7.8. Изобретение телеграфа

Средства электрической связи: телефон, телеграф, радио позволяют передавать нужную информацию на большие расстояния. Первоначально тревожные сигналы передавались с помощью барабанных звуков, огня. Так, во времена Цезаря (102-44 г. до н.э.) (рис.7.6а) важные сведения передавались при помощи факела в виде некоторых условных сигналов. Взмах факела вверх означал приближение врага, а движение факела вправо означало, что все спокойно.

а) б) в)

г) д)

Рис. 7.6. Неэлектрические способы передачи информации с помощью: а – факелов; б – огня на сигнальных вышках; в – почтовых карет; г – оптического телеграфа; д – флажков

В период борьбы украинского народа против чужеземных захватчиков в XV-XVII вв. оповещение народа о внезапном появлении врага производилось с помощью огня от соломы, которую поджигали на верхней площадке стородевой вышки (рис.7.6б). Заметив столб огня на соседней вышке, тотчас же поджигали свою кучу соломы. Таким образом, от вышки к вышке передавали сигнал о появлении неприятеля.

Галлы и персы применяли рупоры для передачи известий громким голосом с поста на пост. Китайцы вели передачу сигналов ночью с помощью света вдоль громадной китайской стены. Древние греки применяли систему зажженных костров, передавая сигналы с одного холма на другой. Во время татарского нашествия русские передавали известия о нападении врага при помощи зажженных снопов, которые помещали на длинных шестах.

Позже информацию передавали с помощью почтовых карет (рис.7.6в).

В 1794 г. И.П. Кулибин создал оптический телеграф для передачи условных сигналов на расстояния.

В 1791 г. французский аббат Клод Шапп (1763-1805) установил в Париже модель семафора (греч. sema – знак, phoros – несущий) с крыльями.

Первая линия оптического телеграфа (греч. tele – далеко, phoros – пишу), т.е. система связи, обеспечивающая быструю передачу сообщений на большие расстояния при помощи световых сигналов, была построена во Франции. Она связывала города Лилль и Париж. На протяжении 225км было построено 22 станции, которые представляли собой башни с шестами и подвижными планками. Три подвижные планки семафора могли принимать 196 различных положений, соответствуя определенным условным знакам (букве или слову). На передачу одного знака тратилось 2 минуты. Положение планок менялось наблюдателями на башнях, которые вели наблюдения при помощи зрительных труб. Широко использовал телеграф для военных целей Б. Наполеон (1762-1821), построив в 1805 г. оптический телеграф между Парижем и Миланом.

В России оптический телеграф в 1825 г. был установлен между Петербургом и Шлиссельбургом, в 1835 г. между Петербургом, Гатчиной и Царским Селом, а в 1839 г. между Петербургом и Варшавой (рис.7.6г). Телеграммы от Петербурга до Варшавы передавались за 20 минут с помощью 148 вышек с семафорами. На вышке находился наблюдатель, который с помощью подзорной трубы определял букву и по его сигналу телеграфист устанавливал соответствующую букву. Этот телеграф просуществовал в России 16 лет.

Оптический телеграф можно использовать при хорошей видимости и ясной погоде, кроме того, нельзя было скрыть передаваемую информацию. С 70-х гг. XX в. неэлектрические способы передачи информации использовались крайне редко, например на флоте для передачи информации между кораблями с помощью флажков (рис.7.6д), на железнодорожном транспорте (проводники выбраcывают красный флаг при аварийном состоянии вагона и т.д.)

Наиболее надежной является электрическая связь. Основы электромагнитного телеграфа были заложены изобретателем П.Л. Шиллингом (1786-1837). Он служил в Генштабе и одновременно занимался электричеством. Он изобрел устройство для дистанционного взрыва мин электрическим током, применив изолированные провода. Первый экспериментальный взрыв мин с электрическим запалом Шиллинг произвел в 1812 году на реке Неве в Петербурге.

В 1832 году П.Л. Шиллинг изобрел клавишный телеграфный аппарат, основанный на действии тока на магнитную стрелку. Аппарат состоял из клавиатурного передатчика и шестистрелочного приемника (рис.7.7а). В приемнике шесть электромагнитных индикаторов, состоящих из двух соосно закрепленных магнитных стрелок, которые были ориентированы в противоположных направлениях. Эти индикаторы управлялись отдельной парой приводов (шесть сигнальных, один вызывной и один общий – итого восемь приводов). В зависимости от направления тока диск в соответствующей паре поворачивался к индикатору черной или белой стороной. По числу повернувшихся черных и белых сигнальных дисков в соответствии с телеграфным кодом Шиллинга легко определялась буква или цифра сообщения.

В 1836 году Шиллинг по поручению русского правительства проложил подземную телеграфную линию между помещениями Адмиралтейства, а также между Зимним Дворцом и Министерством путей сообщения.

В 1832 году американский художник и изобретатель Семюэл Морзе (1741-1871) изобрел электромагнитный телеграфный аппарат. В основе этого аппарата положено явление намагничивания при пропускании тока и размагничивании сердечника из мягкого железа электромагнита. При намагничивании сердечники притягивают якорь (железные полоски), представляющий рычаг, который на одном конце имеет пружины, а на другом колесико. При замыкании тока электромагнит притягивает якорь, и колесико ударяет на бумажные ленты и делает знак (лента равномерно протягивается пружинным часовым механизмом) чернильной пастой, т.к. колесо находится в чаше с пастой. При очень коротком замыкании тока на ленте появляется “точка”, а при более продолжительном – “черточки” (тире). С помощью различных комбинаций тире и точек можно обозначить разные цифры и буквы алфавита, например,  - – (л); -    (б) и т.д. Более совершенные конструкции аппарата Морзе изобрели в 1844 г. (рис.7.7б) и в 1944 г. (рис.7.7в).

В 1838 году Морзе разработал телеграфный код для своего электромагнитного аппарата, получившего название азбуки Морзе, который применяется до сих пор. Одновременно им был разработан телеграфный ключ.

а) б) в)

г) д)

Рис. 7.7. Электромагнитные телеграфные аппараты: а –П.Л. Шиллинга; б – С. Морзе, 1844 г.; в – С. Морзе, 1944 г.; г – пишущий Б.С. Якоби; д – буквопечатающий Б.С. Якоби

В 1844 году в США была построена телеграфная линия с аппаратами Морзе, а в 1860 году было построено свыше 27 тысяч телеграфных линий и 160 телеграфный станций.

Русский физик Б.С. Якоби в 1837 году сконструировал пишущий телеграф (рис.7.7г), а в 1850 году – буквочитающий телеграфный аппарат (рис.7.7д). В 1843 году он построил телеграфную линию между Петербургом и Царским селом. Телеграфная связь стала широко распространяться в мире, соединяя различные континенты и материки.