21 | 07 | 2018
Главное меню
Смотри
replace_in_text_segment($text); echo $text; ?> Связной
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3765
Просмотры материалов : 8736245

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 19 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Радиоэлектроника в нашей жизни PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
03.01.2017 07:38

Радіоелектроніка в нашому житті



Борис Фомін
РАДІОЕЛЕКТРОНІКА В НАШОМУ ЖИТТІ


ВСТУП



Радіо ... Це коротке слово вже міцно увійшло в наше життя, в побут.

Минуло понад 60 років з дня винаходу радіо. Протягом усього цього періоду радіотехніка ні на хвилину не зупинялася в своєму розвитку. Спочатку вона розвивалася головним чином по шляху вдосконалення радіо-телеграфування - передачі телеграфних сигналів - знаків за допомогою радіохвиль. Пізніше набуло широкого застосування радіотелефонірованія і радіомовлення - радіохвилі стали переносити на величезні відстані розмовну мову і музику. Потім була здійснена передача нерухомих і рухомих зображень. Нарешті, за допомогою радіохвиль навчилися визначати місце розташування різних об'єктів - кораблів, літаків і ін., - Віддалених від спостерігача на сотні кілометрів.

В останні десять років розвитку радіотехніки виникло велике число нових застосувань радіо. Цей період, за словами відомого радянського радіоспеціаліста академіка А. І. Берга, є «початком епохи радіоелектроніки, так як саме в ці роки почалося широке впровадження радіоелектронних методів в усі галузі науки, техніки і народного господарства».

Що таке радіоелектроніка? Що означає це слово?

Термін «радіоелектроніка» об'єднує собою цілу групу окремих, що стали зараз самостійними галузей знань. Вони, ці галузі, виникли і вдосконалювались поступово в міру розвитку радіотехніки. «До радіоелектроніці відносять радіозв'язок у всіх її видах, радіомовлення, телебачення, радіолокацію, гідролокація, радіонавігацію, інфрачервону техніку, радіоастрономію, радіометеорологія, радіоспектроскопа, радіотелемеханіка, промислову електроніку, електронні математичні машини, електровакуумні техніку, напівпровідникову техніку і т. П.» ( «Велика Радянська Енциклопедія», т. 35, стор. 578).

Виникнення такого числа застосувань радіо - один з показників величезного технічного прогресу в сучасному суспільстві. Зараз важко знайти такий куточок земної кулі, де не знали б, що таке радіо, і не користувалися радіоелектронними пристроями. Більш того, в даний час радіоелектроніка визначає темпи розвитку більшості прикладних наук, дозволяє по-новому вирішувати найскладніші технічні та наукові проблеми.

Директиви XX з'їзду КПРС по шостому п'ятирічному плану розвитку народного господарства СРСР на 1956-1960 рр. передбачають ще більше впровадження радіоелектроніки в науку, техніку і народне господарство нашої країни.

На основі радіоелектронних методів за п'ятиріччя буде здійснена широка механізація і автоматизація великої кількості складних виробничих процесів. Значно збільшиться випуск радіоприймачів, телевізорів, радіовимірювальних приладів і радіоламп. У країні буде побудовано не менше 30 приладобудівних заводів, що випускають радіоелектронну апаратуру. Почнуть регулярні передачі не менше 75 нових телевізійних центрів, буде введено в дію 10 тисяч кілометрів радіорелейних ліній.

Радянські вчені та працівники радіоелектронної промисловості успішно виконують цей чудовий план.

Вище було сказано про велику кількість галузей, що становлять радіоелектроніку. У невеликій брошурі неможливо докладно розповісти про особливості розвитку і досягнення кожної галузі. Тому ми спочатку зупинимося на загальних для різних галузей радіоелектроніки питаннях, покажемо, за якими напрямками йде розвиток сучасної радіоелектроніки, після чого розповімо про те, як досягнення радіоелектроніки використовуються в нашому житті.

РАДІОЕЛЕКТРОННІ ПРИСТРОЇ

Генератори і приймачі радіохвиль

У 1873 р знаменитий англійський вчений Максвелл опублікував «Трактат про електрику і магнетизм», що привернув увагу вчених всіх країн. Грунтуючись на фізичних дослідах Фарадея, Томсона і інших вчених, Максвелл математично довів, що будь-який металевий провідник, по якому тече змінний струм, випромінює в простір електромагнітні хвилі. Ці хвилі поширюються зі швидкістю світла (300 000 кілометрів на секунду) і мають ту ж природу, що і світло. Для електромагнітних хвиль є «непрозорі» тіла - метали, які поглинають і відображають ці хвилі. Інші тіла, наприклад непроводнікі електричного струму, є для них «прозорими» і не створюють майже ніякої перешкоди. Максвелл стверджував, що електромагнітні хвилі, що представляють собою сукупність взаємопов'язаних електричних та магнітних сил, мають певну енергією.

Багато вчених недовірливо зустріли теорію Максвелла. Лише через п'ятнадцять років німецький вчений Генріх Герц у себе в лабораторії зумів отримати електромагнітні хвилі і виявляти їх на відстані до 3 метрів. Однак Герц не бачив можливості використання електромагнітних хвиль для практичних цілей.

Чудовий російський вчений А. С. Попов 7 травня 1895 року, продемонстрував свій перший в світі радіоприймач і висловив надію, що «прилад при подальшому удосконаленні його може бути застосований до передачі сигналів на відстань за допомогою швидких електричних коливань». Так воно і вийшло: менш ніж через рік, 24 березня 1896 р А. С. Поповим і його помічником П. І. Рибкін була встановлена ​​радіозв'язок на відстані 250 метрів і передана перша в світі радіограма. Радіо було поставлено на службу людині.

З тих пір пройшло шістдесят років. За цей час вчені рушили далеко вперед науку про електромагнітні коливання. Вони довели, що не тільки радіохвилі, але і видиме світло, теплові і рентгенівські промені - є електромагнітні коливання, що відрізняються один від одного тільки довжиною хвилі і частотою. Серед електромагнітних коливань найбільшу довжину хвилі мають радіоволни- від декількох міліметрів до багатьох кілометрів.

У міру розвитку радіотехніки удосконалювалися і методи отримання, або генерування, радіохвиль. Якщо в перших генераторах радіохвилі виникали завдяки проскакуванням електричної іскри в кульовому розряднику, то пізніше їх стали отримувати за допомогою десятків інших, більш досконалих пристроїв.

Коротко зупинимося на пристрої сучасних генераторів радіохвиль.

Основою будь-якого радіогенератора служить так званий коливальний контур, що складається з двох головних частин: дротяної котушки індуктивності і конденсатора (рис. 1).

Мал. 1. Зовнішній вигляд і схема пристрою коливального контуру.


Електричний конденсатор - це дві металеві пластини, розділені шаром ізолятора: слюди, паперу або просто повітря. Прилад цей має чудову здатність: він може запасати електричну енергію - на його пластинах можуть зосереджуватися електричні заряди - на одній позитивні, на інший негативні. Конденсатори відрізняються один від одного своєю ємністю - здатністю вміщувати в себе заряди. Чим більше площа пластин і чим ближче вони розташовані один до одного, тим більше ємність конденсатора і, отже, тим більше енергія, яку він може запасти.

Котушка індуктивності за зовнішнім виглядом нагадує котушку ниток, але тут на каркас намотана НЕ бавовняна нитка, а покритий ізоляцією металевий дріт. Якщо через таку котушку пропускати електричний струм, то навколо неї виникає сильне магнітне поле.

У коливальному контурі коливаються електрони. Щоб коливання виникли, необхідно «підштовхнути» електрони, повідомити їм деяку кількість енергії. Це можна зробити, якщо на мить підключити до конденсатора електричну батарею. Конденсатор заряджатиметься: на одній з пластин буде надлишок електронів, а на інший недолік; між пластинами утворюється електричне поле, в якому і запасається отримана від батареї енергія.

Відразу ж після зарядки конденсатора електрони, що були в надлишку на одній з його пластин, спрямовуються через котушку на іншу пластину. У контурі виникає електричний струм.

Хоча котушка зроблена з металевого дроту, вона надає сильну протидію виниклому току. Навколо її витоків утворюється магнітне поле, в якому запасається частина енергії, отриманої конденсатором при зарядці. Завдяки цьому в момент, коли конденсатор розрядиться повністю, струм в контурі не припиниться. Він буде текти в тому ж напрямку, але вже не під впливом енергії конденсатора, а під впливом енергії, запасеної котушкою. Коли ж котушка віддасть свою енергію, її магнітне поле зникне, конденсатор контуру знову виявиться зарядженим, але надлишок електронів в цьому випадку буде на тій пластині, на якій спочатку їх бракувало.

Знову заряд конденсатора знову починає розряджатися через котушку, і в контурі знову виникає електричний струм, але вже зворотного напрямку.

Так в коливальному контурі виникають коливання багатьох мільйонів електронів. Ці коливання тривають до тих пір, поки вся енергія, запасені конденсатором при зарядці, не витратиться на нагрівання проводів і на інші втрати.

Щоб підтримувати коливання в цьому «електричному маятнику», необхідно заповнювати втрати енергії в ньому, виробляти в такт з коливаннями «підзарядку» конденсатора. Ніяке механічний пристрій не впорається з цією роботою, тому що воно не в змозі забезпечити сотні тисяч переключень кожну секунду. Тільки винахід радіолампи дозволило здійснити такий генератор, в якому електричні коливання можуть існувати як завгодно тривалий час.

Радіолампа - це скляний або металевий балон, з якого ретельно викачане повітря. У балоні є електроди. У простій радіолампи їх три: катод, анод і так звана сітка (див. Рис. 2).

Мал. 2. Так влаштована радиолампа.


Катод являє собою металеву нитку, виготовлену з такого матеріалу, який при нагріванні може у великій кількості випускати електрони. Анод має форму металевого циліндра або пластини, на нього подається позитивна напруга від анодної батареї. Під дією електричних сил електрони, що вилетіли з катода, спрямовуються до анода, і через лампу починає текти електричний струм.

Між катодом і анодом знаходиться третій електрод - сітка. Це спіраль з тонкого дроту. Якщо на сітці є електричний заряд, то вона може або збільшувати, або зменшувати струм через лампу. У зв'язку з цим сітку, розташовану поблизу від катода, називають керуючої: змінюючи її заряд, можна управляти струмом, що протікає через лампу.

Електроди лампи так підключені до коливального контуру, що контур в такт з виниклими в ньому коливаннями постійно отримує все нові і нові порції енергії, які заповнюють електричні втрати.

Спільна дія електричної батареї і лампи аналогічно дії пружини в годиннику, що не дозволяє маятнику зупинитися.

Частота коливань в радіогенераторе залежить від того, яка ємність конденсатора і яке велике число витків котушки індуктивності. Змінюючи ці величини, можна створювати (генерувати) коливання в сотні тисяч і мільйони коливань в секунду.

Таким чином, за допомогою радіолампи і коливального контуру вдається перетворити енергію постійного струму, укладену в анодної батареї, в енергію змінного струму високої частоти. Однак отримані за допомогою однієї лампи високочастотні коливання струму за своєю потужністю дуже слабкі. Якщо цей високочастотний струм направити в антену передавача, то вона майже не буде випромінювати радіохвилі.

Щоб створити в антені радіопередавача потужні високочастотні струми, виробляють посилення електричних коливань. Для цієї мети використовуються інші радіолампи, що мають свої конструктивні особливості. Вони називаються на відміну від генераторних ламп підсилювальними.

Подаючи на керуючу сітку підсилювальної лампи слабкі електричні коливання, в анодному ланцюзі цієї лампи отримують електричні коливання тієї ж частоти. Але «розмах» коливань збільшується в десятки разів. Якщо і цього виявляється недостатньо, то вдаються до допомоги ще одній підсилювальної лампи і т. Д.

На великих радіостанціях отримання потужних електромагнітних коливань здійснюється за допомогою ламп, що мають нерідко водяне охолодження (для відводу зайвого тепла) і досягають по висоті людського зросту.

Радіохвилі, які випромінює антеною передавача, мають енергію. Досягаючи металевого дроту прийомної антени, вони віддають частину цієї енергії вільним електронам, яких в металах дуже багато. Подібно до того, як плаваюча на воді пробка починає коливатися, коли до неї підходять хвилі від кинутого каменя, так і електрони повторюють всі зміни електромагнітного поля. В антені приймача виникає змінний струм, частота якого залежить від довжини прийшла радіохвилі.

Навколишній простір заповнений, безліччю різних електромагнітних хвиль. Тому і в антені радіоприймача циркулює величезна кількість різноманітних струмів.

Призначення радіоприймача якраз і полягає в тому, щоб вибрати з великого числа що виникають у приймальні антени струмів лише той струм, який створений радіохвилями якої-небудь однієї певної станції.

У приймальнику, як і в передавачі, найважливішою частиною є коливальний контур. До нього і підключається приймальня антена. Цей контур виконує роль «сита» - він відсіває все високочастотні струми, крім одного, на частоту якого він налаштований. Налаштування контуру змінюється поворотом рукоятки конденсатора, що дозволяє приймати різні радіостанції.

Після «відбору» потрібної радіохвилі відбувається посилення виділеного сигналу. Це робиться, як і в передавачі, за допомогою радіоламп. За розмірами ці приймально-підсилювальні лампи у багато разів менше потужних ламп передавача. Посилений до необхідної величини сигнал після деяких перетворень змушує звучати гучномовець, або пускає в хід телеграфний апарат [1] .

Відмінність радіоелектронних пристроїв від інших електричних приладів полягає в тому, що радіоелектронний пристрій обов'язково має в своїй схемі радіолампу або інший електронний прилад - фотоелемент, електронно-променеву трубку, напівпровідниковий елемент і т. П.

Вище було коротко розказано про те, як працює трьохелектродна лампа, т. Е. Лампа, що складається з катода, анода і сітки. У сучасних радіосхемах використовуються і більш складні лампи, які мають не одну, а дві, три і більше сіток. Більш складні лампи мають кращі технічними характеристиками.

Зміна поданого на керуючу сітку лампи напруги викликає, як уже зазначалося, зміна величини струму, поточного через лампу. Потрібно відзначити важливу особливість цього явища: воно відбувається майже миттєво. І в цьому - величезна перевага радіоламп. Варто підвести на сітку велике негативне напруга, струм через лампу миттєво припиниться, якщо ж потім подати позитивне напруга, струм знову з'явиться.

Завдяки своїй здатності швидко відгукуватися на найменші зміни електричного сигналу електронну лампу часто називають безінерційним реле, т. Е. Таким пристроєм, який майже не має інерцію і миттєво реагує на найменші зміни режиму роботи.

Ця особливість радіоламповому схем стала однією з причин широкого впровадження електроніки в сучасну техніку.

Використання електронних приладів

За шістдесят років розвитку радіотехніки створено величезну кількість радіоелектронних пристроїв, що мають саме різне призначення. Жодне серйозне сучасна споруда не обходиться без застосування електронних ламп. Наприклад, сучасний важкий літак має радіоустаткування, що включає в себе близько 1000 різних радіоламп та інших електровакуумних приладів. На великому морському кораблі їх уже налічується понад 9 тисяч, не рахуючи ламп у детонатор снарядів і торпед. Електронна апаратура сучасного літака коштує майже стільки ж, скільки коштує сам літак. Сучасні електронні математичні машини мають десятки тисяч ламп.

Якщо уважно ознайомитися з усім різноманіттям радіоелектронних пристроїв, то можна чітко розрізнити основні лінії їх використання, що відповідає основним напрямам розвитку радіотехніки.

Все радіоелектронні пристрої за своїм використанню можна розділити на три великі групи:

Перша група - це радіоелектронні пристрої, що використовуються для цілей радіозв'язку, або передачі сигналів на відстань без проводів.

Передача сигналів за допомогою радіохвиль успішно застосовується в радіомовленні, радіозв'язку, телебаченні, радіолокації, радіонавігації, радіоастрономії, радіометеорологія і т. Д.

Другу групу складають радіоелектронні пристрої, що використовуються для нагрівання, різних речовин. Ці пристрої не випромінюють і не приймають радіохвиль, створена ними високочастотна енергія перетворюється в тепло, яке використовується в різних виробництвах - металургійному, деревообробному та ін. Високочастотний нагрів широко використовується і в медицині як засіб лікування.

До радіоелектронним ці пристрої відносяться тому, що в них широко використовуються високочастотні генератори, хвилеводи і інші чисто «радіотехнічні» елементи.

До третьої, найбільшій групі радіоелектронних пристроїв відносяться пристрої, що застосовуються в різних контрольних і вимірювальних приладах, рахункових машинах, а також в установках для автоматизації виробничих процесів і для управління механізмами на відстані.

Радіосхеми цих пристроїв включають електронні лампи, фотоелементи, електронно-променеві трубки та інші прилади. Ці схеми не збуджують радіохвиль в просторі і не є джерелом тепла. Однак в них широко використовуються генератори електромагнітних коливань, лампові підсилювачі, випрямлячі та інші «радіотехнічні» елементи. Кількісно ця група радіоелектронних пристроїв найбільш численна.

Звичайно, такий поділ радіоелектронних пристроїв на групи дуже умовно. Так, сучасні потужні радіомовні пристрої включають в себе велику кількість електронних схем, службовців для контролю за роботою різних вузлів передавача і забезпечують автоматизацію їх роботи. Це відноситься і до радіолокаційним станціям, до установок для високочастотного нагріву і до інших електронних пристроїв.

РАДІОЕЛЕКТРОНІКА В ТЕХНІКИ ЗВ'ЯЗКУ

мільйони радіограм

Невидимі нитки радіоліній перетинають земну кулю в самих різних напрямках. Одні з них тягнуться з півночі на південь і з'єднують зимівлі полярників з «великою землею», інші перетинають добрий десяток держав і пов'язують загублені в далеких морях кораблі з батьківщиною, треті, навпаки, дуже короткі, вони забезпечують безперебійний зв'язок гірських селищ з районними центрами, розташованими в долині.

Зв'язок по радіо зручна в усіх відношеннях: вона здійснюється за допомогою електромагнітних хвиль і не потребує проводах; крім того, вона значно дешевше інших видів зв'язку і може здійснюватися як з нерухомими, так і з рухомими об'єктами. Є багато й інших переваг радіозв'язку.

Як працюють сучасні радіолінії?

Найбільш поширене радіотелеграфірованіе за допомогою азбуки Морзе. Передавальна радіостанція посилає в простір комбінацію коротких і довгих сигналів. Телеграфний апарат, розташований в місці прийому та підключений до радіоприймача, відгукується на ці сигнали і викреслює на паперовій стрічці точки і тире. Різні поєднання точок і тире позначають певні букви і слова.

Раніше передача азбуки Морзе як по провідних лініях, так і по радіо проводилася вручну за допомогою спеціального телеграфного ключа. Швидкість такої передачі становила кілька десятків слів за хвилину. Така незначна швидкість дозволяла приймати радіограми на слух і відразу ж записувати їх.

Зараз поряд з цим способом застосовується інший - буквопечатанія по дротах або по радіо. Як це здійснюється? Радист передавальної станції працює на клавіатурі, що нагадує клавіатуру звичайної друкарської машинки. Варто йому натиснути на будь-якої клавіш, і антена передавача пошле в ефір певний сигнал. До системи підключено такий же апарат, який автоматично друкує текст телеграми на стрічці. Після цього стрічка наклеюється на бланк і відправляється адресату. Переклад телеграми з умовного мови точок і тире на мову літерного тексту тут не потрібен.

На великих радіотелеграфних станціях встановлюється ще більш досконала апаратура. Пальці оператора замінені автоматом, який з більшою швидкістю передає заздалегідь заготовлений текст. Швидкість передачі підвищується в багато разів.

Поряд з передачею радіограм радіо дозволяє здійснювати і звичайні радіотелефонні переговори. Звуки людської мови, перетворені в електричні сигнали, можуть переноситися радіохвилями на величезні відстані, а в місці їх прийому в спеціальних пристроях виникають певні електричні сигнали, які потім перетворюються в звукові. Телефонні трубки або гучномовець в точності відтворюють все, що вимовляється перед мікрофоном в іншому місті.

В останні роки для здійснення радіозв'язку все ширше використовують радіохвилі довжиною в кілька метрів і навіть дециметрів; їх називають ультракороткими.

Ультракороткі радіохвилі поширюються прямолінійно, подібно променю світла. Тому за допомогою їх можна здійснювати зв'язок, як правило, на відстань прямої видимості. Щоб перекрити великі відстані, будують проміжні приймально-передавальні станції.

Ланцюжок приймально-передавальних радіостанцій і є радіорелейний лінія зв'язку. Прикінцеві станції, розташовані в різних населених пунктах, з'єднуються з абонентами або з АТС, а проміжні служать для прийому сигналів і подальшої їх передачі (ретрансляції). Відстань між окремими станціями складає 40-60 кілометрів або більше, в залежності від рельєфу місцевості.

Для того щоб збільшити число телефонних розмов, радіорелейний лінія забезпечується спеціальною апаратурою «ущільнення», що дозволяє на одному каналі радіохвиль передавати до 600 телефонних розмов, а при шести каналах - 2400 телефонних розмов і дві програми телебачення. Радіорелейні лінії забезпечують надійний зв'язок незалежно від пори року, від клімату і стану погоди.

Переваги цього виду зв'язку призвели до того, що за останні десятиліття радіорелейні лінії набули широкого поширення. Ряд країн Західної Європи-Англія, Франція, ФРН, Бельгія, Данія, Голландія, Швейцарія - мають єдину систему радіорелейних ліній протяжністю в декілька тисяч кілометрів. Це дозволяє обмінюватися телевізійними програмами і передавати тисячі телеграм і телефонних розмов.

У нашій країні теж будуються радіорелейні лінії зв'язку. Закінчується налагодження лінії Москва - Рязань. Вона має 24 телефонних каналу і дозволяє передавати одну програму телебачення. Розпочато будівництво подібних ліній в Середній Азії між містами Алма-Ата, Фрунзе, Ташкент, Душанбе.

Необхідно вказати і на застосування радіоелектронної апаратури на звичайних телефонно-телеграфних лініях зв'язку. Деякі з цих ліній, наприклад лінія Москва - Хабаровськ, досягають 7-8 тисяч кілометрів. Завдяки тому, що дроти мають опором, електричні сигнали, пройшовши такий шлях, слабшають настільки, що на іншому кінці лінії розчути майже нічого не вдається. Тому вдаються до допомоги спеціальних підсилювальних пристроїв.

Лінія зв'язку розбивається на кілька ділянок, і в окремих пунктах ставляться підсилювачі електричних коливань. Основним елементом цих підсилювачів, як і в радіоприймачі, є радиолампа.

радіомовлення

Важливим застосуванням радіо служить радіомовлення. Воно відіграє велику роль в нашому житті.

У нашій країні радіомовні передачі стали проводитися раніше, ніж в інших країнах. У перші дні Жовтневої соціалістичної революції Володимир Ілліч Ленін по радіо звертався до народу. Початок регулярних «широкомовних» передач поклав концерт, передавався Москвою 17 вересня 1922 року. За минулі з того часу роки у нас були побудовані сотні потужних радіомовних станцій, велика кількість радіовузлів, створена нова галузь промисловості, що випускає радіоприймачі; Зараз їх в нашій країні більше 20 мільйонів.

За тридцять п'ять років розвитку радіомовлення докорінно змінилася радіоелектронна апаратура, за допомогою якої воно здійснюється. Поряд зі збільшенням потужності існуючих довгохвильових і середньохвильових станцій з'явилася велика кількість короткохвильових і ультракороткохвильових станцій. Маючи порівняно невеликий радіус дії, вони дозволяють здійснювати мовлення при майже повній відсутності радіозавад.

Великий прогрес спостерігається в радіоприймальної апаратури. Радянська промисловість налагодила масовий випуск не менше ніж 30 типів радіомовних приймачів і радіол різних класів. Створені зразки надмініатюрних приймачів, в яких замість ламп використовуються напівпровідникові елементи. Ці приймачі розміром з портсигар. Їх живлення здійснюється від мініатюрних сухих батарей. Деякі зразки харчуються від фотоелементів [2] під дією сонячного світла або освітлювальної лампи потужністю 100 ват. Такі конструкції стали можливими завдяки величезним досягненням в створенні нових електро- і радіотехнічних матеріалів і нових електронних пристроїв.

Партія і уряд проявляють постійну турботу про розвиток радіомовлення. Завдяки цій турботі успішно виконується завдання суцільний радіофікації нашої країни. «Газета без паперу і відстаней», як називав В. І. Ленін радіо, стала тепер надбанням усіх радянських людей.

Передача фотографій на відстань

Фототелеграфія - це передача фотографій, креслень, документів та інших зображень по дротах або за допомогою радіо. Здійснюється вона в такий спосіб.

Відомо, що різні предмети по-різному відбивають світло. Направте промінь кишенькового ліхтаря на шматок білої жерсті - вона заблищить. Якщо ж ви перенесете промінь на чорний папір, то світла відіб'ється значно менше. Чорна поверхня поглинає майже всі промені. Тому чорні предмети нагріваються на сонці значно сильніше, ніж білі.

Здатність предметів по-різному відображати світлові промені використовується при передачі зображень по радіо. При цьому світлі і темні ділянки креслення або малюнка передаються послідовно, один за іншим.

На передавальної станції обертається барабан з «фототекстом» - малюнком або кресленням, який потрібно передати в інше місто. На нього від сильного джерела падає тонкий пучок світла. Барабан обертається і, крім того, повільно переміщається уздовж своєї осі, підставляючи під промінь світла все нові і нові ділянки малюнка. Від кожної ділянки переданого малюнка або креслення частина світлового пучка відбивається і потрапляє на фотоелемент. Тут енергія світла перетворюється в електричну енергію.

Пристрій фотоелемента показано на рис. 3.

Мал. 3. Схема фотоелемента.


Усередині скляного балона знаходяться два електроди: катод, що має форму вигнутої металевої пластинки, прикріпленою до балона зсередини, і кільцеподібний анод. Катод покритий особливим шаром, здатним випускати електрони, якщо на нього падає світло. При цьому чим яскравіше падаюче світло, тим більше електронів вилітає з поверхні катода. Під дією електричного поля, створюваного електричною батареєю, електрони спрямовуються до анода, і в ланцюзі починає текти струм. Сила цього струму змінюється в залежності від кількості світла, відбитого від тієї чи іншої ділянки малюнка, так як змінюється кількість вилетіли з катода електронів.

Пульсуючий струм, отриманий завдяки фотоелементу, після посилення надходить в телеграфну лінію або в передавач радіостанції (рис. 4).

Мал. 4. Принцип передачі зображень по фототелеграфу.


В останньому випадку він керує силою радіосигналів, випромінюваних антеною, так що вони точно відповідають чергуванню світлих і темних ділянок на малюнку або кресленні.

На приймальні станції електричні сигнали знову перетворюються в світлові. Робить це інший електронний прилад - газосвітних лампа. Через неї протікає прийнятий по телеграфної лінії або по радіо пульсуючий струм. Лампа ця має важливу властивість: сила її світіння змінюється відповідно до зміни сили струму. Перед лампою обертається барабан, обгорнутий фотопапером. Він, як і барабан на передавальної станції, не тільки обертається, але і зміщується вздовж осі. Тому промінь світла від газосвітної лампи по черзі оббігає один за іншим ділянки фотопаперу. Після закінчення прийому фотопапір проявляється і сушиться. Фотодепешу можна направляти адресату.

Фототелеграф дає великий виграш у часі: передача фотознімку розміром 19х29 сантиметрів займає всього 15 хвилин. За цей час фото депеша, відправлена ​​з Москви, може перетнути всю країну і бути прийнята в будь-якому далекосхідному місті, наприклад в Хабаровську. Подорож її залізницею зайняло б дев'ять діб, а авіапоштою - 25-30 годин.

Особливо великі переваги дає радіофототелеграфія. При передачі зображень по радіо фототелеграмми можна передавати не тільки з міста в місто, але і з корабля на сушу, з суші на літак і т. Д.

телебачення

У російських казках нерідко розповідається про те, як герой казки дивиться в чарівне дзеркальце і бачить все, що діється на білому світі. Завдяки відкриттю радіо ця казка перетворилася на дійсність. Чарівне дзеркальце - це екран телевізора.

На відміну від фототелеграфу, який дозволяє передавати тільки нерухомі зображення, в телебаченні передаються будь-які зображення - рухомі і нерухомі. При цьому відпадає необхідність в фотопапері, зображення з'являється на екрані телевізійної трубки - кінескопа.

Як же бачать на відстані?

У тому місці, звідки передається зображення, - на сцені театру, на трибуні стадіону і т. Д. - Встановлюються телекамери. Це - складні радіоелектронні пристрої. Вони наводяться, подібно фотоапарату, на ті предмети, зображення яких потрібно передати. Світлові промені, відбиті від предметів, людей і т. Д., Потрапляють в телекамеру і перетворюються в ній в електричні сигнали. Останні, після багаторазового посилення, надходять в передавач і впливають на радіохвилі, які випромінює його антеною.

Якщо в фототелеграфії одне зображення передається за 15 і більше хвилин, то в телебаченні воно передається 25 разів протягом кожної секунди. При цьому посилається понад 10 тисяч радиоимпульсов.

У приймальні телевізійної трубці, як і в звичайній радіолампи, є катод, що випускає електрони. Електрони за допомогою спеціальних пристроїв збираються в найтонший промінь, який, б'ючись об екран, змушує його світитися (екран покритий спеціальною речовиною, що світиться під ударами електронів). Світіння виникає тільки в тому місці екрана, куди потрапив електронний промінь, причому це світіння весь час змінюється, якщо змінюється сила електронного пучка.

Електронний промінь в кінескопі ні на мить не зупиняється на місці, він 25 разів в секунду оббігає всі крапки екрана і кожну з них змушує світитися то яскравіше, то слабше. На екрані виникає зображення [3] .

Людське око має здатність зберігати протягом деякого часу зорове враження. Це властивість давно використовується в кіно. На екрані кінотеатру кожну секунду з'являється 24 зображення, одне за іншим. Кожна «фотографія» лише трохи відрізняється від попередньої, в результаті глядач бачить на екрані рухаються фігури. На екрані телевізора прийняті зображення змінюються, як ми вже говорили, 25 раз в секунду, тому ефект виходить той же самий, що і в кіно; відмінність полягає лише в тому, що кіноекран відображає світлові промені, послані кіноапаратом, а екран телевізора сам випускає світлові хвилі під дією вдаряються об нього електронів.

Для передачі телевізійних програм найбільш придатні ультракороткі хвилі, що поширюються, як ми вже відзначали, прямолінійно, подібно сонячному променю. У цьому причина того, що дальність телепередач обмежується кривизною Землі і зазвичай не перевищує 100 кілометрів. Ось чому телевізійні передачі дивляться поки поблизу великих міст, що мають телецентри.

У нашій країні передачі телебачення ведуться тепер в Москві, Ленінграді, Києві, Свердловську, Харкові, Ризі і в багатьох інших містах. Вживаються заходи до розширення радіусу дії основних телецентрів. З Москви, наприклад, телевізійні сигнали по кабелю передаються в м Калінін. Для цих цілей використовуються і радіорелейні лінії, що представляють собою, як зазначалося вище, систему приймально-передавальних радіостанцій. Вони як би по естафеті беруть телевізійні сигнали, підсилюють їх і передають далі.

Останнім часом проводяться досліди по збільшенню дальності телепередач до 1000-2000 кілометрів без проміжних приймально-передавальних станцій. Для цієї мети створюються складні прийомні телевізійні антени і збільшується чутливість телевізора, що дуже важливо при прийомі слабких радіосигналів.

Телебачення є порівняно молоду галузь радіотехніки. Однак успіхи, досягнуті в цій області, значні. В наші дні звичайним явищем стали телепередачі не тільки зі спеціальних студій, а й з будь-якого іншого місця - з театру, зі стадіону і т. Д. З кожним роком покращується якість телепередач, удосконалюються телевізори. Наприклад, у нас вже створені телевізори, що дозволяють отримати зображення розміром до одного квадратного метра; вони призначені для клубів і будинків культури. У клубах і кінотеатрах встановлюються телевізійні екрани розміром в декілька квадратних метрів.

Цікаво відзначити появу телевізорів, керованих ка відстані. Одна з іноземних фірм розробила телевізор, який управляється за допомогою променя світла від кишенькового ліхтарика. Телевізор має автоматичний пристрій, що складається з фотоелементів, радіоламп та інших деталей. Завдяки цьому пристрою можна променем світла від ліхтарика не тільки включати телевізор, а й перемикати програми, регулювати гучність звуку, яскравість зображення і т. Д. У нас теж розробляється телевізор з дистанційним управлінням, що складається з виносного пульта і тонкого кабелю, що з'єднує цей пульт з телевізором.

Досягнуто відомий прогрес в запису телевізійних зображень з метою повторення телепередач або обміну з іншими телевізійними центрами. Один із способів запису полягає в фотографуванні зображення на екрані телевізора за допомогою кінокамери.

Інший спосіб полягає в запису зображення та звуку на магнітну лепту. Для запису чорно-білого зображення застосовується стрічка шириною 3 мм. На неї наносяться дві міліметрові доріжки спеціального лаку, здатного намагнічуватися під дією магнітних полів.

Електричні сигнали зображення, отримані в знімальної телекамери, посилюються ламповими підсилювачами і подаються на котушку електромагніта. Повз котушки протягується стрічка. Сигнали зображення записуються на одну з доріжок. На другу доріжку аналогічним способом записується звук.

У відтворює пристрої, що нагадує звичайний магнітофон, магнітний запис перетворюється в електричні сигнали. Ці сигнали посилюються підсилювачем телевізора і створюють на його екрані зображення.

Такий спосіб застосуємо і для запису кольорового зображення. У цьому випадку застосовується феромагнітна плівка шириною 6 міліметрів з п'ятьма доріжками: три доріжки служать для запису трьох основних кольорів, сукупність яких утворює кольорове зображення, четверта - для запису звуку і п'ята - для запису спеціальних сигналів, необхідних для управління послідовністю зміни кольорів.

радіолокація

Радіолокація - це визначення місця розташування різних об'єктів в повітрі, на воді і на суші за допомогою радіохвиль. Вона змогла з'явитися тільки після того, як вчені створили ряд принципово нових радіоелектронних приладів, вирішили багато теоретичні завдання, вивчили поведінку радіохвиль самих різних довжин.

Більшість сучасних радіолокаційних установок працює за принципом радіолуну. Про те, що таке відлуння, знає кожен. Виявилося, що радіохвилі теж можуть відбиватися. Це помітив ще А. С. Попов під час дослідів на Балтійському морі в 1897 році. Вчений передбачив, що, використовуючи відображення радіохвиль, можна визначати місце розташування кораблів.

Радіолокатор, або радар, працює переривчасто, подібно кулемета. Один за іншим посилає він радіоімпульси в будь-якому напрямку. Зустрівши на своєму шляху мета, скажімо, літак, радіохвилі відбиваються від неї і частково повертаються назад. Антена чутливого радіоприймача сприймає відбитий сигнал, що говорить про те, що в даному напрямку знаходиться якийсь об'єкт.

Радіолокатор визначає не тільки напрямок, в якому знаходиться мета, але і відстань до неї. Адже швидкість поширення електромагнітної хвилі відома. Тому, щоб визначити відстань до цілі, досить знати час, необхідне для подолання цієї відстані. Звичайно, ніякі механічні годинники не можуть виміряти час, що становить мільйонні частки секунди. Але це роблять електронний годинник. Основною деталлю таких «годин» служить електронно-променева трубка, багато в чому схожа на ту, яка застосовується в телебаченні.

На екрані радіолокатора видно світиться риса. Коли спрямовані радіохвилі зустрічають на своєму шляху будь-якої об'єкт, на що світиться лінії виникає «сплеск» (рис. 5).

Мал. 5. «радіовсплесков».


Чим далі мета, тим він правіше від початку лінії. Під лінією нанесена кілометрова масштабна шкала. За нею оператор швидко визначає відстань до об'єкта [4] .

Сучасні радіолокаційні станції - це складні радіоелектронні пристрої, що включають в себе тисячі радіодеталей.

Радіолокація зіграла дуже велику роль у другій світовій війні. За допомогою радарів визначалося місцезнаходження і кількість літаків, які беруть участь в нападі на той чи інший об'єкт, виявлялися спливаючі для атаки підводних човнів, здійснювалося керівництво морськими битвами і повітряними боями.

В ході війни були створені спеціальні «панорамні» радіолокатори, службовці для бомбометання через хмари. Екран такої станції відтворює, подібно карті, місцевість, над якою пролітає літак. На екрані чітко видно береги річок, міста, мости.

Були сконструйовані мініатюрні радіолокаційні станції для зенітних снарядів. Коли снаряд вилітав з гарматного ствола, станція починала випромінювати імпульси радіохвиль. Приймальна частина станції, теж розташована в снаряді, брала відбиті від обстрілюваного літака хвилі. У той момент, коли сила відображених імпульсів досягала максимальної величини (це означало, що снаряд знаходиться на найближчій відстані від літака), снаряд вибухав і вражав ціль осколками.

Незважаючи на те, що перше своє практичне застосування радіолокація знайшла на війні, роль її в мирному житті не менше велика. Радіолокаційні методи дослідження мають велике значення для розвитку таких наук, як астрономія, метеорологія, спектроскопія, геодезія і ін.

Візьмемо як приклад геодезію. Зараз геодезисти успішно користуються радіолокаційними установками при вивченні розмірів і форми земної поверхні. Для отримання точних даних про рельєф місцевості до останнього часу користувалися аерофотознімками. Робота нерідко затягувалася через погану погоду. Застосування радіолокатора дозволяє проводити роботи при будь-якій погоді. Радіолокатор, що працює на хвилі близько одного сантиметра, встановлюється на літаку і вузьким променем «промацує» кільцевої ділянку місцевості під літаком. На екрані чітко видно рельєф місцевості. Швидкість такої «зйомки» досягає 750 квадратних кілометрів на годину.

Не менш велика допомога радіолокації метеорологам, що пророчить погоду. Для передбачення погоди і всіх її змін дуже важливо знати температуру і тиск повітря, а також силу і напрям вітру у верхніх шарах атмосфери. Щоб отримати ці дані, в повітря піднімаються аеростати, літаки, кулі і навіть артилерійські снаряди, забезпечені необхідними приладами. Особливо цікавлять метеорологів повітряні течії.

Для вивчення вітру в повітря запускають гумовий куля, наповнена найлегшим газом - воднем. Раніше за кулею стежили за допомогою спеціальних зорових труб. Дальність спостереження при цьому, природно, виходила невеликий. Зараз для спостереження нерідко використовують радіолокатор, який набагато довше «не випускає» куля з поля зору.

За допомогою радіолокаторів вдається виявити наближення дощового фронту. На екрані в цьому випадку з'являються яскраві плями, що рухаються в певному напрямку. Дуже короткі радіохвилі дозволяють намацати і хмари, що знаходяться на величезній відстані від станції; вдається точно визначити місце освіти урагану і т. д. Всі ці дані мають велике практичне значення.

Про інших застосуваннях радіолокації ми ще розповідатимемо далі.

РАДІО І ТРАНСПОРТ

Радіомаяки і пеленгатори

Протягом століть моряки, перебуваючи у відкритому морі, визначали місце розташування свого корабля за небесними світилами і компасах. Але погана погода, хмарність, туман нерідко були причиною того, що корабель збивався з курсу, втрачав орієнтування. Було потрібно надійний засіб, за допомогою якого можна було б визначати місце розташування корабля незалежно від часу доби і стану погоди. Необхідність в такому засобі особливо зросла після того, як з'явився повітряний транспорт. Таким надійним засобом орієнтування кораблів і літаків стала радионавигация. В даний час на кожному досить великому літаку або на великому морському судні є не один, а кілька радіоприладів, що дозволяють швидко і дуже точно визначати, де знаходиться рухомий корабель.

У нашій країні в 1917-1918 роках інженерами Петроградського політехнічного інституту був розроблений принцип дії радіомаяків. З кінця двадцятих років радіомаяки стали вже широко застосовуватися як на морських, так і на повітряних трасах країни.

Радіомаяки - це наземні радиопередающие станції, забезпечені спеціальними антенами, які випромінюють радіохвилі в певних напрямках.

Подивимося, як працюють радіомаяки, які дозволяють льотчику тримати певний напрям (курс) польоту. Такі маяки називають курсовими.

Принцип роботи курсового радіомаяка можна зрозуміти з рис. 6.

Мал. 6. Принцип роботи курсового маяка.


Припустимо, літаку дано завдання доставити пасажирів з пункту А в пункт Б. Радіомаяк знаходиться в пункті Б і на певній хвилі випромінює радіосигнали в напрямку траси. Найчастіше такими сигналами служать букви А (азбукою Морзе - крапка - тире) і Н (тире - крапка), що передаються по черзі. Штурман літака, включивши приймач, настроюється на хвилю маяка. У разі, якщо літак летить по трасі і знаходиться, наприклад, в пункті 1, обидва сигналу чутні однаково голосно. Якщо ж літак збився з курсу і опинився в стороні від траси, наприклад, в пункті 2, то штурман більш чітко почує сигнали, відповідні букві А. Опинившись по іншу сторону від траси, наприклад в пункті 3, штурман почує виразніше інші сигнали, відповідні букві Н. Значить, за сигналами радіомаяка неважко підтримувати потрібний напрямок польоту.

Ми розповіли про найпростіший і поширеному типі радіомаяків. Є й інші, більш складні радіонавігаційні пристрої. Вони дозволяють більш точно визначати напрямок польоту і знаходити свій аеродром. Створені прилади, що дозволяють здійснювати «сліпу» посадку літака в умовах туману чи снігопаду.

Для риболовних суден дуже важливо після закінчення лову знайти найбільш короткий шлях в порт. Для них в портах встановлюються особливі «приводні» радіомаяки. Маяки такого типу цінні тим, що для прийому їх сигналів і орієнтування досить мати на судні невеликий радіоприймач.

Широко застосовуються в навігації радіопеленгатори.

Радіопеленгатор - це приймальний пристрій, антена якого може приймати радіосигнали тільки з якого-небудь одного напрямку. За формою антена пеленгатора нагадує прямокутну рамку, тому таку антену називають рамкової.

Дія рамкової антени показано на рис. 7.

Мал. 7. Дія приймальні рамки радіопеленгатора.


Стрілками дано направлення, звідки приходить радіохвиля передавача, який потрібно запеленгувати.

Якщо площину рамки знаходиться під прямим кутом до напрямку приходить радіохвилі, то в вертикальних ділянках рамкової антени будуть виникати електричні струми. Як видно з малюнка, ці струми, зображені стрілками, рівні за величиною і спрямовані один одному назустріч. Тому вони взаємно знищуються, і радіосигнал не почують його.

Але повернемо рамку так, щоб вона встала руба в прийдешньої хвилі. Тепер радіохвиля підійде до лівій стороні рамки трохи раніше, ніж до правої, тому струми, що виникли в обох половинках рамки, виявляться вже не однакові за величиною і не знищать один одного. В результаті сигнал буде прийнятий приймачем.

Оператор, що працює на радіопеленгаторів, встановлює рамкову антену так, щоб гучність прийнятого сигналу була найменшою, і цим визначає напрямок, в якому знаходиться передавач пеленгатора.

Радіопеленгатори розташовуються в різних місцях узбережжя. На запити з кораблів їх оператори повідомляють по радіо необхідні дані. Штурман корабля, користуючись цими даними, проводить на карті кілька прямих ліній, перетин яких дає розташування корабля.

На великих кораблях встановлюються свої радіопеленгатори. З їх допомогою визначається напрямок на берегові передавачі, розташовані в заздалегідь відомих пунктах. Це також дозволяє встановити місце, де знаходиться корабель.

Радіомаяки і радіопеленгатори зіграли велику роль у налагодженні безперебійної роботи морського та повітряного транспорту. Героїчні перельоти Чкалова, Громова, Коккинаки та інших відважних льотчиків були б неможливі без чіткої радіонавігаційної служби.

Дальні рейси морських кораблів обслуговуються тепер цілою системою радіомаяків і пеленгаторів. При цьому точність, з якою визначається місцеположення корабля, виключно велика. При відстані у 2000 кілометрів від берега помилка у визначенні місця не перевищує сотні метрів!

У морському порту і на аеродромі

У сучасному морському порту життя не припиняється ні на хвилину. Один за іншим до причалів підходять величезні океанські кораблі, починається вивантаження привезених вантажів. Інші кораблі, навпаки, повільно відвалюють від причалів, йдучи в рейс. Безперервно в різних напрямках снують човни, катери, глісери. Повільно пропливають величезні баржі.

Керувати життям порту - справа нелегка. Особливо це важко в темні туманні ночі, коли навіть потужний промінь прожектора виявляється безсилим пробити густу пелену туману.

У такій складній обстановці на допомогу знову приходять радіоприлади. Їх чимало на диспетчерському пункті. Звідси ведеться безперервна радіозв'язок з відповідними до порту кораблями. Радіолокаційна станція «кругового огляду» дозволяє бачити на екрані взаємне розташування рухомих кораблів. Короткі радіокоманди вказують кожному кораблю, куди йому слід рухатись.

Великі кораблі мають свої радіолокатори кругового огляду. На їх екранах чітко видно обриси берегів, бухти, зустрічні кораблі, буї (рис. 8).

Мал. 8. Зображення на екрані судновий радіолокаційної станції.


Завдяки цьому корабель може в будь-яку погоду вибрати правильний шлях, не ризикуючи зіткнутися з іншими судами.

Не меншу роль відіграє радіо і в організації безперебійної роботи аеропортів. Диспетчер аеропорту, спостерігаючи за екраном локаційної станції, бачить літаки, що прямують до аеродрому. Він дає їм по радіо різні вказівки, в результаті чого пропускна спроможність аеропорту збільшується в кілька разів.

На сталевих магістралях

Ви сіли у вагон поїзда далекого прямування. Попереду кілька днів дороги. Але ви не відірвані від навколишнього світу. Радіо дозволить вам бути в курсі всіх подій, що відбуваються в країні.

Зараз майже всі поїзди далекого прямування радіофіковані. Вони забезпечені радіоустановками, що дозволяють на ходу поїзда приймати станції центрального і місцевого мовлення, транслювати лекції, передавати оголошення і музику.

Але це не єдине застосування радіо на залізничному транспорті.

Великий залізничний вузол живе не менш бурхливим життям, ніж морський порт або аеродром. Протягом доби через нього проходять десятки пасажирських і вантажних складів, формуються нові поїзди.

Рухом поїздів через залізничний вузол керує диспетчер. Тепер існують такі вузли і станції, де диспетчери керують рухом паровозів і поїздів, не виходячи з приміщення.

Перед диспетчером знаходиться світиться різнокольоровими лініями схема всіх шляхів і перегонів станції. На ній видно, які шляхи зайняті, які вільні, де рухаються поїзди. За допомогою кнопок управління, диспетчер переводить стрілки, запалює світлофори. Сотні приладів, серед яких чимало радіоелектронних, виконують ці команди. Пропускна здатність вузла або станції значно підвищується, збільшується безпеку руху поїздів, набагато скорочується кількість обслуговуючого персоналу.

Широко використовуються радіоустановки як засіб внутристанционной зв'язку. Особливо велику допомогу надають вони на сортувальних гірках - при складанні поїздів. Цією роботою керує маневровий диспетчер. Він зв'язується з радіо з машиністами паровозів і віддає їм необхідні розпорядження. Машиністи теж в будь-який момент можуть викликати диспетчера.

В останні роки залізничні радіостанції успішно використовуються і для зв'язку з паровозами, що знаходяться в рейсі і віддаленими від станції на десятки кілометрів.

Широке поширення на залізничному транспорті отримав електронний «автостоп», самостійно зупиняє склад в тому випадку, якщо машиніст з якої-небудь причини не помічає червоного вогню на світлофорі. Як він влаштований?

На шляху руху поїзда перед світлофором встановлюється спеціальний прилад, який розпочинає генерувати електромагнітні коливання відразу, як тільки включається червоний сигнал світлофора. А на паровозі є приймальний пристрій, яке при зближенні з генератором приймає сигнал і автоматично включає гальмівну систему. Це дозволяє запобігати аваріям, особливо в снігову або туманну погоду.

На автострадах і сільських дорогах

По широкому асфальтованому шосе стрімко мчать ошатно пофарбовані автобуси, виблискують на сонці обтічні легкові автомобілі, важко рокітливі вантажівки, верткі мотоцикли та моторолери. З раннього ранку до пізнього вечора не припиняється цей живий потік ...

Автомобілі, особливо легкові, дуже зручні для поїздок. У разі холодної погоди можна включити опалення, в жарку погоду - вентиляцію. Під час руху і на стоянках можна слухати радіо. Багатодіапазонний приймач широко поширений на легкових автомашинах. Створені перші зразки автомашин, забезпечених ... телевізорами. Вони дозволяють приймати телевізійні програми на ходу автомобіля в радіусі кількох десятків кілометрів від телецентру. Антеною телевізора служить антена звичайного автомобільного приймача.

Проведено успішні досліди по установці в автомобіль ... телефонного апарату. Останній підключений до ультракороткохвильовому приймально-передавача, який і забезпечує зв'язок з автоматичною телефонною станцією міста. Під час руху машини пасажир може зателефонувати куди завгодно і, ще перебуваючи в дорозі, вирішувати багато справ. Економія часу виходить величезна.

Але роль радіоелектроніки в автомобільному транспорті цим не обмежується. Регулювальники вуличного руху раніше визначали швидкість машин на око і, природно, часто помилялися. Зараз створено радіолокаційний вимірювач швидкості автомобілів.

Новий прилад розміром 30х30х20 сантиметрів важить всього лише 17 кілограмів. Він встановлюється на триногому штативі або близько шосе, або в кузові вантажівки, і своєю антеною орієнтується уздовж шосе. Дальність його дії становить 50-55 метрів. Антена приладу випромінює радіохвилі довжиною близько 13 сантиметрів. Вона ж служить і для прийому відбитих хвиль.

Якщо автомобіль, що наближається до радіолокатори, рухається з недозволеної швидкістю, стрілка приладу відхилиться за червону риску. Регулювальник негайно зупиняє машину. Якщо водій починає сперечатися, доводячи, що він їхав не швидше, ніж належить, то йому показують паперову стрічку пише пристрою. Це пристрій теж вмонтовано в прилад, воно автоматично відзначає швидкість руху машин.

Велику допомогу може надати радіоелектроніка при управлінні рухом транспорту на перехрестях міста. Жителі великих міст вже звикли до того, що при відсутності регулювальників вуличного руху сигнал світлофора перемикається автоматично. Але вони помічали і те, що це перемикання відбувається незалежно від того, є чи ні у перехрестя машини.

У Нью-Йорку на 120 перехрестях встановлені більш досконалі «автоматичні полісмени».

Вони, як і покажчики швидкості автомобілів, працюють на принципі радіолокації. Радіопромінь безперервно «обнишпорює» перехрестя і «вважає» наближаються автомашини. Світлофор відкриває шлях в тому напрямку, в якому машин накопичилося більше. Автомат враховує не тільки число автомобілів, але і те, як довго чекає зеленого сигналу машина, яка прийшла до перехрестя першої.

Цим не вичерпується застосування електроніки в автомобільному транспорті.

Проведено успішні випробування автоматичної автомобільної магістралі, по якій рухалися автомашини без втручання водіїв. Всі повороти відбувалися спеціальним електронним пристроєм, встановленим на машині. Під дією сигналів, які передаються з диспетчерського пункту, автомат повертає кермове колесо в потрібну сторону і вирівнює рух машини.

На закінчення слід сказати про створення нового транспортного засобу - «вечемобіля». Це слово походить від слів «висока частота», що характеризують принцип дії нової машини.

Уздовж вулиці під шаром асфальту прокладаються металеві дроти, по яких пропускається струм високої частоти. Він створює над асфальтом змінне електромагнітне поле. Енергію цього поля і вловлює вечемобіль, у якого замість двигуна внутрішнього згоряння встановлений спеціальний приймач.

Завдяки тому, що вечемобіль отримує енергію без безпосереднього контакту з проводами, по індукції, він вільно може роз'їжджати по шосе, а при наявності акумулятора навіть згортає на кілька кілометрів у бік.

Так радіоелектроніка змінює вигляд автомобільного транспорту.

ПРОМИСЛОВІ ЗАСТОСУВАННЯ радіоелектроніки

Нагрівання без вогню

За багато тисячоліть своєї історії людина використовувала найрізноманітніші способи отримання тепла - від багаття, на якому він готував їжу, до сучасних електричних печей для розігріву багатотонних металевих виливків.

Зараз в промисловість впроваджений новий джерело тепла - електромагнітні хвилі, - що володіє цілим рядом переваг навіть перед недавнім «дивом техніки» - електропіччю.

Електромагнітні хвилі нагрівають тіла не за допомогою хімічних реакцій, що відбуваються під час спалювання палива, не завдяки розігріву металевих спіралей струмом, як це відбувається в електричній печі, а за рахунок використання енергії електричного і магнітного полів, що виникають в коливальному контурі.

Різні тіла по-різному поводяться в електричному і магнітному полях. Візьмемо, наприклад, метали. У них, як ми вже відзначали, багато вільних, не пов'язаних з атомами електронів. Поміщене в сильне магнітне поле металеве тіло швидко нагрівається, енергія магнітного поля передається вільним електронам, і в поверхневих шарах металу виникають сильні струми. Якщо ж в магнітне поле помістити НЕ провідник електрики, а ізолятор - фарфор, дерево, скло і т. Д., То він залишиться холодним, так як в ізоляторі майже немає вільних електронів. На ізоляційні матеріали велике теплове вплив робить електричне поле конденсатора. Коли ізолятор потрапляє в це поле, то під дією електричних сил електрони, що входять до складу атомів, збільшують обертальний рух. Такий рух супроводжується великими втратами енергії на тертя і на розігрів тіла. Нагрівання ізолятора в електричному полі відбувається не з поверхні, а рівномірно по всій глибині. Це значно покращує якість таких виробничих операцій, як, скажімо, сушка різних виробів.

Ось як, наприклад, за допомогою електромагнітних хвиль сушаться вироби гончарного виробництва. Глиняна і порцеляновий посуд формується з вологої маси. Потім її сушать і піддають випалу. Сушка - це найбільш відповідальна частина виробництва. Раніше вона проводилася або на сонці, або в спеціальних печах за допомогою гарячого повітря. Швидко сушити не можна було, так як виріб сохло тільки з поверхні і могло покоробитися або дати тріщини. Великі порцелянові вази сушили протягом багатьох місяців.

Електромагнітні хвилі справляються з такою роботою набагато швидше. Вироби поміщають між пластинами величезного конденсатора, що має форму етажерки. При включенні генератора високої частоти вироби дуже швидко нагріваються; укладена в них вода випаровується. Установка починає споживати менше енергії, що служить сигналом закінчення сушіння. Спеціальний прилад автоматично вимикає піч.

Майже так само проводиться сушіння деревини. Раніше великі бруси сушили в спеціальних нагрівальних камерах протягом 100-500 годин. Через розривів серцевини бруси часто йшли в шлюб. Застосування електричних полів високої частоти скоротило час сушіння до 3-8 годин і різко знизило шлюб.

Великі переваги дає високочастотний нагрів при сушінні деревини, просоченої спеціальним складом і склеєної під тиском. Дерев'яні вироби, отримані таким шляхом, мають високу твердість, стійкість до стирання; вони легкі, а по міцності не поступаються металам. Такі матеріали успішно застосовуються для виготовлення літакових гвинтів, зубчастих коліс, човнів, кузовів автомашин і т. Д.

У харчовій промисловості високочастотний нагрів може з успіхом застосовуватися для сушки макаронів, чаю, тютюну, а також для випічки хлібних виробів. На підприємствах, що випускають фруктові компоти, овочеві консерви і томати, високочастотні установки використовуються для знищення бактерій. Ця операція, яка займає всього кілька секунд, не викликає втрати вітамінів, аромату і смакових якостей оброблюваних продуктів, але повністю знищує хвороботворні бактерії.

Для нагріву металевих виробів використовують енергію магнітного поля котушки коливального контуру.

Плавка металів за допомогою електромагнітних хвиль зараз широко застосовується у виробництві високоякісних сплавів, коли не можна допускати зіткнення металу з газами і полум'ям топки. Застосовується цей спосіб і при виробництві спеціальних магнітних, легких або тугоплавких сплавів. Залежно від продуктивності високочастотної печі частота магнітного поля коливається від 500 тисяч до 5 мільйонів коливань в секунду (чим більше металу повинна розплавляти піч, тим нижче повинна бути частота).

Електромагнітні хвилі використовуються і для зварювання металів. При звичайній електрозварювання застосовується змінний струм з частотою 50 коливань в секунду. Його пропускають через місце зіткнення, які підлягають зварюванню, яке сильно розігрівається і плавиться. Якщо ж через місце зварювання пропускати ще і високочастотний струм, створюваний невеликим переносним радіоапаратом, то якість зварювання виявляється набагато краще. Цей спосіб особливо виправдовує себе при зварюванні різнорідних металів. Електромагнітні хвилі дозволяють також надійно зварювати великі поверхні металів зі склом.

Радіозакалка деталей

Загартування поверхні сталевих виробів потрібна, щоб підвищити їх міцність і твердість. При цьому виріб нагрівається і потім швидко охолоджується у воді або в маслі. Загартуванню піддається будь-ріжучий інструмент, а також відповідальні деталі машин, які при роботі відчувають великі навантаження - колінчаті вали, шестерні і т. Д.

У таких деталей твердої повинна бути тільки поверхню. Внутрішня ж частина повинна залишатися в'язкою, незагартованої, інакше деталь виявиться крихкою.

Але в звичайних печах метал прогрівається по всій товщині. Радянський вчений В. П. Вологдин запропонував виробляти загартування електромагнітними хвилями. Він створив кілька конструкцій потужних генераторів, що виробляють ці хвилі, і, поміщаючи деталь всередину котушки коливального контуру, виробляв загартування.

Ми вже говорили, що в поверхневих шарах металевого виробу, поміщеного в магнітне поле, виникають швидкозмінних електричні струми. Під впливом цих струмів поверхню деталі сильно розігрівається. Якщо процес нагріву відбувається дуже короткий час, то тепло не встигає передатися внутрішнім верствам вироби, і вони залишаються холодними. Після опускання вироби в воду або в масло поверхневий шар загартується, стане твердим, а внутрішні частини залишаться, як і до загартування, м'якими.

На рис. 9 показана поверхневе загартування шестерні.

Мал. 9. Розріз шестерні, загартованої за допомогою електромагнітних хвиль.


Для визначення товщини загартованого шару шестерню розрізали і розріз піддали травленню кислотою. Після цього загартований шар придбав більш темний колір, ніж решта метал. Така шестерня добре протистоїть зносу і в той же час не крихка, так як внутрішні шари не загартовані.

Загартування сталевих виробів в магнітному полі високої частоти має багато й інших переваг у порівнянні зі звичайними методами загартування - деталі не коробляться при нагріванні, збільшується продуктивність роботи, поліпшується якість виробів, відпадає необхідність у подальшій очищенню і шліфовці деталей і т. Д. Цей метод загартування зручний для поточного виробництва. Значно поліпшуються умови праці робітників.

Радіозакалка отримала тепер широке поширення на підприємствах Радянського Союзу та інших країн.

Електронні прилади контролюють продукцію

Контроль готової продукції - важливе завдання будь-якого виробництва. Він полягає в проведенні різних вимірювальних операцій, які в деяких випадках займають половину часу, що витрачається на виготовлення і обробку вироби. Щоб скоротити цей час, створюються автоматично діючі контрольні пристрої, що працюють під наглядом контролера, але без його втручання.

Величезну допомогу в створенні точних вимірювальних пристроїв, що дозволяють контролювати різні етапи виробництва, надає радіоелектроніка. В даний час налічується сотні вимірювальних і контрольних приладів, що включають в себе радіолампи, конденсатори, котушки індуктивності та інші радіодеталі. Про деякі з цих приладів і пристроїв ми розповімо далі.

Заводи електротехнічної промисловості випускають мільйони метрів різних проводів. Серед них чимало тонких проводів з шовковою і паперовою ізоляцією. У таких проводах іноді трапляються обриви, приховані під шаром ізоляції.

Прилад, призначений для виявлення прихованих обривів, складається з генератора радіохвиль і приймача. Електромагнітні коливання, що виробляються генератором, надходять в приймач через повітряний конденсатор, що складається з двох пластин. Між обкладками цього конденсатора простягається провід, якість якого потрібно контролювати. Як тільки в проводі попадеться обірваний ділянку, умови проходження радіохвиль з генератора в приймач зміняться, приймач миттєво відгукнеться на це, і спеціальний пристрій автоматично вимкне намотувальний верстат.

Так само контролюють на прокатних станах товщину стрічки, що виходить з валків стану. Стрічка стрімко проходить між пластинами конденсатора, не торкаючись їх. Як тільки з яких-небудь причин зміниться товщина стрічки, змінюється і ємність конденсатора. Приймач сигналізує про це особливому пристрою, керуючому становищем валків стану, і потрібна товщина стрічки відновлюється. На підприємствах гумової промисловості і на паперових фабриках такий метод застосовується для контролю товщини гумової або паперової стрічки.

Цікаві радіоелектронні пристрої, що визначають якість гарту сталевих виробів. Воно залежить від товщини загартованого шару, яка у кожної деталі, в залежності від її призначення, повинна мати цілком певну величину. Особливо це важливо для таких відповідальних деталей, як залізничні та автомобільні осі.

При створенні пристроїв для контролю цих деталей використовували ту обставину, що загартована сталь поглинає з змінного магнітного поля набагато більше енергії, ніж незагартована. Випробувана деталь поміщається в магнітне поле котушки індуктивності. Контрольний стрілочний прилад показує безпосередньо товщину загартованого шару.

До впровадження такого способу доводилося в кожній партії розламувати кілька штук осей і по силі, необхідної для руйнування, судити про якість виробу. Крім того, що зламані осі вже не можна було використовувати, цей спосіб перевірки мав інший істотний недолік: він був найменш достовірним, так як грунтувався на припущенні, що якість всіх осей в партії однаково.

Електронні прилади можуть не тільки контролювати якість продукції, але і активно «втручатися» у виробництво. У кольоровій металургії, наприклад, застосовуються електронні металошукачі і так звані самородкоулавлівателі.

В дробарки, призначені для дроблення руди, нерідко потрапляють шматки металу і металеві предмети - уламки рейок, зубила, болти і т. Д. Раніше це призводило до поломок дробильних машин. Але тепер створені електронні пристрої для виявлення і вилучення шматків металу. Під стрічкою транспортера, за яким в дробильну машину подається руда, встановлюється котушка індуктивності, що входить в коливальний контур підсилювача електричних коливань. Коли до котушки наближається металевий предмет, настройка контуру змінюється. Це викликає спрацьовування автоматичного пристрою - реле, яке включає потужний електромагніт, і останній витягує уламок металу з руди.

За таким же принципом працюють самородкоулавлівателі.Вони витягають самородки золота, які іноді потрапляють при промиванні в отвальную породу. Електронний пристрій виконує це завдання настільки досконало, що «відгукується» лише на предмети з кольорового металу і не реагує на шматочки тросів, уламки бурового і ударного інструменту і на інші залізні і сталеві предмети.

Подібних прикладів можна навести чимало. Вони наочно показують, як глибоко проникла радіоелектроніка в сучасне масове виробництво.

РАДІОЕЛЕКТРОНІКА ДОПОМАГАЄ ВЧЕНИМ

радіоастрономія

Протягом тисячоліть люди допитливо досліджували Всесвіт. Але вивчати далекі світи Всесвіту астрономам заважали атмосфера, що оточує Землю, і денне світло. Атмосфера поглинає більшу частину електромагнітних хвиль, що приходять з міжзоряних просторів: частина невидимих ​​ультрафіолетових, інфрачервоних і інших променів. У розпорядженні астрономів залишалася тільки вузька смужка електромагнітних коливань, що відноситься до видимого світла. Але і нею не завжди можна користуватися: повітряні потоки викликають мерехтіння зірок і погіршують зображення, хмарність та опади нерідко повністю зривають спостереження. Сонячне світло перешкоджає спостереженню світил в денний час.

Радіо допомогло астрономам створити принципово нові засоби дослідження, що призвели до чудових відкриттів.

На початку другої світової війни вченими було виявлено, що радіолокаційні станції, розташовані на східному березі Англії, не в змозі виявляти літаки противника в ранкові години, особливо якщо літаки з'являються низько над горизонтом. Виявити їх заважали потужні радіоперешкоди невідомого походження.

Після вивчення цього явища з'ясувалося, що джерелом радіоперешкод було Сонце. Пізніше встановили, що радіовипромінювання володіє не тільки Сонце, але і Місяць, а також міжзоряний газ (наприклад, водень) і деякі туманності.

Земна атмосфера виявилася прозорою не лише для видимого світла, але і для радіохвиль. Вона пропускає радіохвилі довжиною від 1 сантиметра до 15-20 метрів. Так виникла нова наука - радіоастрономія.

За десять років досліджень радіоастрономи зробили вже багато відкриттів. Спостерігаючи радіовипромінювання Сонця, вчені встановили, що воно містить радіохвилі від декількох міліметрів до 10-15 метрів і досягає найбільшої величини в роки максимуму сонячної діяльності.

Великий науковий інтерес має відкриття невидимого джерела радіовипромінювання - міжзоряного газу водню. Воно виявлено на хвилі 21 сантиметр. Вивчаючи його, вчені дізнаються властивості і характер руху міжзоряного середовища, орієнтовно визначають кількість водню в різних зоряних системах.

Своїми досягненнями радіоастрономія в значній мірі зобов'язана радіолокації, яка не тільки дала в розпорядження вчених високочутливі радіоприймальні пристрої, але і дозволила з більшою точністю виміряти відстані до небесних тіл.

У 1946 році в Угорщині і в США за допомогою радіохвиль було вироблено точне вимірювання відстані до Місяця: антена радіолокатора, зображена на рис. 10, послала потужний радіоімпульс на Місяць.

Мал. 10. Антена радіолокатора, за допомогою якої була здійснена радіолокація Місяця.


Через 2,56 секунди цей радіосигнал, пройшовши шлях в 384 тисячі кілометрів до Місяця і стільки ж назад, був прийнятий чутливим радіоприймачем.

Велику роль відіграють радіолокаційні методи дослідження метеорів. Цікаві спостереження цього явища були зроблені, наприклад, в ніч на 10 жовтня 1945 року під час «метеорного дощу». Радіолокатори дозволяють спостерігати метеори як вночі, так і вдень, і отримувати дані про швидкість метеорів, орбітах метеорних потоків [5] і т. Д.

Радіоастрономічні прилади - це складні і нерідко великі за розмірами пристрої, побудовані за останнім словом радіоелектронної техніки. На рис. 11 показаний один з найбільших в світі радіотелескоп, побудований в 1956 році в Радянському Союзі.

Мал. 11. Один з найбільших в світі радянський радіотелескоп.

радіоспектроскопія

У науково-дослідній роботі широко застосовується спектральний аналіз. Сутність його полягає в наступному: білий світ, проходячи через прозору скляну призму, розкладається на ряд складових квітів, утворюючи спектр. Цей спектр складається з променів червоного, оранжевого, жовтого та інших квітів. Якщо на шляху світлового променя, крім призми, поміщати плівки різних речовин, то в спектрі з'являться темні лінії або смуги. Це результат поглинання речовиною світлових хвиль певної довжини. По розташуванню і ширині ліній і смуг в спектрі вчені судять про склад досліджуваної речовини [6] .

Радіоспектроскопія ґрунтується також на принципі поглинання речовиною електромагнітних хвиль. Тільки вона використовує не світлові хвилі, а радіохвилі довжиною 0,7-2 сантиметри, а в деяких випадках і більше.

Через досліджувана речовина, наприклад через газ, пpoпускаются радіохвилі мінливої ​​довжини. Для кожної речовини довжина хвилі поглинання різна. Тому, за показаннями точного вимірювального приладу, який відзначає момент найбільшого поглинання радіохвиль, визначають досліджуване речовина.

В даний час методами радіоспектроскопії досліджено кілька сот складних речовин. При цьому було визначено цілий ряд важливих величин, наприклад відстані між атомами, що має велике значення для розкриття хімічних зв'язків речовин.

Радіовипромінювання міжзоряного водню, про який ми говорили вище, було виявлено за допомогою методів радіоспектроскопії. Були отримані цінні дані про концентрацію космічного водню, про його русі і про розподіл в просторі.

Радіоспектроскопічними методи починають все ширше застосовуватися для визначення складів різних сумішей газів. Вони дозволяють не тільки визначити, з яких газів складається суміш, а й знайти процентний вміст кожного газу. Перевага цих методів в тому, що контроль можна проводити безперервно протягом всього часу хімічного процесу.

У зв'язку з розвитком радіоспектроскопічними методів отримала швидкий розвиток радіоелектроніка найменших довжин хвиль. Були створені генератори радіохвиль довжиною в долі міліметра. Освоєння таких радіохвиль дає можливість приступити до створення радіолокаторів, на екранах яких будуть видні не контури місцевості, а зображення, таке ж, як на екрані телевізора.

радіометеорологія

Першим, хто застосував Радіоприлад для вивчення явищ, що відбуваються в атмосфері, був винахідник радіо А. С. Попов. Створений ним приймач, названий грозоотметчиком, реєстрував радіохвилі від грозових розрядів, що відбуваються на відстані 30 кілометрів. Це було початком розвитку і радіометеорологія, що є частиною радіотехніки.

Великого поширення в метеорології отримали радіозонди - прилади, що служать для вимірювання тиску, температури і вологості повітря на різних висотах. Вони піднімаються в повітря за допомогою куль, наповнених легким газом.

У радіозонда змонтований мініатюрний радіопередавач розміром з сірникову коробку. Харчується він від батарейок. Вага радянських радіозондов останніх моделей трохи більше одного кілограма. У міру підйому радіозонда в повітря передавач посилає на землю імпульси, які реєструються на приймальний пристрій і перетворюються в показання приладів. Сигнали радіозонда можуть бути прийняті на відстані до 100 кілометрів.

Радіозонди послужили базою для створення автоматичних радіометеорологічних станцій, що працюють без людей. Ці станції встановлюються в важкодоступних і малообжитих місцях і можуть по році і більш працювати без втручання людини. У певний час доби станція посилає радіоімпульси, характер яких дозволяє судити про тиск, температуру і вологість повітря, про кількість опадів і т. Д. Є станції, які посилають свої імпульси в будь-який час за сигналом головній станції, прийнятому по радіо.

Використовуються в метеорології і радіоветромери - прилади для автоматичного вимірювання швидкості і напряму вітру. Вони встановлюються на море, далеко від берега - на плаваючих буях, а також на вершинах гір. У них теж працює радіоелектронна апаратура.

Все ширше і ширше метеорологи застосовують радіолокаційну апаратуру. Радіолокаційними засобами можна досліджувати не тільки стан атмосфери, а й вивчати умови поширення радіохвиль в залежності від стану погоди.

Виявилося, що радіохвилі розсіюються частинками води і льоду, що містяться в атмосфері; при сантиметрових і міліметрових хвилях це може привести до порушення зв'язку. Зміна температури і вологості з висотою впливає на дальність дії радіостанцій, які працюють на найкоротших радіохвилях. Але, з іншого боку, неоднорідний склад різних шарів атмосфери може в деяких випадках привести до стійкого прийому телевізійних програм за межами прямої видимості. Ці явища зараз ретельно досліджуються.

Застосування радіоелектроніки в метеорології дозволило отримувати щодня величезну кількість даних про стан погоди в самих різних районах земної кулі.

Для випуску прогнозів погоди, для її передбачення потрібно в дуже короткий час систематизувати, обробити ці дані. На допомогу приходять електронні обчислювальні машини, які можуть в короткий термін опрацювати всі відомості, що надходять від метеорологічних станцій.

Електронні обчислювальні машини

Потреба полегшити працю рахункових працівників виникла давно. Спочатку цієї мети служили прості рахунки, які 4-5 тисяч років тому застосовувалися в Китаї, а потім потрапили в Європу. Століття тому з'явилися механічні арифметичні машини, що застосовуються до наших днів. На початку XX століття була створена логарифмічна лінійка, значно полегшила працю інженерів і конструкторів.

Перша в світі математична машина для вирішення завдань вищої математики була сконструйована і побудована академіком А. Н. Криловим в Петербурзі в 1912 році.

Розвиток радіоелектронної техніки дало можливість створити різноманітні види математичних машин, що дозволяють виробляти з великою точністю і за дуже короткий час величезна кількість математичних операцій.

Як же працює електронна обчислювальна машина?

Вчені, приступаючи до вирішення тієї чи іншої проблеми, формулюють, висловлюють її у вигляді складних математичних рівнянь. Знаючи фізичну сутність досліджуваного процесу і володіючи спеціальними математичними методами, можна будь-яку складну задачу звести при її вирішенні до певної послідовності чотирьох дій арифметики: додавання, віднімання, множення і ділення. Електронна лічильна машина виконує всі ці дії виключно швидко. При цьому машина сама «запам'ятовує» результат проміжних дій і зберігає його до тих пір, поки він не буде потрібно для виконання наступної лічильної операції. Програма обчислень, їх послідовність визначаються математиками заздалегідь. З кількох таких завдань або «командам» лічильна машина може зробити за короткий час десятки і навіть сотні мільйонів арифметичних дій.

В Академії наук СРСР більше трьох років працює швидкодіюча електронна лічильна машина «БЕСМ» (рис. 12).

Мал. 12. Швидкодіюча лічильна машина «БЕСМ» Академії наук СРСР. Зліва - пульт управління машиною.


Вона сконструйована Інститутом точної механіки і обчислювальної техніки. За одну секунду машина робить в середньому 7-8 тисяч арифметичних дій. Досвідченому обчислювачеві, збройного арифмометром, для цього знадобилося б близько чотирьох робочих днів, а кілька годин роботи машини рівноцінні роботі обчислювача протягом всього його життя.

«БЕСМ» дозволила вченим вирішити ряд завдань фізики, механіки, астрономії, хімії. Так, наприклад, за кілька днів були підраховані орбіти руху близько семисот малих планет сонячної системи з урахуванням впливу на них Юпітера і Сатурна.

Обчислення на цій машині ведуться з числами від однієї мільярдної частки одиниці до мільярда. Результати обчислень друкуються спеціальним електромеханічним пристроєм зі швидкістю 1,5 числа в секунду. Вони можуть бути також віддруковані на кіноплівку.

У машині «БЕСМ» 5 тисяч електронних ламп, термін служби кожної лампи перевищує 10 тисяч годин. Машина обслуговується двома інженерами і техніком.

Інститут проблем математичних машин використовуються зараз для вирішення завдань в самих різних галузях науки і техніки, наприклад в метеорології. Для передбачення погоди на завтрашній день необхідно зробити стільки математичних операцій, що обчислювачам потрібно працювати близько двох тижнів. Лічильно-обчислювальна електронна машина виконує ці обчислення за дві години, і пророцтво можна дати своєчасно.

Сучасні електронні машини «здатні» не тільки до математичних дій. Створена, наприклад, «читаюча машина». З її допомогою людина, позбавлена ​​зору, може читати звичайні газети, книги, журнали. Електронний промінь ковзає по рядках, накопичує сигнали і включає механізм, що говорить слова. Є і машина - перекладач. З її допомогою можна друкувати текст на одній мові і через кілька секунд отримувати листи, видрукувані на іншій мові. Звичайно, всі завдання, які виконують «читають» і «переводять» машини, дає людина.

В даний час учені працюють над створенням ще більш досконалих математичних машин. Дуже важливо створити машину невеликого розміру, оскільки більшість діючих в наші дні електронних обчислювальних машин займають десятки і навіть сотні квадратних метрів площі. Портативна машина може знайти місце в лабораторії, в конструкторському бюро, в кабінеті вченого. Щоб математична машина вийшла невеликих розмірів, потрібні мініатюрні радіолампи і деталі. Тепер це досягається впровадженням в радіотехніку так званих напівпровідникових електронних приладів, або кристалічних елементів.

У двадцятих роках наш співвітчизник О. В. Лосєв відкрив спосіб посилювати радіосигнали з допомогою не радіоламп, а особливого напівпровідникового елемента.

Новий перетворювач і підсилювач електричних коливань був названий крістадіна. За своїми якостями він поступався радіолампи; це і зрозуміло: наука того часу про напівпровідниках знала дуже мало. Винахід О. В. Лосева було забуто.

Згадали про нього в роки другої світової війни, коли стали будувати радіолокатори, що працюють на сантиметрових хвилях: кристалічний перетворювач на цих хвилях працював значно краще радіолампи! З цього часу почалося надзвичайно швидке впровадження напівпровідників в техніку.

Напівпровідники становлять в природі особливу групу тел. У звичайних умовах вони погано проводять струм і цим схожі на ізолятори. Але варто зовнішніх умов змінитися, і напівпровідник починає порівняно добре пропускати струм, наближаючись за своїми властивостями до провідників. До напівпровідників відносяться різні оксиди і мінерали, а також такі хімічні елементи, як германій, кремній, селен, телур, бор, фосфор.

Перше своє застосування в сучасній техніці напівпровідники отримали як випрямлячі змінного струму. Змінний струм пропускають через з'єднання напівпровідників двох різних типів, в результаті чого отримують випрямлений струм, т. Е. Такий струм, який протікає тільки в одному напрямку. Раніше для цієї мети застосовувалися радіолампи.

Ускладнивши пристрій напівпровідникового елемента, вдалося застосувати його для посилення слабких електричних сигналів. Новий прилад виконує ті ж функції, що і підсилювальна лампа, але відрізняється в десятки разів меншими розмірами і тим, що не має нитки напруження.

Це значно скорочує споживання енергії джерел живлення.

Перший кристалічний тріод був створений в 1948 р В даний час розроблені десятки типів напівпровідникових приладів.

У створенні радіоелектронної апаратури невеликих розмірів велика роль і так званих друкованих схем. Це такі радіосхеми, які друкуються способом, близьким до типографського. На скляні або пластмасові пластини наноситься «малюнок», що включає в себе конденсатори опору і далі невеликі котушки індуктивності. Такий двомірний (плоский) монтаж дуже зручний в масовому виробництві радіоапаратури і дозволяє набагато зменшити її розміри.

Впровадження цих досягнень радіотехніки в виробництво дозволить не тільки створити портативні електронні математичні машини, але і зробить можливим по-новому підійти до конструювання телевізорів, радіолокаторів, радіонавігаційних пристроїв та іншої радіоапаратури.

Електронне зброю вчених

Відомо, яке значне місце зайняв в науково-дослідній роботі мікроскоп. Ним користуються біологи, фізики, хіміки, мінералоги. Завдяки йому вдалося відкрити і вивчити різні види бактерій і мікробів, розгадати будову і властивості різних речовин.

Сучасний оптичний мікроскоп може дати збільшення об'єкта, що спостерігається в 2000 разів, а за допомогою ультрафіолетових променів - в 3000 разів. Це межа для оптичних мікроскопів. Але існує також електронний мікроскоп, що дозволяє переступити цей поріг. У ньому «освітлення» об'єкта проводиться потоком електронів. Це дає можливість розглянути більш дрібні деталі. В електронному мікроскопі збільшене зображення дослідник бачить на екрані електронно-променевої трубки, подібної тим, які застосовуються в телебаченні і радіолокації.

Сучасні електронні мікроскопи дають збільшення в 30 тисяч разів, а з подальшим фотозбільшення до 100-200 тисяч разів. Таке збільшення дозволяє розглядати внутрішню будову бактерій і вірусів, молекули складних хімічних сполук і т. Д. Спостерігаючи в електронний мікроскоп живі тканини, можна бачити дію різних ліків на бактерії. Це дозволяє розробляти ефективні засоби боротьби з хворобами [7] .

Нещодавно з'явилося повідомлення про створення нового, ще більш чудового приладу - електронного проектора. Цей прилад дає збільшення в 1-2 мільйони разів і дозволяє чітко бачити будова кристалічної решітки металів. Якщо за допомогою цього приладу досліджується газ, то можна досягти збільшення в 10 мільйонів разів і розглянути не тільки молекули, але і розташування окремих атомів! За допомогою нового приладу вперше вдалося розглянути атоми барію.

Для спостереження за ходом різних фізичних процесів, а також для роботи астрономів необхідні прилади, точно відраховує час. Зараз за допомогою радіоелектронних годин, в яких використовуються деякі властивості кварцових платівок, вдається вимірювати час з похибкою, що не перевищує однієї тисячної частки секунди. За 32 роки подібні «кварцові годинники» «відстають» або «йдуть" не більше ніж на одну секунду [8] .

Кілька років ведуться роботи і по створенню так званих «атомного годинника». У цьому годиннику використовується явище, відкрите радіоспектроскопа: при проходженні електромагнітних хвиль через газ поглинання радіохвиль відбувається на строго певній частоті. Ні зміна температури, ні інші дії не можуть «збити» цей годинник. За 300 років такий годинник можуть піти вперед або відстати не більше ніж на одну секунду!

Радіоелектронні пристрої дозволили фізикам вимірювати нікчемні зміни лінійних розмірів тіл. Для цієї мети були створені радіомікрометри. Одна з основних деталей радіомікрометра - конденсатор коливального контуру. Його ємність, як ємність будь-якого конденсатора, залежить від відстані між пластинами. А від ємності, як ми вже говорили, в свою чергу, залежить частота коливального контуру. Якщо одну з пластин з'єднати з предметом, довжина якого змінюється, а іншу закріпити нерухомо, то по відхиленню частоти контуру можна судити про зміну довжини.

За допомогою радіомікрометра, здатного реагувати на мізерно малі зміни розмірів тіл, вивчають явища нагрівання, намагнічення і інші процеси. Сучасні електронні мікрометри можуть виявляти зміщення в одну мільярдну частку міліметра!

Для цілого ряду фізичних досліджень дуже важливо проводити регулювання температури з великою точністю. А для цього потрібні точні вимірювачі температури. Електронні схеми вимірювання та регулювання температури дозволяють підтримувати її сталість з точністю понад однієї тисячної частки градуса.

Величезну допомогу надають електронні прилади вченим, що вивчають умови роботи різних машин і механізмів. Тут важливо знати, які механічні зусилля зазнають ті чи інші деталі або вузли. Щоб вимірювати зусилля, до деталей і вузлів прилаштовують чутливі пристрої - «датчики», які під дією механічних зусиль виробляють електричні сигнали. Чим більше зусилля відчуває датчик, тим більшої сили імпульси виробляє він. Імпульси від датчиків посилюються ламповими підсилювачами і подаються на стрілочні прилади.

Розвиток радіоелектронної техніки стало базою для створення приладів, які використовуються не радіохвилі, а нечутні звуки - ультразвуки [9] . У цих приладах радіоелектронні схеми застосовуються для створення ультразвукових хвиль.

В даний час за допомогою еле визначають глибини морів, очищають і полірують поверхні металевих виробів, прискорюють хімічні реакції, заточують різці з надтвердих сплавів, ріжуть листи металу і скла і навіть перуть білизну. Велике значення мають ультразвукові дефектоскопи, вперше розроблені радянським вченим С. Я. Соколовим. За допомогою цих приладів можна в масивних металевих виробах виявити дрібні дефекти: тріщини, раковини, сторонні тіла [10] .

Найбільш цінний внесок радіоелектроніки в ядерну фізику - науку, що вивчає будову атомного ядра. Для досліджень в цій області були створені потужні фізичні установки - прискорювачі елементарних частинок (електронів, протонів і ін.). За допомогою прискорювачів вчені здійснюють «стрілянину» по ядрах атомів різних речовин. Це дозволяє розщеплювати атоми, виділяти величезну енергію, отримувати нові речовини.

Сучасний прискорювач - складне радіоелектронний пристрій [11] . Це - величезна споруда, важить десятки тисяч тонн. Прискорення елементарних частинок здійснюється в великий вакуумній камері, розташованої між полюсами гігантського електромагніту. На спеціальні електроди від генератора подається прискорює змінну напругу. Воно, як і магнітне поле електромагніту, впливає на частку - «підштовхує» її, збільшує її швидкість. Завдяки цьому подвійному впливу елементарна частинка починає рухатися по спіралі і, розганяючись, поступово віддаляється від центру обертання. Настає момент, коли електромагніт вже не в змозі утримувати частку, і вона спрямовується назовні і вражає «мета».

Зараз в різних країнах використовується декілька типів прискорювачів елементарних частинок. Найпотужнішими з них є синхрофазотрони. У них змінюється не тільки частота змінної напруги, що подається на електроди, а й величина магнітного поля. Це дозволяє отримати частинки з енергією в мільярди електронвольт [12] .

Найбільші установки для прискорення частинок високих енергій відкривають неозорі горизонти для розвитку ядерної фізики. Найпотужніша прискорювальна установка - синхрофазотрон - побудована в Радянському Союзі. У цій установці за 3,3 секунди частки роблять всередині камери чотири з половиною мільйона обертів і проходять при цьому шлях в мільйон кілометрів, рухаючись майже зі швидкістю світла. На синхрофазотроні вдалося додати часткам енергію в 10 мільярдів електронвольт!

Управління роботою всіх складових частин сучасних прискорювачів здійснюється автоматично за допомогою складних електронних приладів.

Без застосування новітніх досягнень радіоелектроніки важко собі уявити можливість отримання атомної енергії і використання її для потреб людства.

Електроніка в біології і в медицині

Електричною енергією можна впливати на живу тканину, уповільнювати або прискорювати інтенсивність тих чи інших процесів, що відбуваються в організмі.

На рис. 13 показаний знімок з екрану складного електронного приладу - катодного осцилографа, призначеного для дослідження різних електричних процесів.

Мал. 13. Електричний струм при подразненні нерва жаби, зареєстрований на екрані осцилографа.


Прилад зареєстрував поява струму, який виник при подразненні нерва жаби, причому тривалість цього явища становила всього 2-3 тисячних частки секунди.

Вчені широко використовують подібні прилади, досліджуючи життєдіяльність різних органів і тканин тварин і людини. Оскільки електричні струми, що виникають в тканинах організму, дуже малі, для їх посилення застосовують радіопідсилювачів.

Багато медичні установи нашої країни мають кабінети радіотерапії - так називається нова галузь медицини, яка використовує струми низької і високої частоти і радіохвилі як лікувальний засіб.

За допомогою струмів низької частоти можна змусити м'язи людини періодично скорочуватися і розслаблятися. Така електрогімнастіка дуже корисна при лікуванні деяких видів паралічів, ожиріння і т. Д.

Імпульси струмів низької частоти, якщо впливати ними на кору головного мозку, можуть викликати штучний сон. Лікування штучним сном застосовується для боротьби з такими захворюваннями, як гіпертонія, неврози та ін.

Широко використовуються в медичній практиці та струми високої частоти. Ці струми виробляються ламповими генераторами, схема яких подібна схемами генераторів в передавачах. Для лікування використовуються коливання від 500 тисяч до 1 мільйона коливань в секунду. Хворого поміщають всередину величезної котушки індуктивності, або прикладають до різних ділянок тіла металеві електроди. Ці електроди не що інше, як пластини конденсатора, що входить в коливальний контур.

Струми високої частоти широко застосовуються при лікуванні ран, опіків, виразок, при головних болях. Вони використовуються для прогрівання різних внутрішніх органів людини, дозволяючи швидше виліковувати запалення легенів, плеврит та інші простудні захворювання. Позитивні результати дало застосування струмів високої частоти для лікування різних захворювань серця і органів травлення.

Цікаві досліди із застосування в медичній практиці імпульсів високої частоти. Їх створюють електронні пристрої, що нагадують передавачі радіолокаторів. Генератори імпульсного струму успішно застосовуються при пожвавленні мнімоумершего, для створення штучного дихання і в багатьох інших випадках.

Ми вже говорили про стерилізуючому властивості струмів високої частоти, що використовується для обробки забруднених продуктів в харчовій промисловості. Це властивість починає застосовуватися і в медицині, Інструмент і хірургічні матеріали піддають обробці струмами високої частоти. Тим самим ліквідують небезпеку зараження під час операції.

У медицині застосовують і найкоротші радіохвилі, що мають довжину менше 10 метрів. Опромінення ними використовується при лікуванні фурункульозу, флегмони і т. Д.

Важко розповісти про всім різноманітті електронних приладів, які використовуються в медицині і в біології. Серед них - пристрої, що дозволяють визначати розміри внутрішніх органів людини і тварин; прилади, що дають можливість спостерігати на екрані трубки роботу серця безпосередньо біля ліжка хворого, портативні підсилювальні апарати, які повертають слух приглухуватості, і т. д.

Автоматики і телемеханіки

Корабель без рульового

Радіоелектронні пристрої з успіхом застосовуються для управління різними механізмами на відстані. Досліди в цьому напрямку стали проводитися незабаром після винаходу радіо.

Розповімо коротко, як управляються по радіо кораблі.

Управління рухом корабля, на якому немає команди, здійснюється з берега за допомогою радіосигналів передавача. На кораблі ці сигнали приймаються приймачем і після посилення впливають на електричний привід рульового пристрою. В якості такого приводу використовується або електродвигун, або потужний магніт.

Коли радіостанція посилає сигнали, електропривод на керованому кораблі почне працювати, а кермо повертається в потрібну сторону. Припинилися сигнали - кермо автоматично повертається в початкове положення, і корабель рухається по прямій.

Управління кораблями по радіо вперше було використано у військовій справі. Ще під час першої світової війни 1914-1918 років було проведено успішний досвід управління по радіо моторним човном, навантаженої вибуховими речовинами. Ця німецька човен управління нею з літака, тому льотчик легко міг вибирати її маршрут. Увійшовши в порт Шербур - важливу базу англо-американських військ в північній Франції, - моторний човен налетіла на набережну і зруйнувала її. Це ускладнило розвантаження військових транспортів. Інша така човен була вчасно помічена і знищена.

Пізніше телеуправління кораблями застосовувалося під час навчальних стрільб. В якості мішеней використовувалися застарілі кораблі. Їх рухом керували по радіо.

Управління рухомими об'єктами по радіо знайшло застосування і в авіації. Під час другої світової війни літаки, навантажені бомбами, не маючи на борту жодної людини, піднімалися в повітря і прямували в бік противника. За радіосигналу, прийнятому приймачем, вони пікірували на ворожий об'єкт. Літак, керований по радіо, може також повернутися на свій аеродром і здійснити посадку [13] .

В даний час ця галузь техніки розвинулася настільки, що навіть авіамоделісти роблять керовані по радіо моделі, які можуть в повітрі виконувати фігури вищого пілотажу.

Електронна автоматика

У грудні 1955 року найбільша в світі Куйбишевська гідроелектростанція дала перший промисловий струм. Москва, міста і села Поволжя почали отримувати дешеву електроенергію.

Для управління основними механізмами і допоміжним обладнанням Куйбишевської ГЕС широко застосовується автоматика і телемеханіка. Включення і вимикання гідроагрегатів проводиться автоматично. Спеціальні прилади показують рівень Волги вище і нижче греблі. Якщо до деталей, що труться перестає надходити мастило або виходить з ладу водяне охолодження, то автоматичний пристрій негайно подає сигнал черговому зміни. Включення потужних трансформаторів, що підвищують напругу до 400 тисяч вольт, проводиться ка відстані. Сучасні електронні пристрої дозволяють черговому об'єднаного диспетчерського управління з Москви контролювати роботу агрегатів гідроелектростанції.

У нашій країні працює вже чимало електростанцій, які перебувають «на замку» і працюють без обслуговуючого персоналу.

Людей замінили різні автоматично діючі електронні пристрої. У разі виникнення несправності вони подають сигнал черговому інженеру. Управління станцією проводиться з диспетчерського пункту. Перед диспетчером - цілий ряд приладів, що показують, як працює станція. Вся ця складна система управління включає в себе різні електричні та електронні пристрої.

На багатьох автомобільних, машинобудівних та інших заводах, що випускають масову продукцію, працюють десятки автоматичних потокових ліній і сотні верстатів-автоматів. Близько них немає людей, вони працюють «самостійно». Невеликі електричні прилади - реле - самі виробляють пуск і зупинку машин. Команди цих приладів подаються натисканням кнопок на пульті управління.

Можна автоматизувати роботу не тільки окремого верстата або групи машин, по і роботу всього підприємства. Уже кілька років у нас працює перший в світі завод-автомат. Все на цьому заводі робиться автоматичними пристроями: виробництво виливків, обробка на численних токарних, свердлильних і фрезерних верстатах, контроль кожної виробничої операції, розбраковування виробів і упаковка їх. Чимало в нашій країні та інших автоматизованих підприємств - хлібозаводів, макаронних і консервних фабрик, м'ясокомбінатів, тютюнових фабрик, хімзаводів і ін.

Автоматика звільняє людину від неприємних та одноманітних виробничих операцій, заощаджує час робочого, збільшує випуск продукції. Замінюючи сотні робочих, вона дозволяє використовувати їх на інших ділянках виробництва.

Без застосування автоматики і телемеханіки неможливо було б налагодити сучасне масове виробництво і розвивати його [14] .

РАДІОЕЛЕКТРОНІКА В СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ

Збільшення продуктивності господарства

Ми вже говорили про те, що на клітини живих організмів можна впливати високочастотним електромагнітним полем. При цьому в залежності від характерна такого впливу може бути підвищена або ослаблена життєдіяльність організму. Це і використовується в сільськогосподарському виробництві.

Відомо, яку величезну шкоду приносять шкідники сільського господарства - амбарний кліщ і амбарний довгоносик. Вони знищують тисячі тонн насіння, роблять їх непридатними для посіву. За допомогою радіоелектронних приладів виявилося можливим вести з ними боротьбу. Заражена цими шкідниками зерно пропускають через високочастотну установку, де вони гинуть.

Якщо ж змінити інтенсивність і характер впливу електромагнітних хвиль, то можна домогтися прискорення життєвих процесів в організмі. Так, успішні досліди проведені з личинками шовковичного хробака. Опромінення їх полем високої частоти збільшувало вироблення шовку на 20-30 відсотків.

Електромагнітні хвилі впливають і на клітини рослин. Проведено успішні досліди з опромінювання електромагнітними хвилями рослин і насіння. Опромінення прискорило зростання і розвиток рослин, дозволило зібрати більш високий урожай. Особливо це важливо для таких культур, які не встигають дозрівати до настання холодів.

У Всесоюзному науково-дослідному інституті добрив, агротехніки і агрогрунтознавства були проведені успішні досліди по використанню еле в сільському господарстві. Однакові насіння огірків були посіяні в один і той же грунт. Але половину насіння перед посадкою піддали дії ультразвуком, т. Е. Протягом трьох-п'яти хвилин через насіння пропускали ультразвуки.

Під їх впливом поживні речовини, запасені в насінні, роздрібнилися, перейшли в нову, більш легко засвоювану форму. Масла перетворилися в роздроблені емульсії, крохмаль в розчинна декстрин. Частково розщепився білок. Все це підвищило енергію проростання насіння, прискорило зростання і значно збільшило врожайність.

Поряд з обробкою насіння були проведені досліди з ультразвукового впливу на грунт. Наявний в грунті перегній легко віддає насінню укладені в ньому поживні речовини лише тоді, коли його частки досить рихлі. В цьому випадку грунт легко обробляти, і урожай на ній виходить вище. При пропущенні через грунт ультразвукових коливань плівки перегною обволікають частинки лесу, вони легко розрихлюються, урожай підвищується.

Радіоелектронні пристрої використовуються і в тваринництві. Спостерігаючи з їх допомогою біоструми домашніх тварин, фахівці судять про правильність функціонування різних органів і визначають захворювання.

Радіо в наступі на цілину

Багато мільйонів гектарів землі піднімаються тепер за кілька місяців весняних і осінніх польових робіт на сході нашої країни, в районах цілинних і перелогових земель. Керівництво такою роботою неможливо без чіткої повсякденному зв'язку.

Здійснити цей зв'язок тільки з допомогою телефону важко, так як прокладка телефонних ліній займає чимало часу; крім того, тракторні бригади та загони безперервно пересуваються, йдуть углиб безкрайніх просторів цілинних земель.

Безперебійну, цілодобовий зв'язок з тисячами тракторних бригад можна здійснити тільки по радіо. Тепер в колгоспи і радгоспи одночасно з тракторами, автомашинами, автозаправником і іншими машинами надходять і радіостанції різних типів.

Найбільш поширена на цілинних і перелогових землях радіостанція «Урожай». Таких станцій нараховуються вже тисячі, вони є в кожної тракторній бригаді. Радіостанція «Урожай» забезпечує впевнену зв'язок в межах 60 кілометрів. Для зв'язку на великі відстані застосовуються станції інших типів.

Переваги радіозв'язку дозволили по-новому організувати польові роботи. Радіо дало можливість швидко ліквідувати простої тракторів та інших сільськогосподарських машин. По радіо з центральної садиби МТС нерідко дається технічна консультація щодо усунення тих чи інших неполадок в машинах, передаються агротехнічні поради.

ТРОХИ ПРО МАЙБУТНЄ

Передача енергії без проводів

Передача радіосигналів - це в той же час і передача енергії на велику відстань без проводів. Однак з точки зору економічної доцільності така передача невигідна: приймач «вловлює» з навколишнього простору лише незначну частку тієї енергії, яку випромінює передавальна антена. Але чи не можна збільшити цю частку істотно?

Це можна здійснити в тому випадку, якщо електромагнітні хвилі, які випромінює антеною передавача, будуть сконцентровані, зібрані у вузький пучок. В даний час вже створені такі зразки передавальних антен, які забезпечують сувору спрямованість радіовипромінювання. Ці антени широко застосовуються в радіолокації, радіорелейного зв'язку, в радіонавігації.

Велике значення для передачі енергії на відстань без проводів має вибір довжини хвилі. Очевидно, для цієї мети будуть використані найкоротші радіохвилі. Вони поширюються, як уже вказувалося, прямолінійно, подібно сонячному променю. Зараз в цьому напрямку ведуться дослідження з радіохвилями довжиною в кілька сантиметрів і навіть міліметрів.

У яких випадках буде потрібна передача енергії без проводів?

Наприклад тоді, коли будувати лінію електропередачі економічно невигідно або технічно складно. Припустимо, потрібно забезпечити електроенергією населений пункт, що знаходиться по іншу сторону ущелини або на острівці, відділеному від материка протокою. Портативні установки, розташовані на піднесених місцях, зможуть отриману електромагнітну енергію перетворювати в електричний струм. Передавачі цієї енергії будуть встановлюватися поблизу потужних електростанцій.

Мал. 14. Енергетична станція майбутнього.

Ракетні снаряди, керовані по радіо

У листопаді 1953 року в сесії Всесвітньої Ради Миру президент Академії наук СРСР А. Н. Несмеянов сказав: «Наука досягла такого стану, коли реальна посилка стратоплана на Місяць». Вчені багатьох країн наполегливо працюють над здійсненням цього завдання.

До того як перші космічні ракети з людьми почнуть здійснювати польоти за межі земної атмосфери, неминучий період пробних польотів автоматичних ракет без людей. Ці ракети будуть управлятися по радіо.

Радіохвилі принесуть перші відомості про фізичних умовах, що існують на Місяці, вони розкажуть про властивості космічного простору. На Місяць вирушать керовані по радіо космічні лабораторії, оснащені телевізійними камерами. Завдяки їм з Землі вдасться розглянути рельєф місячної поверхні. Вчинені радіоелектронні прилади виміряють температуру місячної поверхні і визначать інші дані, які за допомогою радіохвиль будуть передаватися на Землю.

Космічні ракети під час польоту на Місяць кілька разів будуть заправлятися паливом спеціальними ракетами-заправниками, керованими з землі по радіо. Радіоприлади дозволять здійснити постійний контроль за польотом ракети від зльоту до посадки [15] .

Для отримання необхідних даних про властивості космічного простору, для проведення величезної кількості наукових досліджень за межами земної атмосфери вчені пропонують створити штучні супутники Землі. Вони, як і Місяць, будуть обертатися навколо Землі. Перші такі супутники повинні бути запущені вже в 1957 році. Без радіоелектроніки впоратися з цим завданням можна.

Ракетні снаряди, керовані по радіо, можна використовувати також для дослідження стратосфери і космічних променів, фотографування поверхні Землі з величезної висоти, перекидання пошти та інших вантажів між містами, що відстоять один від одного на десятки тисяч кілометрів.

Створення ракетних снарядів для космічних польотів - завдання дуже важка і складна. Однак рівень розвитку сучасної радіоелектроніки і реактивної техніки настільки високий, що дозволяє впевнено припускати швидке здійснення цих завдань.

Радіоелектронна апаратура майбутнього

Розвиток сучасної науки і техніки вже дозволило втілити в життя найсміливіші мрії людей. Ще до відкриття радіо знаменитий французький романіст Жюль Верн в романі «Замок в Карпатах» писав про гучномовного телефоні, а в романі «Острів-гвинт» - про передачу зображень на відстань. Знадобилося трохи більше півстоліття наполегливих праць вчених, щоб залишити фантазію письменника далеко позаду. Який же стане радіоелектронна апаратура в майбутньому? Які «доручення» людей вона буде виконувати?

Відкрийте задню кришку радіоприймача і загляньте всередину. Ви побачите найрізноманітніші деталі: скляні або металеві радіолампи, трансформатори і дроселі, конденсатори і опору. Сполучені в одну загальну схему, ці деталі займають досить значний обсяг. Ще більш громіздкі деталі передавальних пристроїв.

Але незабаром громіздких радіоприймачів і радіопередавачів, які ми зустрічаємо сьогодні, не буде. Їх замінить портативна, безвідмовно діє радіоелектронна апаратура.

Використання деталей, радіоламп і напівпровідникових елементів виключно малих розмірів дозволить створити приймач розміром не більше сірникової коробки. Такий приймач зможе легко вміститися в кишені настане такою ж звичною приналежністю, як, наприклад, годинник.

Харчування радіоелектронних пристроїв буде здійснюватися від атомних батарей. Такі батареї можуть працювати безперервно кілька років. Перші їх зразки вже створені.

Радіопередавальні пристрої майбутнього також будуть несхожі на сучасні. Замість громіздких електронних генераторних ламп, котушок індуктивності, трансформаторів, дроселів з'явиться компактний перетворювач атомної енергії в енергію електромагнітних хвиль.

Буде здійснена ідея відеотелефона. Розмовляючи по телефону з абонентом, що знаходиться від вас в десятках і сотнях кілометрів, ви зможете не тільки чути його, а й бачити. Одночасно ви побачите предмети, що оточують вашого співрозмовника, креслення, схеми, документи, які він вам буде демонструвати.

Для зв'язку між підприємствами та установами будуть створені портативні, прості в зверненні телефонно-телеграфні апарати. Вони дозволять здійснювати буквопечатанія по дротах і полегшать листування і обмін інформацією між кореспондентами. Будь-який працівник може з'єднатися по телефону з потрібною організацією, сісти за цей апарат і віддрукувати текст, який відразу ж виявиться на столі у адресата.

Але це далеко не найважливіші застосування радіоелектроніки майбутнього. Радіоелектронні пристрої почнуть керувати цілими цехами, контролювати подачу матеріалів, стежити за якістю продукції, за ходом хімічних реакцій і т. Д. Настане епоха небаченого за масштабами застосування математичних машин. Ними будуть користуватися інженери при виборі найкращої технології виробництва, створення нових зразків продукції, при вивченні нових способів обробки матеріалів і в багатьох інших випадках. З волі людини, під його контролем радіоелектронні прилади будуть виконувати всі самі трудомісткі операції в сучасному масовому виробництві.

Примітки

1

Детальніше про те, як генеруються і приймаються радіохвилі, розповідається в брошурі «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: А. Ф. Плонский, Радіо.

( Назад )

2

Про фотоелементах розповідається в брошурі «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: В. А. Мезенцев, Електричний очей.

( Назад )

3

Детально про телебачення см. Брошуру «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: К. А. Гладков, дальнобачення.

( Назад )

4

Детальніше про це читайте в брошурі «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: Ф. І. Честнов, Радіолокація.

( Назад )

5

Про метеори і метеорних потоках см. Брошуру «Науково-освітній бібліотеки» Гостехиздата: Е. А. Кринів, Небесні камені.

( Назад )

6

Про спектральному аналізі розповідається в брошурі «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: С. Г. Суворов, Про що говорить промінь світла.

( Назад )

7

Про електронномумікроскопі читайте брошури «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: Ю. М. Кушнір, Вікно в невидиме і С. Д. Клементьев, Електронний мікроскоп.

( Назад )

8

Про те, як влаштовані такий годинник, розповідається докладніше в книжці «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: А. Ф. Плонский, П'єзоелектрика.

( Назад )

9

Ультразвуками називають нечутні звуки з частотами вище 16 000 - 20 000 коливань в секунду.

( Назад )

10

Про ультразвуку см. Брошуру «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: проф. Б. Б. Кудрявцев, Нечутні звуки.

( Назад )

11

Детальніше про ці прилади розповідається в брошурах «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: К. Б. Заборенко, Радіоактивність і В. А. Лешковцев, Атомна енергія.

( Назад )

12

Електронвольт - одиниця виміру енергії електронів. Якщо між катодом і анодом прикладена напруга 250 вольт, то кожен електрон в цьому електричному полі може придбати енергію в 250 МеВ.

( Назад )

13

Читайте про це брошуру «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: С. Д. Клементьев, Управління на відстані.

( Назад )

14

Див. Також брошуру «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: К. В. Єгоров, Автоматика і телемеханіка.

( Назад )

15

Детально про космічні польоти розповідається в брошурі «Науково-популярної бібліотеки» Гостехиздата: А. А. Штернфельд, Міжпланетні польоти.

( Назад )

Зміст

  • ВСТУП
  • РАДІОЕЛЕКТРОННІ ПРИСТРОЇ
  • Генератори і приймачі радіохвиль
  • Використання електронних приладів
  • РАДІОЕЛЕКТРОНІКА В ТЕХНІКИ ЗВ'ЯЗКУ
  • мільйони радіограм
  • радіомовлення
  • Передача фотографій на відстань
  • телебачення
  • радіолокація
  • РАДІО І ТРАНСПОРТ
  • Радіомаяки і пеленгатори
  • У морському порту і на аеродромі
  • На сталевих магістралях
  • На автострадах і сільських дорогах
  • ПРОМИСЛОВІ ЗАСТОСУВАННЯ радіоелектроніки
  • Нагрівання без вогню
  • Радіозакалка деталей
  • Електронні прилади контролюють продукцію
  • РАДІОЕЛЕКТРОНІКА ДОПОМАГАЄ ВЧЕНИМ
  • радіоастрономія
  • радіоспектроскопія
  • радіометеорологія
  • Електронні обчислювальні машини
  • Електронне зброю вчених
  • Електроніка в біології і в медицині
  • Автоматики і телемеханіки
  • Корабель без рульового
  • Електронна автоматика
  • РАДІОЕЛЕКТРОНІКА В СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ
  • Збільшення продуктивності господарства
  • Радіо в наступі на цілину
  • ТРОХИ ПРО МАЙБУТНЄ
  • Передача енергії без проводів
  • Ракетні снаряди, керовані по радіо
  • Радіоелектронна апаратура майбутнього
  • Мировая и отечественная история любительской радиосвязи

    Радиоцензура

    Антенны

    Шпионские штучки

    Металлоискатели

    Как освоить радиоэлектронику с нуля

    Самоучитель по радиоэлектронике

    Ваш радиоприемник

    Усилители и радиоузлы

    Телеграф и телефон

    А. С. Попов и советская радиотехника

    Радиоэлектроника в нашей жизни

    Магнитные карты и ПК

    Цветное телевидение?.. Это почти просто!

    Видеокамеры и видеорегистраторы для дома и автомобиля

  • Обновлено 03.01.2017 07:56
     
    Для тебя
    Читай
    Товарищи
    Друзья