Михаил Васильевич Шулейкин - основатель инженерной радиотехники

Среди выдающихся деятелей отечественной радиотехники одно из почетных мест принадлежит крупнейшему советскому ученому Михаилу Васильевичу Шулейкину.

Деятельность его была исключительно многосторонней. Нова-тор-исследователь, разрешающий важнейшие радиотехнические проблемы, инженер большого масштаба, воспитатель и руководитель советских радиоспециалистов на протяжении двадцати лет - таким был этот талантливый ученый. Вся жизнь его - это пример высокого служения нашей великой Родине, передовой советской науке.

Родился Михаил Васильевич Шулейкин 2 ноября 1884 года в Москве. В 1902 году он поступил на электромеханическое отделение бывшего Петербургского политехнического института и в 1908 году блестяще окончил его.

Успехи радио и широчайшие возможности, которые открывало великое изобретение А. С. Попова, привлекли внимание молодого инженера-электрика. Уже первые его научные работы были посвящены изучению электрических колебаний.

В 1914 году он успешно защитил диссертацию и получил звание адъюнкта электротехники. С этого времени началась преподавательская деятельность Шулейкина, которую он вел всю жизнь.

Не ограничиваясь лекциями, Шулейкин стремился к практическому применению своих обширных знаний и большого таланта. В 1913 году он установил тесную связь с очагом отечественной радиотехники того времени - Радиотелеграфным заводом морского ведомства.

Михаил Васильевич Шулейкин (1884-1939)

Рис. 1. Михаил Васильевич Шулейкин (1884-1939).

Здесь он возглавил заводскую лабораторию. Под его руководством небольшая группа радиоспециалистов работала над оснащением кораблей отечественного флота средствами радиосвязи: строила передатчики и радиотелеграфные приборы, разрабатывала измерительную аппаратуру.

Шулейкин возглавлял работу лаборатории завода Морского ведомства с 1914 по 1918 год. В то время в практику радиосвязи начинала входить машина высокой частоты.

Занимаясь изучением этого нового генератора быстропеременных токов, Шулейкин создал специальный тип трансформатора для повышения частоты колебаний и тем самым значительно расширил возможности высокочастотной машины.

Дело в том, что получить необходимые для радиопередачи токи очень большой частоты от электрической машины трудно: для этого ротор ее нужно вращать с огромной скоростью. Шулейкин добился увеличения частоты другим путем.

В трансформаторе, который он создал, вторичная обмотка настраивалась на частоту, в три раза более высокую, чем частота тока, подводимого к первичной обмотке В результате трансформатор утраивал частоту колебаний - длина излучаемых передатчиком радиоволн становилась в три раза короче.

Шулейкин применил этот способ повышения частоты колебаний не только для радиотелеграфной связи - на его основе он создал радиотелефонный передатчик своей системы и провел опыты по радиотелефонии.

Во время первой мировой войны Шулейкин практически разрешил один сложный радиотехнический вопрос, имевший большое военное значение.

В самом начале войны немцы втайне от противников перевели радиостанции своего флота на работу незатухающими колебаниями. Ламповых радиоприемников тогда еще не было, а детекторные приемники обеспечивали прием радиотелеграфных сигналов на слух только в том случае, если работа велась затухающими колебаниями.

Напрасно радисты союзных стран пытались обнаружить сигналы судовых радиостанций противника - немецкий флот «исчез» из эфира, а вместе с этим была потеряна возможность обнаружить его местонахождение.

Частота электромагнитных колебаний увеличивалась в три раза при помощи трансформаторного умножителя частоты

Рис. 2. Частота электромагнитных колебаний увеличивалась в три раза при помощи трансформаторного умножителя частоты.

Радиоспециалисты Англии и других стран тщетно ломали головы, пытаясь найти объяснение этому загадочному явлению. Тайну немцев разгадал Шулейкин.

Он высказал предположение, которое потом доказал практически, что флотские радиостанции немцев работают незатухающими колебаниями. В этом случае каждый телеграфный знак - точка или тире - представляет собой длинную или короткую серию электромагнитных колебаний с одной и той же амплитудой.

В результате в приемнике, появляются длительные и кратковременные импульсы постоянного тока. Мембрана телефона притягивается к магнитам на то мгновение, когда передается телеграфный знак, но колебаться в это время она не может, значит, не будет и отрывистых звуковых сигналов телеграфной азбуки, которые так хорошо знакомы радистам-слухачам. Радиотелеграфная передача становится неслышной.

Шулейкин не только раскрыл засекреченный способ работы немцев, но и разработал устройство, которое помогло ловить на слух сигналы немецких радиостанций. Он приспособил к детекторному приемнику специальный прерыватель тока - тиккер.

Тиккер как бы модулировал приходящие колебания и тем самым вносил в «беззвучные» для детекторного приемника сигналы определенную мелодию - обогащал их звуком. Радиосигналы немцев стали отчетливо слышны. Так усилиями русского ученого «исчезнувший» немецкий флот снова был найден для радистов.

Пользуясь тиккером, Шулейкин обнаружил радиостанции немецкого флота, работавшие незатухающими колебаниями

Рис. 3. Пользуясь тиккером, Шулейкин обнаружил радиостанции немецкого флота, работавшие незатухающими колебаниями.

Успешно разрешая вопросы практической радиотехники, Шулейкин вместе с тем обогащал науку о радио ценными теоретическими разработками.

В 1916 году в одном из русских журналов появилась статья Шулейкина «Об условиях применения генераторов высокой частоты для радиотелефонии».

В этой замечательной статье Шулейкин дал глубокий анализ важнейшего процесса радиотелефонной передачи - модуляции. Он впервые в мире вывел уравнение модулированного тока, которое навсегда вошло в учебники радиотехники.

Это уравнение раскрывает, что представляет собой то электромагнитное колебание, которое несет на себе «отпечаток» звука. Оказывается, во время модуляции происходят сложные электрические преобразования.

Под действием электрического колебания звуковой частоты высокочастотное колебание обогащается двумя новыми также высокочастотными колебаниями -спутниками.

Как установил Шулейкин, частота одного из них меньше, а другого ровно настолько же больше частоты основного -«несущего» - колебания. Эта частотная разница как раз равна частоте звука.

При модуляции образуется новое — модулированное — колебание, в состав которого входят три колебания высокой частоты

Рис. 4. При модуляции образуется новое — модулированное — колебание, в состав которого входят три колебания высокой частоты.

 Если, например, генератор высокой частоты передатчика создает колебания в 100 тысяч герц, а частота передаваемого звукового колебания составляет 5000 герц, то радиопередатчик будет излучать электромагнитные колебания трех частот: 95 тысяч, 100 тысяч и 105 тысяч герц.

Так как речь и музыка очень сложны по своему частотному составу, то радиостанция практически излучает не три, а целый спектр частот и поэтому занимает целую полосу в частотном участке. Вот почему при увеличении числа радиостанций становится тесно в эфире.

Работа Шулейкина о модуляции легла в основу расчета не только радиотелефонных, но и всех других типов радиостанций, а также в основу расчета широко применяемой в настоящее время системы одновременной передачи нескольких разговоров и телеграмм по одной паре проводов.

Но во всем блеске раскрылся талант замечательного ученого-радиотехника только после Великой Октябрьской социалистической революции.

В 1918 году Шулейкин переехал в Москву, где развернулась его кипучая деятельность как выдающегося руководителя - администратора, ученого, инженера и воспитателя советских радиоспециалистов.

В том же году он возглавил радиотехническую лабораторию Главного военно-инженерного управления. С этого времени началась его многолетняя деятельность как советского военного радиоспециалиста.

В 1920-1921 годах под руководством Шулейкина в Москве в Сокольниках была построена мощная радиостанция, на которой источником незатухающих колебаний служил дуговой генератор.

В результате модуляции каждая радиостанция занимает на шкале частот определенный участок или полосу

Рис. 5. В результате модуляции каждая радиостанция занимает на шкале частот определенный участок или полосу.

Радио является одной из самых сложных отраслей техники. «Чтобы привести технику в движение и использовать ее до дна, нужны люди, овладевшие техникой, нужны кадры, способные освоить и использовать эту технику по всем правилам искусства, - говорил И. В. Сталин на выпуске академиков Красной Армии в 1935 году. - Техника без людей, овладевших техникой, - мертва. Техника во главе с людьми, овладевшими техникой, может и должна дать чудеса».

Этими словами Сталина Шулейкин руководствовался во всей своей деятельности.

Работая над развитием отечественной радиотехники, Шулейкин в то же время работал и как педагог - готовя радиоспециалистов. Используя свой богатый практический опыт и знания, он создал совершенно новый, подлинно научный курс радиотехники, по которому шла подготовка советских радиоинженеров. Такого курса радиотехники не было тогда нигде в мире.

В 1919 году Шулейкин был избран профессором Московского высшего технического училища, где под его руководством была организована подготовка советских радиоспециалистов. Кроме того, в течение многих лет он читал курс радиотехники в ряде других высших учебных заведений столицы.

Разбирая в своем курсе любой вопрос, Шулейкин всегда стремился слить воедино теорию с практикой. От глубокого анализа физических явлений, используемых в радиотехнике, он неизменно переходил к инженерному расчету и конкретному проектированию радиотехнических устройств. Благодаря такой системе преподавания, которую впоследствии усовершенствовали многочисленные ученики Шулейкина, советские радиоинженеры получают более высокую техническую подготовку, чем иностранные радиоспециалисты.

Широкие знания и громадный опыт, которые имел Шулейкин, он стремился передать сотрудникам и ученикам. Несмотря на исключительную занятость, он находил время для того, чтобы следить за творческим развитием молодых ученых и инженеров, направлять их научную деятельность, учить самостоятельной работе.

Шулейкин был бессменным и самым авторитетным консультантом многочисленных заводов и ведомств по вопросам радио и смежным техническим дисциплинам. Его глубоко обоснованные консультации помогали разрешать сложнейшие вопросы радиотехники, перед которыми иногда становились в тупик другие радиоспециалисты.

Много энергии отдал Шулейкин развитию техники военной радиосвязи. Верный патриот, он беззаветно трудился над укреплением обороноспособности Советского государства.

Подготовляя высококвалифицированных военных связистов, Шулейкин работал над оснащением армии самыми современными средствами связи. Его деятельность в этой области в немалой степени способствовала тому, что во время Великой Отечественной войны наши войска имели более совершенные радиостанции, чем станции иностранных армий.

Шулейкин отличался необыкновенной работоспособностью, которая, как говорит член-корреспондент Академии наук СССР  A. Л. Минц, особенно поражала всех, кто знал ученого близко. Отдыха без творчества он не знал. Его самоотверженный труд был целиком посвящен служению советской науке.

Шулейкин был знатоком не только во всех областях радиотехники. Диапазон его знаний охватывал всю электрическую связь, электротехнику, физику, математику, астрономию и даже метеорологию. Именно эта огромная эрудиция, основанная на органическом сочетании теории с практикой, помогла ему широко ставить технические вопросы и находить их правильные решения.

В нем были воплощены лучшие черты советского ученого: беззаветное служение Родине, крайняя скромность и высокая требовательность к себе и к своим ученикам, повседневная забота о воспитании научных кадров.

Трудно указать такую область радиотехники, в которой бы не работал Шулейкин. Ему принадлежит инициатива в разработке новых образцов электронных ламп. Он впервые дал расчет лампового генератора, применив для этого спрямление криволинейной характеристики электронной лампы, а также разработал метод расчета модуляции. Он первый глубоко проанализировал работу регенеративного приемника и создал научно обоснованный метод расчета усилителей.

Шулейкин плодотворно работал в области радиоизмерений, задолго до зарубежных специалистов решал практические вопросы радиолокации, написал ценные работы по стабилизации частоты радиопередатчиков.

Изучение вопросов стабилизации частоты имеет большое значение для развития радиосвязи. Стабилизировать передатчик -это значит, устранить причины, влияющие на изменение частоты излучаемых колебаний.

Если радиопередатчик точно работает на заданной волне, не допускает изменения ее длины, значит, в данном диапазоне радиоволн, или, другими словами, на данном частотном участке, может работать без взаимных помех больше радиостанций.

Кроме того, улучшение средств стабилизации позволяет применить новые способы радиосвязи, при которых частотный участок используется более рационально, а это освобождает ранее занятые волны для новых станций.

Вопрос стабилизации частоты приобретает также важное значение при освоении диапазона самых коротких радиоволн, область применения которых все более и более расширяется.

Большой вклад сделал Шулейкин в исследование законов распространения радиоволн -одну из самых трудных для изучения областей радиотехники.

Процесс распространения радиоволн захватывает огромные пространства и проходит в самых разнообразных природных условиях. Учесть влияние этих условий на электромагнитное поле очень трудно. Но, не изучив того, что происходит с электромагнитной волной на пути от передатчика к приемнику, нельзя вести расчет радиосвязи.

Уже в 1920 году Шулейкин пришел к выводу о том, что на распространение радиоволн решающее действие оказывают ионизированные слои верхней части атмосферы, и указал на огромное значение этих слоев для дальней радиосвязи на коротких волнах.

Он впервые установил, что ионосфера имеет слоистое строение, и на несколько лет ранее иностранных специалистов разработал основы современной теории преломления радиоволн в ионосфере. Опыты, проведенные значительно позже, блестяще подтвердили теоретические выводы советского ученого.

Шулейкин дал формулы для расчета траектории радиоволн в ионосфере. Это позволяет инженерам проследить путь радиоволн на огромной высоте над землей, что имеет большое значение для расчета связи на больших расстояниях. Этим он создал основу всех дальнейших исследований по коротким волнам.

В 1923 году, на восемь лет раньше западноевропейских ученых, он дал широко известные расчетные формулы радиопередачи вдоль земной поверхности. По этим формулам ведется расчет напряженности поля поверхностных волн, распространяющихся в непосредственной близости от Земли, и определяется то электрическое напряжение, которое создает радиосигнал в антенне приемника.

В 1933 году М. В. Шулейкин был избран членом-корреспон-дентом Академии наук СССР. В 1936 году он организовал при Академии наук бригаду электросвязи из своих учеников и широко поставил перед этой группой специалистов задачу подробного изучения процесса распространения радиоволн.

Усилиями Шулейкина и возглавляемой им бригады ученых была организована ионосферная служба. А изучение ионосферы дает ключ ко всем расчетам по распространению радиоволн.

Обрабатывая результаты исследований, инженеры определяют, на волнах какой длины следует работать на том или ином направлении. Это дает возможность обеспечить на коротких волнах уверенную бесперебойную радиосвязь на радиомагистралях Советской страны.

Бригада Шулейкина подробно исследовала прохождение радиоволн на магистрали Москва - Хабаровск, имеющей большое государственное значение. Для этой цели была использована специальная радиоиспытательная станция Министерства Связи.

Бригада ученых детально изучила ионизацию высших слоев атмосферы и построила карты ионизации для всех времен года и различных периодов деятельности Солнца.

В результате были найдены способы улучшения радиосвязи между Москвой и Хабаровском. Были разработаны также меры борьбы с непрохождением радиоволн при мощных природных возмущениях, называемых магнитными бурями.

Во время этих изысканий Шулейкин в 1936 году впервые предложил коротковолновые антенны, с помощью которых можно изменять наклон луча излучаемых радиоволн. Это позволяло направлять энергию электромагнитных колебаний таким образом, чтобы она доходила до приемника с наименьшими потерями, что значительно повышает качество радиосвязи. Некоторое время спустя идею построения таких антенн заимствовали американцы.

Группа ученых, возглавляемая Шулейкиным, провела большую работу по изучению ультракоротких радиоволн. Она наметила пути усовершенствования техники ультракоротких волн, указала области их применения и особенности распространения в различных условиях.

Эта группа радиоспециалистов изучила по заданию Советского правительства причины нарушения радиосвязи между Большой Землей и героической экспедицией советских исследователей Арктики, которые высадились в 1937 году на дрейфующую льдину в районе Северного полюса.

Шулейкин нашел причины нарушения связи и указал, как их устранить. Вскоре радиосвязь между дрейфующей экспедицией и материком была восстановлена. Маленькая группа советских людей, плывшая на льдине, благодаря радио не чувствовала себя одинокой в безлюдных просторах Северного Ледовитого океана.

Шулейкин провел целые исследования сложного процесса излучения электромагнитных волн антенной. Он один из основоположников теории антенных устройств. Намного раньше, чем специалисты зарубежных стран, он разработал основы проектирования этих устройств и создал образцовый инженерный метод расчета длинноволновых антенн. Эти работы стали классическими и вошли в учебники и справочники по радиотехнике.

В начале 1939 года Шулейкин был избран действительным членом Академии наук и еще шире развернул свою деятельность. Но тяжелая сердечная болезнь ученого мешала работе, и спустя несколько месяцев его не стало. Он умер еще в полном расцвете своих творческих сил.

Огромное научное наследство этого неутомимого труженика науки, оставленное нам, заключается не только в его печатных трудах, но и в рукописях - большая загруженность не дала возможности Шулейкину опубликовать все свои научные работы.

Научный архив Шулейкина значительно обширнее того, что опубликовано. Его технические идеи получили воплощение в первоклассной аппаратуре, выпускаемой советскими заводами, и отражены в научных трудах его последователей.

Многие инженеры, работающие на наших радиозаводах, в научно-исследовательских лабораториях, в учебных заведениях, -то ученики М. В. Шулейкина.

Наиболее талантливые из них стали теперь крупными радиоспециалистами. Они продолжают дело своего учителя, работая над развитием советского радио, которому Шулейкин посвятил всю свою жизнь.

Продолжение: Радио и наука в тесном содружестве.

Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.

0
955
Добавить комментарий