Можно позавидовать конструкторам телефонных аппаратов.
Какой простой и маленький телефон они могут сконструировать! Вместо больших анодных батарей и аккумуляторов у них всего два сухих элемента на три вольта, и, главное, служат эти элементы очень долго. У радистов батареи тяжелые, как кирпичи, а работают они в радиостанции всего несколько дней. Потом выбрасывай их без сожаления.
На помощь радиоконструкторам пришла наша ламповая и элементная промышленность.
Пальчиковые лампы, специально выпущенные для экономичных приемников и усилителей, берут очень мало энергии. (Сейчас есть лампы совсем крошечные.) Довольно сложная радиолампа во много раз экономичнее всем известной лампочки от карманного фонаря.
"Вот это здорово! - скажешь ты. - Значит, аккумулятора надолго хватит, если маленькая карманная батарейка в ручном фонарике работает почти целый месяц", Конструкторы опять недовольны.
"Что же им еще нужно? Это они просто придираются к бедным инженерам, которые разрабатывают лампы"* Разберемся, кто прав и кто виноват.
Ты надолго ли зажигаешь свой фонарик? Посветишь минутку - и опять загасишь: зачем же зря расходовать батарейку? А ну-ка, включи фонарик часа на четыре. За этот срок она и разрядится.
А радиостанция, как ты сам понимаешь, должна работать долго без перерыва, особенно ее приемник - он же все время ждет сигнала от другой радиостанции.
Приемник может стоять целые сутки включенным. Да и ламп в приемнике не одна, а несколько.
Короче говоря, есть причины для недовольства конструктора. Инженеры-ламповики на все его требования отвечают: "Больше сделать ничего нельзя, нить накала и так слишком тонка. Если делать ее еще тоньше, лампа получится непрочная, да и усиливать будет плохо".
Пришлось согласиться. Доводы убедительные.
Надо подумать об уменьшении количества ламп. И вот в каждой новой конструкции из схемы выбрасывалась одна лампа; схема перерабатывалась с таким расчетом, чтобы приемник продолжал хорошо работать.
Наконец в приемнике осталось всего три лампы.
Дальше, как говорится, идти некуда. С двумя лампами приемник работает плохо.
Как будто бы полное решение вопроса.
А передатчик? Он ведь требует большой мощности, и не только от аккумулятора, а главное - от анодных батарей. Значит, придется часто менять если не аккумуляторы, так батареи. К тому же одной батареи для передатчика мало.
Начинай все сначала.
Так довольно часто бывает в работе конструктора. Строишь медленно и осторожно, все это подкрепляешь правильными техническими домыслами. Получается будто бы хорошо, и вдруг только от одной особенно трезвой мысли, как карточный домик, рассыпается вся кажущаяся стройной система рассуждений.
А если без батарей?
Ох, уж эти анодные батареи! Нельзя ли от них совсем освободиться?
Можно. Поставим вместо них ручной генератор. Крутишь его - накаливаются лампы радиостанции, подается анодное напряжение, причем без всяких батарей и аккумуляторов.
Сделали инженеры-электрики такую машинку, сравнительно небольшую, удобную.
Сначала все шло как будто хорошо. Мы переговаривались по радио между собой и все время крутили машинки.
Наконец радист, которого я слушал, наверно, устал и говорит:
- Будьте на приеме.
Это значит-крути, мол, без перерыва. Когда понадобитесь, вызову.
Что ж, кручу я десять минут, двадцать минут, а он все молчит. Наконец вызываю его, а он не отвечает.
Прошло немного времени, радист отдохнул и вызывает меня. Я устал, машинку не кручу и его, конечно, не слышу. Он сердится.
Что же получается? А если сутки надо дежурить на приеме, значит, сутки и крутить?
Нет, не подходит такая система. Подумаем о другой.
Что, если машинку использовать только для передачи, а питать приемник от аккумулятора и батарей? Тогда можно хоть целые сутки дежурить. Нужно что-нибудь передать - покрутил немного машинку, сказал в это время несколько слов в микрофон и сн-ова включай приемник. Удобно и неутомительно.
Выход хороший, но все же надо менять батареи и заряжать аккумуляторы. Правда, значительно реже.
А вес радиостанции? Подсчитай-ка и увидишь, что только за счет одних источников питания вес ее получится в два раза больше, чем "если бы мы взяли лишь батареи и аккумуляторы. К тому же мы хотим сделать если не карманную, то все же маленькую радиостанцию. А можно ли передавать на ходу? Можно ли одновременно бежать, вертеть машинку и разговаривать?
Пожалуй, отставим и этот вариант.
Оказывается, не так просто выбрать питание для малой радиостанции.
Что у нас осталось в запасе? Какие источники питания?
Автомобильные приемники питаются прямо от стартерного аккумулятора, без всяких анодных батарей. Высокое напряжение получается от этого же аккумулятора при помощи так называемого "вибрационного преобразователя" - зуммера с механическим выпрямителем.
Работает преобразователь следующим образом. Постоянное напряжение шестивольтового аккумулятора особым зуммером преобразовывается в переменное, затем повышается трансформатором, после чего выпрямляется механическим выпрямителем. Таким образом мы получаем высокое напряжение постоянного тока - примерно в двести вольт.
Значит, для питания радиостанции нужен только один аккумулятор? Не правда ли, заманчиво?
Но все же и этот способ не был вполне пригоден для маленькой радиостанции.
Почему?
Опять по той же самой причине. Аккумулятор пришлось бы заряжать очень часто, потому что он будет работать с двойной нагрузкой - и за батарею накала и за анодные батареи. Энергии его хватит часа на три, не больше.
Кроме того, в то время, когда мы начинали строить маленькие радиостанции, вибрационные преобразователи были очень плохи - рычали, хрипели, пластинки замыкались, обгорали контакты. Мы старались снисходительно относиться к капризам вибрационных преобразователей, но после печального опыта их применения надолго с ними распрощались.
Что же остается делать конструктору?
Все источники питания его не удовлетворяют. Уж не капризничает ли он так же, как отвергнутые им вибрационные преобразователи?
Надо искать. Могут быть самые неожиданные решения.
Страшный сон
Сколько было разных идей! Сколько проделано экспериментов! Необычайные проекты, один чудеснее другого, приходили в голову.
Закроешь глаза - и видишь, как во сне, какую-то странную сказку или читаешь старый фантастический роман, а называется он совсем не по-сказочному, вовсе не романтично: "Источники питания малых радиостанций". Прозаическое, сухое название!
Будто не сидишь ты за письменным столом, не высчитываешь запас питания аппаратов, а бродишь в сказочном городе, ищешь в лабораториях какой-нибудь необыкновенный способ питания радиостанции… Приходит конструктор на электромеханический завод, где всякие машины делают, и спрашивает у главного инженера:
- Можете ли вы сделать маленький генератор, как у карманного фонарика? Идешь, нажимаешь на рычаг, и от этого самого генератора питается радиостанция- А скажите, - отвечает главный инженер, - сколько вам надо мощности?
- Немного надо: ватт пять.
- Не получится. Наш фонарик всего две десятые ватта дает. Пять ватт рукой не выжмешь: через минуту устанешь.
- Значит, не можете?
- Нет, не можем.
- А вот я читал, как один изобретатель ухитрился поместить динамо-машинку в каблуке. Идешь, а машинка от нажима крутится. Можете такую сделать?