Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Глава 21 Фантастическая электроника

Т-301. Электронные устройства и методы достигли высокого совершенства, с их помощью решается много разных задач в науке, технике, управлении производством. Электроника и космос. Медицинская электроника. Электронная автоматика. Электроника в астрономии. Электроника в химии, в сельском хозяйстве, в спорте. Электроника в металлургии, в авиации, в биологии… Электроника, электроника, электроника… В чем дело? Почему так часто слышим мы это слово? Мода? Увлечение прессы? Конечно же, нет: электроника честно заслужила свою славу, она давно уже стала незаменимым помощником человека в самых разных его делах и работах.

Популярность радиоэлектронных приборов, аппаратов и систем в огромной мере определили такие их достоинства, как высокое мастерство и доступность. Вот несколько цифр, показывающих, что умеет электроника, что стоит за словом «мастерство».

Радиоприемники систем космической связи улавливают сигналы мощностью около 10^-22 Вт, это примерно то же самое, что, находясь в Москве, услышать писк комара, пролетающего где-то в районе Мурманска. Радиотехнические системы позволяют измерять расстояние порядка сотен тысяч километров с точностью до сантиметров или регистрировать перемещения, которые в миллион миллионов раз меньше размеров атома. Метод ядерного магнитного резонанса, в основе которого электронная аппаратура, позволяет определить массу интересных подробностей устройства отдельных молекул: для этого проводятся измерения резонансных явлений, во время которых на частотах в сотни мегагерц удается заметить изменения частоты на сотые доли герца. Радиоэлектроника помогает исследовать фрагменты далеких звезд, которые видны с Земли под углом в 0,00001 угловых секунд (если бы человек обладал такой остротой зрения, он видел бы рисовое зерно на расстоянии пятисот — шестисот километров).

А теперь несколько слов о том, насколько широко используется электронная аппаратура. Ежегодно в мире производится около ста миллионов приемников и пятидесяти миллионов телевизоров, в них используются десятки и сотни миллиардов радиодеталей — кинескопов, ламп, транзисторов, резисторов, конденсаторов, катушек, переключателей. Многими миллионами компьютеров оснащены сегодня ученые, инженеры, производственники, экономисты, одних только персональных вычислительных машин в мире ежегодно выпускается более десяти миллионов штук. В нашей стране приборов и средств автоматизации ежегодно выпускается примерно более чем на десять миллиардов рублей, выпускается более миллиона типов и номиналов деталей для радио- и электронной аппаратуры, многие из этих деталей выпускаются миллионными тиражами.

Т-302. Важнейшие проблемы радиоэлектроники — уменьшение веса и объема аппаратуры, повышение ее надежности, автоматизация производства. Радиоэлектронная аппаратура непрерывно совершенствуется, берет на себя все более сложные функции и при этом часто сама сильно усложняется. Лет тридцать — сорок назад в очень сложном электронном аппарате могло быть несколько тысяч деталей, а современные аппараты, в частности вычислительные машины, содержат миллионы и десятки миллионов деталей. И если бы это были детали, какие выпускались лет тридцать назад, — электронные лампы, сравнительно большие резисторы и конденсаторы, то для размещения сложной электронной аппаратуры нужны были бы, наверное, огромные многоэтажные дома, она весила бы сотни тонн, потребляла тысячи киловатт электроэнергии. Вот лишь один из многих примеров: электронное оборудование большого современного самолета, если бы оно было собрано на лампах, весило бы столько, что самолет уже просто не мог бы подняться в воздух.

А вот другая проблема: по мере усложнения электронной аппаратуры резко снижается ее надежность. Как показала статистика, главная причина отказов, неисправностей — это соединительные цепи, соединения между элементами схемы; и чем больше элементов, тем чаще происходят отказы, меньше надежность. Это проблема огромной важности, особенно если учесть, что электронике доверяют такие важные дела, как, например, управление космическим кораблем или контроль за ритмами больного сердца.

Взволнованно повествует о проблеме надежности старинная английская баллада:

Выпал гвоздь — и нет подковы,
Нет подковы — нет копыта,
Нет копыта — нет коня,
Нет коня — и гибнет воин,
Гибнет воин — нету войска,
Нету войска — пало царство.
А виной один лишь гвоздь.