Магнетрон - Георгий Бабат

«Итак, — заключил свои размышления Веснин, — создана новая вещь, которой до этой минуты не было на Земле. Создание новой вещи, так же как рождение живого существа, обычно связано с болью, с тяжкими муками Как мне легко все досталось! Как мне повезло, невероятно повезло… Ай да я!»

Волновод

С грохотом распахнулась входная дверь лаборатории, и появились запыхавшиеся Бельговский и Костя Мухартов с трехметровым куском водосточной трубы из оцинкованного железа.

Бельговский не мог допустить, чтобы его верный друг Костя отсутствовал при первом успешном испытании магнетрона. Ведь в подготовку этого испытания столько было вложено Костиного труда! Поэтому, вместо того чтобы сразу тащить трубу, Бельговский бегом бросился в ремонтно-механический цех и упросил старшего мастера отпустить Костю в лабораторию:

— Самое большое на полчаса, по крайне срочному делу.

— Надо предупредить девочек, — сказал своему другу Костя, и оба молодых человека побежали в отдел теоретической физики.

На месте они застали только Валю. Начальник отдела Сергей Владимирович Кузовков, по ее словам, только что получил из экспедиции несколько пакетов и теперь занят у себя в кабинете. Наташа пошла в цех договориться относительно некоторых деталей для электролитической ванны, Сергей Владимирович ей это поручил И, чтобы не опоздать на опыт, как она это позже объяснила подруге, Валя, не дожидаясь ее и не успев ничего сказать Кузовкову, поспешила в бригаду промышленной электроники.

Она вошла в лабораторный зал, когда Чикарьков, Бельговский и Костя Мухартов укладывали трубу на лабораторные столы.

Муравейский разглагольствовал о том, почему именно эта труба должна дать решающий и окончательный ответ на то, какие именно волны создает магнетрон.

— Внутри металлической трубы может распространяться электромагнитная волна, длина которой не более одной целой и семи десятых диаметра трубы. Это критическая длина волны. Всякая более длинная электромагнитная волна по трубе не пойдет. — Муравейский приложил к водосточной трубе линейку: — В эту трубу пройдут лишь волны короче двадцати сантиметров. Более длинные волны обязательно угаснут у самого входа.

Предложение Муравейского было правильно и остроумно. Так как в распоряжении исследователей не было волномера сантиметрового диапазона, то эксперимент с трубой давал решающий ответ.

Степанова привязала неоновую лампочку к длинной стеклянной трубке. И когда Бельговский и Мухартов подвинули конец водосточной трубы к выводу энергии магнетрона, Нина Филипповна ввела лампочку на стеклянном жезле в трубу с другого конца.

Но, увы, лампочка оставалась темной. Веснин, защищая глаза от света, закрывал ладонями конец водосточной трубы и заглядывал туда много раз, но в неоновой лампочке нельзя было заметить ни малейшего проблеска.

— Давайте увеличивайте мощность! — скомандовал Муравейский. — Увеличьте связь вывода энергии с трубой.

Веснин снял высокое напряжение, чтобы переключить секции на анодном трансформаторе. При этом он зацепил вывода накала и оборвал их.

— Факир не был пьян, и фокус не удался, — прокомментировал это происшествие Муравейский.

Костя бросил на Михаила Григорьевича яростный взгляд, но ничего не сказал.

Наконец проводники от цепей питания магнетрона были снова присоединены. Веснин подвинул реостат регулировки накала, затем регулятор магнитного поля.

— Черт подери! Больше я ничего не могу сделать.

— Да подождите! Лампочка-то ведь светится, — сказала Степанова.

Теперь сомнений не было: неоновая лампочка светилась внутри трубы. Внутри этого куска водосточной трубы шли электромагнитные волны, и это были именно сантиметровые волны. Свечение лампочки было слабое, еле заметное. Но все-таки это было свечение.

— Опустить шторы! — приказал Муравейский.

Бельговский, Костя Мухартов и Чикарьков кинулись опускать шторы на окнах. В наступившей полутьме свечение сделалось ясным, отчетливым.

Впоследствии, уже в годы войны, в СССР были созданы многорезонаторные магнетроны, которые развивали длительную мощность в несколько киловатт, а в толчке — в импульсе — давали мощность в несколько тысяч киловатт. Да, это не обмолвка. Уже в 40-х годах были созданы лампы, которые развивали мощность большую, нежели курьерский электровоз. И лампа, создавшая такую мощность, была размером всего с кулак.

Когда к выходу трубы волновода, соединенного с таким магнетроном, подносили руку, то казалось, что на руку дует раскаленный поток воздуха: так плотен был луч электромагнитной энергии, выходящей из трубы. Между сложенными кольцом пальцами руки вспыхивала искра; на витке, образованном пальцами, наводилось напряжение выше тысячи вольт. Картошка, насаженная на карандаш и поднесенная к срезу волновода, испекалась в течение нескольких секунд. На металлической щетинке, приближенной к волноводу, загорался факел, а комок тонкой проволоки, брошенный в волновод, вспыхивал, как бенгальский огонь. Так велика была напряженность быстропеременного электромагнитного поля. Но все это было потом, много лет спустя после первых опытов Веснина.

— Я не понимаю, — сказала Степанова: — почему теперь у нас внутри трубы расстояние между максимумами больше, нежели это было на двухпроводной линии. Впечатление, что волна удлинилась раза в полтора.

— Ура, мы опровергли господина Хевисайда! — завопил Муравейский. — Теперь старик окончательно посрамлен.

Оливер Хевисайд, известный исследователь в области электричества, написал в конце прошлого века трактат о распространении электромагнитных колебаний. В этой работе он сделал замечание, что луч света может проходить внутри цилиндра из прозрачного материала — например, внутри стеклянного стержня или водяной струи. «Но, — писал Хевисайд, — электрические колебания более низких частот не способны распространяться внутри цилиндра из диэлектрика. Эти колебания могут идти лишь по кабелю, в котором имеется центральный проводник».

Это утверждение Хевисайда было затем опровергнуто другими теоретиками. Почти за четверть века до проведенных на заводе опытов с магнетроном английский физик Рэлей в своей «Теории звука» ввел понятие о критической длине волны.

В год, когда Веснин начал свои опыты, вышел в свет учебник профессора Ленинградского политехнического института Якова Ильича Френкеля, где уже давалась довольно детальная теория электромагнитных колебаний внутри труб и полостей.

И водосточная труба из оцинкованного железа вела себя точно так, как это было предсказано физиками-теоретиками. По теории распространения электромагнитных волн внутри труб следовало, что расстояние между пучностями должно быть несколько больше, нежели в свободной волне, распространяющейся в воздухе, или в волне, бегущей вдоль двухпроводной линии.

Первые сведения о трубах-волноводах за рубежом были опубликованы значительно позднее. Только в 1936–1937 году появились в американском журнале «Бэлл систем» и в журнале Американского института радиоинженеров сообщения о работах Саусворта, Бароу и Чу по экспериментальному изучению волноводов. Тогда же появились в печати разработанные Сергеем Щелкуновым, Керзоном и другими теории инженерного расчета волноводов.

— Вот видите, насколько мы умнее самого Хевисайда! — повторял Муравейский. — Давно замечено, что ошибки великих людей значительно более популярны, чем их заслуги.

Эти слова Муравейского о Хевисайде оправдались впоследствии неоднократно. В годы второй мировой войны был выпущен ряд монографий и учебников по радиоволноводам. И во многих из этих книг исторический обзор начинался с упоминания об ошибке Хевисайда.

После того как Веснин подрегулировал выпрямитель, питающий магнетрон, и уменьшил токоограничивающее сопротивление в анодной цепи магнетрона, свечение неоновой лампочки стало довольно ярким.

— Теперь давайте лампочку накаливания! — скомандовал Муравейский. — Пускай и она погорит в трубе.

Но лампочка накаливания не загоралась: для нее мощности не хватало. Затухание волны внутри трубы было слишком велико.

— Давайте, Володя, увеличивайте мощность! — требовал Муравейский.

Пока магнетроны Веснина не работали, Муравейский не стремился преувеличивать, даже перед самим собой, долю своего участия в этом деле. Его вполне удовлетворяла формула: «И моего тут капля есть». Но по мере того как испытание последней многорезонаторной конструкции шло все успешнее, в сознании Муравейского соответственно росла и оценка своих личных заслуг и своей доли участия в этом деле.

Все увереннее звучали слова отдаваемой им команды.

Приказав принести водосточную трубу, Муравейский мысленно подсчитал, что его доля в создании магнетрона равна по крайней мере 51 проценту. И теперь, когда было бесспорно установлено, что по трубе идут сантиметровые волны, Михаил Григорьевич распоряжался уже не как главный пайщик, а как хозяин.