Vocea peste ocean
XX. AMPLIFIERI UNDERWATER
Aplicarea liniei subacvatice.
Amplificatorul de torpilă este scufundat în apă
acțiune dublă față într-un caz rigid
Dispozitivul de amplificare este alcătuit din mai multe tuburi de electroni conectate unele cu altele într-o anumită secvență. Acesta este proiectat pentru a amplifica (un milion de ori) un semnal slab de intrare și pentru a trimite acest semnal la următoarea secțiune a cablului coaxial. Amplificatorul trebuie să fie închis într-o carcasă absolut etanșă, capabilă să reziste la presiunea unei coloane de apă de câțiva kilometri înălțime. Această coajă este destul de masivă și grea. În același timp, amplificatoarele, gravate împreună cu cablul în timp ce se deplasează vasul, trebuie așezate în mod fiabil pe fundul mării.
Șaibă de ghidare pentru mașină de așezat cablu pentru pupa
amplificatoare superficiale britanice sunt închise în tub gros, rigid, în forma și mărimea seamănă cu o torpilă și nava trebuie să se oprească pentru a escamota o astfel de conductă peste bord și să-l pună pe fundul mării. Acest lucru nu este dificil la adâncimi mici, dar în ocean, oprirea vasului poate provoca răsucirea cablului.
Faptul că sârmă în spirală suprapuse, care formează armura cablului tinde să vă relaxați, în cazul în care lungimea cablului de, să zicem, patru sau cinci mii de metri și cântărind câteva tone atârnă liber sub navă. Atunci când nava se oprește, acest fenomen provoacă înfundarea firelor individuale de pe bobina armurii, formarea de noduri și, ca urmare, deteriorarea cablului. Un alt lucru, dacă vasul are un accident vascular cerebral, în acest caz pericolul răsucirii cablului este minim. Dar, așa cum am menționat deja, amplificatoarele grele nu pot fi așezate pe calea navei, ceea ce înseamnă că deteriorarea cablurilor este inevitabilă.
Pentru a evita acest pericol, inginerii Bell Labs au proiectat un amplificator flexibil, care nu diferă mult în formă de cablu și face parte integrantă din acesta. Zona în care este construit amplificatorul seamănă cu un imens constrictor de boa care a înghițit prada. Este foarte dificil să se plaseze echipamentele de amplificare electronică într-un tub cu un diametru de aproximativ 25 de milimetri, astfel încât să funcționeze în mod fiabil de zeci de ani la o profunzime mare. În plus, acest tub ar trebui să aibă capacitatea de a se îndoi în jurul tamburului, cu un diametru de puțin peste doi metri (mașină de așezat pe vasul cu cablu de scripeți cu diametrul de 210 centimetri). Mai jos vom vedea cum se face acest lucru. Un astfel de diametru mic al amplificatoarelor flexibile cu apă adâncă a fost rezultatul faptului că acestea au fost proiectate să transmită semnale într-o singură direcție. Echipamentul destinat amplificării semnalelor transmise în ambele direcții pur și simplu nu se potrivea într-un astfel de amplificator.
Spre deosebire de amplificatoarele americane, engleza efectuează semnale în ambele direcții. Mai mult, două seturi de amplificare paralelă sunt instalate în ele pentru a fi transmise atât de o parte, cât și de cealaltă parte, dintre care unul este un set de rezervă. Dacă una dintre ele nu reușește, linia va continua să funcționeze la fel de eficient.
Echipamentele electronice în amplificatoarele din limba engleză sunt mai moderne decât în cele americane. Inginerii "Bell Labs" au folosit deja tipurile de tuburi electronice testate, s-au dovedit de mai mulți ani. Ei au fost ghidați de următoarea regulă: dacă mergeți într-o călătorie și doriți să faceți fără accidente, comandați o mașină ca "Rolle Royce" în 1935; este mult mai sigur decât cea mai modernă mașină, deși nu depășește 30 de kilometri pe oră.
La capătul vestic, cablul ar trebui să meargă la țărm la Clarenville, la câțiva kilometri nord de locul unde se întâlnesc paisprezece cabluri telegrafice. Linia de transmisie din America în Europa va fi pusă pe primul loc. A doua linie va merge cu 30-35 kilometri spre nord, astfel încât dacă este necesar, ridicarea cablului la suprafață pentru a asigura siguranța primului.
Restul detaliilor tehnice au fost specificate la întâlnirile comune ale participanților la întreprindere. În ciuda numeroaselor probleme dificile (unele dintre care vom acoperi în capitolele XXI și XXII), un proiect tehnic în valoare de 14 milioane de lire sterline a fost finalizat în termen de trei ani, cu câteva luni înainte de termen.
Costurile totale au fost împărțite între Statele Unite, Anglia și Canada și a fost stipulat cine livrează echipamentele și, de asemenea, cantitatea de muncă care se încadrează în cota fiecărui participant. Probabil cel mai scump element de cost a fost furnizarea a 100 de amplificatoare de apă de la Western Electric Company. Producția lor a fost realizată de o fabrică specială din Hillside (New Jersey). Aproape toate cablurile (cu excepția celor 365 kilometri) au fost fabricate de compania Sabmarin Cablez Ltd la uzina din Erit, Kent.
Cablu de navigație "Monarch"; lungime 146 m, lățime 16,7 m;
pe nas sunt mașinile de scripete pentru ridicarea cablului de jos pentru reparare
Circuitul electric al amplificatorului este destul de simplu - este la fel ca într-un receptor radio de complexitate medie. Fiecare amplificator este alcătuit din trei tuburi electronice cu design foarte fiabil și de șaizeci de rezistențe, condensatoare și alte părți ale circuitului electric. Nu ar fi foarte greu să construim un amplificator care funcționează în condiții normale de mai mulți ani. Cu toate acestea, pentru amplificatoarele subacvatice, cerințele sunt în mod semnificativ sporite. Fiecare dintre ele este o legătură a unui lanț. Dacă aceasta nu reușește, sistemul în ansamblu va deveni inutilizabil. În ambele cabluri din secțiunea adâncă a liniei există doar trei sute șase aparate electronice și aproximativ șase mii de alte părți. Pentru ca sistemul să funcționeze în mod credibil timp de douăzeci de ani, este necesar să se arate cele mai înalte cerințe privind calitatea producției fiecărei părți. Din fericire, majoritatea pieselor electrice sunt aproape imposibil de purtat. Rezistența sau bobina de inductanță realizată corect este practic eternă.
Pentru ca semnalul, atunci când atenuarea, să nu dispară complet în 70 de kilometri de cablu, fiecare amplificator ar trebui să-l amplifice de cel puțin un milion de ori. Și din moment ce numai 50 de amplificatoare funcționează într-o singură direcție, atunci câștigul de-a lungul întregii linii ajunge la o cifră fantastică - un milion înmulțit de el însuși de cincizeci de ori, ceea ce înseamnă un număr exprimat de o unitate cu 306 de zerouri!
Să încercăm să ne imaginăm acest număr. Nu o poți numi astronomică. Nu există o asemenea magnitudine în astronomie. Numărul de boabe de nisip pe pământ? Acesta este un număr prea mic, nu merită comparat. Chiar dacă întreg pământul era făcut din granule de nisip, numărul lor era exprimat de un număr de aproximativ treizeci de zerouri. Numărul de electroni în spațiu? Da, acest număr este oarecum mai mare, dar suficient de optzeci de zerouri pentru ao scrie.
Pentru mai multe detalii despre sistemele electronice ale sistemului, vezi capitolul XXI, scris pentru cei care doresc să învețe mai multe despre această problemă. La fel, și mai mult, partea mecanică a amplificatoarelor este de interes. Cum se asamblează trei tuburi electronice și șaizeci de alte părți într-un tub îngust, care are și capacitatea de a se apleca peste o roată cu un diametru de aproximativ doi metri și rezistă la o presiune de aproape o jumătate de tonă pe centimetru pătrat?
parte amplificator mecanic este format din șaptesprezece tuburi scurte realizate din material plastic transparent, la fiecare 15 cm în lungime, în mod flexibil îmbinate unul cu altul, astfel încât puterea de ansamblu poate flex ca un tren de vagoane virajelor curba. Pentru a conferi rezistența necesară, întreaga serie de tuburi de plastic este protejată de două straturi de inele de oțel care se suprapun unul pe celălalt. Toate acestea sunt închise într-un tub de cupru lung, deasupra cărora se suprapune mai întâi o pernă de mai multe straturi de iută și apoi armă de fire de oțel. După ce amplificatorul este testat, lungimile scurte de cablu sunt înfășurate în el - ieșirile de ieșire se termină și, din nou, sunt rezervate împreună cu cablul. Amplificatorul, gata pentru așezare pe fundul mării, arată ca o îngroșare pe un cablu de 2,4 metri lungime și un diametru care se schimbă ușor de la 50 la 25 de milimetri *. * Mai exact de la 70 la 30 mm. Nimic nu spune că echipamentul în valoare de 20 000 de lire sterline este îngroșat. Acest cost ridicat se datorează selecției stricte a pieselor - mai puțin de 1% din probele produse îndeplinesc toate cerințele. O atenție deosebită este acordată ambalării și transportului amplificatoarelor gata realizate. În America, acestea au fost plasate fiecare într-un recipient separat, protejându-se de impacturi, iar recipientul a menținut o temperatură constantă. Apoi au fost livrați cu avionul în Anglia, au fost construiți în fabrică într-un cablu și după aceea au căzut împreună cu el pe tabla "Monarhului".
Pentru a produce un cablu, s-au făcut aceleași cerințe ridicate. Mai ales se referă la armură. Secțiunile cablului, îngropate adânc pe fundul mării, sunt mai puțin susceptibile de a fi deteriorate decât cele situate în apele superficiale din apropierea țărmurilor. Cablurile de coastă pot fi avariate de traulere, surf, ancore și chiar animale marine.
Cablul secțiunii de apă adâncă are un diametru exterior de aproximativ 30 milimetri și este alcătuit din zece straturi, numărând de la conductorul de cupru central până la capacul exterior din iută. Este interesant de notat faptul că cablul de adâncime are un apendice vestigială ca anexă într-un om complet inutil la adâncimi mai mari, iar restul perioadei inițiale de dezvoltare a tehnologiei de cablu. La începutul telegraf submarin, atunci când cablul este pus în principal în apele de mică adâncime și de multe ori în apele tropicale, unii dintre locuitorii spațiului oceanic savurat de izolație prin cablu și acest lucru de multe ori a dus la deteriorarea liniei *. Pentru a evita acest lucru, o bandă subțire de cupru a fost aplicată pe izolație cu o spirală. Acest lucru se întâmplă chiar și acum, deși este dificil să se presupună că la adâncimi mari ale oceanului există animale care pot mânca izolare. * Cablurile subacvatice cu probleme deosebite au fost livrate de moluștele marine "taredo", adesea numite măcinatoare marine. Situat între firele armurii, "taredo" pune testiculele, care produc o substanță chimică foarte puternică, care corodează armura de oțel. În aceste locuri sunt formate deschideri prin care crustaceele pentru a penetra stratul izolator și este perforată, astfel încât cablul pătrunde în apă și își pierde proprietățile izolatoare. Pe lângă faptul că cablul pentru a reduce pierderile de energie trebuie să fie realizat din materiale de înaltă calitate, se impun și cerințe înalte în ceea ce privește uniformitatea caracteristicilor sale pe întreaga lungime. Cea mai mică deviere a diametrului oricărui conductor de la valoarea nominală sau deplasarea conductorului interior în raport cu centrul cablului cauzează interferențe.
Încărcarea cablului transatlantic în rezervoarele "monarhului" direct din instalația situată pe malurile Tamisei.
Cablul este alimentat deasupra rezervorului cu ajutorul rolelor
O linie de cablu cu lungimea de aproximativ 100 de kilometri traversează Newfoundland pe uscat și trece de la Clarenville pe coasta de est până la Terranceville, pe coasta de vest. În această secțiune, cablurile trebuiau să fie așezate în teren greu accesibil prin grămezi de piatră, adesea la temperaturi scăzute. Și grupul de amortizare a terenurilor trebuie să fi fost gelos de echipa Monarch, care doar a urmărit gravarea cablului în ocean în timpul mișcării fără obstacole a navei peste Atlantic.
Pentru a finaliza acest capitol, să urmărim pentru curiozitate ce schimbă vocea umană, de exemplu, de la New York la Londra.
Undele sonore, excitate de laringele și corzile vocale ale difuzorului, produc vibrații ale membranei microfonului; acesta din urmă presează pe boabele de pulbere de cărbune, contactele dintre care devin mai mult sau mai puțin dense. Când trece prin pulberea de curent continuu, ca urmare a modificării presiunii, rezistența pulberii scade, apoi crește. În circuit apar oscilații ale curentului electric, corespunzătoare vibrațiilor membranei. În acest caz, vorbirea umană este transformată în oscilații electrice de aproximativ aceeași frecvență - de la 300 la 3000 hertzi.
Interesant, după 500 de kilometri, în Portland (Maine), undele electromagnetice ale cablului merg, de fapt, în aer, trecând încă într-o altă frecvență.
În această secțiune, adâncimea maximă a așezării cablurilor este de 360 de metri. Apoi semnalele la aceleași frecvențe sunt transmise la Clarenville, unde începe secțiunea transatlantică cu două cabluri a trunchiului. Peste 3600 de kilometri, uneori scufundând până la o adâncime de până la 4.200 de metri, semnalele se deplasează de-a lungul unuia dintre cablurile (la sud), așezate de-a lungul fundului Atlanticului. În acest fel semnalele sunt amplificate de cincizeci de ori, pentru a ajunge la malul opus fără pierderi.
La 90 de mile de țărmurile britanice, semnalele traversează zona rocilor subacvatice cunoscute sub denumirea de "Rockall Bank", după care o urmează mii de metri, iar apoi, din nou, ajungem adânc în podeaua oceanică. La 370 de kilometri de coasta scoțiană, apariția fundului mării începe, în primul rând ascuțită, apoi încet, iar în final, în micul oraș Oban, cablul ajunge la suprafață. Există 900 de kilometri înainte, dar dificultățile sunt deja în spatele nostru. Semnalele ulterioare trec printr-un cablu coaxial, fără nici o interferență la Glasgow și, în sfârșit, la Londra. Nu este nevoie să descriem transformarea lor în vorbire umană, deoarece toate acestea urmează ordinea inversă, până în momentul în care membrana vibrator reproduce vocea umană, cam la fel ca în timpul lui Graham Bell cu aproape nouăzeci de ani în urmă.
A fost nevoie de aproximativ două până la trei minute pentru a descrie calea pe care cuvântul uman transmis de la New York la Londra depășește. Pentru a transmite același cuvânt, este necesar în prezent nu mai mult de o zecime de secundă. Cât de departe a mers tehnica! La urma urmei, odată cu salutul celei mai britanice Regina Victoria, președintele american Buchanan a trecut șaisprezece ore.
D. Charlemart Arthur Clarke și cartea sa
Trimiteți-le prietenilor: