживаться при конструировании магнетрона. Как же при этом условии сохранить устойчивость колебаний? Ясно, что есть конструкции более устойчивые и менее устойчивые, конструкции с большим и с меньшим разделением частот. Это совершенно новое качество конструкции. Никогда раньше ни в одном из разделов техники подобный вопрос не рассматривался.