У истоков звукоподводной связи
Гидроакустика существует очень давно (от Аристотеля (384–322 до н. э.) и Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) до наших дней), однако практическим использованием высоких звукопроводящих свойств воды для беспроводной подводной связи и наблюдения начали заниматься только в начале XX ст. Первые разработки в этой области техники были выполнены в России инженером Р. Г. Ниренбергом и в США ученым и изобретателем Р. Фессенденом. Именно о них пойдет речь в этой статье.
«ПРИБОР АКУСТИЧЕСКОГО ТЕЛЕГРАФИРОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ВОДУ» РОБЕРТА НИРЕНБЕРГА
В 1904 г. молодой инженер Роберт Густавович Ниренберг, уроженец города Кременец Волынской губернии, выпускник Варшавского политехнического института и Электротехнического института в Санкт-Петербурге (последовательно), начал работать на Балтийском судоремонтном и механическом заводе Морского министерства. Семь тысяч рабочих и инженеров этого завода строили подводные лодки, бронированные канонерские лодки и линкоры.
В том же 1904 г. капитан 2-го ранга Михаил Николаевич Беклемишев, один из первых специалистов в области строительства и тактики использования подводных лодок, явился инициатором развития средств гидроакустической связи. По его инициативе в начале 1905 г. Ниренберг приступил к созданию прибора «гидроакустического телеграфирования через воду», и в том же году такой прибор был им предложен.
Этот прибор представлял собой динамическую сирену, в которой вместо воздуха подавалась (при помощи помпы) под некоторым давлением забортная вода. Главная часть сирены — вращающийся на оси диск с расположенными по окружности круга отверстиями, находящийся над таким же, но неподвижным кругом с такими же отверстиями. Диск на оси приводился во вращение отдельным мотором. В сирене определенный звук получается вследствие перерывов постоянного потока воды в зависимости от скорости вращения диска. Вода подавалась в сирену через клапан, используемый по принципу телеграфного ключа, в результате чего в окружающей воде создавались импульсы, соответствующие знакам азбуки Морзе. Эти сигналы распространялись за бортом корабля.
В качестве приемника колебаний служил водонепроницаемый угольный микрофон, помещенный в коробку с водой, которая прикреплялась изнутри к борту судна или подводной лодки.
Исторической справедливости ради следует сказать, что именно Элиша Грей, американский инженер-электрик, автор более 70 патентов на изобретения, в 1899 г. обнаружил, что угольный микрофон в соответствующем водонепроницаемом кожухе может использоваться как гидрофон для приема сигналов подводной связи, в частности от подводного колокола.
В 1906 г. первый образец гидроакустического телеграфа Ниренберга был создан на Балтийском заводе, а через два года испытан на Черном море. Эксперименты прошли успешно, поэтому на заводе создали гидрофоническую мастерскую, руководителем которой назначили Ниренберга. Балтийский завод получил заказ на изготовление 10 подобных приборов.
На изобретенный Ниренбергом прибор была получена Привелегия № 19736 от 31 августа 2011 г. «Передающая станция для беспроводного гидрофонического телеграфирования через воду» (дата заявки — 15 января 1907 г.).
В 1910 г. гидрофонические приборы были установлены на судах Черноморского флота (линкор «Три святителя» (рис. 2) и подводная лодка «Карп»).
В мае 1911 г. специальная комиссия произвела в акватории Балтийского завода испытания гидрофонических установок системы Ниренберга и сделала вывод о том, что станция соответствует своему назначению и может обеспечить в открытом море дальность связи свыше двух миль.
В сентябре 1911 г. началась установка приборов Ниренберга на подводных лодках «Пескарь», «Стерлядь», «Макрель», «Окунь» Балтийского флота, которая закончилась в 1912 г.
Следует отметить, что при установке этих приборов на корабли и подводные лодки и при их ходовых испытаниях перед разработчиками возникли значительные трудности. Необходимо было максимально уменьшить шумы (помехи), возникавшие от работы собственных механизмов корабля и движения его корпуса в воде. Под руководством Ниренберга были разработаны буксируемые чечевицеобразные приемники обтекаемой формы, что привело к значительному снижению уровня помех (чечевицеобразная форма характеризуется шириной, равной длине, при значительно меньшей толщине). Однако техника того времени не позволила создать надежные буксируемые устройства, необходимые для практического использования в аппаратуре подводной связи.
Следующим шагом по созданию приемника, надежно работающего при движении корабля, была разработка в середине 1913 г. Балтийским заводом «мечевого» устройства, позволяющего при помощи выдвижного мечевидного корпуса (меча) удобообтекаемой формы опускать приемник, находящийся в нем, под киль корабля.
Продолжение статьи читайте в мартовском номере журнала "Наука и техника" за 2021 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
