По морям, по волнам - Болгаров Николай Павлович - Страница 34

На этом и кончается сходство в работе обоих приборов. И прежде всего потому, что скорость движения радиоволн около 300 000 километров в секунду. Она почти в миллион раз больше скорости звука в воздухе. Это значит, что радиоволна может за одну секунду пять раз «облететь» все границы Советского Союза.

От скалы, находящейся от нас в семи километрах, звуковое эхо придет через 20 секунд, а радиоэхо — через две стотысячные доли секунды. А при меньшем расстоянии будут даже не стотысячные, а миллионные доли секунды. Ясно, что такое время не сможет засечь никакой хронометр. А вот радиолокатор засекает и даже записывает.

Мало того, он за человека подсчитывает, какое расстояние за это время пройдет радиоволна. Способность радиоволн отражаться от встречных предметов и возвращаться назад в виде радиоэха впервые обнаружена в нашей стране.

Это открытие сделал великий изобретатель радио — Александр Степанович Попов.

Дело было так: в 1897 году А. С. Попов, вместе со своим помощником Рыбкиным, испытывал на Кронштадтском рейде первый в мире радиоаппарат. Ему хотелось по возможности увеличить дальность действия аппарата.

Чтобы менять расстояние между передатчиком и приемником аппарата, Попов установил их на разных кораблях. Передатчик стоял на учебном судне «Европа», а приемник — на крейсере «Африка». Испытание шло хорошо. Рыбкин сидел у приемника и с напряженным вниманием всматривался в точки и тире азбуки Морзе, которые появлялись на телеграфной ленте. Вдруг знаки стали все реже и реже, а потом и вовсе исчезли.

— Что за оказия такая? — удивился Рыбкин и взглянул в иллюминатор. Он увидел, как между «Европой» и «Африкой» проходил минный крейсер «Лейтенант Ильин».

Минный крейсер заслонил собою пространство между обоими кораблями. Радиоволны, посылаемые с «Европы», встретили неожиданную преграду — корпус проходящего корабля. Вот почему радиоволны не достигли приемника на «Африке», а знаки Морзе на ленте исчезли.

Радиоволнам оставалось одно: отражаться от борта «Лейтенанта Ильина» и возвращаться на «Европу». Но вот минный крейсер прошел — и приемник снова заработал. Попов сразу нашел причину столь удивительного явления. Он уже тогда предсказал, что «отражение радиоволн будет использовано с превеликой пользой для человечества».

Предвидение Попова исполнилось только через сорок лет; первый радиолокатор появился в 1938 году.

Как же работает радиолокатор?

Оказывается, радиоволны он посылает не непрерывно. Передатчик пошлет какую-то порцию волн, а затем автоматически выключится. Радиоволны отразятся от встречного предмета, и их встречает уже приемник. Потом передатчик пустит новую порцию волн и опять «отдыхает».

Так попеременно и работают: то передатчик, то приемник. Такая работа нужна для того, чтобы отправляемые волны не смешивались с радиоэхом, и еще — чтобы точно засекать момент отправления радиоволн и возвращения эха.

Радиоэхо, вернувшись назад, «докладывает» только о встрече с каким-либо предметом.

А в каком же направлении произошла встреча? Об этом приемник не говорит. Здесь приходит на помощь антенна радиолокатора. Она ничуть не похожа на антенну радиостанции.

Антенна радиостанции посылает радиоволны по всем направлениям. Антенна радиолокатора так не делает. Вы, конечно, видали, как действует увеличительное стекло. Оно собирает солнечные лучи в одну точку.

Точно так же антенна радиолокатора собирает радиоволны в пучок и пускает его узким лучом по одному направлению. Антенна радиолокатора закреплена на мачте судна или на мостике и все время находится во вращении. Поэтому она при выпуске радиоволн как бы прощупывает окружающее пространство, точно так, как шныряет повсюду луч прожектора. И каждый раз особый прибор показывает направление, по которому выпущен тот или иной пучок волн. Если пучок не встретит какой-либо преграды, то обратно его не жди. Он уже не вернется в приемный аппарат радиолокатора. Стоит только пучку встретить предмет и отразиться от него радиоэхом, как сразу же узнают направление на этот предмет.

Мало того, особое устройство радиолокатора замеряет и записывает те миллионные доли секунды, за которые пучок радиоволн доходит До предмета и возвращается назад. А специальная шкала дает возможность моментально определить, как далеко находится предмет.

Наконец на экране этого устройства появляется и изображение предмета.

Что это за чудесное устройство? Это электронно-лучевая трубка. Описать ее подробно — довольно трудная задача. Лучше увидеть своими глазами. А увидеть электронно-лучевую трубку можно не только в радиолокаторе. Экран обычного телевизора и есть дно такой трубки. Постараемся описать эту трубку хотя бы в общих чертах.

Электронно-лучевая трубка похожа на стеклянную бутыль с длинным горлышком и широким выпуклым дном — экраном, покрытым специальным светящимся веществом. В конце горлышка расположен электронный прожектор, или, как его называют, электронная пушка. Она стреляет по экрану не снарядами, а мельчайшими частицами отрицательного электричества — электронами После вылета из пушки поток электронов встречает на своем пути колпачок с отверстием. Из него электроны устремляются к экрану уже не беспорядочно, а узеньким пучком.

Далее на пути электронов стоит трубка-электрод. Она заряжена положительным электричеством и потому сильно притягивает к себе электроны, убыстряя их полет. Начинается яростная бомбардировка экрана электронами. Но пучок электронов, хотя и узкий, может дать на экране расплывчатое пятнышко. А нужна яркая точка.

Как тут быть? Тогда придумали ставить между электронной пушкой и экраном еще один электрод, в виде кольца. Этот электрод устроен так, что он сжимает пучок электронов до тончайшего луча. Поэтому электронная пушка стреляет исключительно метко, попадая целым пучком электронов в одну точку. Вот из таких точек и получается изображение на экране. Как же это делается?

Оказывается, электронный пучок превращается в карандаш, который рисует. А помогают ему пластинки горизонтального и вертикального отклонения электронно-лучевой трубки. Только миновав две пары таких пластинок, пучок электронов получает возможность вычерчивать на экране до двадцати тысяч различных линий в секунду. Строчка за строчкой гуляет электронный «карандаш» по поверхности экрана. Так создается на экране электронно-лучевой трубки изображение предмета, пойманного радиолокатором.

^{Местность и ее изображение на экране локатора.}

Вот радиолокатор отправляет в пространство радиосигнал. На экране мгновенно возникает большой зубец. Он показывает нулевую дальность до цели. Пока радиоэхо не вернулось, электронный луч продолжает рисовать горизонтальную линию.

Возвращение радиоэха отмечается на экране появлением другого зубца, меньшего размера. Промежуток между зубцами и есть расстояние до пойманной цели. На экране имеется масштабная линейка, с помощью которой сразу определяют, как далеко находится цель.

Как мы уже знаем, радиолокатор дает сотни сигналов в секунду; столько же раз возникают на экране зубцы. Но человеческому глазу они кажутся непрерывно светящимися.

А то еще имеются экраны кругового обзора. Тут электронный луч рисует тысячи разбегающихся от центра линий. На экране вспыхивает множество ярких «зайчиков» в тех направлениях, по которым вернулось отраженное целью радиоэхо. Вместе эти «зайчики» дают характерную, понятную только специалисту радиолокации — радиометристу — картину окружающего судно пространства. По расстояниям от центра, по величине, форме и характеру движения «зайчиков» радиометрист определяет, что и где мелькает перед ним, — возвышается ли огромная скала, идет ли какое-либо судно или резвится в море дельфин. Вот как электронно-лучевая трубка делает радиолокатор проницательным глазом судна.

Радиолокатор — незаменимое средство для безопасного плавания судов.