Ученые : Бонч-Бруевич

Михаил Александрович Бонч-Бруевич
21 февраля 1888 года родился Михаил Александрович Бонч-Бруевич – известный радиотехник, основатель отечественной радиоламповой промышленности. Трудно назвать область радиотехники, в которой не используются разработки Бонч-Бруевича. Его исследования способствовали развитию радиовещания, радиолокации, телевидения…
Наиболее плодотворный период научной деятельности Михаила Александровича был связан с Нижегородской радиолабораторией. Сегодня это – ННПО имени М.В. Фрунзе. Именно здесь в 20-х годах прошлого столетия была разработана радиовещательная станция «Новый Коминтерн», которая была установлена в Москве на Шаболовке. На тот момент радиопередатчик конструкции Бонч-Бруевича был самым мощным среди радиотелефонных станций Европы.
Первые опыты
Михаил родился в Орле, в семье помещика Александра Ивановича Бонч-Бруевича. Но вскоре родовое имение в Кромском уезде Орловской губернии было продано из-за тяжелого финансового положения, и семья переехала в Киев. Здесь Бонч-Бруевичи купили просторный старый дом с садом. Именно в этом садике восьмилетний Миша устроил на радость младшим братьям целую лабораторию, где проводились «настоящие» химические и физические опыты. В газетах и журналах не раз рассказывали об опытах с таинственными электрическими лучами и волнами, телеграфе без проволоки. Мишу с детства интересовали научные новшества, и какие-то опыты он пытался повторить сам. Тогда, наверное, мало кто мог представить, что в будущем это станет делом всей его жизни. Увлечение радиотехникой продолжалось и в гимназические годы. В Киевской гимназии Михаил особо прилежным учеником не считался, виной чему были латынь и древнегреческий. Он увлекается чтением популярных изданий по естествознанию и радиотехнике и показывает отличные результаты по физике. Эти знания помогают Михаилу поступить в Николаевское инженерное училище в Петербурге. Одной из новых специализаций этого учебного заведения стала подготовка офицеров-связистов для армейских радиостанций. Этой новой профессии и решил овладеть Миша.
В 1912 году, в звании поручика, он поступил в Офицерскую электротехническую школу в Петербурге. Уже через год увидела свет его первая исследовательская статья об искровом разряде. Бонч-Бруевича принимают в члены Русского технического общества, что было большой честью для молодого специалиста.
«Бабушка русской радиолампы»
В августе 1914 года Германия объявила войну России. В российской армии числилось всего около сотни полевых радиостанций и только две мощные радиопередающие станции – в Царском Селе и в Москве на Ходынском поле. Роль приемного радиоцентра на Ходынке, обеспечивая связь с Лондоном и Парижем, выполняла только что построенная Тверская радиостанция. Помощником ее начальника назначают молодого Бонч-Бруевича.
Тверская радиостанция была оборудована детекторным радиоприемником, усилителей не существовало. Сигнал принимался большой антенной длиной 300 метров и высотой 110 метров, преобразовывался в постоянный ток детектором и принимался на слух в виде азбуки Морзе. В то же время на некоторых радиостанциях за рубежом постепенно появлялись первые электронные лампы. В России в те годы отечественных ламп не выпускали, поэтому Бонч-Бруевич решает начать их производство собственными силами. Для этого Михаил организовал лабораторию прямо у себя на квартире. К концу 1915 года, в результате напряженной работы, в ходе которой Михаил Александрович отравился ртутью и месяц пролежал в постели, были созданы электронные лампы, названные «катодными реле». За проявленный героизм 25 декабря 1915 года штабс-капитан Бонч-Бруевич был награжден орденом Святой Анны третьей степени. М.А. Бонч-Бруевич с сыном у передатчика НРЛ. 1921 г.
В начале 1916 года Михаил Александрович отправляется во Францию, чтобы посмотреть на производство новейших электронных ламп с высоким вакуумом. Он уверен, что в России можно организовать выпуск таких же ламп, и даже лучше. Возвратившись в Тверь, Бонч-Бруевич оборудует настоящую ламповую мастерскую. Здесь в скором времени была создана первая отечественная полностью электронная лампа, которую впоследствии прозвали «бабушкой». Так в России зародилось радиоламповое производство.
Радиотелефон: «газета без бумаги и расстояний»
После революции 1917 года Бонч-Бруевич принимает решение остаться в стране: здесь и его дом, его семья – жена Александра Алексеевна, первенец Алеша (впоследствии Алексей Михайлович Бонч-Бруевич продолжит дело отца, станет выдающимся ученым-физиком).
Советская власть нуждалась в новых радиотехнологиях: штат тверской лаборатории увеличили. Через год решено было создать первый советский радиотехнический научно-исследовательский институт. В августе 1918 года все сотрудники тверской радиостанции с их семьями, а также с оборудованием были перевезены в Нижний Новгород. Здесь создается Нижегородская лаборатория (НРЛ), призванная разрабатывать необходимые стране аппараты. Одним из первых таких приборов становится радиотелефон.
Идею Бонч-Бруевича многие специалисты воспринимали как фантастику. Для создания радиотелефона были нужны мощные лампы. Иностранные радиотехники уже пробовали включать параллельно большое количество приемных ламп, но это не сработало. Михаил Александрович понимал: необходимо создать радиолампы достаточно большой мощности. Задача по тем временам практически неосуществимая. Ведь при увеличении мощности в лампе возрастает тепловое рассеяние, и при определенной величине мощности лампа просто разрушится. Но Бонч-Бруевичу удалось найти оригинальное решение – идея лампы с водяным охлаждением. Существует легенда, что Михаил Александрович пришел к этому за чашкой чая, точнее, за самоваром ‒ устройство самовара было таким, как требовалось в лампе. М.А. Бонч-Бруевич у радиотелефонного передатчика
Рассказывают, что, когда в феврале 1919 года московский телеграфист вместо привычной морзянки услышал первые голосовые сообщения из Нижнего Новгорода, он с испугу сбежал с рабочего места. Ровно через год, в январе 1920 года, состоялась первая полноценная радиотелефонная передача из нижегородской лаборатории в Москву на расстоянии 370 км. Теперь на Ходынке четко прозвучали несколько раз повторенные в микрофон Бонч-Бруевичем слова: «Говорит Нижегородская радиолаборатория».
«До того времени радиосвязь была только на уровне морзянки, никакой голосовой радиосвязи не было. Это действительно было потрясение, когда человек, который слушал в наушниках морзянку, вдруг неожиданно услышал человеческую речь!» – рассказывал позже сын ученого – Алексей Михайлович Бонч-Бруевич.
Об успешной радиопередаче доложили Ленину, и 5 февраля 1920 года в Нижний Новгород поступило его распоряжение: «Ввиду особой важности задач, поставленных радиолаборатории, и достигнутых ею важных успехов, оказывайте самое действенное содействие и поддержку к облегчению условий работы и устранению препятствий». А сам Бонч-Бруевич получил такое письмо от Владимира Ильича: «…Пользуюсь случаем, чтобы выразить Вам глубокую благодарность по поводу большой работы радиоизобретений, которую Вы делаете. Газета без бумаги и без расстояний, которую Вы создаете, будет великим делом. Всяческое и всемерное содействие обещаю оказывать этой и подобным работам. С лучшими пожеланиями В. Ульянов (Ленин)».
От радиотелефона к «широковещанию»
В марте 1920 года начинается сооружение в Москве Центральной радиотелефонной станции, строительство поручается Бонч-Бруевичу. Уже 17 сентября 1922 года с радиостанции, сделанной нижегородцами, был передан первый в истории российской радиоотрасли концерт. Во дворе только что построенной радиостанции установили пианино, на крышку которого Михаил Александрович положил обычную трубку от телефона – микрофон радиостанции. «Во дворе воцаряется тишина, раздается его ровный глуховатый голос: «Алло! Слушайте. Говорит Центральная радиотелефонная станция. Начинаем концерт»… Знаменитая певица, солистка Большого театра Надежда Андреевна Обухова тоже волнуется: ей впервые приходится выступать перед невидимым зрителем. В эфир уходят первые слова романса Полины из «Пиковой дамы». Обухову сменяют другие певцы и музыканты. Звучат мелодии Чайковского, Римского-Корсакова, Бородина. Бонч успокаивается. Передача, кажется, удалась, все идет успешно!» (из книги Л.Б. Иванова «Советские инженеры»).
Вторая радиостанция Коминтерна («Новый Коминтерн») на Шуховской башнею Вскоре начались регулярные радиотелефонные передачи из Москвы. Новую станцию назвали «Центральная радиотелефонная станция имени Коминтерна», в народе – просто «Коминтерн». А в 1928 году в Москве начинает работать построенный нижегородцами сорокакиловаттный «Новый Коминтерн» на Шаболовке, радиопередатчик которого занял первое место в Европе по своей мощности.
Первые детекторные приемники стали появляться и у населения, возникает и «радиолюбительство». В обиходе появилось еще одно новое слово – «радиослушатель», а понятие «радиотелефон» постепенно уступает место другому – «широковещание». Еще лет через десять это слово превратится в знакомое нам «радиовещание».На короткой волне
В начале 1920-х появились первые сообщения о том, что радиолюбители из Америки благодаря применению коротких волн добились радиосвязи на тысячи километров. Используя передатчики мощностью всего несколько ватт, удалось провести двустороннюю связь между Америкой и Францией, Австралией, а затем передачами обменялись Англия и Новая Зеландия. Бонч-Бруевич ищет разгадку дальних связей на коротких волнах в их особом распространении в пространстве – отражении от верхних слоев атмосферы. Исследованием использования коротких радиоволн для радиосвязи Бонч-Бруевич занялся вместе с сотрудником Нижегородской лаборатории В.В. Татариновым. Вскоре к этой работе присоединился А.А. Пистолькорс – будущий глава советской антенной школы. В 1925 году проходит ряд экспериментов по радиосвязи на коротких волнах, в результате были разработаны передатчики мощностью всего 300 Вт, которые покрывали расстояние от Москвы до Владивостока. Одним из главных препятствий на пути использования коротких волн была возможность генерирования мощного излучения – не существовало ламп для создания мощных радиоволн дециметрового и сантиметрового диапазонов. Бонч-Бруевичем была разработана такая лампа, которая получила название «многокамерный магнетрон». Новинка обеспечила мощности в сотни ватт при длине волны 10 см, что позволило построить радиолокаторы сантиметровых волн, которые во время Второй мировой войны нашли широкое применение.
Создание Нижегородской радиолаборатории. В начале лета 1918 года В. М. Лещинский и М. А. Бонч-Бруевич возбудили перед Народным комиссариатом почт и телеграфов (НКПиТ), в подчинение которого перешла Тверская радиостанция, вопрос о дальнейшей судьбе лаборатории. В рапорте, поданном Лещинским на имя Народного комиссара НКПиТ 6 июля 1918 года, содержался проект организационного плана и программы перспективных работ радиолаборатории и мастерской. Тверь посещают член радиосовета Наркомпочтеля А. М. Николаев, а затем нарком В.Н. Подбельский. О лаборатории, способной производить радиолампы своими силами без иностранной помощи, становится известно Ленину, сразу же выделяются средства и ставится вопрос о возобновлении их выпуска. Решением коллегии НКПиТ, на котором Лещинский выступил с докладом 19 июня, радиолаборатория реорганизуется и получает штат в 59 человек, однако Тверь оказывается плохо приспособленной для промышленного производства и 13—15 августа 1918 года 18 лучших сотрудников с оборудованием, по железной дороге, перебазируются в Нижний Новгород, М. А. Бонч-Бруевич и В. М. Лещинский принимают в этом деятельное участие.
В. М. Лещинский назначается первым директором-управляющим Нижегородской радиолаборатории (НРЛ), Бонч-Бруевич возглавляет научно-техническую работу и за несколько месяцев, к первой годовщине революции, выпускает первую советскую вакуумную радиолампу ПР-1 («пустотное реле — 1») для замены французских в радиоприёмниках того времени. Лампа заслуживает хорошие отзывы потребителей. Так как проводной телеграф, в условиях Гражданской войны, работал ненадежно, а радиосвязь испытывала серьёзные трудности, связанные с отсутствием импортных радиоламп, создание ПР-1 имело большое государственное значение.
Таким образом, благодаря усилиям Бонч-Бруевича и Лещинского, НРЛ доказала свое право на жизнь и стала пользоваться особым вниманием правительства. 2 декабря 1918 г. В.И. Ленина подписывает подготовленное В. Н. Подбельским и утвержденное Советом Народных Комиссаров «Положение о радиолаборатории с мастерской Народного Комиссариата Почт и Телеграфов в Нижнем Новгороде» в котором ставится ряд крупных научно-технических задач по исследованиям в области радио и созданию новой техники радиовещания и связи. НРЛ приобретает статус учреждения государственного значения.
Работа в Нижнем Новгороде. Нижегородский период стал наиболее плодотворным в жизни М. А. Бонч-Бруевича и был тесно связан с Нижегородской Радиолабораторией (НРЛ), где он занимал должность технического директора и возглавлял одно из ведущих научных направлений — создание первых советских радиоламп и телефонных радиопередатчиков на их основе, а в последние годы руководил НРЛ. Авторитет молодого 30-летнего руководителя был непререкаем, «хитроумного Бонча» в лаборатории любили, хотя он мог отругать и сгоряча наорать на любого, но при этом всегда учился и одновременно учил других, проявляя талант педагога, нередко находя интересные и неожиданные решения. В 1919 году в Нижегородской Радиолаборатории он сделал доклад, опубликованный затем в журнале «Радиотехник» № 7: «Основания технического расчёта пустотных катодных реле малой мощности», в которой излагалась разработанная М. А. Бонч-Бруевичем теория расчёта триода, ставшая основой теории электронных ламп и получившая позже название «теория Бонч-Бруевича — Баркгаузена».
Под руководством М. А. Бонч-Бруевича с весны 1919 года в Нижнем Новгороде было налажено серийное производство приёмно-усилительных ламп ПР-1, которые выпускались до 1923 года по 1000 штук в год. В ноябре разработана конструкция кенотрона на напряжение 1500 В для питания анодных цепей мощных радиотелефонных передатчиков. 1 декабря 1919 года сконструирована первая в мире генераторная лампа с водяным охлаждением анода.
В начале 1920-х годов в Нижегородской лаборатории под руководством М. А. Бонч-Бруевича велись исследования методов радиотелефонирования. В конце 1919 года, в сотрудничестве с С. И. Шапошниковым, разработан радиотелефонный передатчик мощностью около 30 Вт с анодной модуляцией, работающий на волнах 1200 и 1500 метров. 11 января 1920 года передачи человеческой речи приняты приёмной станцией в 4 километрах от лаборатории, а 15 января 1920 года был произведён первый успешный опыт радиотелефонной передачи на расстояние 400 вёрст из Нижнего Новгорода в Москву на Ходынскую радиостанцию. Человеческий голос в эфире был принят радистами во многих городах страны и вызвал всеобщее изумление.
16 декабря 1920 года макет радиотелефонного передатчика Нижегородской радиолаборатории конструкции Бонч-Бруевича был развернут на Ходынском поле в Москве. Опытные передачи, проводившиеся дважды в день на волнах 2500 и 5000 м при выходной мощности 2 киловатта принимали в Ташкенте, Обдорске (Салехард), Иркутске. Был проведён официальный сеанс голосовой радиосвязи между Москвой и Берлином.
В 1921 году М. А. Бонч-Бруевич избирается профессором по кафедре электротехники в Нижегородском государственном университете. До 1925 года заведует кафедрой радиотехники в Нижегородском университете, а в 1926—1928 годах кафедрой электротехники. Активно участвует в распространении радиотехнических знаний, читая открытые лекции, проводимые вечерами в радиолаборатории, печатая научные статьи в радиотехнических изданиях.
В целях обеспечения постановления Совнаркома о создании центральной телеграфной станции с радиусом действия в 2000 вёрст М. А. Бонч-Бруевич в 1922 году предложил оригинальное конструкторско-техническое решение мощной четырёхкамерной генераторной лампы с внутренним водяным охлаждением анода мощностью 5 киловатт.
Под его руководством проектировалась и была построена в Москве, вблизи Курского вокзала, первая радиовещательная станция (см. Шуховская башня), получившая название «Центральная радиотелефонная станция имени Коминтерна» или «Большой Коминтерн». Строительство длилось со 2 сентября 1921 по 15 августа 1922 года. 22 и 27 мая 1922 года проводились пробные передачи по радио музыкальных произведений из студии Нижегородской лаборатории, 29 мая при передаче концерта (рояль, скрипка, пение), исполненном под управлением профессоров нижегородской консерватории, звук с радиоприёмника транслировался по телефонам Цюрупе (нарком РКИ), Волленберга (НКПиТ) и других. 17 сентября был организован первый радиовещательный концерт из Москвы, который услышали в Европе и на всех приёмных станциях Республики. Регулярные передачи начались с 8 октября 1922 г. Бонч-Бруевич, будучи разносторонне одарённым человеком, сам играл на фортепиано, нередко выступал в роли ведущего радиопередач, тембр его голоса часто узнавали в эфире. Радиопередатчик «Большого Коминтерна» развивал мощность 12 кВт на волне 3200 метров, содержал более 20 радиоламп конструкции Бонч-Бруевича и стал, на тот момент, самым мощным среди радиотелефонных станций Европы.
В 1922 году им была изготовлена лабораторная модель радиотехнического устройства для передачи изображений на расстоянии, названная «радиотелескопом». Однако, из-за загруженности работой в области дальней радиосвязи и радиовещания, тема телевидения не получила в НРЛ дальнейшего развития.
В этом же году Нижегородская радиолаборатория была награждена орденом Трудового Красного Знамени, особо отмечены работы М. А. Бонч-Бруевича, А.Ф. Шорина и В.П. Вологдина.
В 1923 году закончена разработка новой генераторной лампы с водяным охлаждением мощностью 25 кВт, получившей название «медяшка». В ноябре, посетившие НРЛ радиоспециалисты немецкого акционерного общества «Телефункен» — технический директор граф Арко и профессор А. Мейснер, высоко оценили работы М. А. Бонч-Бруевича и заказали Наркомпочтелю партию 25-киловаттных ламп для воспроизведения на своих заводах в обмен на поставку радиотехнических материалов. 5 октября 1924 года профессор М. А. Бонч-Бруевич на научно-технической беседе в Нижегородской радиолаборатории сообщил об изобретённом им новом способе телефонирования, основанном на изменении периода колебаний. Демонстрация частотной модуляции производилась на лабораторной модели. М. А. Бонч-Бруевич продолжал заниматься совершенствованием генераторных передающих радиоламп и добивался повышения их мощности, и в октябре 1924 года ему, совместно с А. А. Круликовской удалось разработать и изготовить уникальную для того времени радиолампу мощностью 100 кВт. На Скандинавско-Балтийской выставке, проходившей в Стокгольме в 1925 году, радиолампы Бонч-Бруевича вызвали колоссальный интерес профессиональных посетителей выставки. Параллельно велось непрерывное совершенствование вещательных радиопередатчиков СССР. В ноябре Центральная радиостанции им. Коминтерна в Москве переведена на более удобную волну 1500 метров (200 кГц). Это расширило круг слушателей, так как её частота вошла в выделенный радиовещательный диапазон 200—1500 метров. 22 декабря того же года заработала радиовещательная станция Нижегородской радиолаборатории, получившая имя В. М. Лещинского, через неё регулярно транслировались лекции для радиолюбителей.
В 1925 году Бонч-Бруевич активно включается в исследования дальнего распространения коротких волн. 19—26 марта 1925 экспериментальный коротковолновый передатчик Нижегородской радиолаборатории, работающий на волне 83 метра с мощностью 25 кВт, принимают радиолюбители всего мира. На базе исследований, проведённых с сотрудником НРЛ В. В. Татариновым, была разработана аппаратура, позволившая в 1926 году запустить первую линию магистральной КВ-радиосвязи Москва — Ташкент. Аналогичная радиолиния организуется на трассе Иркутск- Москва и Иркутск — прииск Незаметный (Якутия). На основании полученного опыта М. А. Бонч-Бруевич разрабатывает теорию и методы расчёта коротковолновых антенн, исследует особенности распространения коротких волн в ионосфере, предлагает использование «ночной» и «дневной» частот для круглосуточной бесперебойной КВ-радиосвязи.
В период 1923—1925 гг. М. А. Бонч-Бруевич вместе с коллективом НРЛ разрабатывает типовой радиовещательный передатчик для областных центров страны мощностью 1,2 кВт, получивший название ЛФМ-4 «Малый Коминтерн». Передатчик сделан максимально неприхотливым в эксплуатации, питался от стандартной трехфазной сети, в нём применена анодная модуляция и 150 ваттные лампы с естественным охлаждением, работающие в облегчённом режиме. К концу 1925 года «Малый Коминтерн» работает в Воронеже, Нижнем Новгороде, Ростове-на-Дону, Минске и Иванове, в последующие 2 года установлено ещё 27 передатчиков этого типа. Разрабатываются электромагнитные репродукторы «Лилипут» и «Рекорд».
Для радиоприёма Бонч-Бруевич создает миниатюрную экономичную радиолампу «Малютка» с торированным катодом. Лампа имеет анодное напряжение 4-8 В и ток накала всего 45 мА. На базе «Малютки» сотрудник НРЛ Б. Л. Максимовых разрабатывает одноламповый регенеративный приевник «Микродин», который приобретает широкую популярность и большое распространение среди радиолюбителей.
12 июля 1926 года в НРЛ начинаются испытания нового радиовещательного 40 киловаттного передатчика — «Новый Коминтерн», сконструированного и изготовленного под руководством М. А. Бонч-Бруевича, А.М. Кугушева и В. В. Татаринова, С. И. Шапошникова с оригинальным решением задачи модуляции мощного излучения. В конце года «Новый Коминтерн» был перевезён в Москву и установлен на Шаболовке. На момент сдачи в эксплуатацию 18 марта 1927 г. станция стала самой мощной в Европе. Второй передатчик был установлен в Свердловске.
В последние годы в Нижнем Новгороде Бонч-Бруевич исследует теорию паразитных колебаний и отрицательного сопротивления, начинает разрабатывать методы раздельного излучения боковых полос спектра и способ связи на одной боковой полосе. Предлагает создание в СССР сверхмощного 1000 киловаттного радиовещательного передатчика, работы над которым были продолжены в Ленинграде, а проект реализован в 1933 году академиком А.Л. Минцем). Бюст М. А. Бонч-Бруевича, установленный в Нижнем Новгороде.
М. А. Бонч-Бруевич принимал активное участие и в популяризации радиотехники, выступал редактором научно-популярного фильма «Радио», вышедшего в прокат в 1928 году. В 1927—1934 годах принимал участие в составлении «Технической энциклопедии» под редакцией Л.К. Мартенса, автор статей по тематике «радиотехника». 1 октября 1928 года, решением ВСНХ СССР № 804, Нижегородская радиолаборатория была переведена в ведение Государственного электротехнического треста заводов слабого тока и переехала в Ленинград, где объединилась с Ленинградской радиолабораторией Треста заводов слабого тока. М. А. Бонч-Бруевич стал руководителем нового объединённого института, получившего название Центральной радиолаборатории (ЦРЛ)