Магнетрон - Георгий Бабат

Он снова надел пенсне и, видя, что Веснин глядит на него с недоумением, добавил:

— Конечно, не в режиме непрерывной работы, а в импульсном с высокой скважистостью.

— О мощностях больших, чем те, что получены, я пока боюсь думать, — ответил Веснин. — Мы и так даем предельные тепловые нагрузки… Простите, — смущенно закончил он, — я не вполне понял, что вы подразумеваете под термином режим с высокой скважистостью.

— Видите ли, это наше специфическое выражение, — негромко и даже как будто застенчиво пояснил Горбачев. — Простите, что я так вольно применяю жаргон нашей лаборатории… В наших установках генераторные приборы работают не непрерывно, а импульсами, то есть включаются на короткие отрезки времени, между которыми прибор бездействует. Отношение времени работы ко времени паузы мы и называем скважистостью. Мы часто работаем в режимах, когда скважистость — это десятитысячные доли. Это значит, что длительность импульса в несколько тысяч раз меньше паузы между импульсами. При импульсной работе с высокой скважистостью тепловая нагрузка мала, но она ограничивает мощность. Можно иметь большие мгновенные, пиковые мощности, те десятки или сотни киловатт, о которых я говорю, но малую среднюю мощность… Я прервал вас, извините…

С чувством еще непонятной ему самому тревоги Веснин закончил свой рассказ о магнетроне.

— Сантиметровые волны, — сказал он в заключение, — коротки по сравнению с размерами самолетов и кораблей. С помощью таких волн можно будет видеть эти объекты достаточно четко, почти так же хорошо, как при помощи световых волн.

Горбачев долго молчал. Наконец он произнес своим густым, низким голосом:

— Александр Васильевич Мочалов очень лестно охарактеризовал вас в своем письме. Из вашего рассказа я вижу, что вами проделана огромная работа… Все, что у вас сделано, — это очень интересно… Но я еще должен продумать, как это можно использовать в связи с нашей тематикой… Александр Васильевич просил познакомить вас со всеми работами нашей лаборатории. Я постараюсь это сделать самым подробным образом.

Горбачев открыл стальной несгораемый шкаф и достал оттуда папку. На ее обложке было нарисовано нечто, показавшееся Веснину наброском какого-то пейзажа с двумя башнями. Под рисунком стояла дата — 1928 год.

Горбачев раскрыл папку, снова закрыл ее и сказал:

— Начну несколько издалека… Видите ли, вы подходите к проблеме радиообнаружения с позиций оптики видимого света. Вы хотите, так сказать, осветить искомый объект чем-то вроде прожектора, с той лишь разницей, что вместо луча видимого света у вас будет луч сантиметровых волн. Для этого в приборе, который мы пока условно будем продолжать называть прожектором, вы вместо электрической дуги или яркой лампы накаливания хотите поставить магнетрон.

Веснин, спохватившись, что в знак согласия кивает головой, подумал, что с таким же успехом он мог бы хлопать глазами. Увы! Никакого подхода ни с «позиций оптики», ни с каких других у него к поставленному вопросу не было. Вообще говоря, он конкретно не представлял себе, как технически будет осуществлена идея видеть в темноте, сквозь туман. Уже в самом начале своей работы он поставил себе узкую специальную задачу: создать генератор сантиметровых волн. Этим он как бы очертил магический круг, за пределы которого не позволял себе выходить. Возможно, именно такая система и помогла ему создать многорезонаторный магнетрон. Что же дальше? Генератор создан, но как его можно будет применить на практике? Таких вопросов Веснин себе до сих пор не задавал. Он был застигнут врасплох. Он вспомнил, как в детстве они с Толькой Сидоренко развлекались знаменитым опытом с курицей. Прижимали ее клювом к полу и от клюва проводили мелом черту. Курица так и оставалась стоять, словно привязанная к нарисованной черте.

— Итак, — продолжал Горбачев, — вы подходили к делу с позиций оптики. Наш подход к решению задачи иной. — Лицо Евгения Кузьмича стало сосредоточенным, жестким, как у человека, который решился наконец приступить к неприятной ему самому, ко неизбежной операции. — Мы очень далеки от оптики. Мы пока не способны создать прибор, который принимал бы радиоволны, как глаз принимает видимый свет. Радиоприемник не может воссоздать пространственную структуру радиоволн, как это делает глаз для видимого света… Наш радиопередатчик вырабатывает отдельные серии колебаний в несколько сотен периодов, но вся такая серия длится не более нескольких микросекунд. Мы посылаем в пространство отдельные короткие импульсы. А затем измеряем время, которое протекает от момента посылки каждого импульса до момента возвращения его отражения обратно к нашей станции. Скорость распространения электромагнитной волны известна. Следовательно, время, прошедшее между отправлением импульса и его возвращением, определяет расстояние до объекта…

Этот принцип измерения расстояний при помощи «электромагнитного эха» был известен Веснину. Он читал о нем, когда производил свои литературные изыскания в библиотеке Комподиза. Но тогда Веснин не предполагал, что это электромагнитное эхо может иметь прямое, непосредственное отношение к работам по магнетрону.

— Когда глаз видит корабль, — говорил Горбачев, — то он может различать мелкие детали: поручни на палубе, флаги на мачте. Радиоволна этого не дает. Но при нашем импульсном методе излучения она дает кое-что другое, а именно — расстояние до объекта с такой простотой и точностью, которые раньше оптическими методами были недостижимы…

Дикция у Горбачева была удивительно четкая, интонации гибкие, даже переливчатые. Он говорил с каким-то легким, чисто русским распевом, но без малейшей сентиментальности. У него была манера проводить кулаком по воздуху, как бы подчеркивая этим жестом те слова, которые считал главными.

— Для оптических измерений дальности, — говорил он, — всегда требуется визировать объект из двух точек, между которыми должно быть не слишком малое расстояние — так называемая «база дальномера», и чем точнее требуется измерить расстояние, тем больших размеров должна быть эта база оптического дальномера.

— Я был на военном корабле, — сказал Веснин, — и видел там эти трубы дальномеров, которые торчат, как рожки улиток.

— А посредством радиоимпульсов, — продолжал Горбачев, — данные о дальности можно получить измерениями из одной точки и одновременно с дальностью измерить также и мгновенное значение скорости объекта. — И Горбачев поднял кулак, словно поставил в воздухе точку. — Вот весь наш принцип, — указал он на рисунок, который Веснин принимал за пейзаж с башнями. — Этот круг представляет экран электронно-лучевой трубки. На нем горизонтальная линия с двумя зигзагами, ее прочерчивает электронное пятно, которое движется по экрану. Пятно идет слева направо с определенной скоростью. Оно является у нас чем-то вроде стрелки хронометра. В момент отправления передатчиком нашей станции импульсного радиосигнала получается первый, большой зигзаг на линии, которую чертит электронное пятно. В момент прибытия отраженного сигнала появляется второй зигзаг, более слабый. Расстояние между этими двумя зигзагами — выбросами, как мы их называем, — взятое в определенном масштабе, — это и есть расстояние между нашей станцией и объектом. Прикладывая линейку к экрану, измеряем расстояние до объекта…

Веснин вспомнил, что подобные рисунки экранов с зигзагами он уже видел раньше, когда читал об измерениях высоты ионосферных слоев. Он увидал сейчас в своем воображении эти, казалось, совсем забытые рисунки с пугающей четкостью. В одной из статей линия времен была вертикальной, а в другой отсчет шел справа налево… Тогда он не обратил внимания ни на экран, ни на зигзаги, так как считал, что все это не относится к делу… Веснин покраснел, ему стало стыдно, что он сразу не узнал этого рисунка на папке Горбачева. А ведь совсем не так давно он видел даже фотографию именно этого самого чертежа. Поясняющие надписи были сделаны этим же тонким, без нажимов, мелким почерком.

— Возвратимся к магнетрону, — снова со своей доброй и широкой улыбкой сказал Горбачев. — Я спросил вас о времени установления колебаний в магнетроне. При импульсном методе от этого времени зависит точность измерения расстояния до цели. За одну тысячную долю секунды электромагнитная волна проходит триста километров. Если ваш магнетрон раскачивается действительно так медленно, что установление колебаний занимает тысячные доли секунды, то он совершенно не пригоден для того, что мы называем «импульсная радиодистанциометрия»… Страшно неуклюжие, громоздкие термины мы применяем, — перебил себя Горбачев. — Москвичи предложили недавно более удачный термин — радиолокация, импульсная радиолокация, но мы все никак не отучимся от наших старых слов… Да, что касается магнетрона, то я уверен, что у него время установления колебаний много меньше, чем вы сказали, но эти его характеристики еще надо подробно обследовать… Вполне естественно, что, работая в другом направлении, вы не придавали значения именно этой характеристике, но для нас она является основной… Сигнал, излучаемый генератором нашей установки — импульс, зондирующий пространство, — должен быть коротким. И чем меньше расстояние, которое должна измерять наша станция, тем короче должен быть зондирующий сигнал. Для нас миллионная доля секунды — весомый отрезок времени. За одну микросекунду электромагнитная волна проходит триста метров.