Здесь невозможно вдаваться в техническое описание беспроводного телефона. Однако наиболее жизненно важной частью аппарата и главным фактором в авиационной радиотелефонной связи является вакуумная трубка, содержащая накаленный катод, проволочную сетку или сеточный электрод и металлический анод. С помощью электрического тока проволочный катод нагревается до раскаленного состояния. Лампы обладают свойством принимать энергию постоянного тока динамо-машины и посредством беспроводных антенн излучать ее в пространство в виде высокочастотного переменного тока. Такова передающая лампа. Модификация этой же лампы улавливает из антенны высокочастотные переменные колебания от другого передающего аппарата и преобразует их в постоянный ток, переносящий вместе с ними звуковые волны человеческого голоса.
Конструкция самого радиоаппарата была относительно простой для экспертов, взявшихся за эту работу, поскольку компания уже разработала несколько весьма успешных типов вакуумных ламп, и для этих техников было несложно собрать лампы с необходимыми катушками, конденсаторами и другими приборами передающих и принимающих элементов и создать систему столь малых размеров, что ее можно было перевозить на самолете. Но эксплуатировать эту аппаратуру в обычных условиях в тихих лабораториях и на быстро летящем и потрясающе шумном самолете — это были две разные задачи.
Одной из первых проблем была разработка удобного головного телефона, который исключал бы все нежелательные шумы и пропускал бы только телефонный разговор. В конце концов была разработана форма шлема со вставленными телефонными приемниками, подогнанными под уши пилота или наблюдателя. Подушечки и накладки регулировали положение приемника относительно ушей, а шлем плотно прилегал к лицу, чтобы по возможности предотвратить передачу нежелательных звуков как через ушные каналы, так и через костную структуру головы, причем эти кости действуют как своего рода дека. Конструкторы в конце концов разработали шлем, который решил эту часть проблемы.
Необходимо было не только исключить рев мотора и треск пулемета из ушей людей, принимающих радиосвязь, но также отфильтровать эти звуки из телефонного передатчика. Каждый, кто когда-либо кричал в телефон, знает, насколько обычный телефонный передатчик чувствителен к посторонним шумам. Не требуется большого напряжения воображения, чтобы в мыслях представить себе, как повел бы себя обычный передатчик рядом с выхлопной трубой 400-сильного двигателя Либерти. Блестящая серия экспериментов, проведенных одним из ученых лаборатории, привела к созданию телефонного передатчика, или микрофона, который обладал исключительным качеством быть нечувствительным к шумам двигателя и ветра и в то же время высокочувствительным к тонам человеческого голоса.
Усовершенствовав приемник и передатчик, ученые подумали, что проблема телефонной связи с самолета решена; однако потребовалось еще три месяца упорной работы, прежде чем всю систему удалось отрегулировать и привести в такой вид, при котором ее можно было бы считать практичным устройством для повседневного использования.
Вопрос веса имел первостепенное значение, и конструкция, которая адекватно вмещала бы и защищала хрупкие детали механизма от вибраций и толчков при полете и посадке и в то же время не была бы слишком тяжелой для практического использования на самолете, представляла собой сложную задачу механического проектирования. День за днем изобретатели поднимали механизм на летательных аппаратах и возвращали его назад вечер за вектором для дальнейшей работы в лаборатории.
ВИД ИЗНУТРИ. КОРОБКА КОМПЛЕКТА АВИАЦИОННОГО РАДИОТЕЛЕФОНА.
ВИД СНАРУЖИ ТОГО ЖЕ АППАРАТА.
Однако это был период быстрого прогресса. Должностные лица, время от времени появлявшиеся на Лэнгли-Филд, становились свидетелями неофициальных демонстраций этой разработки. В августе военный министр Бейкер и начальник Генерального штаба генерал Скотт прослушали разговор, который велся в воздухе, а примерно шесть недель спустя бригадный генерал Фулуа стал свидетелем аналогичной демонстрации и с земли руководил движениями самолета в полете. Экспериментальный аппарат достиг такого уровня эффективности, что 16 октября на Лэнгли-Филд велась голосовая связь между находящимися в полете самолетами на расстоянии 25 миль друг от друга и с самолета на землю на расстоянии 45 миль. К сентябрю за границу были отправлены телеграммы с рассказом о прогрессе, достигнутом в этой стране в разработке данного аппарата. Наши офицеры за рубежом были настроены скептически и не могли поверить, что эта страна сможет превзойти ученых союзников, у которых за плечами было три года военного опыта. К октябрю конструкторы довели систему до такого совершенства, что решились рискнуть использовать ее в реальных боевых полетах, и полковник Калвер привез в Американские экспедиционные силы во Франции несколько багажников аппаратуры, чтобы ознакомить тех, кто находится за рубежом, с тем, что было сделано, и испытать аппаратуру в боевых условиях. Между тем работа по разработке продолжалась в нашей стране. В начале декабря работа аппарата была продемонстрирована на официальных испытаниях на летном поле Моррейн в Дейтоне, штат Огайо.
Большое количество военных и гражданских официальных лиц не только нашей страны, но и союзников было приглашено понаблюдать за этими испытаниями. Следует помнить, что в то время даже те, кто слышал о достигнутом прогрессе, скептически относились к возможностям успешной адаптации радиотелефона для работы на самолетах. Конструкторы летательных аппаратов никогда благосклонно не смотрят на дополнительное оборудование, которое может захламить машину тянущимися проводами и тому подобным и возможно заставить вносить изменения в стандартные линии. Пилоты также обычно не оказывают дружелюбного приема новому оборудованию для своих самолетов.
Участники выставки в Дейтоне планировали поднять в воздух одновременно два самолета, чтобы официальные лица могли прослушивать их разговор на наземной станции, расположенной на вершине холма недалеко от летного поля. Усердным трудом изобретатели установили свое оборудование, и как раз в темноте накануне дня испытаний одна машина, оснащенная радиосвязью, поднялась в воздух и поддерживала успешную связь с землей.
На следующее утро, когда прибыла официальная делегация, ее члены осмотрели аппаратуру в самолетах, в то время как изобретатели объясняли, что она должна делать. Затем гостей проводили на станцию на холме, где организаторы показа смонтировали рупор, прикрепленный к радиоприемнику, чтобы каждый мог слышать без использования головных телефонов.
Отношение некоторых официальных лиц, особенно из числа иностранных государств, имевших опыт боевых полетов, было скептическим, если не скучающим. Самолеты оторвались от земли, и когда машины поднялись так высоко, что стали лишь точками в небе, приемник начал издавать предвестниковые шумы, указывавшие на то, что люди в самолетах готовятся к работе. Внезапно из рупора громкоговорителя донеслись слова: «Алло, наземная станция! Говорит самолет № 1. Вы меня нормально слышите?»
Выражения изумления появились на лицах всех тех, кто никогда раньше не слышал работающий радиотелефон. Вскоре последовал сигнал с самолета № 2, и затем началась демонстрация. По команде с земли самолеты маневрировали над большей частью той части страны. Они отправлялись на разведывательные вылеты и докладывали о том, что они видели во время полета. Велся непрерывный разговор, и наконец по команде самолеты вернулись из пространств и приземлились в соответствии с указаниями.
С этого момента во всех кругах царил лишь энтузиазм по поводу радиотелефона на самолетах. Это был уже не вопрос о том, будет ли устройство работать или годится ли оно вообще, а вопрос о том, как скоро компания сможет начать производство и в каких количествах устройство может быть выпущено.
Демонстрации, которые полковник Калвер проводил во Франции, также начали приносить плоды. К тому времени и британцы, и французы разработали экспериментальные аппараты, которые были изучены и протестированы. Затем из-за границы стали поступать телеграммы с заказами на американскую аппаратуру в больших количествах — убедительное свидетельство того, что она имеет большие перспективы, чем любая другая.
Но впереди все еще ждали трудности, поскольку на данном этапе радиотелефон состоял из нескольких экспериментальных деталей, изготовленных вручную. Оставалась тяжелая задача стандартизации оборудования и доработки множества чертежей и рисунков, которые должны существовать до того, как можно будет начать серийное производство. Всевозможные механические детали, которыми пренебрегали при экспериментах и которые решались с помощью временных устройств, должны были быть проработаны как практические производственные задачи. Это был еще один случай работы день и ночь, чтобы привести механизм в состояние для производства. Завод компании Western Electric находится в Чикаго, но ее чертежные бюро и лаборатории — в Нью-Йорке. Как только какая-либо деталь была окончательно проработана, чертежи забирались курьерами и срочно отправлялись в Чикаго, где началась работа по изготовлению производственной оснастки. В этой части разработки пользовались услугами только самых быстрых пассажирских поездов между Нью-Йорком и Чикаго.
Поскольку каждая деталь дорабатывалась, ее нужно было проверять практическим испытанием в полевых условиях, так что инженеры компании почти постоянно находились в воздухе. Один из этих экспертов совершил лично 302 полета; а всего на этапе экспериментов с механизмом потребовалось 690 полетов общей продолжительностью 484 часа.
Сразу же после официальных испытаний в декабре правительство заказало тысячи комплектов радиотелефона. Несмотря на огромную детализацию, связанную с подготовкой к производству, первые системы были выпущены в начале 1918 года, задолго до поставки самолетов, на которых они должны были использоваться.
На протяжении всей этой разработки конструкторы были вынуждены ограничивать свою деятельность рамками, заданными производителями самолетов. Само по себе это создавало несколько озадачивающих проблем. Например, для нагрева нитей накала вакуумных ламп и работы передатчика должен подаваться постоянный электрический ток. Простым способом обеспечения этого тока казалось бы подключение динамо-машины к приводному валу авиационного двигателя, но конструкторы самолетов не допускали никакого подобного подключения к двигателю. Ток можно было подавать от аккумуляторных батарей, но самолеты и так были перегружены всем оборудованием, которое они могли нести, и использование тяжелых батарей исключалось. Поэтому задачей разработчиков телефона было предоставить динамо-машину, которая не добавляла бы заметного веса самолету. Это было сделано путем установки на внешней стороне самолета ветряного пропеллера, который приводился во вращение набегающим воздухом и обладал достаточной мощностью для вращения динамо-машины.
Динамо-машина должна выдавать постоянное и неизменное напряжение на радиотелефон, если его работа возможна, в то время как ветряной пропеллер на самолете приводился бы во вращение воздухом, набегающим со скоростью, меняющейся от 90 или 100 до 160 миль в час, причем последняя цифра является скоростью пикирующего самолета. Это означало бы, что ветряной пропеллер, а следовательно, и якорь динамо-машины будут вращаться со скоростью от 4000 до 14 000 оборотов в минуту. Кажется невозможным получать ток с постоянной скоростью от динамо-машины с таким широким диапазоном рабочих скоростей; однако один из экспертов, занятых в этом предприятии, решил проблему, и впоследствии динамо-машина работала всегда самым стабильным и надежным образом.
Между прочим, в качестве своего рода побочного продукта этого предприятия специальный передатчик и шлем могут использоваться как средство связи между пилотом и наблюдателем в двухместной машине. Когда шлем используется для этой цели, беспроводная связь вообще не задействуется, но головные телефоны соединяются проводами так, что, несмотря на то, что из-за шума в самолете человек не слышит собственного разговора, пилот и наблюдатель могут с легкостью общаться по телефону. Затем в любой момент, переключив тумблер, они могут подключиться к радиоаппаратуре и разговаривать с людьми в другом самолете в 3 или 4 милях от них или со своим штабом эскадрильи на земле.
Одним из хороших результатов применения авиационного телефона стало ускорение обучения авиаторов в нашей стране и повышение безопасности этого обучения. Но главной целью беспроводного телефона было сделать возможным для командира воздушной эскадрильи на фронте управлять движениями своих людей в воздухе. Для этой цели сверхбольшая дальность не требовалась, и расстояние, на котором машины могли разговаривать, намеренно ограничивалось 2 или 3 милями, чтобы противник не мог подслушать разговор, кроме как когда самолеты непосредственно участвовали в бою друг с другом.
Военно-морские силы использовали комплекты беспроводного телефона на гидросамолетах, и здесь дальность действия оборудования была увеличена. ВМС также приняли на вооружение модифицированную форму комплекта для 110-футовых охотников за подводными лодками. Охотники за подлодками преследовали подводные лодки группами, и с помощью радиотелефона командиры судов поддерживали постоянную связь друг с другом, тем самым значительно повышая эффективность своих операций.
Всего для армейских самолетов было произведено около 3000 совмещенных передающих и принимающих комплектов радиотелефона и около 6500 одних только приемных комплектов.
ГЛАВА VII. АЭРОСТАТЫ.
Когда Степен Монгольфье и его брат Жозеф в ноябре 1782 года отправили в небо овцу, петуха и утку, поднятые бумажным мешком, наполненным горячим воздухом, эти Колумбы воздухоплавания едва ли могли предвидеть то значение, которое их изобретение будет иметь в великой войне 135 лет спустя. Именно скромному наблюдательному аэростату во Франции, а не его лихому герою-кузену самолету, должна достаться главная заслуга в той поразительной точности, которой дальнобойная артиллерия достигла во время великой борьбы.
Сам аэростат был достаточно впечатляющим, как только стал известен его истинный характер. Тот факт, что американское производство наблюдательных аэростатов за наши 19 месяцев в качестве воюющей стороны было полным и безоговорочным успехом, делает историю воздухоплавания во Франции особенно интересной для американского читателя.
После того как животные с двора Монгольфье совершили подъем, два друга братьев, господин Пилатр де Розье и Жирон де Вильетт, попытались стать первыми людьми, совершившими полет на летательном аппарате: они поднялись на высоту 300 футов и вернулись на землю целыми и невредимыми. После этого и вплоть до великой войны в Европе воздушный шар оставался ужасом цирков и ярмарочных площадей и восторгом горстки спортсменов, занявшихся этим авантюрным делом; но, за исключением ограниченного использования привязных аэростатов в нашей Гражданской войне и при осаде Парижа в 1870 и 1871 годах, аэростат не имел важного военного применения.
Аэростат с горячим воздухом никогда не смог бы стать большой ценностью для армий. Во-первых, он опускался бы, когда аэростат остывал. Этот дефект был преодолен использованием газа легче воздуха. Более того, свободный аэростат был подвержен капризам ветров. Чтобы преодолеть эту особенность, аэростат должен был крепиться тросом или приводиться в движение портативным двигателем. Однако для военных экспертов было очевидно, что стационарный наблюдательный пункт, закрепленный тысячами футов выше земли, будет идеальным в боевых действиях; тем не менее, несмотря на эту очевидную потребность, до великой войны военная наука не усовершенствовала ничего лучше сферического аэростата. Сферический, привязанный к тросу, покачивался наверху в штормах и зефирах, как пробка на океанских волнах. Хотя до 1914 года велись некоторые эксперименты с змеевыми аэростатами, только после того, как великая война продолжалась уже несколько месяцев, принципы обтекаемой формы были применены к привязному аэростату; и змеевый аэростат, хорошо знакомая «колбаса», появился на свет, став мишенью для вражеских воздушных операций и главной опорой собственной артиллерии.
Термин «змеевый аэростат» эффективно описывает привязной наблюдательный аэростат, каким мы знали его в войну. Он держится в воздухе на конце своего троса примерно так же, как обычный воздушный змей, а некоторые из ранних «колбасок» даже щеголяли стабилизирующими хвостами, какие носят змеи. Эти принципы, примененные к привязному аэростату, придавали его наблюдательной корзине стабильность, незнакомую пионерам-авиаторам под их сферическими оболочками.
На первых этапах войны артиллерия полагалась в основном на самолеты для указания целей. Но хотя наблюдатели с самолетов могли довольно хорошо определять местоположение целей, они часто теряли связь со своими батареями из-за трудности передачи и приема беспроводных или визуальных сигналов на своих быстро движущихся аппаратах. Этот недостаток привел к использованию привязного аэростата, сначала постепенно, но к концу войны в масштабах, которые практически вытеснили самолет в качестве наводчика артиллерийского огня. Аэростат стал буквально глазом артиллерии, которая благодаря развитию этого аппарата отвечала взаимностью с эффективностью, превосходящей все, что было известно ранее в истории войны.
Устроившись с комфортом наверху, наблюдатель в корзине змеевого аэростата имел перед собой всю панораму своего конкретного участка. Его мощные очки могли точно замечать все, что происходило в радиусе 10 миль и более. Он постоянно поддерживал связь со своими батареями по телефону и мог не только точно указывать по координированным картам местоположение цели и результат разрыва снаряда, но также мог и часто поставлял ценнейшую информацию о передвижениях вражеских войск, атаках самолетов и тому подобном. Он был небесным часовым с острым дальнобойным зрением ястреба. Он играл роль менее эффектную, чем самолет-разведчик с его свободными и ослепительными полетами, но его обязанности были не менее важны.
Не страдал он и от тоски во время своего пребывания наверху. Когда змеевый аэростат поднимался, он становился предметом бродящего внимания со стороны противника, потому что находился там для враждебного и разрушительного дела. Дальнобойные орудия с высокой начальной скоростью наводили на него свои стволы, и самолеты пикировали на него с головокружительных высот, пытаясь прорваться сквозь завесу снарядов зенитных орудий и загнать зажигательную пулю сквозь оболочку газового мешка — случайность, означавшая воспламенение высоко воспламеняющегося водорода, быстрое уничтожение аэростата и, возможно, самих злополучных обитателей корзины, если они не могли спастись на своих парашютах.