Роберт Вильямс Вуд. Современный чародей физической лаборатории - Сибрук Вильям (книги без сокращений .TXT) 📗
Работа, профессора Поля Ланжевена была гораздо более многообещающей. Он разрабатывал метод определения местонахождения подводных лодок «обшариванием» моря под водой узким пучком высокочастотных звуковых волн, и приемом «эхо», отраженного корпусом подводной лодки, соответствующими электроприборами. Я попросил разрешения заняться этим вопросом и провел с Ланжевеном больше времени, чем с другими. Мы вместе ездили в Морской Арсенал в Тулоне, где был установлен аппарат. Источником сверхзвуковых колебаний была система квадратных кварцевых пластинок, надлежащим образом ориентированных и закрепленных на стальном диске. Кварцевые пластинки имеют замечательное свойство расширяться и сокращаться, если их противоположные стороны соединить с генератором высокого напряжения с частотой, даваемой электрическими колебаниями. Таким способом можно было заставить стальной диск излучать звуковые волны высокой частоты, не расходящиеся во все стороны, как обычные акустические волны, а проектируемые узким пучком. Мы видели, как рыбы, попав в пучок волн, умирали и всплывали кверху брюхом; если поставить перед пластинкой руку, в ней ощущается болезненный ожог».
Все это время начальник Вуда, генерал Рэссел, в котором был силен ужас старого военного перед всякой самостоятельностью и «свободомыслием», пытался заставить его работать по одной линии. Однако он чувствовал большую важность работ Ланжевена и охотно предоставил Вуду время для участия в них. Пушечные заводы Крезо обратились в Бюро изобретений с просьбой дать метод измерения давления в крупнокалиберных орудиях при движении снаряда внутри ствола. Вуд предложил применить цилиндрики из пьезоэлектрического кварца, каждый из которых давал бы электрический импульс, пропорциональный давлению. В настоящее время этот метод применяется всеми и обычно приписывается Дж. Дж. Томсону, который годом позже независимо разработал его в Англии. Для науки оказалось удачей, что генерал Рэссел дал Вуду свободу действий в работе с Ланжевеном, так как это привело впоследствии к важным исследованиям ультразвуковых колебаний, проведенных Вудом и Альфредом Лумисом в лаборатории последнего в Такседо Парк в 1927 году. В Европе ученым и техническим офицерам приходилось слишком много хлопотать, без заметных результатов, и к концу года Вуд начал чувствовать, что ему представятся лучшие возможности и условия, а следовательно он будет более полезен, если он на время вернется в Америку; Он выразил свое мнение начальству и прибыл в Нью-Йорк в январе 1918 года.
Он остановился у профессора М. Пэпина, из Колумбийского университета — знаменитого электромеханика, работавшего для флота по локации подводных лодок. Пэпин заинтересовался рассказом Вуда о работе Ланжевена и затратил со своими помощниками некоторое время на изучение пьезоэлектрических колебаний. Он хотел, чтобы Вуд работал с ними в их лаборатории в Колумбии и попросил об этом генерала Скуайра, начальника связи армии. Но Скуайр отказал ему. Он хотел, чтобы Вуд работал в собственной лаборатории над своими идеями, зная, что лучше всего он работает, когда он сам себе хозяин. Так как стеснять работу и оригинальность его армейским бюрократизмом было бессмысленно, то Скуайр перевел его в Балтиморе в запас. Здесь он сконструировал первый из приборов, предложенных Отделением науки и исследований, который был действительно принят в производство для службы, за морем. Среди других вещей служба связи армии нуждалась в оптическом телефоне, работающем посредством световых сигналов, который давал бы узкий пучок, исключающий возможность перехвата сигналов. Стандартный сигнальный фонарь тогда был похож на автомобильную фару. Он давал достаточно сильный луч света, но раскидывал его так широко, что не могло быть и речи о достаточной скрытности в месте приема. Это делало невозможным применение его в позиционной, «окопной» войне, которая велась тогда на Западном фронте во Франции. Вуд сконструировал и построил «Сигнальный телескоп», прибор, проектировавший пучок света, ширина которого на дистанции в одну милю была менее десяти футов. Глядя в окуляр на сильно увеличенный отдаленный ландшафт, вы одновременно видели в фокусе маленькие спиральные нити лампы. Телескоп можно было «нацеливать», совмещая с нитью то место, где должны были приниматься сигналы, скажем, окно разрушенного дома, закрепляя потом прибор на треноге. Первая модель была изготовлена из оцинкованной печной трубы, шестивольтовой автомобильной лампочки (позднее замененной специальными лампами, наполненными водородом для быстрого охлаждения после вспышек), сравнительно хорошей ахроматической линзы от проекционного фонаря и приличного окуляра.
Вуд взял его в Вашингтон и показал генералу Скуайру. Прибор был испытан в присутствии офицеров службы связи; двое из офицеров стояли в десяти футах друг от друга, за милю от прибора и один из них ясно видел лампочку, а другой — нет. Затем прибор послали на фронт в Европу, где его применяли в бою при Зей-хепрее, посылая сигналы на дивизионный командный пункт на расстоянии в пять километров из передовых траншей во время немецкой бомбардировки. Огромный французский сигнальный прожектор не мог поддерживать удовлетворительную связь на таком расстоянии. Винчестер, американский офицер, привезший лампу Вуда, установил связь через пять минут после своего прибытия на место боя. Першинг немедленно приказал изготовить для армии сто новых ламп. Они были необходимы для сигнализации из тыла на передовые линии.
Винчестер также привез с собой очень темный красный сигнальный фонарь Вуда. Его сигналы можно было принимать днем, только глядя в бинокль, снабженный специальными темно-красными фильтрами. Другая лампа, разработанная в Балтиморе, проецировала пучок ультрафиолетовых лучей, который можно было принимать только на специальный фосфоресцирующий экран. Две последние лампы заинтриговали французских офицеров связи, и последние настаивали на том, чтобы все лампы объединить в одной конструкции. Это привело к такому усложнению прибора, что окончательная разработка его была завершена лишь перед самым концом войны.
Хотя это и не принесло непосредственной пользы американским войскам в то время, попытки ввести «ультрафиолетовую» лампу привели к открытию совершенно нового типа стекла, теперь ставшего обычным материалом в тысячах научных и технических случаев применения ультрафиолетовых лучей. Первая плавка такого стекла в количестве пятисот фунтов была выполнена «Кар-Лоури Гласс Компани» в Балтиморе, под наблюдением Вуда. Компания Corning почти одновременно независимо разработала подобное же стекло, но впоследствии изменила рецептуру по указаниям Кеттеринга (из исследовательской лаборатории «Дженерал Моторс»), который был связан с Вудом.
Когда Вуд экспериментировал с этим новым стеклом, ему очень не нравилось, что он тратит слишком много государственных денег на тигли для плавки маленьких образцов. Решив сэкономить их, он заменил эту дорогую лабораторную посуду неглазированными кофейными чашками, которые можно было купить в местных лавках большими партиями по несколько центов за штуку. Он только что стал радоваться своей бережливости, как правительство заставило его истратить 30000 долларов только на то, чтобы доказать, что он был прав, утверждая, что невозможно наполнять наблюдательные аэростаты горячим воздухом. Об этом эпизоде Вуд рассказывает:
«Несколько месяцев воздушные силы армии и флота осаждал какой-то фанатик, требуя обязательно испытать наполнение наблюдательных аэростатов горячим воздухом вместо водорода, что, якобы сделает их безопасными в случае попадания фосфорных зажигательных пуль. Он собирался установить длинную железную трубу внутри „колбасы“, вдоль дна ее. Труба должна была подавать пары газолина к огромным бунзеновским горелкам, прикрепленным к ней, а их пламя — нагревать воздух внутри баллона. Все сооружение должно было подниматься вместе с баллоном. Армия и флот много раз отказывались от него, и тогда „изобретатель“ сделал то, что всегда делают в подобных случаях: он заинтересовал своим изобретением нескольких депутатов конгресса, и последние сказали армии и флоту: „Изобретение этого человека необходимо испытать. Офицеры армии и флота — закоренелые консерваторы, и слишком отстали, чтобы понять его. Не зажимайте гения. Наша армия должна получить изобретение, иначе он продаст его нашим врагам“ и т.д. и т.п. Армия ответила: „Хорошо, пусть попробует“. Так армия и флот иногда отвечают, когда к ним слишком пристают комиссии конгресса. Но воздушные силы были заняты более серьезной работой, чем такие испытания, и передали все дело Отделению науки и исследования, сказав: „Испытайте и докажите этому дураку, какую глупость он придумал“, — а офицер, руководивший Отделением, передал работу Балтиморской станции. Я просил избавить меня от этого занятия, сказав, что идея явно неверна — вес трубы, горючего и т.д. никогда не может быть поднят горячим воздухом, даже если его подогревают сенаторы. Я показал, что температура должна быта настолько высокой, что оболочка баллона загорится, но мне ответили, что Бюро стандартов уже проделало предварительные эксперименты, и нашло, что можно добиться „градиента температуры“, т. е. очень горячего воздуха в областях, не слишком близких к оболочке. Мне показали аппарат. Это была большая коробка, выложенная асбестом, наполненная нагревательными спиралями и блестевшая от термометров. Я сказал: «Нет, нет и НЕТ! От длинной бензиновой горелки сразу же возникает конвекционный поток, ударяющийся в верх оболочки, который подожжет прорезиненную ткань даже раньше, чем подъемная сила достигнет достаточной величины, чтобы поднять одну оболочку, без наблюдателя, железной трубы, бензинового бака, компрессора и всего остального». Но все было бесполезно, и мне на станцию прислали лейтенанта Поля Мэллера, из воздухоплавательного отдела, и четырех штатских, в том числе Эдиссона Петита, в настоящее время очень известного астронома из обсерватории Маунт-Вильсон, в Калифорнии. Они были очень полезны мне, помогая конструировать сигнальные аппараты, в то время как в течение нескольких месяцев строился ангар для аэростата. Ангар воздвигали на бетонном полу, который выложили на одном из незастроенных участков университетского городка. К нему провели пятидюймовую газовую магистраль с Чарльз-стрит, за триста или четыреста ярдов, со специальным газометром, величиной с хороший шкаф. Горелки были укреплены на трехдюймовой железной трубе, подпертой посередине и пропадавшей по всей длине стандартного аэростата наблюдения, присланного нам воздушными силами.
