"Владимир Козьмич Зворыкин" - читать интересную книгу автора (Борисов Василий Петрович)

"Chap"[1] из России на фирме "Westinghouse"

Первой новостью, которую узнал Зворыкин по прибытии в Америку, стало известие о том, что правительство Колчака пало. Контракт, а с ним и все обязательства командированного теряли свою силу. Теперь Зворыкин получал полную свободу действий, лишившись, однако, постоянного источника дохода.

Было бы наивным полагать, что Америка ждала с распростертыми объятиями эмигранта из России, ничем особенно себя не проявившего, не имевшего рекомендаций и к тому же практически не владевшего английским языком. Неоценимую помощь в обустройстве на новом месте оказал соотечественнику русский посол в США Б.А. Бахметьев. Временное правительство в России давно ликвидировано, однако Соединенные Штаты не торопятся признавать правительство большевиков. По-прежнему бывший профессор Санкт- Петербургского политехнического института Б.А. Бахметьев руководит деятельностью посольства России в США, информационного бюро и Закупочной комиссии.

Войдя в положение выпускника Санкт-Петербургского технологического института, Б.А. Бахметьев определяет его в штат Закупочной комиссии, размещающейся в Нью-Йорке. В функции новоиспеченного эмигранта входит выполнение с помощью арифмометра расчетов бухгалтерского характера.

Решив таким образом проблему, связанную с "хлебом насущным", Владимир Козьмич возвращается к мысли о радиоэлектронике. Коллеги по работе помогают найти хорошие курсы английского языка, и теперь Зворыкин начинает день с заучивания новых иностранных слов и выражений. Одновременно оператор механических счетных машин рассылает десятки писем в различные фирмы с предложением своих услуг в качестве специалиста по радиоэлектронике.

Сотрудники российского посольства помогли решить еще одну проблему, волновавшую Владимира Козьмича. Спустя несколько месяцев после приезда Зворыкина в Нью-Йорк, по дипломатическим каналам удалось узнать берлинский адрес его супруги Татьяны Васильевой. После короткой переписки выяснилось, что Татьяна будет счастлива снова жить вместе с ним и готова переехать из Германии в Америку. Зворыкину пришлось занять сумму, необходимую для переезда жены, и скоро восстановленная семья обустроилась в уютной нью-йорской квартире.

Между тем на одно из писем, разосланных Владимиром Козьмичем, пришел положительный ответ. Фирма "Westinghouse Electric and Manufacturing Co." предлагала мистеру Зворыкину прибыть в Питтсбург для собеседования о возможной работе в исследовательской лаборатории.

Полный радужных надежд, Владимир Козьмич едет в Питтсбург. Вид просторных помещений лаборатории с испытательными стендами, голубоватым мерцанием экранов осциллографов и красными пятнышками накаленных катодов вызывает такие чувства, что Зворыкин готов согласиться на любые условия, лишь бы стать членом этого коллектива. Неважное знание английского языка не помешало русскому инженеру показать во время собеседования обширные знания в области радиоэлектроники. Подписав соглашение о работе в исследовательской лаборатории, Владимир Козьмич возвращается в Нью-Йорк как на крыльях. Предложенный ему оклад почти вдвое меньше того, что он получал в Закупочной комиссии. Но и это его не смущает.

Татьяна ждет ребенка, поэтому переезд на новое место пришлось ненадолго задержать. Наконец, в 1920 г. после рождения дочери Нины семья переезжает в Питтсбург.

Первой работой для Зворыкина стало совершенствование технологии изготовления приемно-усилительных ламп, используемых в радиоприемниках фирмы "Westinghouse". Характеристики лампы в значительной степени определяются эмиссионными свойствами катода; новый сотрудник внес большой вклад в разработку технологии нанесения бариевого покрытия на платиновую основу катода. Не удовлетворившись результатами, полученными в опытах, Зворыкин изготовил полуавтомат, обеспечивающий более стабильное получение катодов с требуемыми параметрами. Стремясь более тщательно изучить влияние различных факторов на исследуемые процессы, Владимир Козьмич допоздна засиживался около установки, иногда оставаясь в лаборатории на ночь.

При приеме на работу Зворыкину было обещано, что при положительных результатах в работе его зарплата через год будет увеличена. Понимая, что за этот год он внес большой вклад в деятельность лаборатории, Зворыкин не сомневался в получении прибавки. Однако его ждало большое разочарование: как и другие сотрудники фирмы, он получил уведомление, что в связи с финансовыми трудностями компании его зарплата сокращается на 10%.

Год работы в лаборатории "Westinghouse Electric and Manufacturing Co." придал эмигранту из России уверенность в своих силах. Считая отношение к его труду несправедливым, он решает искать другую работу по объявлениям в газетах. Его внимание привлекает объявление фирмы из Канзас-Сити, которой требуется исследователь, знакомый с высокочастотной техникой. На этот раз соглашение с работодателями, гарантирующее более высокий заработок, было достигнуто по переписке. Распрощавшись с "Westinghouse", Зворыкин покидает Питтсбург.

Новая работа не имела ничего общего с тем, что приходилось делать Владимиру Козьмичу раньше. Человек, пригласивший Зворыкина, хотел экспериментально проверить, насколько ускоряется процесс крекинга нефти под воздействием токов высокой частоты. Зворыкин не был знаком с процессом обработки нефти и не занимался высокочастотной техникой в таком приложении. Тем не менее, спустя несколько месяцев, ему удалось собрать требуемую установку и провести серию экспериментов согласно техническому заданию.

Результаты, полученные Зворыкиным, обескуражили его работодателя. Оказалось, что под действием токов высокой частоты крекинг нефти не только не ускоряется, но даже несколько замедляется. Планы владельца фирмы продать "know-how" одной из нефтяных компаний рухнули. Созданная лаборатория была закрыта; заплатив Зворыкину за выполненную работу, от его дальнейших услуг отказались.

Владимир Козьмич заранее позаботился о последствиях. Шел 1922 год, Америка переживала бум увлечения радиотехникой. В своей канзасской квартире Зворыкин устроил мастерскую по сборке портативных радиоприемников. По заказу клиентов изобретательный русский изготавливал радиоаппаратуру, которую можно было встраивать в мебель, соединять с часовым механизмом и т.п. Заказов было неожиданно много, и Зворыкин впервые ощутил себя удачливым бизнесменом. Доходы позволили ему купить хотя и не новый, но вполне приличный автомобиль, на котором он выезжал к заказчикам, а по выходным дням вывозил семью на природу.

В сотрудничестве с одним из канзасских предпринимателей, Зворыкин задумал еще более грандиозный проект: оснащение радиоприемниками автомобилей заказчиков. К сожалению, этот проект пришлось остановить на стадии рекламирования: полиция Канзаса посчитала, что прослушивание радио будет отвлекать водителей от управления транспортом.

Тем временем в исследовательской лаборатории фирмы "Westinghouse" произошли изменения. Новым директором лаборатории становится мистер С. Кинтнер, который помнит Зворыкина по прежней работе на фирме и предлагает вернуться в знакомый ему коллектив на более выгодных условиях. Оговорив заранее уровень зарплаты и срок найма, Владимир Козьмич возвращается в 1923 г. в Питтсбург на фирму "Westinghouse".

С женой Татьяной и дочерью Ниной. 1921 г.

На этот раз директор лаборатории любезно осведомляется, по какой тематике Зворыкин хотел бы вести исследование. Разумеется, в ответ молодой ученый излагает давно вынашиваемые им идеи электронного телевидения. Получив согласие на проведение такого исследования, Владимир Козьмич с головой погружается в работу. Через несколько месяцев, работая практически в одиночку, он собирает телевизионную установку, являющуюся полностью электронной, и в декабре 1923 г. подает заявку на изобретение телевизионной системы нового типа [9].

Внутри передающей ТВ трубки, описанной Зворыкиным, имеется пластина, состоящая из слоев металлического алюминия, оксида алюминия и фоточувствительного материала. Алюминиевые слои должны быть при этом тонкими настолько, чтобы сканирующий электронный луч мог проникать сквозь них, достигая фоточувствительного слоя. Последний слой представляет собой фоточувствительную мозаику, состоящую из мелких изолированных глобул щелочного металла, например гидрата калия. Следует заметить, что в ряде статей, в частности известного историка телевидения А. Абрамсона, ошибочно утверждается, что описание мозаики из глобул появилось в более поздней заявке Зворыкина от 25 ноября 1925 г. [10].

Первая страница патентного описания телевизионной системы В.К. Зворыкина 1923 года

Видимое изображение проецировалось на мозаику через сетку, являющуюся коллектором. Каждый фотоэлемент мозаики получает при этом электрический заряд, пропорциональный освещенности данного участка картинки. Под воздействием электронного луча, сканирующего пластину с обратной стороны, заряд превращается в ток сигнала.

Подробное описание телевизионной системы, содержащееся в заявке 1923 г., свидетельствует о том, как Зворыкин основательно продумал принципы действия системы. По существу, предложенная в заявке схема оставалась основополагающей в его работе вплоть до 1930 г. Тем не менее первую его заявку на изобретение системы электронного ТВ ожидала трудная судьба. В течение многих лет Патентное ведомство США отказывало изобретателю в выдаче патента, ссылаясь на то, что изготовить фоточувствительную пластину такого рода практически невозможно. В конце концов, Зворыкину пришлось добиваться положительного решения вопроса через суд. Патент ему выдали лишь спустя 15 (!) лет после подачи заявки - 20 декабря 1938 г., когда многие жители Нью-Йорка уже имели дома телевизионные приемники с кинескопом Зворыкина.

Первая заявка 1923 г. фиксировала определенный рубеж, достигнутый изобретателем в работе над электронным ТВ. Однако руководству компании "Westinghouse" нужно было предъявить не патентное описание, не чертежи со схемами, а действующий образец передающей и приемной аппаратуры, способный убедить людей бизнеса в осуществимости электронного способа телевизионного вещания.

На решение этой задачи была направлена деятельность Зворыкина в 1924-1925 гг. В качестве приемного устройства он использовал электронно-лучевую трубку от осциллографа, выпускаемого фирмой "Western Electric". Усовершенствования, которые он сделал в этой трубке, пока еще не были кардинальными. Вакуумный кинескоп Зворыкина, принесший ему известность во всем мире, появится лишь спустя четыре года.

Много проблем было связано с созданием передающего устройства. Зворыкин задался целью продемонстрировать полностью электронный способ передачи изображения, исключив систему механической развертки и связанные с ней элементы. В передающей трубке, как и описано в заявке 1923 г., электронный луч сканировал алюминиевую пластину, на обратной стороне которой имелись слои изолирующего и фоточувствительного материалов. Проникая сквозь пластину, электроны луча поочередно "закорачивали" фоточувствительные элементы мозаики на алюминиевый слой. В результате этого возникал импульс тока, пропорциональный освещенности данного участка фоточувствительного слоя. Получаемая таким образом последовательность электрических сигналов несла информацию об изображении, спроецированном в данный момент на фотомозаичную мишень.

Схема телевизионной системы В.К. Зворыкина по патентной заявке 1923 года

О высоком качестве изображения, воспроизводимого приемной трубкой, говорить, конечно, не приходилось. Зворыкин понимал, что для настоящего успеха необходима большая работа по решению технологических и радиотехнических проблем. Но ведь собранная им установка лишь макетный образец, цель которого - продемонстрировать принципиальную осуществимость электронного телевидения. От этого образца нужно переходить к опытно-конструкторской разработке, поручив квалифицированным специалистам заниматься решением всего комплекса взаимосвязанных проблем.

Такие доводы изобретатель держал в голове, готовясь к показу своего детища руководству фирмы "Westinghouse". Большинство американских авторов, пишущих об истории телевидения, сходятся на том, что такой показ состоялся в 1925 г. [10].

На демонстрацию первой установки электронного телевидения вместе с д-ром Кинтнером пришли Генеральный директор компании "Westinghouse" Дэвис и заведующий патентным отделом Шерер. Вводная лекция Зворыкина и демонстрация на флюоресцирующем экране расплывчатого изображения не произвели должного впечатления на главного босса компании. Задав несколько общих вопросов, м-р Дэвис удалился в сопровождении своей свиты. Как рассказал Кинтнер Зворыкину позже, резюме Дэвиса было следующим: «Пусть этот "chap" из России займется чем-нибудь более полезным для фирмы». Пережив огорчение от постигшей неудачи, Владимир Козьмич вместе с Кинтнером принялся за выбор "более полезного" направления в дальнейшей деятельности. Решили, что работа над фотоэлементами и системой звукозаписи для кино даст возможность не уходить далеко от проблем совершенствования системы телевидения. Одновременно Зворыкин уже обдумывал способ передачи цветного изображения и вскоре после неудачной демонстрации первой установки подал заявку на изобретение системы цветного телевидения [11].

По принципу действия передающая трубка в этой системе была такой же, как в заявке 1923 г. Разделение цветов обеспечивалось сеточными фильтрами, установленными как на передающей, так и на приемной сторонах. Светофильтры состояли из элементов трех типов, пропускавших соответственно красные, зеленые и синие световые лучи. Полученный Зворыкиным в 1928 г. патент зафиксировал изобретение цветной системы телевидения, имевшей по современной терминологии однотрубочную передающую камеру и однолучевую трехцветную приемную трубку.

Исследования, проведенные Зворыкиным в "Westinghouse", свидетельствовали о высокой квалификации ученого. Пора было подумать о получении ученой степени доктора философии (Ph.D)[2]. Согласившись с коллегами, что это принесет пользу в дальнейшей работе, Зворыкин посещает специальные курсы на физическом факультете Питтсбургского университета. Кроме того, по его просьбе П. Ланжевен присылает отзыв об исследовательской работе Зворыкина в College de France.

В 1926 г. по результатам исследований в College de France и "Westinghouse" Питтсбургский университет присваивает Зворыкину ученую степень доктора философии.

Жизнь в Питтсбурге входила в налаженное русло. В 1927 г. у Зворыкиных родилась вторая дочь - Елена. Родители уже могли себе позволить нанять женщину для ухода за дочерью. К тому времени Зворыкин приобрел собственный дом на окраине Питтсбурга и новый автомобиль. На коктейль в новый дом нередко заезжали знакомые. Хорошими друзьями Зворыкина стали работавшие на этой фирме старый знакомый по Петербургу И.Э. Муромцев и американский физик Дж. Слепян. Нередко встречался Зворыкин и с получившим широкую известность ученым в области прикладной механики С.П. Тимошенко.

Считая работу над фотоэлементами для себя недостаточно интересной, Зворыкин тем не менее достиг в этой области значительных успехов. В 1925 г. он разрабатывает прибор, совмещающий фотоэлемент и усилитель [12]. Двумя годами позже он создает новую систему звукозаписи с применением фотоэлементов [13]. Используя в качестве фоточувствительного материала комбинацию цезия и магния, изобретатель в дальнейшем достигает рекордной чувствительности ячеек, реагирующих на свет (порядка 25 мА/лм для газонаполненных приборов и 2 мА/лм - в вакууме).

Эта работа Зворыкина совпала с начавшимся широким применением фотоэлементов в офисах и магазинах - для охранной сигнализации, открывания дверей и т.п.

О работах, ведущихся на "Westinghouse", сообщали почти все газеты Питтсбурга. Написали и о Зворыкине, поместив портрет замечательного специалиста, работающего в их городе. Для Владимира Козьмича такая популярность была полной неожиданностью. Позже он писал, что, получив известность, испытывал некоторую неловкость перед коллегами.

Занимаясь плановыми темами по фоточувствительным приборам и технике звукозаписи, Зворыкин не прекращал работу по совершенствованию элементов телевизионной системы. "К тому времени, - вспоминал изобретатель, - я понял, что работу над идеей, способной привести к коммерческому успеху, нужно камуфлировать до тех пор, пока возможность получения прибыли не станет очевидной для людей бизнеса. Ваша собственная убежденность не играет большой роли" [4].

Летом 1928 г. Зворыкин совершил поездку по Европе, посетив Германию, Венгрию, Бельгию, Францию и Англию. Радостной была встреча, спустя полтора десятилетия, с Полем Ланжевеном. Русского американца, неплохо говорящего и по-французски, приняла в своей лаборатории Мария Кюри.

Главным результатом поездки стал вывод о продолжающемся развитии ТВ с механической разверткой изображения и расширяющейся исследовательской работе в области электронного телевидения.

Джон Бэйрд организовал в Англии акционерное общество по производству передатчиков и приемников для систем механического телевидения. Радиостанция вблизи Лондона начала опытные телевизионные передачи с механической 30-строчной разверткой. Изображение, несмотря на плохую четкость, передавалось в другие города Англии - Глазго, Лидс и даже за океан - в г. Хартсдейл, шт. Нью-Йорк.

Хорошо знакомый Зворыкину по прежней работе в College de France Фернан Гольвек вместе с Эдуардом Беленом активно работали над полностью электронной системой телевидения. Кроме них во Франции разработкой ТВ установок занимались Александр Довийе в лаборатории де Бройля и Жорж Валенси в исследовательском центре Почтового ведомства. Интересную разработку трубки с фоточувствительной мишенью осуществил Кальман Тиханьи в Венгрии. Системой телевидения с механической разверткой активно занимался другой венгерский инженер - Денис Михали, работавший в Германии, где система ТВ механического типа была сделана также Августом Каролюсом. Конкуренты в создании ТВ систем были у Зворыкина и в Америке. Чарльз Дженкинс работал в данной области уже несколько лет; в мае 1928 г. он демонстрировал передачу движущегося изображения на волне длиной 300 м. Под руководством Эрнста Александерсона компанией "General Electric" была создана комбинированная система телевизионного вещания, осуществлявшая ежедневные передачи из центра в Скенектади.

Осуществив еще в 1925 г. систему электронной передачи телевизионного изображения, Зворыкин, по существу, стал лидером начавшегося соревнования. Чтобы закрепить лидерство, требовалось представить действующий образец установки, способный стать основой для массового телевещания. Руководство "Westinghouse", к сожалению, не оказало активной поддержки своему сотруднику.

Присвоенная недавно ученая степень, а также регулярные (начиная с 1926 г.) публикации научных статьей, оформленные патенты на изобретения значительно укрепили авторитет Зворыкина на "Westinghouse". Теперь он получил право самостоятельно выбирать тематику исследований и разработок, привлекать к участию в них других специалистов из состава лаборатории.

Вернувшись в сентябре 1928 г. из поездки по Европе, Зворыкин начинает формировать группу для разработки принципиально новой приемной электронно-лучевой трубки. Работа над созданием кинескопа началась в ноябре 1928 г. и продолжалась около года.

Кинескоп В.К. Зворыкина по патентной заявке 1929 года

В отличие от применявшихся ранее низковакуумных приборов, начало которым дала осциллографическая трубка Брауна, внутри кинескопа Зворыкина обеспечивался высокий вакуум. Источником электронов служил катод косвенного накала. Потенциал первого и второго анодов был рассчитан таким образом, чтобы создать острофокусированное пятно от электронного луча на флюоресцирующем экране. По существу, Зворыкин первым применил методы электронной оптики для приемных ТВ трубок. Был разработан также способ развертки луча, обеспечивающий равномерную яркость свечения экрана [14]. В качестве флюоресцирующего покрытия экрана был использован минерал виллемит. После завершения работы над трубкой изобретатель, проведя несколько дней в библиотеке, дал ей название "кинескоп" (от греческих слов xiveo - двигать и охеятоцса - смотреть).

Создание кинескопа явилось примером блестящей разработки, когда группа квалифицированных специалистов воплощает в реальность глубокие идеи своего лидера.

Такой же творческий штурм был необходим для решения технологических проблем, связанных с получением требуемой фоточувствительной мишени, радиотехнических вопросов преобразования и передачи электрических сигналов и т.д. От экспериментов пора было переходить к опытно-промышленному производству, но для этого требовались капиталовложения, нужен был представитель крупного бизнеса, способный поверить в будущее новой разработки.