Остановите Землю, я сойду!

Заместитель директора Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ по общим вопросам Николай Михайлович ЕГОРОВ ведёт меня по длинному подвальному коридору в лабораторию кафедры приборостроения и наноэлектроники. О том, что в институте активно работает студенческое конструкторское бюро НОЦ «Радиоэлектроника», наша газета уже писала (номер от 22 ноября 2012 г.). Но в канун профессионального праздника института — Дня радио — нам вновь захотелось рассказать не о глобальных научных исследованиях, а о миссии, на первый взгляд, не такой значительной, но недооценивать которую не стоит.

Вот и лаборатория. Здесь колдует над приборами и микросхемами магистр первого года обучения (специальность «Радиоэлектронные средства специального назначения и технологии их производства») Степан ДМИТРИЕВ.

— Когда мы впервые познакомились, он делал антенну направленного действия, — вспоминает Егоров. — Спрашиваю — зачем? «А муравьев поджарить на даче!» Оказывается, насекомые одолевали, и вот вам нетрадиционный способ решения проблемы: кто-то отравой кормит, а можно вот так, локально.

— Степан, а получилось запатентовать истребитель муравьёв? Наверняка будет пользоваться спросом!

— Пока нет, слишком опасный. Если на кого направить, глаза выжжет моментально. Требует модернизации (смеётся).

Дмитриев родом из Усть-Илимска. Занимается электроникой более 6 лет. С детства парня манили такие явления природы, как молния и гроза, а в Красноярске на первом курсе института увидел фильм про Николу ТЕСЛУ и увлёкся высоковольтной техникой. Благо в Интернете есть специальные сайты, где описывается, как собирать такие установки. Решил попробовать ­— и пошло-поехало….

Степан показывает одну из недавно завершённых моделей. На всякий случай просит отойти подальше и выключить диктофон, потому что от громкого звука и сильного электромагнитного поля вся запись «слететь может».

Отхожу, выключаю. Поскольку в технике я «чайник», то внешне прибор напоминает мне остов разобранного бабушкиного сепаратора. В следующие минуты происходит что-то невероятное: искровой разряд — и над «сепаратором» появляются небольшие молнии, Степан управляет катушкой, запускает её с обычного мобильного телефона по беспроводной связи Bluetooth. Вдруг слышу: звучит 40-я симфония Моцарта… Вот так фокус!

— Это трансформатор Теслы, — поясняет автор модели. — Разница лишь в том, что образец не классический, как у изобретателя, а на полупроводниках, да ещё с двойным резонансом. Схему я взял готовую и немного доработал. Возился с ним почти месяц, потому что у трансформатора множество компонентов, и требуется немало разных материалов. А принцип действия простой: создаётся газовый разряд (из окружающего воздуха, который ионизируется), и затем он модулируется звуковыми колебаниями — речью, музыкой…

— Вот вам и прообраз радио, так сказать… Начинающий, например, студент первого курса, не сможет собрать такую катушку. Сложная штука, да и опасно в какой-то мере… Высокое напряжение не прощает ошибок. А Степану под силу и не такие «игрушки», — комментирует Егоров.

Идём дальше.

— Это установка «два в одном» — Лестница Иакова. Я выступал с ней на Дне открытых дверей перед абитуриентами, — продолжает экскурсию Дмитриев. — Устройство для демонстрации электрической дуги состоит из V-образных электродов, к которым подсоединён источник высокого напряжения. И вот между двумя наиболее близкими точками на электродах возникает электрический пробой и зажигается электрическая дуга. Так как дуговой разряд выделяет тепло, то ионизированный газ поднимается вверх, туда же смещается и зона разряда. Когда мощности источника тока уже недостаточно для поддержания длинной дуги, она рвётся и гаснет, потом процесс повторяется. Установка мощностью около киловатта. Лестница используется для демонстрации физических опытов и в этом смысле очень привлекательна, например, если наносить на электроды разные соли, то цвет разрядов будет меняться. Допустим, от обычной пищевой соли дуга станет ярко-жёлтой.

— Когда к нам в лабораторию приходят школьники, то у них от удивления глаза начинают светиться, как эти дуги, — с улыбкой добавляет Егоров.

Продвигаемся дальше, к индукционному нагревателю. Степан демонстрирует установку для бесконтактного нагрева металлов. Он помещает стержень внутрь катушки и разогревает его токами бесконтактно (принцип используют в металлургической промышленности, когда надо получить сверхчистые сплавы). На моих глазах металл начинает краснеть, чувствуется характерный запах. Сейчас из этого стержня можно ковать что угодно. Вот вам и прообраз чистой кузницы — ни копоти, ни жара…

— Недешёвое это удовольствие, — развеивает мои фантазии Егоров. — Для кузницы потребовался бы очень мощный высокочастотный преобразователь и большой индуктор, а это накладно. Хотя с мелкими вещами, конечно, лучше вот так работать. Индукционный нагрев используют на ювелирных заводах и в полупроводниковом производстве.

А вот и другая «игрушка» Дмитриева — ионофон. Редкая вещь — плазменный громкоговоритель, где электрическая дуга совершает колебания со звуковой частотой.

— Ионофон не имеет подвижных механических деталей.

В обычной динамике электромагнит заставляет вибрировать диффузор, а тот, в свою очередь, воздух. Так образуются звуковые волны. В ионофоне звуковые волны создают с помощью электрических разрядов, — просвещает Степан. — Недостатки ионофона — постепенное обгорание электродов, низкий КПД и наличие высокого напряжения на электродах. Это уже не Тесла, хотя дуговыми разрядами он тоже занимался, а впоследствии даже конкурировал с Томасом ЭДИСОНОМ…

И, о чудо! Не верю глазам и ушам своим: ионофон принимает сигнал с мобильника через шнур и воспроизводит мелодию из кинофильма «Пираты Карибского моря»!..

— Степан, зачем делать образцы вручную? Может, достаточно в теории всё показать?

— Лучше вживую. Это редкие, уникальные вещи, их мало кто собирает. Говорят, теория без практики мертва, а практика без теории — слепа. Да и где ещё школьники эти штучки увидят?

— Я считаю, кафедре просто повезло, что Степан увлёкся созданием опытных образцов, — уверяет Николай Михайлович. — Экспонаты интересны как школьникам, так и студентам первых курсов. Вы ведь знаете, что в школьных учебниках про Теслу почти ничего не пишут, видимо, потому что он столько всего изобрёл, что ученики будут много вопросов задавать своим педагогам. И не факт, что те смогут ответить… Никогда не забуду случай из собственной практики. Однажды мой сын пришёл из школы очень расстроенный (теперь уже он выпускник нашего вуза). «Что случилось?» — спрашиваю. Оказывается, класс писал диктант по химии на знание элементов таблицы Менделеева. И учительница продиктовала латинское название кремния неверно: вместо Silicium — Sicilium. Ребёнок-то в какой семье растёт… Попытался её поправить, но она в ответ его отругала и велела сидеть молча. Хорошо, когда родители знают физику и химию, а если нет?

— Вы встречались с явными пробелами в знаниях абитуриентов?

— Конечно. Например, человек окончивший школу, не умел складывать дроби. Дальше уже ничего не надо объяснять. Недаром последние годы руководство нашего вуза считает, что надо давать дополнительные часы по физике и математике, чтобы выравнивать, подтягивать уровень первокурсников. Что же касается школьников, то у нас при лаборатории, где мы сейчас находимся, работает факультатив «Электроника и электротехника». Ребята приходят практически с нулевыми знаниями по данной теме. Мы им лекции читаем, установки демонстрируем, а многие не слышали даже, кто такой Тесла.

— В школьных учебниках написано только про катушки Тесла и единицу магнитной индукции (1 тесла), названной в его честь. А ведь это гениальный изобретатель и учёный, опередивший своё время. Например, он изобрёл электромобиль. Существует гипотеза, что 30 июня 1908 года в районе речки Подкаменная Тунгуска никакой метеорит не падал, а взрыв — следствие экспериментов Теслы с передачей энергии на большие расстояния…

— Я вам больше скажу: до сих пор в мире ведутся споры о том, кто же действительно изобрёл радио: русский учёный Александр ПОПОВ или итальянский физик Гульельмо МАРКОНИ, хотя история-то началась с демонстрации электромагнитных волн Генрихом ГЕРЦЕМ. Но справедливости ради, стоит сказать, что Никола Тесла также имел немало патентов и теоретических работ, которые легли в основу развития беспроводной связи и радио, просто потом он увлёкся другими вещами…

— Правда ли, что первый радиоприёмник в мире был создан в военных целях?

— Попов работал на наше закрытое военно-морское ведомство, и его доклады были засекречены, некоторые результаты работ публиковались, но не полностью. После того как Маркони получил патент, Попов и его ведомство предприняли попытку отстоять свою позицию, но не удалось, и Нобелевская премия досталась Маркони.

Когда я уже уходила из лаборатории, Степан Дмитриев поделился мечтой: воссоздать разработку красноярского учёного, доктора технических наук, профессора Геннадия ИГНАТЬЕВА (лауреат Ленинской и Государственной премий СССР, в прошлом начальник и главный конструктор ЦКБ «Геофизика», умер в 2001 году). Геннадий Фёдорович создал новый тип двигателя без

опорного движения. Была сделана и действующая модель, и якобы в Красноярске ещё живы люди — свидетели того, как эту модель испытывали…

— Он до многих вещей додумался, — Степан не скрывает восхищения. — Если вы фото Игнатьева посмотрите, то поймёте, как он близок по духу Тесле. Я хочу собрать модель пондеролёта. Это летательный аппарат нового поколения — некое антигравитационное устройство.

— Зачем?

— Чтобы принцип понять. Пондеролёт свободен от ограничений обычных двигателей. Допустим, ракета может лететь максимум со скоростью сгорания топлива — несколько километров в секунду. А пондеролёт теоретически — со скоростью света! Вот создам и полечу на нём, и будь что будет, как в песне «Остановите Землю, я сойду!».

— Неужели пондеролёт тоже имеет какую-то связь с радио?

— А как же! Электрические и магнитные поля — за счёт них все преобразования…
В магистратуре Дмитриев учится на «отлично». Планирует продолжать заниматься наукой, изобрести что-то своё. Разумеется, он собирает материал и для основной научной работы. Тема связана с созданием виртуальных моделей микросхем (руководитель — заведующий кафедрой А.А. ЛЕВИЦКИЙ). Но свою забаву — изготовление опытных образцов — оставлять не намерен. На следующей неделе приступает к сборке ещё одного чуда — электромузыкального инструмента терменвокса. В учебных целях. Послушаем Вивальди?

Вера КИРИЧЕНКО