Техника в ее историческом развитии

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Изменения в технике телеграфии

К началу рассматриваемого периода техника телеграфной связи совершенствовалась на основе созданных ранее систем электрических телеграфов: мультипликаторных телеграфных аппаратов П. JI. Шиллинга, пишущего мультипликаторного аппарата К. А. Штейнгеля, пишущих электромагнитных аппаратов Б. С. Якоби и С. Ф. Морзе. Вслед за пишущими было изобретено множество стрелочных аппаратов, действовавших по принципу принудительного синхронизма. Попытки применить этот принцип в буквопечатающем устройстве не имели успеха.

Практически пригодное решение для разработки буквопечатающего аппарата нашел Д. Юз, положив в основу его работы принцип синхронно- синфазного движения мехапизмов передатчика и приемника (1855 г.). Аппараты Юза выдержали испытание временем и исчезли из эксплуатации только к концу первой трети текущего столетия.

Таким образом, к началу рассматриваемого периода телеграфная аппаратура достигла такого уровня совершенства, который отвечал требованиям удобства работы и наилучшего использования дактилографических возможностей телеграфиста. Однако с ростом мирового телеграфного обмена к этому времени уже возникли другие требования. Вначале быстрый рост телеграфного обмена компенсировался повышением мастерства телеграфистов, совершенствованием телеграфной аппаратуры, рационализацией телеграфной службы. Но вскоре дальнейший рост телеграфного обмена потребовал подвески дополнительных проводов.

Огромный размер материальных затрат, которых требовала подвеска каждого лишнего провода на таких длинных магистралях, как, например, линия Петербург—Варшава (1200 км), заставил изобретателей напряженно искать средства более рационального использования уже имевшихся проводов или, выражаясь современным языком, побудил их к разработке способов уплотнения телеграфных линий.

Вместе с тем развитие телеграфии способствовало открытию и изучению законов распространения тока в электрических цепях. По этому поводу Дж. К. Максвелл в 1873 г. писал, что «важные приложения учения об электромагнетизме к телеграфии оказали воздействие на чистую науку, придав коммерческую ценность точным электрическим измерениям и предоставив электрикам возможность пользоваться аппаратами в таких масштабах, которые далеко превосходили масштабы любой обычной лаборатории» [1].

Эксплуатация первых длинных телеграфных линий, и особенно морских кабелей, позволила изучить и достаточно глубоко усвоить существо действительных процессов, протекавших в электрических цепях при телеграфировании. Опыт эксплуатации телеграфов укрепил правильные представления о распределении токов и напряжений в электрических цепях, открытые Омом и Кирхгофом.

Когда же были проложены первые морские кабели, в полной мере стала ясна зависимость процесса телеграфирования от электрической емкости проводов. Эта зависимость оказалась настолько сильной, что даже по первым подводным кабелям телеграммы приходилось передавать в замедленном темпе. Для работы же по трансатлантическому кабелю протяженностью 3240 км, который удалось успешно проложить к 1866 г. (после четырех неудачных попыток на протяжении 1857—1865 гг.), существовавший пишущий аппарат оказался вообще не пригодным, так как его приемник мог реагировать на сигналы силой не менее 10 мА.

Это препятствие было устранено В. Томсоном (Кельвином), создавшим в 1867 г. пишущий аппарат высокой чувствительности, известный под названием сифоп-рекордера, для надежной работы которого требовался лишь входящий ток порядка 0,02 мА. По существу в сифон-рекордере То.мсона (Кельвина) получила дальнейшее развитие идея телеграфного аппарата Шиллинга. Трудности, встретившиеся при первых попытках телеграфирования по длинным морским кабелям, побудили крупнейших физиков (Якоби, Ленца, Максвелла, Гельмгольца, Поггендорфа, Уитсто- на и др.) заняться изучением роли самоиндукции и емкости в переходных процессах, протекающих в электрических цепях при телеграфировании. Открытые при этом закономерности показали, что воздушный телеграфный провод допускал значительно более высокую скорость телеграфирования по сравнению с той, которая определялась производительностью существовавших телеграфных аппаратов.

Автоматическое телеграфирование

Достигнутая к концу первого периода развития телеграфии производительность телеграфных аппаратов была не далека от предела, превзойти который не могла бы рука даже наилучшим образом натренированного телеграфиста.

По данным современных дактилографических наблюдений, самый опытный телеграфист в состоянии довести среднюю скорость передачи при длительной работе только до 240—300 букв в минуту. Даже прп кратковременной (в течение не более 3 шш) работе рекордсменов на международных соревнованиях скорость их передачи не превышает 600 букв в минуту.

Эти обстоятельства породили идею заменить ручную работу телеграфиста по непосредственной передаче сигналов в линию.

Многочисленные попытки осуществить эту идею свелись к разработке Двух типов передатчиков: 1) с механизмом для предварительного накопления кодовых комбинаций, 2) с управлением не рукой телеграфиста, а заранее подготовленной им перфорированной лентой.

Различные варианты передатчиков с механизмами для предварительного накопления кодовых комбинаций предлагались еще в середине XIX столетия Сименсом, Поттсом, Клейншмидтом, Мурреем, Смитом, Эрхардом и десятками других изобретателей. По конструкции они были весьма разнообразны, но общий принцип этих устройств был единым и состоял в том, что набор телеграфистом кодовых комбинаций предварительно фиксировался и сама передача уже осуществлялась специальным механизмом е постоянной скоростью, не зависившей от неравномерной работы телеграфиста. Подобные устройства могли накапливать не более б—8 знаков.

Предварительная подготовка перфорированной ленты повысила скорость телеграфной передачи, так как на нее уже не накладывались какие бы то ни было дактилографические ограничения. Поэтому в дальнейшем получила широкое применение и развитие именно эта система, а попытки ввести в эксплуатацию устройства с механическим накоплением кодовых комбинаций, в конце концов, прекратились.

Первое практически пригодное устройство для телеграфирования с предварительной подготовкой перфорированной ленты по неравномерному коду было разработано Ч. Уитстоно.м в 1858 г. Однако изобретателю не удалось его сразу ввести в эксплуатацию. Существенно более сложным было создание приемного аппарата. Только после того как Унтстон создал специальный приемник (ресивер) с двухполюсным быстродействующим поляризованным электромагнитом, ему удалось довести всю систему в целом до пригодного для эксплуатации состояния и в 1867 г. впервые установить ее для обслуживания действующей линии. В 60—70-х годах XIX в. на изобретение автоматического телеграфа Ч. Уитстон получил в Англии ряд патентов.

Аппараты Уитстона позволяли регулировать скорость механизмов в очень широких пределах, и на первых порах производительность аппарата ограничивалась исключительно характеристиками телеграфной линии. К началу XX в. наилучшие образцы аппарата Уитстона позволяли доводить его производительность до 1500 знаков в минуту, что соответствовало продвижению перфорированной ленты через трансмиттер со скоростью 36 м/мин.

Однако быстродействующие аппараты отличались сложностью конструкции, затруднявшей эксплуатацию и требовавшей постоянного присутствия высококвалифицированных механиков. Быстродействие механизмов достигалось ценой их быстрого износа, вызывавшего необходимость их частого ремонта. Для эксплуатации быстродействующей аппаратуры требовался многочисленный персонал. Например, главное управление почт и телеграфов в России расписанием, утвержденным в 1901 г., предусматривало для обслуживания штат, состоявший из 5—8 человек: одного аппаратчика (телеграфиста, управляющего аппаратом), двух перфоровщи- ков (т. е. лиц. набивавших на перфораторную ленту тексты телеграмм), одного копииста (т. е. лица, списывавшего текст принятой телеграммы в раскодированном виде) и одного журналиста (лица, ведущего аппаратный журнал). Если нагрузка превышала 80 двадцатисловных телеграмм в час, прибавлялся еще один перфоровщик и один копиист, а при дуплексной работе — помощник к аппаратчику.

Большие трудности, сопряженные с созданием буквопечатающей аппаратуры, работающей на принципе предварительной заготовки перфорированной ленты, были преодолены изобретателями только в XX столетии. Известность получила английская система Крида, в которой был применен перфоратор с клавиатурой пишущей машинки, специальный передатчик, так называемый трансмиттер, ленточный рекордер для приема на перфорированную ленту и дешифратор, обеспечивавший воспроизведение буквенного текста.

Система Крида, основанная на применении неравномерного кода, была сложна в своей приемной части и впоследствии использовалась чаще не как буквопечатающая система, а с ондулятором на приеме, непосредственно записывавшим знаки неравномерного кода в виде волнистой линии.

Разработка буквопечатающей аппаратуры с предварительной перфорацией ленты на основе равномерного пятизначного кода была впервые успешно осуществлена в 1912 г. фирмой «Сименс и Гальске», но широкого распространения эта система также не получила.

Перечисленные выше быстродействующие телеграфные устройства в большинстве стран назвали автоматическим телеграфом, хотя в том виде автоматизация в телеграфии в современном понимании этого слова еще не была достигнута, так как ленту все равно перфорировали вручную. Весь смысл изобретения тогда заключался не в автоматизации работы, а в уплотнении телеграфной передачи с использованием передатчика, допускавшего высокую скорость телеграфирования. Появилась возможность обеспечить работу телеграфного канала с предельной нагрузкой, так как необходимое для этого число телеграфистов могло одновременно перфорировать телеграфную ленту.

Лишь после изобретения Кридом ленточного рекордера, позволявшего на приеме получить точную копию оригинальной ленты трансмиттера, которая могла быть использована во втором трансмиттере для дальнейшей передачи, появилась возможность автоматизированного (в подлинном смысле слова) переприема транзитных телеграмм.

Но и эта возможность широко использована только в последнее время, а в рассматриваемый период более точный термин был принят в Германии, где указанные устройства справедливо назвали машинным телеграфом.

Многократное телеграфирование

Наряду с разработкой машинных телеграфов многочисленные изобретатели предпринимали и другие попытки увеличить производительность аппаратуры с целью эффективнее использовать телеграфный канал. Еще в 1853 г. английский изобретатель Г. Фармер указал на то, что телеграфист после передачи каждого сигнала делает паузу. Как бы мала ни была эта пауза, она всегда достаточна, чтобы в этот промежуток передать дополнительно еще несколько сигналов. Основываясь на этих наблюдениях, Фармер предложил присоединить к одному проводу несколько передатчиков, используя этот единственный провод для подачи телеграфной информации от каждого передатчика по очереди при помощи специального устройства — распределителя.

Первая серьезная попытка реализовать идею Фармера принадлежит английскому механику Д. Бернету. В 1860 г. он впервые разработал специальную клавиатуру для совместной работы передатчиков пятизначным равномерным кодом через общий распределитель [2].

В 1863 г. русский изобретатель В. Струбинский и в 1872 г. немецкий изобретатель Б. Майер разработали подобные системы аппаратов для неравномерного кода. Эти изобретения способствовали дальнейшему развитию идеи, но практически еще не решали задачу, так как, основываясь на неравномерном коде, давали сравнительно небольшой выигрыш в уплотнении передачи, не оправдывавший сравнительную сложность аппаратуры.

В 1872 г. французский механик Э. Бодо сделал попытку осуществить двукратную передачу, приспособив для этой цели аппараты Юза, но лишь убедился при этом, что аппараты импульсного кода в еще меньшей степени, чем аппараты неравномерного кода, позволяют реализовать выгоды последовательного телеграфирования. Обобщив полученные им результаты и опыт предшественников, Бодо положил в основу своей дальнейшей работы пятизначный код и в 1874 г. запатентовал первый практически пригодный двукратный аппарат, а в 1876 г.— пятикратный аппарат; в 1877 г. аппараты Бодо были официально введены во Франции, а затем получили широкое распространение в других странах.

Производительность двукратного аппарата Бодо достигала 360 знаков в минуту. Производительность четырех- и шестикратных аппаратов, которые строили впоследствии, соответственно была вдвое и втрое больше.

Бодо посвятил телеграфии всю свою жизнь. Он не только сумел блестяще разрешить задачу последовательного многократного телеграфирования, но и создал дешифраторы, печатающие устройства и распределители.

Если Шиллинг ввел в телеграфию равномерный пятизначный код, а Гаусс показал его рациональность, то Бодо впервые полностью практически реализовал преимущества равномерного пятизначного кода.

Наконец, Бодо нашел такие способы поддержания синхронизма между передатчиком одной станции и приемником другой, которые обеспечивали надежную работу буквопечатающих аппаратов на линиях значительной протяженности.

Таким образом, работы Бодо составили важнейшее достижение телеграфии во второй половине XIX в.

Признавая высокие заслуги Жана Мориса Эмиля Бодо, Международный комитет по телеграфии в 1927 г. присвоил единице скорости телеграфирования название бод [2].

В России аппараты Бодо были впервые установлены в 1904 г. для телеграфной связи между Петербургом и Москвой. Однако сразу выяснилось, что в русских условиях к этим аппаратам предъявляются дополнительные требования. Так как в русском алфавите букв больше, чем в латинском, невозможно было разместить их на одном только буквенном регистре и менее употребительные щ, й, э, ъ, ё пришлось поместить на цифровом регистре. Получавшиеся пробелы при переходе посреди слова с одного регистра на другой нередко приводили к недопустимым искажениям смысла телеграммы. В 1908 г. механик Петербургского телеграфа А. П. Яковлев изобрел остроумное приспособление, устранившее этот недостаток.

Другое дополнительное требование было следствием значительной протяженности русских телеграфных линий. Аппарат Бодо мог работать на линии длиной не более 600 км. Этот недостаток был также устранен А. П. Яковлевым, разработавшим телеграфную трансляцию для аппаратов Бодо, которая увеличила возможную дальность телеграфирования в четыре раза. Трансляция А. П. Яковлева была успешно испытана в 1915 г. на линии Петроград—Ростов.

В последующие годы отечественные ученые внесли немало значительных усовершенствований в аппарат Бодо, среди которых особенно важной была разработка системы Бодо-радио.

Дуплексное телеграфирование

Почти одновременно с изобретением последовательного многократного телеграфирования был разработан метод уплотнения телеграфного канала при помощи так называемого дуплексного телеграфирования.

Первыми подали мысль о дуплексном телеграфировании чешский электрик Ф. Петржина и австрийский механик Ю. Гинтль, еще в 1853 г. предложившие уравновесить сопротивление телеграфного провода при помощи балансов. Это позволяло добиться такого режима в схеме двух станций, чтобы приемник каждой из них не реагировал на работу собственного передатчика, но всегда был готов к приему сигналов, поступающих от другой станции.

Аналогичные схемы были предложены в 1854 г. Сименсом и Фришеном и рядом других изобретателей.

Идея дифференциальной схемы дуплексного телеграфирования сама по себе не вызывала сомнений. Однако первые же попытки ее осуществления встретили затруднения. Оказалось, что обычный ключ передатчика пишущего телеграфа практически непригоден. В процессе телеграфирования при переходе из положения покоя в рабочее и обратно оба контакта ключа на некоторое время оказывались разомкнутыми одновременно. В это так называемое переходное время дифференциальная схема оказывалась нарушенной.

Помимо этого, чисто технического препятствия, обнаружились и эксплуатационные затруднения. При обычном телеграфировании персонал телеграфных станций все служебные справки, пояснения и переговоры при необходимости мог осуществлять немедленно, прерывая передачу очередной телеграммы. Значение такой возможности можно понять, если учесть относительно невысокий уровень мастерства телеграфистов того времени.

Известный русский математик 3. Я. Слонимский первый сумел разработать в 50-х годах XIX в. систему встречного телеграфирования (квад- руплексная система), исключавшую указанные выше затруднения [3J.

В 1871 г. американский инженер Д. Стирнс впервые ввел в эксплуатацию упрощенную дифференциальную схему дуплексного телеграфирования. Чтобы избежать применения специального телеграфного ключа, Стирнс ввел в цепь обычного телеграфного ключа вспомогательное реле с переходными контактами.

Идея квадруплексного телеграфирования была практически реализована только в 1874 г. известным американским изобретателем Т. А. Эдисоном, который совместно с инженером Джорджем Прескоттом разработал так называемую мостовую схему, действие которой основывалось на закономерностях известного моста Уитстона [4].

К концу 70-х годов квадруплексное, дуплексное и диплексное телеграфирование широко распространилось во всех странах, особенно в Англии и США.

Таким образом, во второй половине XIX столетия в связи с интенсивным строительством телеграфных линий значительной протяженности назрела насущная задача повысить эффективность использования телеграфных проводов. В соответствии с уровнем научно-технических знаний и производственной технологии разработка методов уплотнения телеграфного канала пошла по трем самостоятельным направлениям и привела к изобретению и практическому применению машинного, многократного последовательного и дуплексного телеграфирования.

Несмотря на замечательные успехи телеграфии, этот вид связи не всегда мог удовлетворить нуждавшихся в нем. В первую очередь не устраивал он морской флот, который со времен великих географических открытий был первым претендентом на новые средства связи. Потребовалась система беспроволочной связи.

Развитие идеи частотного телеграфирования

Из всех технических идей, направленных на повышение степени использования дорогостоящей телеграфной линии, самой важной была идея телеграфирования токами разной частоты. Пути ее осуществления оказались весьма сложными, но ее развитие принесло результаты, значение которых вышло далеко за пределы телеграфии или даже вообще техники связи.

Первые предпосылки для возникновения идеи частотного телеграфирования появились очень давно. Еще в 1837 г. американский инженер Ч. Пейдж заметил, что включения и выключения тока, протекающего через соленоид, подвешенный между полюсами подковообразного магнита, вызывают звук. В последующем это явление изучали многие физики, в том числе О. Де ла Рив и Г. Вертгейм, показавшие в 1849 г., что замыкания и размыкания цепи обмотки электромагнита вызывают продольные колебания его сердечника. Применяя в качестве сердечника электромагнита мягкое железо, они установили, что тон получаемых при этом звуков строго зависит от частоты замыканий и размыканий электрической цепи.

В ближайшие годы было создано множество конструкций так называемых вибраторов (зуммеров), представлявших собой электромагнит, якорь которого, приходя в колебание, автоматически замыкал и размыкал электрическую цепь его обмотки. В 1852 г. чешский физик Ф. Петржина использовал усовершенствованный им вибратор в качестве телеграфного приемника. В разработанной им системе звукового телеграфирования передаваемые буквы обозначались комбинациями коротких и длинных звуковых сигналов.

Все эти открытия и изобретения подготовили почву для развития идеи одновременной передачи нескольких телеграмм по одному и тому же проводу токами разной частоты. Первая попытка осуществить эту идею принадлежит французскому учителю физики Э. Лаборду, доложившему о своем изобретении в 1860 г. Парижской Академии наук [5].

Передатчик в устройстве Лаборда состоял из металлической пластинки, один конец которой был зажат, а к другому концу припаян медный стерженек. При колебаниях пластинки этот стерженек опускался в чашечку с ртутью, замыкая телеграфную цепь. Электромагнит приемника имел якорь, представлявший полное подобие металлической пластинки передатчика, а следовательно, обладал одинаковой с ней собственной частотой колебаний. Основываясь на явлении резонанса, Лаборд включал в общий телеграфный провод несколько пар описанных устройств, стремясь добиться независимого действия каждой пары, т. е. избирательности работы каждого приемника в отношении действующего в паре с ним передатчика.

Значительный шаг вперед в развитии частотного телеграфирования был сделан профессором Харьковского университета Ю. И.Морозовым, который впервые отказался от сигнализации прерывистым током. В 1869 г. он разработал передатчик, представлявший собой стеклянный сосуд, наполненный токопроводящей жидкостью с двумя опущенными в нее электродами. Один из электродов был неподвижным, другой изготовлен в виде- металлической пластинки с жестко укрепленным концом. При колебаниях металлической пластинки электрическое сопротивление между ней и неподвижным электродом изменялось по синусоидальному закону и соответственно менялся ток в цепи. Частота этого тока соответствовала частоте- собственных колебаний металлической пластинки. Передатчик Морозова: представлял собой прообраз микрофона 1.

Изобретение жидкостного микрофона положило начало целой серии опытов над «гармоническим» телеграфом и в конечном счете привело к открытию действительной возможности передачи человеческой речи.

Полное же практическое осуществление идея частотного телеграфирования получила лишь с развитием радиоэлектроники.

  ТЕЛЕГРАФ. Операционный зал телеграфа. Фототелеграфная служба

Операционный зал телеграфа (обычно двухсветный) размещается на первом этаже; должен иметь удобный вход с улицы через вестибюль или тамбур.

БРОКГАУЗ И ЕФРОН. Телеграф. История телеграфа телеграфирования

:: Телеграф, в древности. — Способы телеграфирования в древнее время не выходили за пределы оптической системы.

Связь. Средства связи. Телефон, телеграф, радио. Маркони. Попов. Тесла

Развитие проводной электрической связи. Телеграф. Быстро развивалась в это время важная отрасль электротехники — техника средств связи.

Ленин. Взять почту, телефон, телеграф

Взять почту, телефон, телеграф. Первоисточник — работа «Советы постороннего» В. И. Ленина (1870— 1924): «...Чтобы непременно были заняты а) телефон, б) телеграф, в)...

Телеграмма — ...по особому способу передачи текста: по телеграфу...

Телеграмма — обобщенное название различных документов, выделяемых в одну категорию по особому способу передачи текста: по телеграфу или телетайпу.

Банковский перевод - ...посредством направления телеграфом или по почте...

БАНКОВСКИЙ ПЕРЕВОД - это расчетная банковская операция, проводимая посредством направления телеграфом или по почте платежного поручения одного банка другому.

Телеграммы. Телеграмма — документ, передаваемый по каналам...

Поэтому чтобы обеспечить срочное получение информации, она передается по телеграфу, Для передачи факсимильной копии документа, а также схем...

Телеграфная связь

Слово «телеграф» означает в переводе с греческого языка «далеко пишу», т. е. «пишу на расстоянии». Таким образом, телеграфная связь (см. Электрическая связь)...

Цель описания в русском языке. Характеристика описания в русском языке.

«Nippon Telegraf and Telephon Corp (NTT) представила прототип наручного телефона … Новая игрушка набирает номер абонента с голоса,» (Русский телеграф, 1997. №56).

Кто изобрел радио, телефон, телефакс

Первая телеграфная линия. Первый в мире практически пригодный электромагнитный телеграф (в виде целого комплекса электрических устройств)...

...миноносцев) были установлены аппараты беспроволочного телеграфа...

Уже летом 1902 года, когда я из России прибыл на эскадру, на всех судах 1-го и 2-го ранга (кроме миноносцев) были установлены аппараты беспроволочного телеграфа...

Изобретатель электромагнитного телеграфа и ориенталист - Шиллинг фон...

Шиллинг фон Капштатт (барон Павел Львович, 1786 - 1837) -. изобретатель электромагнитного телеграфа и ориенталист. Состоял на.

...обработка. Доставка документов происходит почтой, телеграфом...

Доставка документов происходит почтой, телеграфом, курьерами. В современных условиях наряду с этими способами доставки поступление документов осуществляется через...

Телефоны. История и развитие телефона

— 10) Литература. 1) Телефоны имеют много общего с телеграфами. Назначение их — передавать на дальние расстояния звуки и в особенности речь.

Электрический ток

С изобретением, телеграфа и телефона (см. Телеграфная связь и Телефонная связь) электрический ток применяется для передачи информации.

КАРЛАГ. Карагандинский исправительно-трудовой лагерь

клали прямо в железнодорожную насыпь и засыпали грунтом. Карлаг располагал реальной властью, оружием, транспортными средствами, содержал почту, телеграф.

ПАВЕЛ ЛЬВОВИЧ ШИЛЛИНГ 1786—1837. биография Шиллинга

Позже Шиллинг создал и однострелочный двухпроводный телеграф с двоичной системой кодирования сигналов.

Телеграмма. Категория и вид телеграммы указываются перед адресатом.

Поэтому, чтобы обеспечить срочное получение информации, она передается по телеграфу. Для передачи факсимильной копии документа, а также схем...

Русский электроник - Яблочков. Биография Яблочкова Павла...

начальника телеграфа на Московско-Курской жел. дороге. Около этого. времени Яблочков сильно заинтересовался электротехникой, завязал сношения с.