Во время Первой мировой войны британские бипланы были оснащены беспроводными телефонами в кабине пилота, и пилоты, выполнявшие разведывательные миссии, могли немедленно сообщать о своих наблюдениях и находках в режиме реального времени.
С тех пор как люди впервые поднялись в небо на воздушных шарах в конце XVIII века , военные стратеги видели заманчивые возможности воздушной разведки . Представьте себе возможность обнаруживать передвижения противника и артиллерию с воздуха, а еще лучше — мгновенно передавать полученные данные коллегам на земле. Но технологии того времени не предлагали элегантного способа сделать это.
В начале XX века все необходимые элементы для воздушной разведки уже существовали: телеграф, телефон и самолет . Задача заключалась в том, чтобы объединить их. Энтузиасты телеграфии столкнулись с сопротивлением со стороны правительственных чиновников, которые неохотно финансировали непроверенную технологию.
Беспроводная телеграфия предоставила жизненно важную информацию во время Первой мировой войны.
Одной из первых попыток была беспроводная телеграфия , то есть передача телеграфных сигналов по радио. Главным её недостатком были габариты. Батарейный блок и передатчик весили до 45 килограммов и занимали целое сиденье в самолёте, иногда даже выходя за пределы кабины пилота. Проволочная антенна располагалась в задней части самолёта и её приходилось сматывать перед посадкой.
Для отдельного радиста места не было, поэтому пилоту приходилось делать всё самому: наблюдать за противником, сверяться с картой и вводить координаты азбукой Морзе, и всё это под вражеским огнём. Несмотря на сложную конфигурацию, некоторым саперам удалось справиться с задачей.
В 1911 году первый лейтенант Бенджамин Д. Фулуа , пилот единственного самолета армии США, совершил полет вдоль мексиканской границы и передавал сообщения на наземные станции связи, используя азбуку Морзе. Три года спустя, под эгидой британского Королевского летного корпуса (RFC) , лейтенанты Дональд Льюис и барон Джеймс провели испытания радиотелеграфии «воздух-воздух», пролетев на расстоянии 16 миль друг от друга и общаясь азбукой Морзе во время полета.
Система беспроводной связи Королевских ВВС вскоре подверглась испытанию. Англия вступила в Первую мировую войну 4 августа 1914 года. 6 сентября, во время первого сражения на Марне во Франции, Льюис заметил 50-километровый прорыв в линии фронта противника. Он отправил сообщение по радио, сообщив о том, что увидел, и британские и французские войска атаковали этот прорыв.
Это был первый случай, когда беспроводное сообщение, отправленное с британского самолета, было принято и применено на практике. Британские военачальники немедленно превратились в радиопроповедников , требуя больше оборудования и обучения как для пилотов, так и для наземной поддержки.
С тех пор Королевский воздушный корпус (RFC ), сформированный в 1912 году под командованием капитана Герберта Масгрейва , быстро разросся. Первоначально Масгрейву было поручено исследовать длинный список видов деятельности, связанных с войной: воздушные шары, воздушные змеи, фотография, метеорология, бомбардировки, мушкеты и связь . Он решил сосредоточиться на последнем.
В начале войны Королевский военно-воздушный корпус взял под свой контроль экспериментальную станцию Маркони на аэродроме Бруклендс в графстве Суррей, к юго-западу от Лондона.
Бруклендс был местом первого в Англии полета на самолете с двигателем в 1909 году, хотя это место едва ли можно было назвать идеальным для аэродрома. Взлетно-посадочная полоса располагалась посреди ипподрома, с трех сторон поле было опоясано высоковольтными линиями электропередач, а с востока возвышались две 30-метровые кирпичные дымовые трубы.
Первоначально пилоты-разведчики сообщали об эффективности артиллерийского огня, давая указания по управлению самолетом.
«Примерно в 50 метрах справа»
Это было сообщение, которое Льюис отправил с Марны.
Для пилота это довольно длинная последовательность символов, которую нужно повторить азбукой Морзе. К октябрю 1914 года британцы разработали карты с привязкой к сетке , что означало, что всего несколькими буквами и цифрами, такими как «A5 B3 », можно было указать направление и расстояние. Однако даже с этим упрощением использование радиотелеграфии оставалось громоздким.
Важность микрофонов для голосовых звонков
Прямая голосовая связь по беспроводной телефонии была бы лучшим решением, за исключением того, что открытая кабина биплана едва ли способствовала удобному разговору. Интенсивный шум, вибрации и зачастую сильные воздушные потоки заглушали голоса.
Мышцы на лицах пилотов с трудом сохраняли свою форму под воздействием меняющегося давления ветра. Пилотам было трудно донести свои голоса до членов экипажа, сидящих всего в нескольких сантиметрах от них, не говоря уже о том, чтобы их было слышно через микрофон по радио, которому приходилось отличать их голоса от фонового шума.
Весной 1915 года Чарльз Эдмонд Принс был направлен в Бруклендс, чтобы возглавить разработку двусторонней голосовой системы для самолетов. Принс работал инженером в компании Marconi с 1907 года , и он со своей командой, многие члены которой также работали в Marconi, вскоре запустили систему связи «воздух-земля».
Система Принса не имела никакого сходства ни с современным мобильным телефоном , ни даже с телефонами того времени. Хотя пилот мог общаться с наземной станцией, наземный оператор отвечал азбукой Морзе. Потребовался еще год, чтобы разработать беспроводную связь «земля-воздух» и «машина-машина».
Группа Принса экспериментировала с различными микрофонами. В конце концов, они остановились на старом конусном микрофоне Hunnings с толстой диафрагмой. Методом проб и ошибок они поняли важность тестирования микрофона вне лаборатории и в типичных условиях полета.
Они обнаружили, что предсказать, как тот или иной микрофон будет работать в воздухе, основываясь исключительно на его поведении на земле, практически невозможно.
Как позже написал Принс о конусе Ханнингса:
«На суше он казался странно безжизненным и неэффективным, но в воздухе, похоже, обрел новую ловкость».
Материал диафрагмы также имел важное значение. Команда протестировала углерод, сталь, эбонит, целлулоид, алюминий и слюду. В итоге победила слюда, поскольку ее собственная частота наименее подвержена влиянию шума двигателя.
Принс был одним из первых сторонников вакуумных ламп , поэтому его радио было основано на лампах, а не на кварцевых резонаторах. Но лампы, которые его команда использовала первоначально, были невероятно проблематичными и ненадежными, и команда работала с несколькими различными моделями. После того, как к группе Принса присоединился капитан Х. Дж. Раунд из компании Marconi, он разработал вакуумные лампы специально для применения в авиации.
Летом 1915 года группа Принса успешно испытала первую голосовую связь «воздух-земля» с использованием авиационного радиотелефонного передатчика. Вскоре после этого капитан Дж. М. Фёрнивал, один из помощников Принса, основал Школу подготовки радиотехников в Бруклендсе . Каждую неделю 36 пилотов истребителей посещали её, чтобы научиться работать с радиоаппаратурой и освоить искусство правильной радиосвязи в полёте. Школа также обучала офицеров техническому обслуживанию оборудования.
Звонок в режиме громкой связи через горловой микрофон
Команда Принса на этом не остановилась. В 1918 году они выпустили новую авиаторскую фуражку, в которой телефонные трубки располагались над ушами, а также горловой микрофон. Горловой микрофон был встроен в фуражку и обхватывал шею, улавливая вибрации непосредственно из горла пилота, тем самым избегая фонового шума от ветра и двигателя. Это был значительный шаг вперед, поскольку позволял пилотам освободить руки.
К концу войны Принс и его инженеры добились беспроводной передачи голоса с воздуха на землю , с земли на воздух и с машины на машину. Королевские ВВС оснастили 600 самолетов радиостанциями непрерывного действия и создали 1.000 наземных станций с 18 000 радистами.
Это, кажется, наглядный пример того, как военные технологии стимулируют инновации во время войны. Но история этого достижения несколько запутывает ситуацию.
Капитан П. П. Экерсли описал авиационный телефон как одновременно пропагандистский инструмент и техническую задачу. Под этим он подразумевал, что у Принса не было неограниченного бюджета на исследования и разработки, поэтому ему нужно было продемонстрировать практическое применение авиационной телефонии.
В своем рассказе о разработке Принс с гордостью отметил демонстрацию, которую его команда провела для лорда Китченера в Сент-Омере в феврале 1916 года, – первую практическую демонстрацию аппарата.
Однако командующий Т. Винсент Смит посчитал такую демонстрацию нецелесообразной. Смит, технический советник Королевских ВВС, утверждал, что показ беспроводного телефона старшим офицерам только разожжет их воображение, заставив поверить, что такое устройство может решить все их значительные проблемы со связью. Смит считал своим долгом обуздать их энтузиазм, чтобы они не стали просить его о «всевозможных вещах».
И Раунд, конструктор вакуумных ламп, и Гарри М. Доусетт, главный испытатель Маркони, внесли свои коррективы в версию событий, изложенную Принсом. Раунд отметил, что исследования вакуумных ламповых систем для передачи и приема телефонных звонков начались в 1913 году, задолго до начала войны. Доусетт сказал, что больше заслуги следует отдать инженерам Маркони , создавшим первый работающий телефонный аппарат (в отличие от экспериментального аппарата Принса 1915 года).
В своей статье 1920 года Принс признает, что не описал всю историю целиком и что его вклад заключался в новаторском применении существующих схем для использования в самолете . Затем он отмечает вклад Раунда и других инженеров, а также компании General Electric, которая запатентовала аналогичную систему воздушной телефонной связи, используемую Корпусом связи армии США.
История редко позволяет вдаваться в такие подробности. Поэтому именно Принсу — и только Принсу — принадлежит заслуга в создании антенного телефонного аппарата, который сейчас находится в собрании Лондонского научного музея. Однако стоит помнить, что это новаторское устройство было создано не одним человеком, а многими.
