100 знаменитых изобретений

В 1910 г. немецкие инженеры Либен, Рейсе и Штраусе предложили трехэлектродную лампу, в которой сетка выполнялась в форме перфорированного листа алюминия и помещалась в центре баллона, деля его на две части. В нижней части лампы находилась нить накала, в верхней – анод. Такое расположение сетки позволяло усиливать ее управляющее действие, так как через нее проходил весь электронный поток. Она служила также некоторым заслоном для нити накала, предохраняя ее от разрушительной бомбардировки со стороны положительных ионов. Анод в этой лампе имел форму прутка или спирали из алюминиевой проволоки, а катодом служила платиновая нить. Особое внимание изобретатели обратили на повышение эмиссионных свойств лампы. В этих целях впервые было предложено покрытие нити накала тонким слоем окисла кальция или бария. Кроме того, в баллон вводились ртутные пары, которые должны были, по замыслу авторов, создавать дополнительную ионизацию и тем самым увеличивать анодный ток.

В 1911 г. американский ученый Кулидж предложил применять в качестве покрытия вольфрамовой нити накала окись тория, что значительно повышало эмиссионные свойства ламп. В лампах с торированным или оксидированным катодом для получения необходимого анодного тока уже не требовался большой разогрев нити накала, расход тока накала при этом заметно снижался.

Важное усовершенствование в первоначальную конструкцию лампы внес в 1913 г. английский инженер Раунд. Для предотвращения попадания катодного потока на стеклянный баллон Раунд полностью окружил нить накала проволочной сеткой, а анод сделал в форме цилиндра.

Аудионы Ли Де Фореста имели низкий коэффициент усиления, причиной чего оказался весьма неглубокий вакуум. Благодаря работам В. Годе в Германии, М. Ленгмюра в США и С. А. Боровика в России, были найдены способы откачки воздуха ламп до очень малых давлений, и с 1916–1917 гг. начали использоваться вакуумные лампы с чисто электронными процессами.

Если для детектирования и усиления принимаемых сигналов подходили лампы очень малых мощностей, то для генераторов передатчиков потребовались мощные лампы. С ростом мощностей ламп возникла задача охлаждения их баллонов и электродов. Среди первых простейших ламп с принудительным охлаждением можно отметить триоды Ли Де Фореста и Никольсона (1915–1916 гг.). В лампе Де Фореста анод был выполнен в виде металлического сосуда с вмонтированными внутри него электродами. Вводы проходили сквозь герметически закрытую пробку, а анод помещался в сосуд с водой и отдавал ей тепло. В лампе Никольсона также помимо воздушного охлаждения применялось водяное.

В развитии генераторной лампы огромную роль сыграли работы русских ученых-радиотехников. Первые русские генераторные лампы были построены в 1914 году Н. Д. Папалекси для радиотелефонного передатчика в Царском Селе. Лампы имели оксидный катод прямого накала, а для удаления газов из электродов применялся их прогрев от дугового генератора токами высокой частоты.

В Советской России еще в 1918 г. начались работы над развитием радиовещания. Была создана Нижегородская радиолаборатория, ставшая первым в СССР научно-исследовательским и производственным центром в области радиодела. Именно здесь были разработаны лампы с внешним анодом и водяным охлаждением, принципиально отличные от ламп Ли Де Фореста и Никольсона. Разработчиком их стал научный руководитель НРЛ, в недавнем прошлом военный инженер Тверской приемной радиостанции М. А. Бонч-Бруевич. Первые генераторные лампы, названные «пустотными реле», в НРЛ были созданы в 1919 году, и в декабре того же года сотрудники НРЛ собрали макет радиотелефонного передатчика. Его мощность была всего 20 Вт, но ее хватило, чтобы установить связь с Москвой на расстоянии 400 км. Осенью 1920 года макет другой радиостанции мощностью уже 5 кВт был установлен на Ходынском поле в Москве для организации первого в мире телефонного моста Москва – Берлин.

В следующей конструкции охлаждение осуществлялось проточной водой. Эта лампа отдавала мощность около 160 Вт. К декабрю 1919 года была разработана лампа, отдающая 950 Вт мощности при напряжении анода 10 000 В, ставшая основной моделью для последующего поколения генераторных ламп. Созданная в конце 1920 года лампа мощностью 1,25 кВт стала базовой при строительстве первой в мире радиовещательной станции, начавшей работать в августе 1922 года в Москве, хотя опытные передачи начались еще в мае. Центральная радиотелефонная станция им. Коминтерна, названная позднее РВ-1, имела мощность 12 кВт, отдаваемую двенадцатью генераторными лампами, включенными параллельно. Еще двенадцать таких же ламп использовались в модуляторе этого передатчика. Станция работала на волне 3200 метров. Предусматривался телеграфный режим работы, при котором мощность повышалась до 20 кВт.

РВ-1 стала самой мощной передающей станцией того времени. В 1922 году в Германии заработала Кенигвустергаузенская станция мощностью 5 кВт, во Франции – Эйфелева башня мощностью 3 кВт, в Нью-Йорке – 1,5 кВт. Все они были радиотелеграфными.