Хорошо знакома даже неспециалистам и электрическая, или, как ее прежде называли, «вольтова», дуга. Это она горит в прожекторах и киноюпитерах. Она же на короткий миг вспыхивает на токоснимателях трамваев и троллейбусов и ярким белым светом заливает все вокруг. Ее жарким пламенем сварщики скрепляют арматуру бетонных сооружений. А в те далекие времена у дуги было еще одно важное применение: ведь если к мощной электрической дуге, через которую протекают токи в сотни ампер, присоединить колебательный контур — проволочную катушку индуктивности и слюдяной конденсатор, то в нем возникнут мощные незатухающие электромагнитные колебания. Их можно излучить с помощью антенны в пространство и использовать для передачи сигналов.
Рожденные в недрах «техники сильных токов», то есть, проще говоря, энергетики, такого рода технические средства нашли применение и в радиотехнике для получения незатухающих электромагнитных колебаний, в особенности когда нужны были достаточно большие мощности. Ведь запас мощности — это прежде всего возможность преодолеть большие расстояния при передаче сигналов. После появления электронной лампы ее, конечно же, вскоре попытались заставить работать и в качестве радиогенератора. Впервые такая попытка увенчалась успехом в опытах немецкого инженера Александра Мейсснора из фирмы «Телефункен». Но ламповые генераторы обладали поначалу очень малой мощностью и в этом смысле не могли сравниться с машинами и дугой, гигантами тогдашнего эфира. Те вырабатывали сотни киловатт, ламповые же генераторы к концу первой мировой войны — в лучшем случае — десятки ватт, иначе говоря, в тысячи раз меньше. Но этот новорожденный ребенок радиотехники имел свой пеповторимый и несравнимый с дугой и машиной «талант». Дело в том, что радисты уже в самом начале двадцатого века замахнулись на передачу в эфир не только морзянки телеграфных сигналов. Их манила вполне осуществимая, в принципе во всяком случае, идея: с помощью радиоволн передавать звуки голоса н музыки. Но дуга и машина воздвигали на этом пути огромные технические трудности. Их суть заключалась в необходимости управления могучими токами в цепи дуги или машины посредством слабых сигналов микрофонов. И потому все попытки создать технически пригодный радиотелефон до поры до времени не удавались.
Но вот появилась лампа — электронный прибор, очень чуткий и тонкий. Самые слабые колебания электрического заряда на ее управляющем электроде — он назывался сеткой — приводили к значительным изменениям тока через лампу. С помощью лампы модуляция, то есть управление мощностью колебаний, осуществлялась легко и просто, а это как раз и требовалось для радиотелефона.
В этом свойстве лампы и заключалась ее неоспоримое преимущество перед дугой и машиной. Во всех странах стал нарастать интерес к проблеме радиотелефона, велись интенсивные опыты, появлялись системы, пригодные и для практических целей. Вот только мощности были несравнимы: выигрывая в удобстве, лампы по-прежнему ограничивали считанными ваттами мощность передатчиков. Бонч-Бруевича не могла не заинтересовать проблема радиотелефонирования с помощью ламп. И с политической точки зрения она казалась весьма заманчивой. В самом деле, для нашей страны с ее огромными просторами, плохо развитой в те годы проводной связью и острой нехваткой телеграфистов как нужен был тогда радиотелефон! Ведь голос в эфире — это не то что таинственное потрескивание точек и тире. И телефонные сообщения из центра оказались бы доступными для всех. С инженерной точки зрения Бонч вполне трезво оценил трудность задачи. Создать радиотелефон отнюдь не легко. Прежде всего нужны лампы. С лампами приемного типа, освоенными в Нижегородской лаборатории, мечтать о сколько-нибудь заметном успехе не приходилось: их мощность была совершенно недостаточна. За рубежом, правда, пробовали включать одновременно и параллельно большое количество приемных ламп, но и это не давало хороших результатов.
И Бонч-Бруевич опять, как прежде в Твери, ставит перед собой, казалось бы, немыслимую задачу — создать радиолампы достаточно большой мощности, во всяком случае, сравнимой с мощностью машины и дуги. Новаторский замысел Бонча многие специалисты встретили по меньшей мере как фантастику.
Что же казалось скептикам несбыточным в таком замысле? Ответ прост. Ведь в мощной радиостанции лампа должна пропускать через себя большие токи. Но она, как и любое техническое устройство, не могла быть идеальной, не имела бы, как говорят инженеры, стопроцентного КПД. А следовательно, часть мощности неизбежно должна была расходоваться в ней самой и пропадать попусту, а точнее, превращаться в тепло и нагревать ее главный электрод — анод. Чем мощнее лампа, тем тепловое рассеяние внутри лампы, конечно, больше. При определенной величине мощности анод чрезмерно нагреется и лампа разрушится. Перед Бонч-Бруевичем вырисовывалась картина трудностей почти непреодолимых. Конечно, можно попытаться сделать лампу большего размера, применить тугоплавкие металлы и особое стекло. Предел мощности тогда немного отодвинется. Но все равно материалы в конце концов не выдержат. Расчеты и эксперименты показали, что пределом возможности при таком подходе остались мощности порядка сотни ватт. Ватт, а не киловатт, как в машине и дуге. За рубежом уже так и делалось. Тугоплавкие металлы как раз и выдерживали стоваттные мощности. Но в распоряжении нижегородцев тугоплавких материалов не было. Так что они не могли подойти даже к этому скромному порогу, совершенно незначительному с точки зрения стоявших перед отечественной радиотехникой задач. Бонч-Бруевич совершенно ясно сознавал, что следует искать какого-то другого, принципиально нового решения.
Бонч сперва попробовал изготавливать лампы такой же конструкции, как и приемные, только побольше размером. Мощность нарастала, но медленно: сперва два ватта, потом десять. Прошло немного времени — и вот уже построена стеклянная генераторная лампа мощностью 150 ватт. Она получила марку ГИ-150 и стала выпускаться серийно. В руках ученого появились приборы, с которыми уже можно было проводить эксперименты по ламповому радиотелефонированию и строить действующие макеты первых радиотелефонных передатчиков.
Бонч и его помощник Сергей Иванович Шапошников, с которым они почти одновременно учились в Электротехнической школе, соединив несколько таких ламп параллельно, получили мощность тысячу двести ватт. Но существенного прогресса этот способ не сулил: лампы работали в своей параллельной «упряжке» неодинаково, и некоторые из них перегружались, да и монтаж передатчика конструктивно осложнялся. До поры до времени этот выход устраивал: как говорится, на безрыбье и рак рыба. Правда, и здесь Бонч ухитряется применять оригинальное новшество. Он разрабатывает особую компактную конструкцию прибора, где в общей колбе как бы совмещены сразу четыре одинаковые лампы. Общий их анод был четырехсекционным, а в каждой секции — отдельные катод и сетка. Этот прием дал возможность временно разделаться кое с какими трудностями и к тому же сам по себе оказался перспективным изобретением. К нему вернулись двадцать лет спустя, во время второй мировой войны: секционная конструкция лампы дала возможность создать мощные импульсные лампы для сверхвысоких частот.
Пролетели незаметно долгие месяцы. И вот уже готов радиотелефонный передатчик. Он работал не на лабораторном столе, как прежние макеты, а на специальной стойке и действовал вполне хорошо. Только что закончились его испытания, все разошлись по домам. За окнами лаборатории темно-синий вечер накрыл волжские дали. Бонч один. Он часто сидит вот так по вечерам, не зажигая огня за столом своей лаборатории. Откуда-то доносятся приглушенные звуки гитары. Неустойчивый юношеский тенорок одного из молодых коллег задумчиво и как-то по-домашнему выводит незнакомый романс: