
В коридоре Веснин подошел к окну, но уже ничего не увидел, кроме отражения своего лица в темном стекле. Откинув от стенки складной стул, он сел и углубился в трактат Хладного. С жадным любопытством принялся он читать описание того, что делал Хладный — этот человек с таким чудовищно длинным именем: Эрнест Флоренс Фридрих, считавший, что слишком поздно занялся наукой — в девятнадцать лет… Хладный сделал следующие наблюдения:
.. Между прочим, я заметил, что каждая не очень малая стеклянная или металлическая пластинка издает разнообразные тоны, если я касаюсь ее и ударяю ее в различных местах, и я желал узнать причину этого еще никем не исследованного различия тонов.
Мысль Веснина была направлена на магнетронный генератор. И все, что он видел, слышал, читал, каким-то глубинным течением задевало центральную, основную идею, владеющую им, и, на мгновенье коснувшись, обновляло ее рядом новых, неожиданных ассоциаций. Читая Хладного, он думал:
«Любая реальная конструкция может совершать колебания самых различных частот. Математический маятник, который имеет одну-единственную частоту собственных колебаний, — это не более как абстракция, созданная для удобства расчета. Такой же абстракцией является и электрический колебательный контур, состоящий из одной емкости и одной самоиндукции, который якобы также имеет одну-единственную частоту собственных колебаний. Всякая же материальная система имеет целый спектр собственных колебаний. Все дело в том, как выделить из этого спектра основную, наиболее интересующую нас частоту колебаний и подавить все остальные частоты, которые являются паразитными. Маятник для часов можно сконструировать так, что его основная частота будет находиться очень далеко от паразитных. Этот физический маятник очень близок к своему математическому идеалу. Так же далеко отстоят паразитные колебания от основной частоты и в электрическом контуре, составленном из одной катушки и одного конденсатора, когда их размеры малы по сравнению с длиной электромагнитной волны. Но все запутывается и усложняется, когда переходим к колебательным системам, составленным из большого числа звеньев. Это справедливо и для электротехники и для акустики».
Сухие, чисто деловые соображения не мешали Веснину одновременно получать удовольствие от чтения трактата. Старинный язык Хладного и его манера изложения звучали несколько сказочно под аккомпанемент радио, которое был включено в коридоре вагона для удовольствия пассажиров.
Я укрепил в тиски медный кружок на оси и заметил, что, проводя по нему смычком, можно произвести различные тоны…
… Наблюдения Лихтенберга над фигурами, которые появились при посыпании смоляным порошком стеклянных или смоляных пластинок с различными электричествами, над чем я производил различные опыты, подали мне мысль, что, может быть, разнообразные виды вибраций кружка также обнаружатся различными фигурами, если я посыплю его песком или чем-нибудь подобным. При этих опытах появились на упомянутом уже кружке звездовидные фигуры; затем одни наблюдения следовали за другими…
Веснин читал о том, как Хладный укреплял диски на вертикальной стойке. Диск посыпан песком. Хладный проводит смычком по краю. Песок располагается на двух диаметрах диска. Диск разделен на четыре вибрирующие части и издает низкий тон. Хладный снова насыпает песок. Теперь он прижимает край диска в одной точке пальцем и проводит смычком в точке, отстоящей от прижатой на 30 градусов. Песок немедленно располагается в форме шестилучевой звезды. На диске шесть вибрирующих секторов, отделенных один от другого шестью узловыми линиями. Опыт следует за опытом, вибрирующий диск делится на десять, двенадцать, четырнадцать, шестнадцать секторов. По мере того как деления становятся мельче, вибрации совершаются быстрее и тон, следовательно, становится выше. Тон, происходящий при шестнадцати секторах, на которые разделяется кружок, так резок, что его почти больно слушать…
«В этих опытах Хладный показал, — размышлял Веснин, — что механическая колебательная система может быть возбуждена на любой из частот присущего ей спектра. В магнетроне многорезонаторный анод возбуждается электронными потоками и приводится ими в электромагнитные колебания, как пластинки Хладного приводятся в звуковые колебания движениями смычка. И в магнетроне один и тот же анод при разных условиях колеблется с разными частотами. Как же выделить из всего спектра колебаний анода одну, интересующую нас частоту? Хладный, чтобы заставить пластинку издавать определенный той, прижимал ее в определенной точке пальцем. А что же надо сделать с анодом? Чем больше отношение размеров резонатора к длине волны, тем ближе друг к другу смежные частоты спектра колебаний, — продолжал развивать свою мысль Веснин, — тем труднее удержать колебания на одной избранной частоте, тем легче происходят перескоки колебаний с одной частоты на другую.
Так было и у Хладного, когда его вибрирующая пластина делилась на большое число частей. Когда на пластине появлялось множество узловых песчаных линий, то эти линии становились неустойчивыми, узоры их зыбились, менялись, расплывались…
Легко избежать перескоков с одного типа колебаний резонатора на другой тип колебаний, если отношение размеров резонатора к длине волны невелико. Когда у Хладного пластинка делилась всего на четыре, шесть секторов, то тон звучания оставался неизменным, рисунок песчаного узора был устойчив. Так же устойчива была в магнетроне частота колебаний, когда анод состоял всего лишь из четырех резонаторов.
Но чтобы сочетать большую мощности с высокой частотой колебаний, неизбежно надо увеличивать отношение размеров генератора к длине электромагнитной волны. Мочалов также подчеркнул, что этого положения надо придерживаться при конструировании магнетрона. Как же при этом условии сохранить устойчивость колебаний? Ясно, что есть конструкции более устойчивые и менее устойчивые, конструкции с большим и с меньшим разделением частот. Это совершенно новое качество конструкции. Никогда раньше ни в одном из разделов техники подобный вопрос не рассматривался.
Известны задачи о самых прочных конструкциях: самых прочных балках, колоннах, дисках, арках… Решались задачи о самых обтекаемых телах: кораблях, самолетах, снарядах… Но конструкция с наиболее устойчивым спектром колебаний? Такого еще никогда не было…
Нет, я не так смел, я не ставил себе цели делать открытия, — думал Веснин. — Моя задача узко прикладная — создание технически совершенной конструкции магнетрона… Но выхода нет, — продолжал он размышлять, захлопнув книгу, — мне всё придется делать сначала, всё самому. Готовых теорий нет. Кто-то должен начать, и я не имею права отлынивать от работы, которую следует сделать. Мочалов говорил, что работать надо быстрее… лучше. Лучше и быстрее…»
Паровоз загудел, ход поезда замедлился, стук колес сделался более четким, раздельным, пока не замолк совсем. За окном показалась заснеженная крыша маленького, похожего на крестьянскую избу вокзала. За станцией сияли в ночной тьме залитые светом прожекторов стены вновь строящихся корпусов гигантского здания.
Радио с неумолимой настойчивостью простуженным басом передавало «последние известия» из Москвы, а на станционных часах было уже два часа утра.
— Ого! — удивился Веснин. — Много же градусов долготы мы за эти сутки отмахали!
— Утром, — произнес проводник, — будем проезжать Уральские горы.
Стукнула дверь купе. Веснин обернулся и увидел пассажира, который всего три часа назад так настойчиво требовал постель. Пассажир спешил к выходу; проводник помог ему вынести на платформу чемодан.
Поезд фыркнул, загудел, дернулся и побежал от огней станции снова вперед, в гущу черной ночи.
«Спать-спать-спать! — застучали колеса. — Спаать, спаать, спаать!»
Все это время молодой инженер сидел в коридоре, опасаясь, что проводник, заглянув в купе, увидит там пять пассажиров вместо узаконенных четырех. Веснин был очень доволен, что теперь освободилось одно плацкартное место и можно будет юридически оформить фактическое пребывание Риты в купе. Побеседовав на эту тему с проводником, Веснин узнал, что Михаил Григорьевич уже обо всем договорился.