Русский свет: Павел Яблочков и его свеча
Угли в электролите
В 1875 году дела у Московской мастерской физических приборов шли, прямо скажем, хреново. Фактически, предприятие зависло на грани разорения. Её владелец, отставной военный инженер Павел Яблочков, вместе с компаньоном Николаем Глуховым как раз проводил опыт по электролизу раствора поваренной соли. Проще говоря, пропускал через солёную воду электрические разряды. При электролизе соль разлагается на составные части, и можно получать полезные вещества — щёлочь, хлор. Для этого в ванну с раствором опускают два угольных стержня, подсоединяют к ним провода от генератора и гоняют ток. Стержни погружены в жидкость бок о бок, стоят параллельно. В какой-то момент они случайно касаются друг друга прямо под водой. Ток мгновенно прожигает между ними раскалённый канал — электрическую дугу. Это тот же эффект, что и молния, только маленькая и рукотворная: воздух или газ между двумя электродами ионизируется, становится проводником, и по нему идёт ток, разогретый до нескольких тысяч градусов. Свечение получается ярким до рези в глазах.
Дуга вспыхивает и гаснет, а угли при этом обгорают. Яблочков смотрит на них и внезапно понимает, что у него в руках, вернее — в ванне, принципиально другой, новый способ освещения. Все существовавшие до того дуговые лампы работали иначе: угли в них располагали друг напротив друга, торцами, как два карандаша, нацеленные один в другой. По мере того как они горели, расстояние между ними росло, дуга гасла — и требовался сложный часовой механизм, который постоянно подкручивал стержни навстречу друг другу. От этого механизма и были все мучения.
А если поставить угли не напротив, не под прямым углом, а рядом, как в этой ванне, и проложить между ними слой изолятора? Пусть горят сверху вниз, как свеча. Изолятор будет испаряться вместе с углями, расстояние между ними не изменится — и никакой регулятор на пружинах больше не нужен. Ну простая же идея! Оставалось подобрать подходящий материал для прокладки и построить генератор переменного тока, чтобы оба стержня сгорали равномерно. Но главное уже случилось: случайное замыкание в электролитической ванне показало, что пружинный механизм можно смело выбрасывать.
За десять лет до этого Павел Николаевич и предположить не мог, что станет возиться с углями и динамо-машинами. Сын обедневшего саратовского дворянина, в детстве мастеривший угломеры для землемерных работ и счётчик пути для телеги (прообраз будущего одометра), Яблочков по настоянию отца поступил в Николаевское инженерное училище в Петербурге. Выпустился в 1866 году по первому разряду, то есть в числе лучших. Таким выпускникам присваивали офицерский чин сразу при выпуске и давали право выбирать место службы среди предложенных вакансий. Павел Николаевич, а вернее — Паша Яблочков, получил чин инженер-подпоручика и распределение в 5-й сапёрный батальон Киевской крепости. Но военная карьера его не увлекала. Через год, сославшись на болезнь, он уволился с чином поручика.
Впрочем, в январе 1869 года на службу он всё же вернулся вернулся, поскольку был обязан отслужить свой срок по распределению. Его командировали в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, единственную в стране школу военных электротехников. Через восемь месяцев Яблочков уже возглавлял гальваническую команду того же сапёрного батальона. Едва истёк обязательный трёхлетний срок, 1 сентября 1872 года окончательно ушёл в запас.
Устроившись начальником телеграфа на Московско-Курскую железную дорогу, он вступил в кружок электриков-изобретателей при Политехническом музее и узнал об опытах Александра Лодыгина с лампами накаливания. Весной 1874 года подвернулся случай опробовать дуговое освещение в деле. Правительственный поезд шёл из Москвы в Крым, и железнодорожные чиновники решили, что неплохо было бы осветить ему движение ночью. И начальству угодить, таким образом, и полезные новшества на дороге внедрить. Яблочков установил на паровоз прожектор с регулятором Фуко — механизмом на трёх пружинах, который сам же и обслуживал. Всю дорогу он стоял на передней площадке локомотива, менял угли, подкручивал регулятор, перетаскивал провода и прожектор при каждой смене паровоза. Опыт удался, но сам Яблочков задолбался так, что пришёл к неутешительному выводу: дуговое освещение с такой механикой никогда не станет массовым. Слишком много возни.
Он покинул телеграф и открыл мастерскую. Создал электромагнит с плоской медной обмоткой, поставленной на ребро — патент от 29 ноября 1875 года. Деньги, однако, кончались. Осенью того же года, отправив жену с детьми к родителям в Саратовскую губернию, Яблочков уехал за границу, по документам — на всемирную выставку в Филадельфию, в Америку. Средств, однако, хватило ровно до Парижа.
Свеча и француз
В Париже Яблочков пришёл в мастерские французского физика и часовщика Луи Клемана Франсуа Бреге, внука Абрахама-Луи Бреге, основателя знаменитой часовой фирмы (у нас эти часы не совсем верно именуют «брегетами»). К тому моменту Бреге уже состоял членом Академии наук и занимался электрическими приборами. Его имя позже выбьют на Эйфелевой башне среди семидесяти двух крупнейших учёных Франции. Он предложил русскому инженеру место в своей фирме.
К началу весны 1876 года Яблочков завершил конструкцию электрической свечи: два параллельных угольных стержня, разделённых каолиновой прокладкой. Никаких пружин, никаких регуляторов. Стержни просто горели сверху вниз, испаряя изоляцию. Для равномерного выгорания обоих электродов требовался переменный ток. Яблочков построил для этого собственный генератор переменного тока и первым в мире применил такой ток для промышленного освещения. 23 марта 1876 года он получил французский патент № 112024.
Через три недели, 15 апреля, Яблочков уже в Лондоне, представляет свои наработки на Выставке физических приборов. Он поставил четыре свечи на невысоких металлических постаментах, подвёл к ним ток от динамо-машины из соседнего помещения и повернул рукоятку. Зал залил голубоватый электрический свет. Местная публика, привыкшая к тусклым газовым рожкам, пришла в восторг. Мировая пресса начала сыпать заголовками в духе «Свет приходит к нам с Севера — из России». Сам Яблочков распорядился гравировать на каждом фонаре слова «Русский свет». Не «Свет Яблочкова», а русский, из России.
21 апреля его избрали в действительные члены Французского физического общества. Продажами и продвижением светильников занялся Огюст Денейруз, французский инженер, который до того прославился изобретением дыхательного клапана для водолазного снаряжения. Яблочков тем временем решал техническую задачу посложнее: как запитать от одного генератора не одну свечу, а десятки. Если просто взять и соединить сто свечей в одну цепочку проводами, как ёлочную гирлянду — ничего не выйдет. Первая свеча будет гореть, а до последней ток дойдёт уже никакой. Потому что каждая свеча съедает часть напряжения, и на всех его просто не хватает.
Яблочков придумал, как обойти это ограничение, и 30 ноября 1876 года он получил патент на первый в истории трансформатор переменного тока. Если объяснять «на пальцах», то на входе высокое напряжение подавал генератор, а на выходе его оставалось ровно столько, сколько нужно конкретной свече. Получается, генератор даёт мощный поток под высоким давлением, а трансформаторы «разливают» его по розеткам с нужным напором. Примерно как водонапорная башня подаёт воду под давлением в магистраль, а в каждой квартире стоит вентиль, снижающий напор до безопасного.
Похожая история и с конденсаторами. Если включить много свечей в одну сеть, они начинают друг другу мешать: одна гаснет, другая мигает, ток «гуляет». Конденсатор — это, грубо говоря, электрический буфер. Он накапливает в себе заряд и отдаёт его, когда цепь проседает, сглаживая скачки. Представьте бочку с водой, из которой вы черпаете ковшом. Насос качает воду в бочку рывками, а ковш зачерпывает спокойно, потому что бочка сглаживает рывки. Конденсатор делает то же самое с током. Он собрал вместе генератор, трансформаторы, конденсаторы — и получилась система, где от одной машины можно запитать десятки и сотни свечей. Яблочков назвал это «дроблением электрического света»: один мощный источник, а свет «раздроблен» на множество точек. До него ничего подобного не делали.
К октябрю 1877 года его свечи горели в Лувре. На Avenue de l'Opéra на участок длиной в полмили установили 64 дуговых фонаря. Парижский ипподром освещали 128 свечей. Фирма Бреге выпускала по 8 000 штук в день. Каждая свеча в пересчёте на нашенские стоила около 20 копеек и горела полтора часа — потом фонарщик вставлял новую. Позже придумали фонари с автоматической заменой. «Русский свет» поставляли в Лондон, Берлин, Вену, Рим, Брюссель, Мадрид, Лиссабон, Стокгольм, а затем в Сан-Франциско, Филадельфию, Рио-де-Жанейро, Мехико, Дели, Калькутту, Мадрас. Персидский шах и король Камбоджи купили свечи для своих дворцов. Английские газовые компании, наблюдая, как дешевеют их акции, в панике продавили через парламент специальную комиссию по вопросу о допустимости электрического освещения. Они готовы были силой сдерживать прогресс, лишь бы этот русский не захватил рынок освещения на островах. Начинался 1879 год.
Дорога домой
Яблочков же в конце 1878 года вернулся в Россию. В Петербурге вокруг него сразу возник ажиотаж, в круг его знакомств начали набиваться разные люди, известные и не очень. Это как если бы сегодня в Россию приехал жить и работать Илон Маск, только он ещё и наш, родной, русский. В общем, дело пошло. При участии великого князя Константина Николаевича и композитора Николая Рубинштейна он учредил «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко» и открыл завод на Обводном канале.
Апробацию новой технологии в России устроили 11 октября 1878 года в Кронштадте: осветили казармы учебного экипажа и площадь перед домом командира порта. Через два месяца, 4 декабря, восемь свечей зажглись в петербургском Большом театре. Газета «Новое время» 6 декабря описала это так: «Когда внезапно зажгли электрический свет, по зале мгновенно разлился белый яркий, но не режущий глаз, а мягкий свет, при котором цвета и краски женских лиц и туалетов сохраняли свою естественность, как при дневном свете». К середине 1880 года в России работало около 500 фонарей. Из них больше половины стояло на военных судах и заводах: 112 штук на Кронштадтском пароходном заводе, 48 на царской яхте «Ливадия», ещё 60 на других кораблях. Улицы освещали куда скромнее — по 10–15 фонарей на объект. Свечи зажглись в Москве, Киеве, Нижнем Новгороде, Одессе, Харькове, Саратове, Архангельске.
14 апреля 1879 года Императорское Русское техническое общество вручило Яблочкову именную медаль с надписью «Достойному Павлу Николаевичу Яблочкову». В январе 1880 года его избрали заместителем председателя только что созданного Электротехнического отдела Общества. В том же году вместе с профессором Чиколевым, физиком Лачиновым и изобретателем Лодыгиным он основал журнал «Электричество» — одно из старейших технических изданий страны, выходящее до сих пор.
Но у истории этой имелась и обратная сторона. Яблочкову хронически не хватало денег, а городские власти держались за проверенные и привычные газовые контракты, и не спешили внедрять новинку повсеместно. В правлении товарищества, по позднейшим воспоминаниям профессора Чиколева, «недобросовестные администраторы стали швырять деньги десятками и сотнями тысяч, благо они давались легко». Яблочков то и дело уезжал в Париж, а в его отсутствие правление разбазаривало остатки.
Однако главная беда пришла из Америки. Ещё в 1877 году русский морской офицер Александр Хотинский, принимая строившиеся по заказу России крейсеры, заехал в лабораторию Томаса Эдисона в Менло-Парк, штат Нью-Джерси. Он передал американцу лампу накаливания Лодыгина и свечу Яблочкова вместе со схемой дробления света. Ушлый Эдисон взял за основу лампу Лодыгина, подобрал для нити накаливания обугленную бамбуковую щепку, поместил её в вакуум и добился времени горения в 800–1000 часов. В ноябре 1879 года он получил американский патент. Яблочков выступил в печати с прямым обвинением, дескать Эдисон украл идеи русских инженеров. Его поддержал профессор Чиколев поддержал, заявивший «Способ Эдисона не нов, и обновления его ничтожны». Но заказчики уже сделали выбор в пользу лампы накаливания.
Пепел
В августе 1881 года в Париже открылась первая Международная электротехническая выставка. Яблочкова признали пионером дугового освещения и наградили французским орденом Почётного легиона. Но его свеча к тому моменту уже уступала лампе накаливания по всем статьям. Та горела в пятьсот раз дольше, её можно было зажигать и гасить сколько угодно, стоила она дешевле. И любой посетитель выставки мог увидеть эту разницу собственными глазами.
Тогда, стремясь вернуться в гонку, Яблочков переключился на химические источники тока. Возился с хлором и сжёг себе слизистую оболочку лёгких. В 1884 году во время опытов взорвалась натровая батарея. Павел Николаевич едва не погиб и перенёс два инсульта. Он выжил, но безвозвратно угробил собственное здоровье.
Он на время остался в Париже. В июне 1887 года стал досточтимым мастером масонской ложи «Труд и верные друзья истины» № 137 под юрисдикцией Великой ложи Франции. Затем основал первую русскую эмигрантскую ложу «Космос» и сам же стал её первым досточтимым мастером. Он рассчитывал собрать из русских, живших во Франции, элитарное собрание учёных, литераторов и художников. В ложу вошли философ и социолог Максим Ковалевский, социолог Евгений де Роберти, литературовед Нестор Котляревский. После отъезда Яблочкова на родину собрания затухли, и возобновились лишь в 1899 году.
В декабре 1892 года Яблочков окончательно вернулся в Россию. Все свои заграничные патенты он выкупил обратно у «Генеральной компании электричества с патентами Яблочкова» за миллион рублей, что примерно равнялось всему его состоянию на тот момент. В Петербург он приехал больным и почти без средств.
Дождался из Парижа вторую жену Марию Альбову и сына Платона, и вместе с ними уехал в Саратовскую губернию. Семья перебиралась с места на место: сперва имение Двоёнки близ села Колено, затем село Иваново-Кулики, где жила старшая сестра Яблочкова Екатерина. В конце 1893 года они осели в Саратове, в «Центральных номерах» купца Очкина на углу Московской и Малой Горьковской. Это были меблированные комнаты на втором этаже, без особых удобств. Номер быстро превратился в рабочий кабинет. По ночам, пока никто не дёргал, Яблочков сидел над чертежами электрического освещения Саратова. Сердце сдавало, началась водянка, отказывали ноги, но он продолжал работать.
19 марта 1894 года, в шесть часов утра, Павел Николаевич Яблочков умер. Ему было сорок шесть лет. 23 марта его похоронили в фамильном склепе у Михайло-Архангельской церкви на окраине села Сапожок Ртищевского района. Церковь снесли в конце 1930-х. В 1947 году президент Академии наук СССР Сергей Вавилов по воспоминаниям старожилов и архивным документам восстановил точное место захоронения. В 1951 году вышла памятная почтовая марка, посвящённая Яблочкову, в 1952-м на могиле поставили памятник. Слова «Русский свет», которые он когда-то велел выбивать на каждой лампе, пережили и угольные стержни, и керосиновые горелки, и сами лампы накаливания. С них, собственно, всё электрическое освещение городов и началось.
***********************
А ещё у меня есть канал и паблик с лонгридами, анонсами и историческим контентом.
Также я перевожу на русский разное фэнтези, тёмное и не очень. Кому интересно — смотрите описание профиля.
«Ой, кажется, я запихнул туда не тот резистор»: как случайная ошибка инженера подарила миллионам людей шанс не умереть
В 1950-х годах диагноз «полная блокада сердца» был практически смертным приговором. Сердечная мышца просто забывала, как сокращаться, пульс падал до 20 ударов в минуту, и пациент медленно угасал от гипоксии. Единственным спасением были внешние стимуляторы Пола Золла — громоздкие ящики размером с телевизор, которые питались от розетки.
Проблема была не только в габаритах. Чтобы пробить сопротивление кожи и тканей, прибор выдавал мощные разряды в 100 вольт. Пациенты страдали от постоянных мышечных судорог и химических ожогов, а их жизнь буквально зависела от длины электрического шнура.
В 1956 году инженер Уилсон Грейтбатч, работавший в лаборатории Университета Буффало, вообще не собирался спасать мир. Он паял осциллограф для записи быстрых сердечных ритмов.
Момент «Эврики» из коробки с деталями
В схеме требовался резистор на 10 кОм. Грейтбатч, уставший после смены, полез в коробку, перепутал цветовую маркировку и впаял деталь на 1 МОм.
Когда он включил цепь, прибор повел себя странно. Вместо того чтобы просто пропускать сигнал, схема начала «заикаться» (эффект блокинг-генератора). Она выдавала короткий электрический импульс длительностью 1,8 миллисекунды, после чего затихала ровно на одну секунду, и цикл повторялся.
Грейтбатч замер над столом. Этот ритм — 60 «ударов» в минуту — был физиологически идентичен работе здорового человеческого сердца. Но самое главное: схема потребляла ничтожное количество энергии. Она могла месяцами работать от крошечной батарейки.
Инженер из сарая против медицинского сообщества
Идея Грейтбатча — зашить электрический прибор прямо в человека — вызвала у врачей приступ скепсиса. Основные аргументы против были логичными:
Агрессивная среда: соленая кровь и лимфа должны были мгновенно замкнуть контакты и вызвать коррозию.
Стерилизация: электроника того времени не выдержала бы автоклав (нагрев под давлением), а другие методы считались ненадежными.
Грейтбатч не стал спорить. Он забрал свои сбережения в 2000 долларов, ушел со всех работ и закрылся в сарае за своим домом в Нью-Йорке. Вместе с женой Элеонорой он вручную собрал около 50 прототипов. Чтобы защитить схему от влаги, он залил её эпоксидной смолой — решение простое, но на тот момент революционное.
Первый пациент и 10 ртутных батареек
В 1958 году хирург Уильям Чердак согласился на эксперимент. Сначала прибор проверили на собаке: когда сердце пса подстроилось под ритм коробочки, Чердак, по легенде, воскликнул: «Ну и ну, я буду проклят!»
7 мая 1960 года в больнице для ветеранов в Буффало состоялась историческая операция. 77-летнему мужчине вшили устройство размером с хоккейную шайбу, внутри которого находились два транзистора и 10 ртутно-цинковых батареек.
Пациент, который до этого едва мог встать с кровати, прожил с «сарайным» прибором Грейтбатча 18 месяцев и скончался от причин, не связанных с сердцем. Следующий пациент прожил с устройством почти 30 лет.
Наследие «ошибки»
Позже Грейтбатч сам же решил главную проблему своего изобретения — недолговечность питания. Он разработал литий-иододную батарею, которая позволила стимуляторам работать по 10 лет вместо одного-двух.
Уилсон Грейтбатч умер в 2011 году в возрасте 92 лет, имея более 350 патентов. Но самым важным из них остался тот, что появился из-за банальной невнимательности при чтении маркировки резистора. Сегодня его «ошибочная» схема, доведенная до совершенства, ежегодно вживляется почти миллиону человек по всему миру.
Изобретатель пытается остановить алкоголизм
Обнаружил старую историю про Хэлси Тэйлора, в связи с появлением кулера для воды.
Тэйлор известен тем, что изобрёл особую конфигурацию питьевого фонтанчика. Это была отдельная конструкция с дугообразной струёй, которая давала возможность не соприкасаться с носиком фонтана. До этого я слышал, что интерес Тейлора был продиктован ещё и личной трагедией. Его отец выпил заражённую воду в 1896 году и "сгорел" в считанные дни от брюшного тифа.
Однако, движение за чистую воду и фонтанчики для питья берут своё начало в связи с другой проблемой – алкоголизма простых американцев из-за дрянной воды.
Жижа, которая текла из кранов была часто не пригодна для питья, поэтому люди предпочитали пить слабые алкогольные напитки или кофе. Любителей первых было немало. В 1870-х годах именно общества трезвости открывали питьевые фонтаны по всей стране, дабы снизить зависимость от алкогольной альтернативы рядовых жителей США.
Спас деревню благодаря мусору
Решила поделиться фильмом,основанным на реальных событиях,который я определенно внесу в свой список «лучшее,что я смотрела», называется он «Мальчик,который обуздал ветер». Но перед фильмом предлагаю прочитать реальную историю этого мальца.
Представьте: обычный мальчишка из сельской местности Малави. Его семья жила очень бедно, поэтому однажды он просто перестал ходить в школу,родители больше не могли платить за обучение. Для многих на этом бы история закончилась,человек бы стал изгоем общества и я бы сняла обзор по типу «убийство из-за ста рублей и пирожка». Но нет,у Уильяма всё только началось.
Он обожал учиться. Поэтому вместо школы стал почти каждый день ходить в местную библиотеку и читать всё, что попадалось под руку. Однажды ему попалась книга про энергию и электричество. Там были картинки с ветряными мельницами, которые вырабатывают электричество. И у него появилась безумная по тем меркам идея: а что если попробовать сделать такую штуку самому?На минуточку,на тот момент Уильяму было всего 14 лет. Материалов, конечно, не было. Поэтому он начал собирать всё, что находил на свалках и у обочин дорог: детали старого велосипеда, куски труб, сломанный вентилятор трактора, амортизаторы и кучу другого металлолома. Со стороны это выглядело странно, и односельчане часто смеялись над ним. Многие говорили, что мальчик просто сошёл с ума и не знает чем себя занять.
Но вот однажды всё изменилось. Его самодельный ветряк заработал. Сначала он смог зажечь обычную лампочку в доме родителей. Для деревни, где люди жили без электричества, это было настоящее чудо. Постепенно Уильям улучшал свою установку: добавил аккумуляторы, сделал систему, которая могла заряжать телефоны и питать разные приборы. Позже он пошёл ещё дальше. С помощью энергии ветряка он установил водяной насос и начал качать воду из подземной скважины. Раньше людям приходилось идти за водой почти час, а теперь они приходили к дому семьи Камквамба с ведрами. А благодаря системе полива их поля начали давать больше урожая.
Вся эта стория стала известна почти случайно. О ней написали журналисты, и вскоре о юном изобретателе узнал весь мир. Его пригласили выступить на конференции,там он очень просто рассказал свою историю и закончил выступление фразой: «Я попытался и у меня получилось».
После конференции жизнь Уильяма резко изменилась. Ему дали возможность бесплатно учиться сначала в хорошей школе в столице Малави, потом в Африканской академии лидерства в Южной Африке. Позже он продолжил образование в США и окончил Dartmouth College. Но самое главное он не забыл, откуда пришёл.
Уильям продолжил заниматься технологиями и проектами, которые помогают людям в бедных регионах. Он до сих пор работает над образовательными программами, развивает проекты альтернативной энергии и помогает деревням получать электричество и чистую воду. Его история стала настолько известной, что он написал книгу вместе с журналистом Брайаном Мейлером. Она стала международным бестселлером. А позже по ней сняли фильм «Мальчик,который обуздал ветер»
И если честно, самое удивительное в этой истории не сам ветряк.А то, что всё началось с одного подростка, который просто не хотел переставать учиться. Без денег, без школы, без интернета,вывозя только на любопытстве, упорстве и с помощью кучи металлолома со свалки.
В следующем посте разберем с вами сам фильмец, ну и я кстати сняла прям огромный разбор этой истории и показала как снято в фильме и как было на самом деле где что расходится, если хочешь то можешь глянуть мне будет приятно. Чмок в пупок
Когда появилось "СТЕРЕО"?
В августе 2006 года исполняется 145 лет с момента изобретения стереозвука.
Давайте себе представим: на дворе 1881 год.
Электричество, понимание электромагнитных волн, телефония и радио только начинают развиваться, звукозаписи как таковой ещё нет, как и средств её воспроизведения. Даже кино появится спустя 14 лет и по началу будет без звука.
Но в этом году, в Париже, состоялась первая электротехническая выставка, которая проходила с 15 августа по 15 ноября. Это было само по себе уникальное событие! Давайте просто перечислим что там можно было увидеть:
Была продемонстрирована первая динамо-машина Зеноба Грамма.
Лампа с угольной нитью Томаса Эдисона
Вернер фон Сименс представил первый электрический трамвай,
Первый коммерческий телефон Александра Белла
Электрическая распределительная сеть Марселя Депре
Экспериментальный электромобиль Густава Труве
Николай Бенардос показал новый способ электросварки «Электрогефест», за что и получил золотую медаль.
Организаторам выставки хотелось чем-то удивить народ по настоящему. Хотя, глядя на представленные достижения в конце 19 века, многие и так должны были быть восторге!
И тут инженер Клеман Адер предложил сделать кабинки для прослушивания оперы, способные передать пространственную акустику настоящего театра.
Идея зашла и для этого на сцене Парижской национальной оперы установили два микрофона, а сигналы по проводам передали на территорию выставки. Для каждого посетителя кабинки было два наушника в которых можно было послушать объемное звучание. Эта идея фактически является прообразом и прародителем стереозвука.
Как это часто бывает изобретения или открытия намного опережают своё время. Так вышло и с этой технологией. Кабинки стали делать в разных местах, но тянуть два провода от разных микрофонов было дорого, поэтому большинство слушали моно звук, а технология не получила широкого распространения. Устройства записи звука и технологии на тот момент были ещё несовершенны и по сути только нарождались. Да что говорить, если запись от 9 апреля 1860 года считается первой дошедшей до нас, когда французский издатель и книготорговец Эдуард-Леон Скотт де Мартенвиль записал на фоноавтограф как кто-то поёт народную песню Au Clair de la Lune («При свете луны»). Но вот услышать что там записано никто не знал как - на буквы совсем непохоже, а технологию считывания этой записи Скотт выдимо "забыл" создать...
Кстати, прочитать эти "каракули" смогли только в 2008 году с помощью сканера высокого разрешения и соответственно воспроизвести записанное 1860 году!
Пожалуй мы немного отвлеклись...
Прошёл ещё 51 год прежде чем Алан Доур Блюмлейн разработал и предложил новую технологию записи стереозвука.
На самом деле, начав работать в компании «Columbia Graphophone Company» в 1929 году, более известной нынче как Columbia Records, Алан позволил избавиться от патентной зависимости с «Bell Laboratories», которой принадлежал патент на популярный тогда способ записи звука. В ходе своей работы Алан не только изобрел новый способ звукозаписи, избавивший Columbia от выплат Bell Labs, но и решил проблему механического резонанса рекордера, предложив использовать электромеханическое демпфирование во время записи. Технология уже была не нова и применялась в акустическом телеграфе, позволяя передавать сообщения по одной линии на разных частотах, однако к звукозаписи и воспроизведению звука она ранее не применялась. Но не это было главным.
Свой наиважнейший вклад Алан внес в ходе работ над стереозвуком и его записью, являясь, фактически, крестным отцом современной теории стереофонического воспроизведения звука.
Проблема воспроизведения стереозвука берет начало в принципах работы человеческого слуха. Сколько бы не было источников звука, человеческое ухо слышит их все без разбора. Именно по этой причине в начале ХХ века использовался только один динамик для того, чтобы не смешивать между собой звуковые потоки и не создавать какофонию. Алан пришел к выводу, что если в исходном сигнале исключить разницу во времени, оставив только лишь различия в уровне (интенсивности) каналов, можно получить качественное стерео-звучание.
Он сумел комплексно решить сразу две задачи: записать звук в стерео и воспроизвести его в стерео. Пожалуй то, что Ален разрабатывал именно комплексное решение и определило коммерческий успех его разработок.
Первым шагом стала разработка с точным математическим расчётом стереофонического микрофона, известном также, как микрофон Блюмлейна. Это изобретение позволило записывать стереозвук, вместо одноканального моно. Ну а вторым система воспроизведения стереозвука.
Система воспроизведения Блюмлейна обладает точной моносовместимостью. При объединении двух стереоканалов на выходе вы получаете чистый монофонический микс без какой-либо нежелательной окраски.
Кроме этого именно Блюмлейн первым предложил сдвиг фаз между левым и правым каналом для увеличения стереоэффекта, а также доработал эту идею для пластинок и изобрёл всемирный стандарт стерео грамзаписи.
Для получения идеального стереозвучания по Блюмлейну, колонки и слушатель должны находиться в углах равностороннего треугольника со стороной от двух до четырех метров. Если источники звука имеют различную громкость, то при объединении звуковых волн создается разница уровней и мнимая задержка в слышимости звукового сигнала. При одинаковой громкости обеих колонок оба приходящих сигнала становятся идентичными, что приводит к созданию эффекта, будто бы звук исходит из источника прямо перед слушателем, т.е. достигается эффект фантомного центра звука. Для того, чтобы полностью сместить восприятие звука в одну из сторон, достаточно разницы уровней 12-16 децибел между колонками, хотя этот показатель может изменяться в зависимости от остроты слуха и условий, в которых воспроизводится звук.
Вторая часть состояла в разработке технологии захвата реальной пространственной информации при записи звука. Для этого он предложил использовать совмещённые микрофонные пары.
Существовавшие тогда угольные микрофоны не удовлетворяли требованиям к чистоте звука, для реализации своей идеи Алану, в соавторстве с его коллегой Холманом, пришлось разработать новый тип микрофона, названный изобретателями HB1A, а впоследствии катушечным или динамическим. Конструкция, разработанная в 30-х годах прошлого века, по сегодняшний день широко используется в производстве микрофонов по всему миру и является самой популярной технологией в этой сфере.
Совмещенная микрофонная «пара Блюмлейна» представляет из себя два направленных микрофона с диаграммой направленности в виде восьмерки, как на картинке выше. Для создания «пары» микрофоны должны иметь конструкцию, при которой диафрагма микрофона открыта с обеих сторон и реагирует не на абсолютную величину звукового давления, а на разность давления спереди и сзади. Если микрофоны поместить максимально близко друг к другу и ориентировать оси их «восьмерок» под прямым углом, то получается лучшая из известных на сегодня конфигураций для записи стереозвука. Эта технология используется и в настоящее время для профессиональной звукозаписи.
Сам Алан видел основной сферой применения стереозвучания кинематограф.В 1931 году он и его коллеги записали пробный киноролик под названием «Walking And Talking» с использованием стереозвука.
А в 1935 году, при участии Блюмлейна был записан короткометражный фильм «Trains at Hayes». Короткометражка является первым в истории фильмом со стереозвучанием. Поскольку доступен ролит только на Youtube, то пришлось его скачать на Пикабу для всех. )
На этом работа с кино на некоторое время прекратилась - руководство компании посчитало её не перспективной... Ну а Алан занялся телевещанием и разработкой первого стандарта телевизионной развёртки. И уже в 1936 году состоялась первая трансляция телеканала ВВС с использованием нового стандарта. Но это уже другая история гения на счету которого, за его короткую жизнь 128 патентов на изобретения из которых 70 патентов в сфере записи, обработки и воспроизведения звука!
Дальнейшее развитие звукозаписывающей техники позволило существенно улучшить как качество, так и сами возможности по записи звука. Но удивительный факт: первая стерео грампластинка была изготовлена только в 1958 году на аппарате Westrex (США)! Это была первая грампластинка доступная широким массам со стереозвуком.
А во ещё один любопытный факт: в СССР выпуск стерео электрофонов начался раньше производства соответствующих пластинок. Первый электрофон "Юбилейный -Стерео" поступил в продажу в 1957 году! Ну кто скажет что Советы в то время отставали от запада, а разведка ничего не делала?! 😂
Изначально стереоэффекты основывались на элементарном разделении размещения по каналам голосов или инструментов. Например, в ранних стерео записях The Beatles вокал доносится из одного канала, а все музыкальные звуки из другого. Позже при сведении в стерео источники звука стали виртуально расставлять в пространстве благодаря вводимой разнице громкости между левым и правым каналами, а псевдо глубину стерео сцены варьировать ревербератором. Но прогресс не стоял на месте. Появление реверберации, микшерных пультов, различных устройств по обработке звука внесло свои изменения.
Пожалуй революционерами в этой сфере можно считать группу Queen. Для этого стоит вникнуть в кухню стерео на примере 2го трека Deezer c 1го альбома Queen, записанного с января 1972 по январь 1973 года в Trident Studios London. А в шестом треке "De Lane Lea Studios" собран полный букет стерео достижений той поры.
Ну а дальше и в процессе появлялись квадро системы, DTS и множество других, обеспечивающих пространственное звучание. Но все эти системы не получили широкого распространения у пользователей ввиду намного более высокой стоимости и сложности установки. Пожалуй единственным местом где используется объёмное пространственное звучание остался кинематограф, но и это нравится не всем. Чрезмерное количество звуковых эффектов многих отвлекает от сюжета самого фильма.
Вообще пиком развития стереосистем можно считать 70-е - 80-е годы 20 века. Появление хороших усилителей и многополосной акустики позволяло получать очень качественное звучание дома.
С развитием технологий тренд на качественный звук сменился трендом на бесшовную доступность и мобильность. Смартфоны и беспроводные наушники вытеснили аналоговые устройства воспроизведения (проигрыватели, магнитофоны) и на замену пришли цифровые технологии обработки звука. Качественные большие проводные наушники и многополосную акустику заменили вкладыши и динамики смартфонов. Алиса и ей подобные решения, вообще не знают что такое стереозвук.
В итоге выросло поколение которое не умеет слышать музыку и не понимает её. Современный тренд, попсовый ритм, плюс набор нужных слов, да раскрутка очередной "звезды" за деньги - этого достаточно чтобы взлететь в топ чартов. А по настоящему хороших произведений мало, хотя талантов в стране полно и многих мы просто не услышим никогда, несмотря на наличие Интернета.
Но история циклична - надеюсь что мода на качественный звук когда-то вернётся и будет доступна всем. Как и то, что звезданутую братию когда-нибудь выгонят из эфира всех радиостанций и ТВ ящиков...
Но это я пожалуй решил пофантазировать. 🤣
Диссертация национального значения: почему Менделеев не изобретал водку, а министр финансов — изобрёл
Двенадцатого февраля 1865 года Дмитрий Иванович Менделеев, будущий отец Периодической таблицы и ночной кошмар школьников, защитил докторскую диссертацию под названием «О соединении спирта с водою». Именно эту дату почему-то принято считать днём рождения русской водки. На самом же деле, это просто легенда. Нам очень хочется верить, что наш национальный напиток — это плод гениального научного озарения, а не результат скучных фискальных махинаций. Однако реальность, как это часто бывает, намного, намного проще.
В своей диссертации Дмитрий Иванович занимался не созданием рецептуры застольного напитка, а высокой метрологией. Его интересовало явление контракции — сжатия объема при смешивании жидкостей. Грубо говоря, если вы смешаете литр спирта и литр воды, у вас не получится два литра смеси. Объем уменьшится. Менделеев же исследовал удельные веса растворов при разных температурах. Более того, в его работе вообще не фигурирует цифра в 40% как некий оптимум. Химик выделил наиболее интересные физические свойства у раствора крепостью 46 %. Но даже этот раствор он рассматривал исключительно как объект физико-химического исследования, а не как содержимое графина. Менделеев, к слову, предпочитал сухое вино и вряд ли оценил бы приписываемое ему авторство «казённого вина».
Так откуда же взялись сакральные 40%, ставшие стандартом? Дело в том, что до середины XIX века крепость алкоголя в России измеряли методом «отжига». Вино (тогда водку называли хлебным вином) наливали в медную посудину, подогревали и поджигали. Если выгорала ровно половина объёма, напиток считался качественным — это был «полугар». В пересчёте на современные градусы полугар имел крепость около 38-39%. Но в 1860-е годы в дело вмешался министр финансов Российской империи Михаил Христофорович Рейтерн. Взимать акцизный налог с крепости 38 градусов было неудобно: сложные дроби, лишняя головная боль для мытарей. Поэтому министр взял, да и округлил стандарт до 40 градусов. Во-первых, так проще считать налоги, а во-вторых, это создавало некий «запас прочности» на усушку и утечку при транспортировке и хранении. Потребитель в любом случае получал свои гарантированные градусы, а казна — свои гарантированные рубли. Так что за классическую «белоголовую» стоит поднимать тост не в честь химика Менделеева, а в честь министра финансов Рейтерна. Стандарт был закрёплен законодательно в Уставе о питейных сборах в 1886 году.
Но настоящая революция произошла ещё позже, и она была технологической. В конце XIX века Россия перешла к государственной винной монополии. Государство, желая контролировать доходы и (якобы) здоровье подданных, решило продавать только «чистое вино». На смену старым перегонным кубам, дававшим ароматный дистиллят с привкусом исходного сырья (ржи или пшеницы), пришли ректификационные колонны, выдавашие чистейший спирт — 96%, лишённый всякой индивидуальности, сивушных масел и «души». Полученный спирт разбавляли водой и пропускали через угольные фильтры. Технологию разрабатывал не Менделеев, а специальный Технический комитет, куда входили другие ученые — Кучеров и Вериго. Именно тогда и появилась современная водка: химически чистый раствор спирта в воде, продукт скорее индустриальный, чем гастрономический. В 1894 году правительство запатентовало «Московскую особенную», и с тех пор мы пьем, по сути, разбавленный медицинский спирт, облагороженный углем.
***********************
А ещё у меня есть канал в Телеграм с лонгридами, анонсами и историческим контентом.
Инновации по советски. Свидетельствую
Не так уж хорошо было изобретателям в СССР.
Принято считать, что технические разработки осуществляются в последовательности по классическому алгоритму: возникновение общественной потребности в модернизации того или иного устройства или способа, ее решение инициативным специалистом на уровне изобретения, патентование этого решения в своей стране и , может быть, за границей, внедрение изобретения в –максимально возможного расширения области применения и, таким образом, получения максимальной прибыли.
Совершенно другой алгоритм модернизации оборудования происходил в нашем советском быту..
1. Почти все изобретения возникали на государственных предприятиях в процессе плановой разработки оборудования или при обучении студентов.
2. Изобретатель получал не патент, а «Авторское свидетельство СССР» владельцем которого на100% было Государство и на 0% сам автор изобретения, причем авторы могли получить вознаграждение от Государства в самом оптимистичном случае не более 4% от «полученной прибыли за счет его внедрения».
3. Разработчики обычно и не мечтали ни о какой рекламе своих изобретений поскольку, их внедрение еще и на другом государственном предприятии не приносило какой-либо дополнительный доход руководству, мешало «перевыполнять» свой план, и, кроме того, существовала куча служб максимально засекречивания разработок, «чтобы они не стали известными «Врагу».
Поэтому, как правило, в новых разработках использовались технические решения опубликованные в монографиях или, реже, профессиональных журналах, чаще всего запатентованные «на западе» несколько десятков лет назад.
В некоторых крупных городах, например, у нас в Ленинградском «Михаиловском Замке», был и приличный доступ к пачкам описаний иностранных патентов на бумаге, , но это крайне мало кого интересовало: ведь и так «Советское – значит отличное», а конкуренция - нулевая.
Если при разработке оборудования принималось техническое решение по иностранному патенту с еще незавершенным сроком его действия – это еще и лучше: вся разработка – секретна. Во всяком случае я, руководитель ряда технических разработок по силовой электронике, работая в разных ведущих предприятиях в Ленинграде, ни разу не слышал о существовании каких-либо скандальных незаконных использованиях решений зарубежных патентов в отечественной промышленности.
Вот расскажу, например, как было дело с изобретательством при разработке крупносерийного видеоконтродьного устройства (условно - ВКУ) в Ленинградском ОКБ Р.
В нашей разработке мы могли использовать наиболее качественную советскую комплектацию, которую поставлять «на гражданку» запрещалось.
За «качество труда» платили дополнительную дифференцированную прогрессивку: еще 20-50 процентов к нормированному по стране окладу. Естественно, на нашем низовом уровне под качеством по-советски понимали не мировой технический уровень, а своевременную сдачу разработанной документации (в моей группе это были электрические схемы ВКУ) и отсутствие ошибок, преимущественно в начертании этих документов. Для этого на уровне предприятия было предусмотрено специальное контролирующее подразделение судьбоносных дам, каждая из которых хоть и не смыслила ничего в электронике, но прекрасно умела подсчитывать количество отклонений от норм начертания разработанных электросхем по так называемому ЕСКД. Априори считалось, что мы создаем самую современную технику, а что-то исследовать, изыскивать или изобретать - излишне.
Однако, не всегда так получалось.
Так, в нашем ВКУ необходимо было разработать узел растровой строчной развертки. Обычные схемные решения, заимствованные из телевизионной техники, не подходили в связи с жесткими требованиями по климатике, механической прочности и другим причинам. Особенно неприятным оказалось отсутствие возможности реализации в диапазоне необходимых температур одной паршивой детальки, которая в телевизионных приемниках называется регулятором экспоненциальной коррекции линейности строк (РЛС), служащей для компенсации паразитных активных потерь обмотки, и представляет из себя регулируемый нелинейный дроссель на феррите. В других областях преобразовательной техники уже потихоньку отказались от подобных решений путем умного использования новых полупроводников. Поэтому очень хотелось и здесь как-то использовать в качестве нелинейного элемента диод. Порывшись в Патентном фонде Михайловского замка, нашел решение Pat USA №3795835., в котором реализована такая замена, но получить приемлемую линейность для ВКУ не получилось из-за того, что она принципиально корректируется только на половине растра. Пришлось серьезно повозиться, прежде чем удалось устранить этот недостаток, причем было найдено решение, в котором нелинейным элементом достаточно качественной экспоненциальной коррекции является обычный кремниевый диод, а ее регулировка осуществляется простым потенциометром.
Если читателю когда-либо приходилось рассматривать электрические схемы старых телевизоров, возможно, он (как, в свое время, и я) был возмущен нечитабельностью схем строчной развертки. В действительности же тут нет никакого злого умысла, а схемотехническая сложность связана с весьма значительной функциональной и регулировочной загруженностью узла.
Поэтому само по себе новое решение строчной развертки требовало громадной адаптационной привязки.
На эту работу, требующую добросовестности в сочетании с тонким творческим чутьем, мало кто способен. Я знал только одного способного на это человека.
Это был Васильев Сергей Александрович. Мы с ним вместе работали ранее во ВНИИ Коминтерна. За глаза и в глаза, всегда и везде все его звали Сережа. По моей просьбе и благословению руководства он быстренько перешел в «Р» и стал доводить новую строчную развертку до ума.
. Сережа взялся за адаптацию новой схемы развертки и через несколько месяцев ее завершил. Неплохо. На наши решения строчной развертки мы получили Авторские Свидетельства СССР (АС №678711, №894885, №930742 , №1105105).
Решение понравилось, после публикации изобретений заинтересовались сторонние разработчики, которые вышли на нас через патентные службы. Мы не делали секретов. Делились ноу-хау с разработчиками из других городов. Кое-кто внедрил, но также как и у нас в ограниченной «спецтехнике». И мы предположили, что в бытовых телевизорах наши решения можно тоже недурно использовать.
Стал я донимать телевизионщиков. Но «на Козицкого», где изготавливали ленинградские телевизоры «Радуга», заявили, что они лишь изготовители, а не разработчики. Разработчикам все «до фени». Не до нас - у них «другие большие задачи».
Поехал в Москву на самый большой завод телевизоров в СССР. Поговорил с явно не дегенеративным техническим начальником. Он хоть выслушал. Ничего не ответил, но указательным пальцем поманил - пойдем, мол, покажу. Привел в цех изготовления этих самых моточных РЛС и сказал великое: «Вы что, предлагаете мне ликвидировать этот участок? А что на этом месте будет? А куда я дену этих намотчиц? Выгнать? Щаас!». На мои дальнейшие нападки он авторитетно заявил, что, по его опыту, все подобные потуги бессмысленны. Я и заткнулся!
А в нашем ВКУ мы еще изобрели новые функциональные полезные возможности ( АС №849541, №1123116, №1259519) .
Помимо строчной развертки совместно с талантливейшим конструктором В.М. Шумилиным мы также изобрели ряд высококачественных конструктивных решений связанных с установкой кинескопа ( АС №843307, №936122, №980294, №110595, №1153430).
К счастью, в то время патентные службы в Москве во ВНИИГПЭ широко пользовались высококвалифицированной профессионально грамотной научно-технической экспертизой сторонних организаций, что позволяло при оформлении документов минимизировать теоретические и юридические дебаты.
А как же наше родное руководство ОКБ?
За все время моей работы оно не разу не интересовалось и не обсуждало да, думаю, и при желании не смогло бы понять сущность наших технических решений. И не потому, что номенклатурные начальники Радуги в отличие от нас – разработчиков - фатально были отпетыми тупарями. Отнюдь! Просто они легче других усекали, что - не фиг выпендриваться - свят лишь План!
Был гигантский параллелизм разработок не только на уровне предприятия, но и на уровне его подразделений, и это считалось нормой: платили инженерам гроши, а за воротами «Р» стояла куча наштампованных советских спецов, желающих также получать упомянутую дополнительную халяву.
Сплошь и рядом в двух смежных комнатах разрабатывали с нуля одинаковые узлы, и в результате такой информационной изолированности изделие местами напоминало лоскутное одеяло, но Режим категорически запрещал специалистам общаться по тематике разработок и даже заходить в соседнюю комнату своего же НИО.
Доступ к профессиональной отечественной и иностранной информации ограничивался незначительной библиотечной периодикой. Правда, можно было заказать копию журнальной статьи или патента по межбиблиотечному абонементу (МБА). Эта служба была не перегружена и работала медленно, но добросовестно и доброжелательно.
К тому времени «железный занавес» уже изрядно подгнил, и у нас в Ленинграде изредка стали происходить международные профессиональные выставки. Однажды я даже попросил отправить ведущих специалистов на одну из таких открытых выставок, напрямую касающейся нашей тематики. Но не то что группу, а даже меня, единственного, не только не отпустили, но и осмеяли как слабака, не верующего в «собственные радиолюбительские силы». Зато во первых строках судьбоносной аттестационной характеристики - то ли в дурацкую шутку, то ли по злому умыслу - отметили мою главную опасную особенность - «…посещает международные выставки» и ни слова о нашей изобретательской деятельности. Правда в характеристике также не было и смертоубийственного замечания, что мол «знакомится с иностранцами»
Впрочем, был один - единственный случай, обсуждения наших технических решений, когда техсовет формально обязан был дать отзыв о внедрении результатов моей диссертации в разработки ОКБ. Обсуждение, в основном, свелось к тому, что секретарь несколько раз «остроумно» произнес слово «репукерация» вместо поразившего его в заглавии работы – «рекуперация». Вероятно, на этом основании, нисколько не стыдясь, научно-технический совет Объединения "Красная Заря", в котором формально считалась выполненной диссертация, не постеснялся объявить себя некомпетентным даже в той части, которая внедрена в собственную продукцию.
Но зато маленький человечек - начальник отдела режима (кем-то не без юмора означенного номером 1), бдительно защищая Родину, в течение двух месяцев наотрез отказывался подписать разрешения на выпуск диссертации: "Вот такие, как вы, пишут-пишут, а потом вдруг Государственные секреты оказываются у Наших Врагов".
Как сейчас представляется, главной функцией Отдела была репрессивность по отношению к нашему брату - ИТРовцу: только он по собственному усмотрению мог выдать или, наоборот, не выдать обязательные Справки с печатью, в которых указывалось лишь две вещи: во-первых, что ты – «Товарищ», а во-вторых, что «допущен к работе». Оказаться в то время нетоварищем было несоразмерно драматичнее, чем сейчас негражданином в Прибалтике. Отчетливо припоминаю свои кошмарные сны тех времен о возможной потере этой Справки.
Но в тот раз на «Красной Заре» в конце концов все обошлось благополучно: по рекомендациям опытных Товарищей я поставил начальнику отдела режима «поллитру». Ознакомившись с надписями на бутылке на чешском языке, он пришел в благодушное состояние, и, ни минуты не медля, разложив все мои бумаги лесенкой, тут же подписал их демонстративно без прочтения. Oh, yes! До чего ж добрый мужчина: всего-то за 0,5 да вовсе не читая !
Оно, конечно, не этично с моей стороны, но оправдываюсь тем, что при пробивании диссертации эта взяткодача была единственной. Только начальнику «Первого отдела», а больше – никому.
.
В поисках лучшей доли я много попрыгал по разным конторам. Количество авторских свидетельств СССР и патентов России у меня приближается к сотне. Думаю, что трудно найти такой отечественный городок, в котором сейчас не фурычило бы какое-нибудь из моих изобретений.
Петр Новыш
Санкт-Петербург























