Хорошо, что я вспомнил еще про одну штуку — турбомолекулярный насос. Устройство его довольно просто, это всего лишь высокооборотный вентилятор с несколькими крыльчатками. Нужно только обеспечить очень большую скорость вращения и хорошо отбалансировать всю систему.
Сконструировать высокооборотный электродвигатель удалось довольно просто. Сначала сконструировали умформер[29], с плавной регулировкой скорости вращения, обеспечивающий переменный ток частотой до двух тысяч герц. Потом сделали асинхронный двигатель, хотя с ним пришлось повозиться. На скоростях вращения в несколько десятков тысяч оборотов в минуту требования к качеству изготовления подшипников резко возрастают. Так что мы намучились с полировкой трущихся пар «бронза-сталь», пока не получили приемлемый результат. Трудность усугублялась еще и тем, что в условиях откачки никакие смазки недопустимы, любое имеющееся у нас масло там испарится и испортит вакуум. Первый двигатель разрушился после нескольких минут работы на полной скорости, второй продержался чуть дольше. Только с четвертого или пятого захода удалось найти решение, и моторчики заработали как надо.
А вот турбинки доставили нам значительно больше проблем. На таких скоростях для них в двадцатом веке обычно использовали легкие алюминиевые сплавы. Единственная их разновидность, которой мы располагали, — панели обшивки с того же «Дугласа».
Промучились с ними довольно долго, пока сумели сделать работоспособную крыльчатку на бронзовой втулке. Трудно сосчитать, сколько вентиляторов было разорвано центробежной силой. Особенно мне запомнилась бронзовая лопасть, врубившаяся в балку на половину своей длины. Хорошо, мы сразу позаботились о дополнительном щите, отгораживающем испытательный стенд от экспериментаторов. Однако подобрать форму и толщину крыльчаток удалось. Ну, а выточить наружный корпус из той же бронзы было, по сравнению со всем прочим, уже не проблемой. Для уплотнения крышек и других соединений использовали герметик на основе сургуча.
Но мало получить вакуум, его надо еще и измерить. Если разрежение невелико, то можно обойтись сравнительно простыми средствами, а вот когда давление опустилось до очень малых величин, задача становится совсем не тривиальной. Первым нашим вакуумметром стал огромный U-образный дифференциальный манометр, высотой три метра, а именно столько было до потолка лаборатории. С его помощью удавалось измерить разрежение до одного торра, но это был даже не форвакуум[30], да и насос позволял откачать воздух значительно сильнее. Однако тут нам пришла на помощь метрологическая лаборатория, возглавляемая Толей Логиновым. Им удалось, наконец, наладить выпуск электроизмерительных стрелочных приборов.
Конечно, первые гальванометры имели электромагнитную схему и весьма примитивную, громоздкую конструкцию. Корпус прибора представлял собой деревянный ящик полметра на полметра и высотой сантиметров двадцать, закрытый сверху стеклом. Вся механика была выполнена из вездесущей бронзы. В качестве стрелки использовался высушенный стебель какой-то специально подобранной травы. Для градуировки шкалы наши метрологи использовали сохранившиеся со времен переноса пару китайских мультиметров и старый советский тестер ТТ-3. К прибору прилагался набор добавочных сопротивлений и шунтов, причем к каждому экземпляру он подбирался индивидуально. Именно подобно такому прибору и был построен второй вакуумметр, на основе тщательно рассчитанного платинового термометра сопротивления. После градуировки он позволил измерять давление до одной тысячной торра. Это уже было за пределами возможностей механической откачки, которая давала чуть меньше одной сотой. Но к этому времени был готов и турбомолекулярный насос.
Измерение вакуума высоких степеней пришлось отложить, пока команда Логинова вместе со стеклодувами не сделали нам ионизационную лампу. Именно с ее помощью мы смогли уверенно заявить о достижении минус четвертой степени откачки. Конечно, наш насос позволял откачать и сильнее, но вакуумметр был проградуирован с экстраполяцией на три порядка, что вносило слишком большую погрешность. Так что к осени 1797 года у нас появился вакуумный пост, занимавший целую комнату будущего лампового цеха.
Собственно, пробные лампы мы сделали чуть раньше, еще с применением только механического насоса. Пришлось повозиться с процессом так называемой электрооткачки — «выжигания» остатка воздуха на нагретой до высокой температуры нити. Сначала результаты были так себе. Первая лампа годилась только для выполнения лабораторной работы под названием «Снятие вольт-амперной характеристики вакуумного диода». Причем один раз, после чего она вышла из строя.
Следующие несколько штук также отличались очень коротким сроком службы, от нескольких минут до получаса. Причина быстрого выхода из строя была в разности теплового расширения стекла и выводов, которые в него запаивались. В результате образовывались микротрещины, через которые в лампу потихоньку натекал воздух, после чего нить резко перегорала. Однако и это удалось победить, подобрав подходящий сплав для электродов. Попутно отрабатывалась и сама конструкция ламп, поскольку приоритетной целью было создание автономной аппаратуры коротковолновой радиосвязи для наших агентов за пределами Калифорнии. А это накладывало ограничения на напряжение питания ламп, как накальное, так и анодное.
Таким образом, к концу 1797 года мы начали выпускать радиолампы нескольких видов: довольно простые стержневые триоды для низких и высоких частот, а также детекторный диод. Лампы имели вполне приличный срок службы — не менее пятидесяти часов, и конструкцию, позволяющую достаточно простую замену. Напряжение накала составляло порядка двух вольт, а анода не менее тридцати, что было уже приемлемо.
Кроме ламп, пришлось разрабатывать технологию изготовления и других необходимых радиодеталей — конденсаторов и резисторов. Первые делались из тонкой медной фольги, два слоя которой прокладывались тонкой промасленной бумагой и скручивались в трубочку, после чего заливались сургучом. Вторые получались из специально выточенных угольных стержней.
Химики тоже были крепко озадачены созданием батареек для мобильных радиопередатчиков. Если накальные элементы с напряжением вольт с четвертью получились достаточно просто, по угольно-цинковой схеме, то анодные батареи доставили немало хлопот. Требовалось все-таки соблюсти хоть какие-нибудь требования в плане компактности, а то получалась батарейка больше передатчика.
