В зарубежной практике были сделаны попытки использовать принцип телеграфа. Водолаз посылал снизу серию сигналов, состоящих из длинных и коротких нажатий на кнопку (тире и точки), а на поверхности это сообщение записывалось в виде телеграммы на бумажную ленту и расшифровывалось.
Как звонковый, так и записывающий телеграф имели ряд существенных недостатков. Во-первых, это была односторонняя связь - от водолаза на поверхность. Во-вторых, передать сколько-нибудь сложную информацию таким образом можно было только при полном отвлечении водолаза от работы и при знании им азбуки Морзе. В противном случае весь обмен информацией сводился к нескольким обусловленным ранее командам типа «Больше воздуха» или «Поднимайте, мне плохо» и т. п. И в-третьих, при потере сознания водолаз, естественно, не мог подать никаких сигналов.
Опыты с водолазным телеграфом были непродолжительными, так как быстрое развитие телефонной связи позволило создать вполне работоспособные образцы водолазных телефонных станций, и надобность в телеграфе отпала сама собой.
Попытки создать водолазную телефонную связь предпринимались с момента изобретения телефона как такового. Внедрение в российскую водолазную практику телефонной связи началось с импорта в Россию зарубежных телефонных станций. В Россию хлынула волна работоспособных, полуработоспособных и неработоспособных проектов и прототипов водолазных телефонных станций, однако лишь с созданием Кронштадтской водолазной школы появилось нечто вроде сертификационного центра, способного дать объективную оценку предлагаемых систем и проектов.
Весьма подробный анализ зарубежных телефонных станций приведен в отчетах Кронштадтской водолазной школы, и в последующем изложении мы будем опираться в основном на эти материалы.
В конце XIX в. через руки водолазных специалистов России прошло несколько образцов водолазных телефонных станций. Это были: телефоны Вредена (установленный в снаряжении Зибе-Гормана) и французские Societe anonyme des specialites mecaniques (в составе поставляемого Денейрузом снаряжения), английские Зибе-Гормана двух типов - ранняя и более поздняя (образца 1901 г.) и шведская Эриксона (использовавшаяся при работе шведских водолазов на затонувшем броненосце «Гангут»).
Эти станции были тщательно испытаны специалистами Кронштадтской школы, которые, как мы уже говорили, особого почтения перед зарубежной техникой не имели. Примером подобной оценки могут быть сравнительные испытания телефонных станций Вредена и мичмана Колбасьева, проведенные в 1890 г.
Первый цикл испытаний конкурирующих телефонов был проведен на Неве, в присутствии специальной комиссии, и результаты его оказались не в пользу телефонной станции Кронштадтской водолазной школы. Доктор Вреден, разработчик одной из двух испытываемых станций, подошел к испытаниям весьма серьезно: за два дня до срока он смонтировал телефонную гарнитуру в водолазном шлеме, тщательно проверил оборудование и обучил работе с телефонной аппаратурой водолаза-испытателя. Разработчик телефона Водолазной школы мичман Колбасьев, напротив, приехал на испытания прямо с учебного полигона Школы в Биерке, привезенная им телефонная станция не была подготовленной к испытаниям, а провода оказались перебитыми.
Принимая все это во внимание, а также и то, что глубина, на которой проводились испытания, была менее 5 м, а условия спусков и расположения телефонов на поверхности отличались от условий практических водолазных спусков, комиссия постановила продолжить испытания в течение всего летнего сезона в процессе практических спусков водолазов. Второй цикл испытаний был разделен на два этапа.
Первый этап - подготовка и проведение наземных испытаний.
Второй этап - сравнительная оценка телефонных станций при проведении практических спусков водолазов под воду и выполнении на грунте различных работ. Спуски должны были проводиться, начиная с глубины около 5 м и далее на глубинах 9, 12, 16, 20 и 24 м.
На первом этапе сравнивались громкость и четкость передачи речи на различные расстояния и в различных условиях. Испытания второго этапа были более сложными. Во-первых, оба участвующих в испытаниях водолаза должны были быть специально обучены работе с телефонами и Вредена, и Колбасьева.
Во-вторых, в каждый телефон между водолазной гарнитурой и гарнитурой оператора на поверхности включался контрольный телефон, с помощью которого представитель комиссии контролировал все переговоры водолаза и обеспечения. Спускаться должны были одновременно два водолаза: один с телефонами мичмана Колбасьева, и другой с телефонами доктора Вредена. Через 10-15 минут водолазы выходили на поверхность, и под воду шла новая пара. Всего же в испытаниях участвовало пять пар водолазов. На следующий день спуски повторялись с теми же водолазами, но идущими под воду в обратном порядке. В процессе спусков водолазы выполняли практические работы на грунте. Спуски должны были производиться и в сухую погоду, и в дождь.
К сожалению, по полной программе испытания провести не удалось, так как доктор Вреден не сумел подготовить свой телефон для практических спусков, в частности, он не предоставил для испытаний линию связи необходимой длины, которая представляла собой проводники, пропущенные внутри воздушного шлага, и не явился на испытания.
Лишь в августе 1891 г. офицеры Школы провели несколько спусков с телефоном Вредена и в его присутствии. Спуски были неудачными по нескольким причинам. Во-первых, оборвались проводники, пропущенные внутри воздушного шланга, и срастить их оказалось крайне сложно. Во-вторых, микрофон, вероятно после тряской дороги, «барахлил».
В-третьих, спускавшиеся под воду офицеры Школы единогласно жаловались на неудобство головной повязки, которую водолаз надевал на голову и на которую крепилась телефонно-микрофонная гарнитура, хотя никто из водолазов не находился под водой дольше 15 минут. И наконец, шлем снаряжения Зибе-Гормана оказался маловат для размещения в нем аппаратуры погружной части телефонной станции, и она оказалась небезопасной для головы водолаза при выбрасывании его со дна и при других случайных рывках и сотрясениях. Тем не менее в результате опытов с водолазными телефонами удалось сформулировать требования к водолазной телефонной аппаратуре с учетом специфики ее использования, а именно:
1) возможность ясно слышать звуки, исходящие из сгущенной атмосферы шлема, где много посторонних шумов;
2) практической, несложной конструкции, так как они предназначаются в рабочие руки водолазов, с которыми в исключительных и редких случаях может быть доктор или офицер, даже на военных суднах - только на 1-м ранге; а всюду, где сотнями работа
ют водолазы, они предоставлены самим себе, и главная забота должна быть именно об них;
3) Надо преодолеть трудности физиологических изменений, совершающихся в человеческом организме в сжатой атмосфере, как, например, заметное притупление слуха, а при достижении 4-атмосферного давления теряется способность издавать верхние звуки и свистать...»
В конце XIX в. через руки водолазных специалистов России прошло несколько образцов водолазных телефонных станций. Это были: телефоны Вредена (установленный в снаряжении Зибе-Гормана) и французские Societe anonyme des specialites mecaniques (в составе поставляемого Денейрузом снаряжения), английские Зибе-Гормана двух типов - ранняя и более поздняя (образца 1901 г.) и шведская Эриксона (использовавшаяся при работе шведских водолазов на затонувшем броненосце «Гангут»).
Эти станции были тщательно испытаны специалистами Кронштадтской школы, которые, как мы уже говорили, особого почтения перед зарубежной техникой не имели. Примером подобной оценки могут быть сравнительные испытания телефонных станций Вредена и мичмана Колбасьева, проведенные в 1890 г.
Первый цикл испытаний конкурирующих телефонов был проведен на Неве, в присутствии специальной комиссии, и результаты его оказались не в пользу телефонной станции Кронштадтской водолазной школы. Доктор Вреден, разработчик одной из двух испытываемых станций, подошел к испытаниям весьма серьезно: за два дня до срока он смонтировал телефонную гарнитуру в водолазном шлеме, тщательно проверил оборудование и обучил работе с телефонной аппаратурой водолаза-испытателя. Разработчик телефона Водолазной школы мичман Колбасьев, напротив, приехал на испытания прямо с учебного полигона Школы в Биерке, привезенная им телефонная станция не была подготовленной к испытаниям, а провода оказались перебитыми.
Принимая все это во внимание, а также и то, что глубина, на которой проводились испытания, была менее 5 м, а условия спусков и расположения телефонов на поверхности отличались от условий практических водолазных спусков, комиссия постановила продолжить испытания в течение всего летнего сезона в процессе практических спусков водолазов. Второй цикл испытаний был разделен на два этапа.
Первый этап - подготовка и проведение наземных испытаний.
Второй этап - сравнительная оценка телефонных станций при проведении практических спусков водолазов под воду и выполнении на грунте различных работ. Спуски должны были проводиться, начиная с глубины около 5 м и далее на глубинах 9, 12, 16, 20 и 24 м.
На первом этапе сравнивались громкость и четкость передачи речи на различные расстояния и в различных условиях. Испытания второго этапа были более сложными. Во-первых, оба участвующих в испытаниях водолаза должны были быть специально обучены работе с телефонами и Вредена, и Колбасьева.
Во-вторых, в каждый телефон между водолазной гарнитурой и гарнитурой оператора на поверхности включался контрольный телефон, с помощью которого представитель комиссии контролировал все переговоры водолаза и обеспечения. Спускаться должны были одновременно два водолаза: один с телефонами мичмана Колбасьева, и другой с телефонами доктора Вредена. Через 10-15 минут водолазы выходили на поверхность, и под воду шла новая пара. Всего же в испытаниях участвовало пять пар водолазов. На следующий день спуски повторялись с теми же водолазами, но идущими под воду в обратном порядке. В процессе спусков водолазы выполняли практические работы на грунте. Спуски должны были производиться и в сухую погоду, и в дождь.
К сожалению, по полной программе испытания провести не удалось, так как доктор Вреден не сумел подготовить свой телефон для практических спусков, в частности, он не предоставил для испытаний линию связи необходимой длины, которая представляла собой проводники, пропущенные внутри воздушного шлага, и не явился на испытания.
Лишь в августе 1891 г. офицеры Школы провели несколько спусков с телефоном Вредена и в его присутствии. Спуски были неудачными по нескольким причинам. Во-первых, оборвались проводники, пропущенные внутри воздушного шланга, и срастить их оказалось крайне сложно. Во-вторых, микрофон, вероятно после тряской дороги, «барахлил».
В-третьих, спускавшиеся под воду офицеры Школы единогласно жаловались на неудобство головной повязки, которую водолаз надевал на голову и на которую крепилась телефонно-микрофонная гарнитура, хотя никто из водолазов не находился под водой дольше 15 минут. И наконец, шлем снаряжения Зибе-Гормана оказался маловат для размещения в нем аппаратуры погружной части телефонной станции, и она оказалась небезопасной для головы водолаза при выбрасывании его со дна и при других случайных рывках и сотрясениях. Тем не менее в результате опытов с водолазными телефонами удалось сформулировать требования к водолазной телефонной аппаратуре с учетом специфики ее использования, а именно:
1) возможность ясно слышать звуки, исходящие из сгущенной атмосферы шлема, где много посторонних шумов;
2) практической, несложной конструкции, так как они предназначаются в рабочие руки водолазов, с которыми в исключительных и редких случаях может быть доктор или офицер, даже на военных суднах - только на 1-м ранге; а всюду, где сотнями работа
ют водолазы, они предоставлены самим себе, и главная забота должна быть именно об них;
3) Надо преодолеть трудности физиологических изменений, совершающихся в человеческом организме в сжатой атмосфере, как, например, заметное притупление слуха, а при достижении 4-атмосферного давления теряется способность издавать верхние звуки и свистать...»
Кроме этого, в требования к водолазной телефонной аппаратуре было включено следующее:
- гарнитура водолаза не должна бояться ударов и сотрясений,
неизбежных при ударе шлема водолаза о трап или киль спуско
вой шлюпки;
- гарнитура водолаза не должна стеснять движений головы водолаза, особенно при регулировании им выпуска воздуха из шлема нажатием на золотниковый клапан;
- водолазная гарнитура не должна ухудшать гигиенические условия работы водолаза;
- размещенная в шлеме гарнитура не должна требовать частой регулировки;
- на состояние телефонной станции и источников ее питания (батареи) не должны влиять переноска, толчки или время хранения; они должны быть пригодны к действию как в продолжение заграничного, трехлетнего плавания, так и соответствующего
времени внутренних плаваний в режиме: три месяца в море и 9-месячный зимний перерыв.
Эти требования, выработанные комиссией, составили основу для признания пригодности телефонов для водолазного дела. Особо отмечено, что телефон должен ясно передавать не только слова, но и более или менее удовлетворительно шепотную речь и дыхание водолаза с тем, чтобы в крайнем случае судить о его состоянии. «...Только такие телефоны принесут делу действительную пользу, станут необходимостью для водолаза и дадут ему уверенность в своей безопасности, куда бы он ни залезал под водою...»
В том же 1891 г. в Водолазную школу поступили еще два телефонных аппарата, приспособленных для водолазных работ: один английский (фирмы Niagara Works), другой французский (Societe anonyme cles specialites mecaniques).
Таким образом, в конце XIX в. в России на испытаниях и в опытной эксплуатации находились по крайней мере четыре телефонных станции зарубежного и российского производства.
Для того, чтобы получить хотя бы некоторое представление об этих станциях, приведем их краткое описание и схемы, сделанные в конце XIX в. Надводная станция помещается в деревянном ящике, перед-ний бок которого откидывается на петлях; на нем укреплен звонок; внутри - пять сухих элементов Лекланше; румкорфова спираль и коммутатор, вводящий в цепь микрофон при подъеме ручки; верхний приемник - телефон с микрофоном - соединены изогнутой рукояткой, в которой сделана прорезь, чтобы винтом поднять или опустить телефон так, чтобы, прижав его к уху, иметь микрофон не ближе 1 дюйма (2,5 см. – П. Б.) от рта говорящего. Замеченные недостатки этой станции: за зиму сухие элементы разряжаются и портятся, причем заливка их местами выпучивается; все контакты окислились; по исправлении во время плавания очень скоро переломился трехжильный провод; особенно непрактичной оказалась припайка концевых планочек, очень часто отламывавшихся; элементы приходилось менять ежемесячно, так как к концу месяца водолаз уже с трудом разбирал, что ему говорили; головная повязка для водолаза стеснительна; способ приращивания головных проводников неудобен; при надевании шлема выдававшаяся звонковая кнопка зацепляется за повязки и ушибает; внутри много выступающих зажимов; коробка выдается острыми углами, которые при разных обстоятельствах могут повредить голову. В микрофоне угольные шарики, перекатываясь, постоянно образуют угольную пыль, заметно портящую микрофонную передачу. Вообще вся эта станция составлена слишком сложно и неудачно скомбинирована.
На рисунке представлено изображение телефонной станции, принятой в английском флоте для водолазов. К нам в школу ее прислали с извещением, что ее действие вполне испытано и выше похвал. Как видно на чертеже (наушники водолаза), голова точно взнуздана; ее плотно обжимает сверху колпак резиновой материи, к которому приделаны широкие кожаные наушники с укрепленными в них круглыми телефонами Адера; с левой стороны головы на наушнике, выше телефона, помещен эбонитовый штепсель для присоединения внешних проводников к внутренним перед надеванием шлема.
Чтобы телефоны не сползли, всю голову водолаза охватывают ремни наподобие конской уздечки. Перед ртом водолаза помещен на шлеме переговорный телефон. Верхняя станция помещается в прочном ящике; состоит из двух телефонов Бэля, прикладываемых к ушам; на чертеже они вынуты из своих гнезд; в левом заднем углу виден элемент Лекланше, а в правом - коммутатор; чтобы пропустить ток, т. е. ввести микрофон, надо двинуть ручку к себе. В крышке ящика помещен микрофон, закрытый снаружи предохранительной сеткой.
Эта станция признана у нас неудовлетворительной: при проверке аппарата телефоны действовали хорошо, но во время спуска водолаза и пребывания его в воде около часу уже заметно ослабление действия; под конец дневной работы разговор по телефону был совершенно неудовлетворителен. Это надо объяснить неизбежным отпотеванием шлема и образованием бокового сообщения оголенных контактов, а также поляризацией элемента. Кроме того, от свиста накачиваемого в шлем воздуха и шума головного золотника водолаз не понимал разговора. От переноски и качки на боту хлористый аммоний расплескивался и окислял все медные части; аммиачные газы, выделяемые элементом, также окисляют медь и проводники; двухжильный проводник очень часто ломался и т. д.
Главное неудобство, возбуждавшее жалобы водолазов, - это колпак с наушниками, который не приходился хорошо на разные головы, одних стеснял своим сжиманием головы, у других вызывал головную боль, у третьих колпак с наушниками съезжал с места, закрывал глаза, нос и лишал возможности переговорить; тогда обыкновенно сигналили тревогу. В кампании 1899 г., при совместных работах над утонувшим броненосцем «Гангут, Шведская спасательная компания пользовалась для своих водолазов станцией Эриксона шведской конструкции. Чтобы ближе ознакомиться с действием и практичностью этой микротелефонной станции, одна из них была приобретена для водолазной партии и школы.
Вместительный ящик делится полкой на верхнюю и нижнюю части; внизу два аккумулятора в 40 ампер-часов; на передней доске снаружи шесть контактных отверстий, куда вкладываются два штепселя: один от верхнего приемника (телефон и микрофон на общей изогнутой ручке), как это уже описано для французской станции; а другой для водолазного кабеля трехжильной проводки. Пинцеты штепселя расположены несимметрично, т. е. два ближе, а третий несколько дальше от них, для того чтобы заставить вложить их в гнезда только одним способом; гнезда соединены между собой и с батареей, как это ясно видно на чертеже. Положительный полюс соединен с корпусом медного шлема.
Недостатки и этой микротелефоиной станции почти общие с предыдущими, за исключением батареи, которая хорошо держит заряд; проводники в кабеле довольно скоро изнашиваются и ломаются; проводнички в станции скоро окисляются, и к концу каждого месяца замечается чувствительное ослабление звука, разговор почти не слышен, и вольные водолазы шведов скоро от телефонных переговоров вовсе отказались. Порошковый микрофон заметно отсыревает. Осенью 1901 г. в школу получен выписанный из Англии новый водолазный аппарат полностью, как последний образец, изготовленный к выставке в Париже в 1900 г. При водолазном аппарате (стоимостью в 1500 р.) была прислана и микротелефонная водолазная станция.
Батарея из 8 элементов сырых Лекланше помещена в деревянном ящике, у которого снаружи и сбоку выведена контактная втулка (для муфты кабеля) о трех концентрических и изолированных друг от друга медных контактах, соединенных: один с (+) полюсом батареи, второй и внутренний стержень - с двумя планками на полке ящика, к которым в свою очередь приращиваются две жилы верхнего приемника, от которого третья жила идет к пружинному контакту; последний действует во все время, пока крышка батарейного ящика открыта, и обратно ~ размыкается при закрывании крышки (для того чтобы выключить микрофон во время бездействия аппарата); планка пружинного контакта соединена с минусом батареи.
Трехжильный кабель, идущий к водолазу, вделан в 4-прядный мягкий сигнальный конец, заделанный по своим концам у соединительных муфт татарской оплеткой. Верхний конец с тремя концентрическими и изолированными контактами вдвигается в соответствующую ему втулку и дожимается соединительной гайкой вручную, а нижний конец с двумя пинцетами, которые вкладываются в оба гнезда, имеющиеся в телефонном рожке на верху шлема, плотно дожимается до места ключом с помощью соединительной гайки, которая представляет собой контакт жилы, идущей от плюса батареи.
По сигнальному концу ходит коуш с оттяжкой, которого конец прихватывается кругом талии водолаза удавкой. Так как эта станция у нас еще недавно, то сказать о ней окончательное суждение преждевременно; однако и в это короткое зимнее время она обнаружила присущие всем вообще известным нам микротелефонным станциям, предложенным для водолазов при исключительно неблагоприятных условиях для этих аппаратов, общие непрактичные для нас стороны, как, например: батарея в закрытом ящике портится, а многие проводнички там и живо окисляются, и требуют особого внимания, и отдельного специалиста, отвечающего за их исправное действие. Всего только один месяц работы с этим кабелем, который пропущен в сигнальный конец, уже показал свою негодность как проводника, так и самой системы соединения.
Первые водолазные телефоны, поступившие в Россию по импорту и испытанные в Водолазной школе с 1884 по 1887 г., были признаны не удовлетворявшими требованиям водолазного дела. Тем не менее, учитывая важность проблемы создания работоспособной телефонной связи с водолазом, руководством Школы было решено продолжать работать в этом направлении. Собственные, как бы мы сейчас сказали, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области подводной связи специалисты Школы проводили параллельно с оценкой предлагаемых флоту для использования российских и иностранных изобретений.
В 1884 г. в Водолазную школу был назначен минный офицер лейтенант Енохович, который занялся приспособлением телефонов для водолазов. Им был создан отечественный прототип водолазной телефонной станции путем объединения в единую систему ряда уже существовавших к тому времени элементов телефонных станций. Система Еноховича, или, как ее иногда называли, система Водолазной школы, состояла из судового (надводного) и водолазного (подводного) блоков. Судовой блок включал в себя передаточный телефон (микрофон? - П. Б.) Сименса со свистком для вызова и слуховой четырехполюсный телефон. Подводная (водолазная) часть станции включала в себя два малогабаритных телефона, укреплявшихся на латунном сдвижном обруче, стягивавшемся на лбу водолаза, и микрофона в одножильной цепи.
В результате многолетних работ по созданию собственных водолазных телефонных станций и на основании опыта эксплуатации зарубежных образцов специалисты Кронштадтской водолазной школы сформулировали ряд выводов. Было выяснено:
- существует заметная разница при передаче звуков при атмосферном давлении оздуха и тогда, когда телефоны расположены в среде иной плотности;
качество минных проволок (Гупера), использовавшихся в качестве телефонных проводов, недостаточно для водолазной телефонной станции. Проводник в водолазной телефонной связи должен быть мягким, очень гибким, неломким в многочисленных колышках и при натяжениях не давать блуждающего контакта, т. е. выдерживать большое натяжение, не разрываясь; он должен быть особенно хорошо изолированным, причем эта изоляция не должна повреждаться при многократных намоканиях и просушках проводника.
- обручи с закрепленными на них наушниками стесняют водолазов, сжимая им голову; нередко они сползают с головы на лицо водолаза, закрывая ему глаза и рот, что приводит не только к прекращению связи, но и зачастую к аварийному выходу водолаза на поверхность.
Эти недостатки служили причиной упорного отказа водолазов пользоваться телефонной системой.
Стало очевидно, что общепромышленную элементную базу - в данном случае микрофонные и телефонные капсюли - применить в водолазной телефонной связи не удастся. Существенного сдвига в этом направлении удалось добиться лишь после создания в 1889 г. мичманом Е. Колбасьевым многополюсного электромагнитного капсюля, с которым и удалось получить практические результаты.
Почти в это же время врач-отоларинголог Вреден предложил Морскому министерству свою телефонную станцию с микрофонами собственной системы. Изготовленный образец аппарата д-ра Вредена был передан на опытную эксплуатацию на крейсер «Лейтенант Ильин», где показал себя вполне удовлетворительно. Немалую роль в положительной оценке телефона Вредена сыграло и то, что на крейсере аппарат попал в руки минного офицера, который сумел обеспечить грамотную эксплуатацию этого сложного по конструкции телефона. Более того, французские водолазы, пришедшие в Кронштадт с эскадрой, приобрели несколько аппаратов этой системы, которая произвела на них впечатление громкой и отчетливой передачей речи.
Тем не менее испытания системы Вредена в Водолазной школе оказались неутешительными. Помимо указанных ранее недостатков, станция имела чисто технические проблемы: во время переговоров слышался постоянный треск, вызванный искрением в точках контактов угольных микрофонов; необходимо постоянно переключать коммутатор в зависимости от того, кто говорит - водолаз или старшина; в одну цепь были включены: 2 микрофона, 3 телефона, звонок, индукционная спираль, контакт в шлеме и 2 сухих элемента, и подобная сложная система коммутации оказалось непрактична и опасна в руках малоопытных в этом водолазов; микрофон на голове водолаза находился в сырости, и был постоянный риск повреждения; большое количество соединений и различных зажимов легко окислялось, ломалось, что затрудняло поиск причины отказа в работе.
Особенно неудачным оказался способ проводки телефонных проводов внутри воздухопроводного шланга, так как:
- перекрывалась часть проходного сечения шланга и соответственно уменьшалась его пропускная способность;
- малейшая колышка проводов приводила к перекрытию шланга;
- вследствие повышения сопротивления потоку воздуха в шланге манометр показывал неверную глубину спуска водолаза;
- при повреждении телефонного провода замена его превращалась в целую проблему, и произвести замену в судовых условиях было практически невозможно;
- поскольку проводники, пропущенные внутри шланга, выводились наружу в начале и конце воздушного шланга сквозь его стенку, то делалась невозможной подстыковка или отстыковка колен шланга;
- и наконец, шланги должны регулярно промываться и продуваться, однако внутренняя проводка этому препятствует.
Мы приводим текст протокола технического совещания специалистов Школы, посвященный телефону Вредена.
ПРОТОКОЛ
Собрания водолазных офицеров от 01.01.01 г. Мы, нижеподписавшиеся, сим свидетельствуем, что присланный из портовой конторы микротелефонный аппарат д-ра Вреде
на был освидетельствован со спусками водолазов в школьный бак сего 27 января, причем спускались в воду: лейтенанты князь Максутов и Колбасьев и водолаз-указатель Облупин.
В общем, в телефоны слышно хорошо, аппараты найдены исправными и годными для приема в виде опыта на минный крейсер «Лейтенант Ильин».
Но комиссия считает своим долгом присовокупить, что едва ли означенная система для водолазной практики будет пригодна по нижеследующим причинам:
1) надводная станция слишком сложна и в руки водолазов не может быть дана, а следовательно, к ней необходимо будет приставить отдельного минера;
2) бинтование головы (для удержания на голове водолаза телефонной гарнитуры. - П. Б.) вообще признано, как выяснено практикою Водолазной школы, вредным со стороны физиологи ческой, а также весьма неудобно для водолаза; кроме того, при
работах на глубине водолаз обильно потеет и повязка легко сползает с головы;
3) проводник внутри шланга весьма нецелесообразен, и такая проводка его нежелательна. Во всяком случае для окончательного решения пригодности системы д-ра Вредена требуются более продолжительные испытания на глубине и при действительных работах. Мы говорили, что в результате многочисленных испытаний и использования на практических спусках телефонов различных систем специалисты Школы пришли к выводу о том, что применение в качестве водолазной гарнитуры «общепромышленных» телефонных капсюлей неэффективно вследствие их малой выходной мощности. Именно поэтому мичман Е. Колбасьев, которому были поручены работы по созданию водолазного телефона, начал свою работу с разработки электромагнитных капсюлей повышенной чувствительности и мощности.
Многополюсной электромагнитный капсюль Е. Колбасьева имел форму цилиндра диаметром около 125 мм, крышка которого (с переговорным раструбом и жестяной лакированной диафрагмой) крепилась на корпусе на резьбе. Внутри корпуса размещались 12 подковообразных магнитов, закрепленных одноименными полюсами радиально от центрального железного пустотелого стержня. К верхним полюсам магнитов привинчивается железное кольцо, представляющее арматуру другого полюса сложного магнита. Внутренняя катушка телефонного капсюля имела диаметр около 25 мм и была закреплена на центральном стержне, а проводники ее выводились наружу. Каждый такой подковообразный магнит намагничивался до насыщения и мог поддерживать кусок железа в 15 раз большего веса. После целого ряда испытаний остановились на двух модификациях этих капсюлей: 12-полюсном, примененном в качестве микрофона, и 4-полюсном, примененном в качестве телефона.
Схемно-телефонная станция системы Е. Колбасьева представляла собой 4-проводную систему, у которой были организованы две некоммутируемые в процессе работы цепи, объединяющие судовой микрофон и два головных телефона у водолаза (одна цепь) и соответственно микрофон водолаза и телефон судового блока (вторая цепь). А. Кононов описывает телефонную станцию Е. Колбасьева и работу с ней следующим образом:
«...Старшина на водолазном боте надевает на голову феску с прикрепленными к ней ушными телефонами (А-А), введенными в цепь параллельно через посредство соединительного штепселя (В-Г), у которого пинцеты пружинят (будучи до половины своей прорезаны) и этим обеспечивается надежный контакт. В шлеме водолаза телефоны расположены так, что первый, находясь вблизи уха водолаза и будучи непосредственно в цепи переговорного телефона (Б) старшины, должен ясно передавать каждое слово сверху, а второй, помещенный у переднего иллюминатора, служит переговорным телефоном, который не только каждое слово, но и вздохи, а при хорошо поставленной регулировке передает даже дыхание в оба ушных телефона старшины; эти два телефона, во-первых, постоянно находясь на ушах человека, во-вторых, прижимаясь к ушам, защищают их от внешнего шума и посторонних разговоров, способствуют лучшему сосредоточиванию внимания на звуках, посылаемых из шлема водолаза...» Специалисты Школы считали, что четырехпроводная схема наиболее эффективна, так как обе цепи от водолаза и к водолазу электрически между собой не связаны, и индуктируемый капсюлями ток передатчика сверху непосредственно и не разветвляясь идет к телефону водолаза, обеспечивая передачу разговора без потери мощности. Тем не менее, так как ток по двум проводникам идет в одном направлении, специалисты Школы допускали соединение их в единый проводник, что преобразовывало четырехпроводную схему в трехпроводную. Это несколько ослабляло действие телефонных и микрофонных капсюлей, но снижало количество проводников в телефонном кабеле. Сохранилась одна телефонная станция Колбасьева производства Кронштадтской опытной механической и водолазной мастерской братьев Е. В. и выпуска 1915 г. Станция имеет заводской номер 248, что в определенной мере говорит об объеме производства телефонных станций. Сотрудник Центрального военно-морского музея дает следующее описание этого музейного образца станции «Габариты станции: 61 х 31 х 33 см. Полный комплект состоит из двух станций: верхней и нижней. Верхняя имеет 3 телефона: 1 переговорный (отсутствует) и 2 слуховых. Нижняя (находящаяся в шлеме водолаза) имеет 2 телефона: переговорного и слухового (отсутствует).
Слуховой телефон (наушник) круглой формы, диаметр -11 см, толщина - 3 см. Металлический корпус с мембраной внутри, прижатой эбонитовым кольцом с насечкой по краю для закручивания, и электромагнитом. Слуховое отверстие в прижимном кольце диаметром - 2,6 см. К эбонитовому кольцу на гайках с болтами прикреплено резиновое кольцо для прикладывания к уху. Имеется кожаный ремешок и неустановленный металлический штырь с петлей на конце длиной 11 см. Трехжильный провод соединяет наушники и переговорной телефон с трехштекерной вилкой для подключения к трехжильному изолированному мишурному проводнику, имеющему наружную оплетку для соединения с нижней станцией.
Соединительный проводник намотан на вьюшку с металлической осью и помещен в деревянный ящик. Имеется деревянная ручка для наматывания проводника. Кроме пяти телефонов, проводника и вьюшки, в ящике должны находиться следующие принадлежности:
- железная ручка для навивания проводника на вьюшку (заменена деревянной);
- глухая медная гайка для шлема (имеется);
- зажимная медная гайка для укупорки проводника, проходящего в шлем (отсутствует);
- две резиновые пробки для пропускания в них проводника (имеется в наличии одна);
- отвертка (отсутствует);
- кожаная сумка для переговорных телефонов (отсутствует);
- запасные диафрагмы - 8 шт. (отсутствуют);
- четыре штепселя для соединения проводников от вьюшки с проводами телефонных станций (некомплект);
- феска с ремешками для подвешивания верхних слуховых телефонов (отсутствует);
- масленка плоская с оттянутым носком (отсутствует).
На внутренней стороне крышки ящика прикреплена «синька»: «Схема телефонной станции, без микрофона для водолазов // 1915 г.//№ 000». В августе 1889 г. комиссия под председательством начальника Водолазной школы капитана 3-го ранга Оводова, оценив телефонную станцию Колбасьева, признала, что «телефоны мичмана Колбасьева лучше всех систем, предложенных ранее, по своей компактности, простоте, дешевизне и силе, с какою передавался разговор с водолазом... Посему комиссия постановила ходатайствовать о приобретении их как предметов первой необходимости для обеспечения безопасности спусков и снабдить ими водолазные аппараты, отпускаемые на суда флота...». При всей заманчивой простоте безбатарейных электромагнитных телефонов основным их недостатком была низкая чувствительность электромагнитных капсюлей в микрофонном режиме, и появление достаточно компактных и надежных высокочувствительных угольных микрофонов не прошло не замеченным разработчиками водолазных телефонных станций. В 1903 г. офицер Кронштадтской водолазной школы фон Шульц разработал трехпроводную водолазную телефонную станцию с применением порошковых угольных микрофонов.
Телефоны системы лейтенанта фон Шульца испытывались в течение всего летнего сезона на практических спусках с борта водолазных ботов, и результаты испытаний оказались более чем удовлетворительными. Кроме того, эти телефоны испытывались в минном отряде специальной комиссией, и результаты также бы ли вполне удовлетворительными. Телефонная станция фон Шульца обеспечивала значительно большую громкость передачи речи, чем безбатарейные водолазные телефонные аппараты Колбасьева, хотя и требовала применения батарейного питания микрофонов. Высокий уровень сигнала с угольного микрофона был особенно важен в связи с достигнутыми к тому времени глубинами погружения водолазов - около 60 м, на которых требовалась повышенная чувствительность микрофонов и громкость телефонов.
Производство новых телефонных станций было организовано в мастерских, принадлежавших самому фон Шульцу.
Хотя телефонные станции Шульца и имели меньшую эксплуатационную надежность, чем электромагнитные телефоны Колбасьева, из-за частого выхода из строя угольных микрофонов (спекания угольного порошка в среде с большой относительной влажностью), однако они применялись в России едва ли не до 1930-х гг., вплоть до появления новых телефонных станций, созданных по заказу ЭПРОНа.
Итак, можно заключить, что классическая водолазная телефонная станция конца XIX - начала XX в., как российская, так и зарубежная, собрана по трех - или четырехпроводной схеме. В качестве телефонов и на поверхности, и у водолаза использовались электромагнитные капсюли (аналог 40-х гг. - капсюль ДЭМ-4), а в качестве микрофонов как на поверхности, так и у водолаза - угольные микрофоны (кроме телефонной станции Колбасьева, в которой в качестве микрофонов также использовались электромагнитные индукционные капсюли). Малая акустическая мощность головных телефонов вынуждала размещать их на специальном шлеме на голове водолаза, что стесняло его и создавало неприятные дополнительные ощущения. Обеспечивающий связь на поверхности пользовался либо телефонной трубкой, либо специальной шапочкой (феской) с закрепленными на ней телефонами.
Для питания угольных микрофонов использовались батареи либо с жидким электролитом (со всеми связанными с этим проблемами), либо сухие батареи. В качестве телефонных проводов применялась специальная, так называемая минная, изолированная от воды проволока. Все элементы судовой части телефонной станции (включая источники питания) размещались в одном или двух деревянных ящиках. В общем, как уже отмечалось, все телефонные станции этого периода были похожи друг на друга, и недостатки у них тоже были похожи:
- главное неудобство, возбуждавшее жалобы водолазов, - это колпак с наушниками, у одних колпак сжимал голову и вызы вал головную боль, у других колпак с наушниками съезжал на лицо, закрывал глаза и нос и лишал возможности говорить; в этих случаях водолаз обычно выходил на поверхность;
- работа телефонной станции была крайне нестабильной: при проверке аппарата телефоны действовали хорошо, но во время спуска водолаза и пребывания его в воде около часа уже замет но ослабевал звук; под конец дневной работы разговор по телефону был совершенно неудовлетворительным. Это было вызвано неизбежным отпотеванием шлема и образованием токов утечек между оголенными контактами электрических цепей связи, а также отсыреванием угольных микрофонов и поляризацией элементов;
- малая акустическая мощность применяемых телефонных и микрофонных капсюлей приводила к тому, что от свиста поступающего в шлем и шума пузырей стравливаемого через головной золотник воздуха водолаз не понимал разговора;
- расплескивающийся от переноски и качки на борту водолазного бота хлористый аммоний (использовавшийся в качестве жидкого электролита в батареях) и выделяемые им газы (особенно при закрытой крышке ящика) окисляли все медные части и проводники; к концу каждого месяца замечалось существенное ослабление звука, и разговор делался почти неслышным. Проблема окисления контактов требовала к себе постоянного внимания и вынуждала держать отдельного специалиста, обеспечивающего работоспособное состояние проводников и контактов станции;
- проводники в кабеле довольно скоро изнашивались и ломались.
И тем не менее основные принципы построения телефонных станций, выработанные в конце XIX в., не потеряли своего значения вплоть до 1940-х гг. Принцип построения водолазных телефонных станций оказался не только вполне работоспособным, но и настолько про-;ии стым, что улучшить в нем что-либо было просто невозможно. По этому принципу водолазные телефонные станции создавались вплоть до 40-х гг. XX в., и в них совершенствовалась лишь элементная база телефонно-микрофонная гарнитура, коммутационные устройства и кабели связи. Начиная с 1890-х гг., с момента создания телефонов Колбасьева и фон Шульца, и по крайней мере по 1928 г. эти телефоны - единственные отечественные телефоны в России.
Известный специалист по водолазным, аварийно-спасательным и гидротехнических проблемам профессор ев в 1924 г. следующим образом описывал телефонные станции, состоявшие в эксплуатации в российских водолазных структурах.
«...У нас в Союзе телефонная станция системы Колбасьева, усовершенствованная , состоит из двух частей: надводной и подводной (шлемовой).
Надводная станция состоит из микротелефона с переключателем в ручке и дополнительного телефона, надеваемого на ухо телефониста переговорной станции. К верхней крышке телефонного ящика прикрепляется один запасной микрофон.
Подводная станция (шлемовая) состоит из микрофона и телефона, устанавливаемых внутри шлема на специальных зажимах. Обе станции соединяются трехжильным кабелем, намотанным на барабан (на вьюшку) с тремя коллекторными кольцами и трущимися о них контактами (щетками).
Проводники длиною не менее 70 м должны быть надежно изолированы и не должны давать бокового сообщения. На случай глубоководных спусков нужно иметь приспособление, которое позволит надставить телефонный кабель на соответствующую длину, или нужно иметь станцию с кабелем достаточной длины. Ввиду имевших место случаев срывания телефонных штепселей, в самое последнее время изменена система их присоединения к шлему. Длина штепселя по сравнению с прежней укорочена, место присоединения на шлеме подкреплено металлической планкой, и для достижения водонепроницаемости под нажимную шайбу проложена резина...».
В этом описании есть один очень важный момент. Впервые упомянул о появлении в конструкции водолазного шлема кабельного гермоввода для проводки в шлем телефонной линии. До этого времени телефонная линия вводилась во внутришлемное пространство через фишку герморазъема (см. соответствующий раздел в описании эволюции шлемов). Итак, в 1923 г. мастерские ЭПРОНа (Экспедиция подводных работ особого назначения) все еще изготовляли телефонные станции для водолазных работ, которые по схеме мало чем отличались от станций фон Шульца. В 1934 г. появились телефонная станция КВЛ-36 завода им. Кулакова и еще одна - без названия. В те времена не стоял вопрос об оптимизации телефонной связи и уж тем более о разработке специальных комплектующих изделий под водолазную связь. Использовалось то, что уже было освоено промышленностью. Наиболее характерной в этой части была телефонная станция ВТС-44, разработанная Главным военно-речным управлением Министерства речного флота в условиях военного времени с учетом использования только стандартных деталей, выпускаемых нашей промышленностью. Станция предназначалась для обслуживания водолазов аварийно - спасательных, судоподъемных и подводно-технических служб на речных и озерных бассейнах. В 1934 г. по заказу ЭПРОНа промышленность стала выпускать трехпроводную водолазную станцию КВЛ-36, которая оказалась наиболее удачной из всех ранее созданных. Станция была рассчитана на обеспечение связи корабля с водолазом при глубинах погружения до 100 м. Для согласованной работы двух одновременно погружающихся водолазов станции КВЛ-36 могли соединяться между собой. Это обеспечивало возможность руководителю спусков разговаривать и давать распоряжения одновременно двум водолазам, работающим на разных баркасах, а также вести переговоры непосредственно одного водолаза с другим.
Телефонная станция типа КВЛ-36 помещалась в деревянном ящике и имела:
1. Три штепсельных гнезда - одно с надписью «водолаз» для соединения провода к водолазу от станции; второе с надписью «аккумуляторная батарея» для соединения проводов от шести вольтной аккумуляторной батареи, служащей для питания станции; третье с надписью «второй бот» для присоединения провода ко второму водолазу.
2. Два выключателя - один для включения и выключения аккумуляторной батареи, второй - для вызова и включения в станцию второго бота или водолаза.
3. С правой стороны помещен звонок для вызова старшины второго бота.
4. Микрофон надводный с выключателем в ручке и приспособлением подвешивания на шее.
5. Два надводных телефона, соединяющихся на голове телефониста ремнями (наушников).
6. Шлемовый микрофон с приспособлением для укрепления к шлему.
7. Шлемовый телефон с приспособлением для укрепления к шлему.
8. Трехжильный подводный кабель длиной 75 м. Концы кабеля с одной стороны имеют гайки с вилкой для соединения провода со станцией. Расстояние между пальцами вилок устроено таким образом, что каждый палец вилки должен попасть только в свое гнездо.
С другой стороны кабеля имеется гайка, наворачивающаяся на телефонный ввод шлема, при этом концы провода пропускаются внутрь шлема.
Кроме того, к аппаратуре микротелефонной станции относятся: 1. Аккумуляторная щелочная батарея из пяти аккумуляторов, дающая напряжение в 6 вольт 2. Телефонный провод, имеющий на конце штепсельную вилку с гайкой, вставляется в гнездо штепсельной розетки и нажимается гайкой до отказа. По схеме станции КВЛ-36 видно, что она принципиально не отличается от телефонной станции фон Шульца. Основное отличие станции КВЛ-36 - новая элементная база и более сложная система коммутации, обеспечивающая ей большие эксплуатационные возможности. Итак, в течение десятилетий - с конца 1890-х гг. и по 1940-е гг. - в принципах построения водолазных телефонных станций ничего не менялось, да и изменяться было нечему; микрофон с одной стороны кабеля и телефон с другой его стороны, соединенные между собой двумя жилами, - вот, по существу, и все. Развитие шло по пути усложнения переключений, связанных с увеличением количества одновременно обслуживаемых водолазов и использования более современных микрофонно-телефонных гарнитур. Качественный скачок в эволюции телефонных станций произошел в 50-е гг. Именно в это время в состав телефонных станций включили усилители, и станции перешли на принципиально новый уровень, но этот этап в наше рассмотрение уже не входит.
Подводное освещение.
О важности использования водолазами эффективных подводных осветительных средств много объяснять не надо - это очевидно. Первые попытки создать подводные осветительные приборы были предприняты одновременно с появлением средств выполнения подводных работ - до середины 1800-х гг. водолазных колоколов, позднее - индивидуального водолазного снаряжения. Естественно, что первые попытки осветить место работы под водой предпринимались с момента внедрения водолазных колоколов в практику подводных работ. И так же естественно, что в тот период - конец XVIII - начало XX в. - иных средств освещения, кроме открытого пламени, не существовало. Именно по этой причине первые подводные фонари, предназначенные для работ в водолазном колоколе или в водной среде вне колокола, были фонарями «внутреннего сгорания», в которых горели свечи, масло и позднее керосин или спирт.
По всей вероятности, свечной фонарь капитана лейб-гвардии саперного батальона барона Тизенгаузена, датированный 1853 г. и хранящийся в Центральном военно-морском музее, был первым российским средством подводного освещения. Фонарь имел форму вертикального цилиндра с конической крышкой; диаметр фонаря 270 мм, высота около 510 мм. Основой фонаря являлся двойной цилиндрический стеклянный стакан, зажатый в медных оправах-фланцах с шестью вертикальны ми стойками. Внутри фонаря расположен поддон-подсвечник с гнездами на четыре свечи, в верхней части сетка для пламегашения. Верхняя конусная медная крышка крепилась к фланцу стеклянного стакана шестью откидными винтами с барашками. К крышке также на шести винтах с барашковыми гайками крепится кожух с воздуховодом прямоугольной формы.
Строго говоря, с этим фонарем полной ясности нет. С одной стороны, по всем признакам это подводный фонарь - прочный и герметичный. Однако неясно, как поддерживалось горение свечей при наличии лишь одного вентиляционного отверстия и к тому же прямоугольной формы, к которому трудно подключить обычный круглый шланг (если предположить принудительную подачу воздуха с поверхности). С другой стороны, отсутствие системы вентиляции в сочетании с водозащищенностью фонаря может указывать на то, что фонарь предполагалось использовать в водолазных колоколах, где для вентиляции зоны горения достаточно имеющегося в крышке фонаря патрубка.
Фонарь был передан в музей в 1868 г., к тому времени уже инженером-генерал-лейтенантом бароном Тизенгаузеном. В 1863 г. подполковник Ван дер Вельде, служивший в первом Павловском училище, предложил ученому комитету испытать и в случае одобрения приобрести для нужд флота изобретенный им фонарь для подводного освещения.
Подводный фонарь подполковника Ван дер Вельде имел форму горизонтального цилиндра, закрепленного на основании круглой формы, используемой как емкость для масла. Торцы цилиндра закрыты герметично металлическими обоймами-фланцами со вставленными в них круглыми стеклами диаметром 210 мм; с лицевой стороны в виде линзы, с обратной стороны - простое плоское стекло. Обоймы герметизировались резиновыми прокладками и стягивались винтами с барашками по 8 штук с каждой стороны.
Внутри цилиндра помещена обыкновенная керосиновая лампа, свет которой равняется свету 12 обычных стеариновых свечей.
В верхней части имелся продолговатый кожух с двумя резьбовыми штуцерами, к которым подключаются идущие с поверхности резиновые шланги. По шлангу меньшего диаметра в зону горения фонаря мехами с поверхности подается свежий воздух, по шлангу большего диаметра на поверхность отводятся продукты горения. Между штуцерами расположен рым для крепления троса, на котором фонарь опускался под воду, а по сторонам основания закреплены два кольца для направляющих тросов. Фонарь имел габариты 31 Омм х 310 мм х 530 мм и околонулевую плавучесть, что делало его вполне удобным для водолаза. Испытания фонаря подполковника Ван дер Вельде были организованы в два этапа. Первый этап был проведен утром 20 июля 1868 г. в р. Неве у Нового адмиралтейства на глубине 6 м. На этой глубине водолаз не мог видеть предметов на дне при помощи одного дневного света, с помощью же лампы видел их ясно. Второй этап испытаний был произведен 31 июля в 10 часов вечера также в р. Неве у Главного адмиралтейства. Водолаз, пользуясь фонарем, отыскивал на глубине около 4,5 м разные вещи, бросаемые в воду с берега, и мог хорошо разглядеть дно реки. В заключение испытаний водолазу было приказано вбить под водою в доску на назначенном карандашом месте гвоздь, что было выполнено водолазом совершенно точно.
Характерной особенностью фонаря Ван дер Вельде была простота конструкции, технического обслуживания и ремонта. По результатам испытаний комитет предложил закупить для Санкт-Петербургского, Кронштадтского, Николаевского, Астраханского и Николае веко го-на - Амуре портов по два прибора (считая один запасным); в комплект поставки включить для каждого фонаря резиновые шланги по 6 м длиной - всего десять приборов. По калькуляции Ван дер Вельде, при изготовлении фонарей ручным способом в малом количестве каждый прибор должен был обойтись в 420 руб.; в случае же заказа их в большом числе, не менее 100, то каждый обошелся бы не дороже 300 руб. Управляющий Морским министерством (министр) утвердил решение о закупке. Хотелось особо отметить результат сравнительных испытаний фонаря Ван дер Вельде и английского фонаря, предложенного к поставкам в Россию в августе 1865 г. На эти испытания Ван дер Вельде представил два фонаря новой конструкции - один со спиртовой горелкой вместо керосиновой и второй - со спиртовой горелкой и подачей кислорода с зону горения (так называемым упрощенным друммондовым светом).
|
Из за большого объема эта статья размещена на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |



