Отделы музея: Музей истории ННГУ | Зоологический | Этнографический | Археологический | Фондовый | Сектор истории радиофизики | Отдел виртуальных программ | Музей науки ННГУ "Нижегородская радиолаборатория"| Информационных технологий| Музейной педагогики| Реставрационная лаборатория
Новости! | История ННГУ | Выставки | Экспозиция | Фонды | Экскурсии | Экспедиции| Деятельность | Пресса| Информация| Журнал"Нижегородский музей"| История НРЛ

 История об НРЛ

Из истории Нижегородской радиолаборатории имени В.И.Ленина : Основные даты, имена, факты

Выдающиеся сотрудники НРЛ : Персоналии оставившие свой след в деятельности НРЛ и отечественной науки

Исторический календарь : Основные даты в деятельности НРЛ

Библиотека НРЛ : Издания, использовавшиеся в работе сотрудниками НРЛ

Издания НРЛ : Издания типографии НРЛ, находящиеся в библиотеке музея науки ННГУ "Нижегородская радиолаборатория"

Публикации о НРЛ : Книги об истории НРЛ и её сотрудниках

Документы о НРЛ : Из фондов музея науки ННГУ "Нижегородская радиолаборатория"

Рущук И. М.
Работы с моделями антенн

Рущук Исаак Моисеевич (1899-1970). В НРЛ работал с 1923 г., (по окончании Нижегородского университета) лаборантом у В. В. Татаринова. По его методу вел исследования антенн на моделях. После НРЛ, с 1929 г. в разных организациях вел проектирование и настройку антенн различных диапазонов волн. Опубликовал более двадцати научных работ, получил шесть авторских свидетельств на изобретения. Став пенсионером, занимался вопросами истории радиотехники.

Нижегородская радиолаборатория на всем протяжении своего существования была тесно связана с Нижегородским государственным университетом, где я учился с 1920 г. В то время в НГУ читали лекции крупнейшие ученые Нижегородской радиолаборатории, такие, например, как В. К. Лебединский, М. А. Бонч-Бруевич, В. П. Вологдин, В. В. Татаринов и другие.

Уже с первого курса мы, студенты электротехнического факультета НГУ, очень заинтересовались радиотехникой, чему способствовали частые публичные лекции с демонстрациями, устраиваемые Нижегородской радиолабораторией. Следует отметить, что большинство ученых РЛ, в особенности проф. В. К. Лебединский, отличались замечательным талантом излагать самые сложные вопросы в общедоступной форме. Поэтому лекции в РЛ всегда собирали большую аудиторию.

В конце 1922 г. М. А. Бонч-Бруевич, закончив чтение курса общей радиотехники на электротехническом факультете, обратился к студентам, желающим специализироваться по радиотехнике, с предложением поступить в качестве практикантов на службу в РЛ с тем, чтобы получить там последовательную подготовку во всех ее лабораториях. Условием приема в РЛ была сдача зачета по общей радиотехнике.

В июне 1923 г., после сдачи мною зачета, я был принят в РЛ и направлен в качестве практиканта в лабораторию В. В. Татаринова, где уже работали мои товарищи по факультету - П. И. Кондратьев и В. П. Яковлев, составлявшие тогда весь штат лаборатории. Однако, несмотря на малочисленность, эта лаборатория к тому времени проделала уже большую работу; в частности, работа по исследованию в широком диапазоне частот явления скин-эффекта в канатиках и в сплошных проводах была проделана студентом-практикантом В. П. Яковлевым и получила всеобщее признание в мировой радиотехнике.

Одной из работ, проведенных лабораторией В. В. Татаринова, при активном участии автора настоящей статьи, является исследование антенн на моделях.

Еще до настоящего времени, при проектировании сложных антенн, когда результаты расчета вызывают почему-либо сомнение или же самый расчет не может быть доведен до конца, производится предварительное исследование проектируемых сетей на моделях, представляющих собою по возможности точную копию исследуемой антенны в уменьшенном масштабе. Такой метод весьма удобен, так как он позволяет избежать трудностей лабораторного исследования антенн, связанных с большими размерами последних.

Как известно, существует несколько законов подобия, справедливых для радиосетей любой формы и позволяющих весьма просто судить о свойствах антенны по известным свойствам ее модели.

Так, например, полная и частичная емкости модели, равно как и полная и частичная самоиндукции и взаимоиндукции модели, а также ее собственная длина волны соответственно в n раз меньше аналогичных параметров реальной антенны при условии, что n - коэффициент моделирования радиосети. При включении у основания модели любой комбинации самоиндукции и емкостей модель будет настроена на волну, в п раз более короткую, чем та, на которую будет настроена антенна при включении у ее основания такой же комбинации в n раз больших самоиндукций и емкостей.

Что касается распределения амплитуд и фаз токов и напряжений на модели, а также диаграммы ее излучения при настройке модели на некоторую волну, то все эти параметры будут такими же, как и у реальной антенны, настроенной на волну, большую в n раз. Таким образом, между свойствами антенны и соответствующей ей модели имеется далеко идущая аналогия, позволяющая получить весьма подробные сведения об антенне на основании исследования ее модели.

Пионером в области создания методики и аппаратуры для исследования антенн на моделях в Советском Союзе явился В. В. Татаринов. Для исследования антенн в условиях лабораторного помещения необходимо было строить модели с коэффициентом моделирования 100 и возбуждать их на коротких волнах. В те годы диапазон коротких волн считался еще неприменимым для связи на больших расстояниях и, кроме того, отсутствовала аппаратура, позволявшая вести работу в этом диапазоне.

В. В. Татаринов прежде всего разработал тип коротковолнового лампового генератора, обеспечившего возможность получения необходимого диапазона волн. Имевшиеся в нашем распоряжении лампы не позволяли получать волны короче 8 м. Затем был разработан и отградуирован с помощью специально созданной измерительной линии первый в Советском Союзе коротковолновый волномер. Кроме того, в мастерских лаборатории был изготовлен специальный набор малых катушек самоиндукции, которые были тщательно проэталонированы в лаборатории и имели индуктивности порядка 500-15 000 см. Модель антенны строилась обычно на специальном большом столе, покрытом для имитации земли станиолевым экраном. Радиосеть, выполненная из очень тонких проводов, подвешивалась с помощью шелковых нитей к деревянным опорам, снабженным проволочными оттяжками. Снижение модели антенны поочередно соединялось через каждую из эталонных катушек самоиндукции с экраном, имитировавшим землю; при этом с катушкой caмоиндукции слабо связывался чувствительный ваттметр, позволявший каждый раз настраивать генератор в резонанс с антенной; длина резонансной волны определялась с помощью волномера. Генератор располагался вблизи от модели антенны и электростатически связывался с нею при помощи провода небольшой длины. Вышеуказанным способом снималась кривая зависимости резонансных волн антенны от величины индуктивности удлинительной катушки, причем определялась также и собственная длина волны антенны. На основании полученных данных строился график зависимости между величиной индуктивности удлинительной катушки LK и квадратом резонансной длины волны >- 2, имеющий характер прямой линий, пересекающей ось абсцисс в отрицательной области. Отрезок, отсекаемый этой прямой по оси абсцисс (см. рис.), давал величину индуктивности антенны L&. Емкость антенны определялась как среднее значение емкостей, рассчитанных по формуле Томсона Х = 2тс ]/(La+ Lk)Ca путем подстановки в нее уже известных величин X, La и Lk. Серии измерений, произведенных с моделями несложных антенн, емкость которых легко рассчитывалась по методу Хоу, показали близкое совпадение экспериментальных данных с расчетными.

Вышеописанная методика исследования на моделях длинноволновых и средневолновых антенн была весьма широко использована в РЛ для проверки проектных данных антенн всех строившихся радиостанций Наркомпочтеля, и нередко, на основании результатов измерений на моделях, вносились существенные поправки в рассчитанные проекты радиосетей. В частности, нами была проверена на модели антенна радиовещательной станции "Новый Коминтерн", подвешенная к Шуховской башне в Москве.

Помимо описанных исследований моделей антенн, в РЛ исследовались также и настроенные заземления и противовесы. Указанные исследования проводились на более крупных моделях в летнее время на открытом воздухе, для чего использовалась территория огородов, примыкавших к зданию РЛ.

Следует отметить, что этот наш первый "антенный полигон" был весьма мало приспособлен для ведения научных исследований; так, например, аппаратуру нам приходилось устанавливать в каком-то сарае, расположенном у огородов, а модели, сооруженные на площадке, охранять от нашествия пасшихся тут же коров и т. д. И все же проведенные там работы сыграли большую роль в развитии нашей антенной техники.

Кроме лаборатории В. В. Татаринова, исследования с моделями на этой площадке проводились и лабораторией Д. А. Рожанского, одного из крупнейших ученых-теоретиков нашей отечественной радиотехники, работавшего в РЛ до осени 1923 г. Эта лаборатория-столь же малочисленная, как и наша лаборатория,- состояла преимущественно из студентов, приехавших в РЛ из различных вузов страны для прохождения летней практики. В числе сотрудников лаборатории Д. А. Рожанского был и студент Б. Ф. Архангельский, работавший в РЛ до конца 1924 г. и впоследствии ставший крупным специалистом в области исследования распространения радиоволн в условиях Арктики.

В описываемый период в зарубежной радиотехнике были уже достигнуты сравнительно большие результаты в области повышения КПД длинноволновых антенн. Эти успехи явились следствием замены простого заземления целой системой заземлений, распределенных по очень большой площади под антенной и за ее пределами и объединенных проводами в группы, от которых проводились отдельные провода к снижению сети и настраивались при помощи катушек самоиндукции. В различных случаях, в зависимости от свойств грунта под антенной, применялись изолированные или заземленные противовесы. В то время, однако, не было еще внесено достаточной ясности в вопросы расчета, проектирования и настройки подобных устройств.

Исследования на моделях, произведенные в РЛ, позволили В. В. Татаринову создать теорию настройки распределенного заземления, она была изложена в его статье, напечатанной в журнале "Т и Тбп" N 27, 1924 г. Согласно этой теории, условием минимума потерь в распределенном заземлении является обеспечение равенства токов, идущих от каждого отдельного заземления к снижению антенны. Кроме того, для уменьшения потерь в земле весьма существенно, чтобы потенциалы отдельных заземлений были одинаковы во избежание возникновения уравнительных токов в земле, что привело бы к увеличению потерь. Из указанного условия вытекает требование одинаковых реактивных сопротивлений каждого заземления, что достигается включением катушек самоиндукции последовательно с более короткими проводами, идущими от отдельных заземлений.

Для правильного проектирования устройства нижнего конца радиосети весьма существенно знать распределение .поля под антенной и, следовательно, распределение силы тока под нею. С этой целью в лаборатории был создан переносный индикатор поля, выполненный в виде открытого колебательного контура из двух металлических листов, соединенных между собою катушкой самоиндукции, параллельно которой включался детектор, соединенный последовательно с гальванометром.

Для устранения влияния тела наблюдателя на результаты измерений, отсчеты показаний гальванометра производились с помощью зрительной трубы, вынесенной далеко за пределы площадки, на которой была расположена модель антенны. Указанным способом было обследовано на модели поле зонтичной антенны. Результаты этих исследований, получившиеся весьма интересными, были опубликованы В. В. Татариновым в журнале "Proceeding".

Начавшийся в Советском Союзе с конца 1924 г. период развития радиовещания на средних волнах и последовавший за ним крутой поворот в технике радиосвязи в результате открытия радиолюбителями ценных свойств коротких волн, приостановили дальнейшее исследование длинноволновых антенн, которые, как казалось в то время, должны были отойти в область истории.

В период бурного развития коротковолновой техники лаборатория В. В. Татаринова стала расширяться и пополняться новыми сотрудниками, такими, как С. М. Леушин, А. А. Пистолькорс, П. Н. Рамлау, Н. В. Кубенский, а также большим числом студентов-практикантов, проходивших в РЛ свою летнюю и преддипломную практику. В числе последних была и С. И. Моругина, ставшая по окончании вуза сотрудницей РЛ и работавшая ряд лет в лаборатории Б. А. Остроумова.

В. В. Татаринов, крупный ученый с весьма широким кругозором, был в жизни, несмотря на свою несколько суровую внешность и некоторую замкнутость, исключительно симпатичным и простым человеком. Отношение его к нам, первым его сотрудникам, было чисто отеческим, и мы питали к нему самые добрые чувства.

В первый период нашей лабораторной работы правой рукой В. В. Татаринова был П. И. Кондратьев, как наиболее опытный из нас и проработавший в РЛ уже несколько лет. Отличаясь большой любознательностью и сметливостью, П. И. Кондратьев, увлекшись радиотехникой, уделял ей все свободное время и накопил большие знания. О своей работе в РЛ П. И. Кондратьев делится воспоминаниями в одной из статей настоящего сборника.

Талантливый лаборант В. П. Яковлев, которому, как уже упоминалось, принадлежит исследование сопротивления антенных канатиков при высоких частотах, разработал первый в нашем Союзе антенный омметр. В дальнейшем В. П. Яковлев изобрел весьма ценное устройство- емкостный накопитель, позволявший очень просто осуществлять измерения амплитуды силы приема. Этот прибор получил очень высокую оценку со стороны М. А. Бонч-Бруевича и был использован в РЛ для проведения ряда исследовательских работ по приемным антеннам. Впоследствии принцип устройства емкостного накопителя

B. П. Яковлева был широко использован в счетно-решающих устройствах, получивших большое развитие и распространение за последние годы.

В 1924 г. на работу в нашу лабораторию поступил C. М. Леушин - талантливый механик-самоучка, имевший уже 10-летний стаж работы на телеграфе и отличавшийся большой изобретательностью и конструкторскими способностями. Не будучи знаком с радиотехникой, С. М. Леушин в очень короткий срок овладел ее основами и принял активное участие в проведении как первых опытов РЛ с короткими волнами, так и в дальнейшем освоении их для целей радиосвязи.

В 1925 г., после успешного проведения опытов связи на коротких волнах, РЛ было поручено Наркомпочтелем оборудовать первую опытную коротковолновую линию связи Москва-Ташкент.

Разработка коротковолновых передатчиков и направленных антенн для оснащения указанной линии связи была поручена лаборатории В. В. Татаринова.

Разработка направленных коротковолновых антенн проводилась также с помощью моделей; предварительно, однако, необходимо было создать УКВ генератор, который обеспечил бы возможность получения мощности, достаточной для целей измерения на волне порядка двух метров. Между тем конструкция имевшихся в то время в нашем распоряжении ламп не допускала возможности генерирования столь высоких частот, потребовалась очень большая и напряженная работа вакуумной лаборатории М. А. Бонч-Бруевича для разработки необходимых для этой цели ламп.

Автору настоящей статьи также пришлось немало потрудиться над разработкой первого УКВ генератора.

В процессе освоения УКВ диапазона возник спор между М. А. Бонч-Бруевичем и В. В. Татариновым о выборе схемы генератора. Татаринов был убежденным сторонником симметричной схемы генератора, в то время как Бонч-Бруевич считал более совершенной несимметричную схему, на применении которой он и настаивал. Очень скоро, однако, жизнь подтвердила правильность точки зрения В. В. Татаринова в этом вопросе, что и было отмечено М. А. Бонч-Бруевичем в его докладе во время одной из наших научных бесед.

Попутно хочется привести один факт, характеризующий Бонч-Бруевича как смелого экспериментатора. При работе с однокиловаттным коротковолновым генератором неожиданно прекратились колебания в контуре, несмотря на то, что анодный ток оставался по-прежнему большим. М. А. Бонч-Бруевич, присутствовавший при этом явлении, высказал предположение, что в анодной цепи ламп возникли какие-то паразитные колебания ультравысокой частоты. Чтобы проверить правильность своего предположения, он собирался коснуться металлическим стержнем анодного вывода лампы, находившейся под высоким напряжением. Как ни умолял его Владимир Васильевич Татаринов не делать этого, Михаил Александрович, ссылаясь на то, что он стоит на сухом деревянном полу, коснулся стержнем анодного вывода лампы и вытянул высокочастотную дугу, подтвердившую его предположение. На нас, молодежь, этот факт произвел очень сильное впечатление, и мы стали часто повторять опыт М. А. Бонч-Бруевича. Последний, узнав об этом, очень рассердился и категорически запретил нам делать это.

С помощью разработанного УКВ генератора оказалось возможным в условиях помещения проверить на модели первый в нашем Союзе тип направленной антенны, предложенной В. В. Татариновым. Демонстрация первой направленной антенны произвела на всех работников РЛ ошеломляющее впечатление. Действующая модель такой направленной антенны была послана на Первую Всесоюзную радиовыставку, открытую в Политехническом музее в Москве в июне 1925 г. Здесь помещен снимок модели такой антенны.

В дальнейшем с помощью модели было определено оптимальное расстояние пассивного полуволнового рефлектора от активного излучателя, оказавшееся равным 0,2; полученные в результате исследования на моделях данные использовались для проектирования первой направленной коротковолновой антенны, которая была построена на опытном радиополе РЛ, расположенном за чертой го-рода, и использована для опытной связи с Ташкентом.

По образцу этой первой направленной антенны были спроектированы и сооружены те для первой опытной коротковолновой линии связи. В дальнейшем на радиополе была сооружена вторая такая же антенна, предназначавшаяся для связи с Владивостоком. С организацией радиополя фронт работ нашей лаборатории значительно расширился, в связи с чем начался новый приток работников в лабораторию.

Особое место среди новых сотрудников РЛ заняли А. А. Пистолькорс и П. Н. Рамлау, бывшие в то время еще студентами-дипломантами Московского высшего технического училища. Имея прекрасную теоретическую подготовку, они сразу же проявили себя как незаурядные работники, способные самостоятельно решать большие задачи, и вскоре стали ведущими инженерами нашей лаборатории. Впоследствии они выросли в крупных советских ученых.

Параллельно с работами по исследованию и проектированию коротковолновых антенн продолжалась работа по исследованию на моделях антенн вновь проектируемых радиовещательных станций. Последней большой работой, проведенной в нашей лаборатории, явилось проектирование и проверка на модели антенны для радиовещательной станции мощностью в 500 квт. Эта работа была выполнена в качестве дипломного проекта студентом Московского высшего технического училища Н. И. Ивановым под руководством В. В. Татаринова. Интересна эта работа, прежде всего тем, что в ней впервые антенна радиовещательной станции была спроектирована, исходя из принципов проектирования коротковолновых антенн. Антенное устройство, спроектированное для 500-киловаттной станции, представляло собой систему из трех Г-абразных антенн оригинальной конструкции, расположенных по вершинам равностороннего треугольника. Каждая из антенн имела горизонтальную верхнюю часть, выполненную в виде большой треугольной сетки, и цилиндрическое снижение большого диаметра, расположенное вокруг опоры. Верхние части трех антенн были конструктивно объединены в одну систему, подвешенную на трех опорах.

Проектом предусматривалась возможность работы всей мощностью станции на любую из трех антенн с одновременным использованием остальных двух антенн в качестве настроенных пассивных рефлекторов. Таким образом, обеспечивалась возможность направленной работы станции в любом из трех секторов с углом раствори 120 градусов . Кроме того, предусматривалась возможность ненаправленной работы станции путем включения всех трех антенн в параллель.

Все варианты работы антенны были тщательно проверены на модели и дали очень хорошие результаты.

Этот проект, законченный в 1928 г., получил высокую оценку при защите его в МВТУ. Хотя он и не был реализован при сооружении 500-киловаттной станции им. Коминтерна в 1933 г., все же основные его идеи были использованы в дальнейшем при проектировании антенных устройств сверхмощной радиовещательной станции, построенной в период Великой Отечественной войны в 1943 г.

В заключение настоящего обзора следует указать, что разработанная в РЛ методика исследований антенн с помощью моделей была дополнена В. В. Татариновым в Центральной радиолаборатории в Ленинграде, куда в 1928 г. влилась РЛ, методикой измерений входных сопротивлений антенн и нашла широкое применение в различных научно-исследовательских институтах.

Целый ряд антенных устройств большого числа объектов, построенных за годы довоенных и послевоенных пятилеток, был спроектирован и отрегулирован на основании исследований, проведенных с моделями антенн в проектных институтах по методу РЛ.

[ далее...]

[ У истоков советской радиотехники. Составитель Ф. А. Лбов.Горьковское книжное издательство, 1959 ]
[Публикации о НРЛ ]

В начало | Поиск| Карта сайта | E-mail| Социальная сеть BK
Copyright © 2000-2016 Музей ННГУ, ННГУ
[Для зарегистрированных пользователей]
8