Текст книги "100 знаменитых изобретений"

Лодка. Гребные суда

Появление плавательных средств было вызвано необходимостью передвижения по водоемам: рекам и озерам. Из-за отсутствия дорог путешествие по воде было быстрее и легче. Помимо того, плавательные средства требовались для рыбной ловли.

Первым средством передвижения по воде были стволы деревьев. Их очищали от веток и плыли, лежа на бревне и работая ногами. Затем стали делать плоты, связывая вместе несколько стволов или связок камыша. Они управлялись шестом, а на глубоких местах использовали гребную доску. Плот позволял перевозить грузы.

Для быстрого плавания по воде больше подходила лодка, выдолбленная из ствола. Ее делали, выдалбливая или выжигая в стволе углубление для гребца. Один конец ствола заостряли для увеличения скорости передвижения. На мелководье лодка, как и плот, управлялась шестом, а на более глубоких местах гребли веслом, в которое постепенно превратилась гребная доска.

Часто лодки делали из выскобленной коры деревьев. Куски коры сшивались и связывались, а швы заливались смолой. Жители Севера делали каркас лодки из китового уса, натягивая на него шкуры животных.

Самое раннее изображение весла было обнаружено на древнеегипетской вазе, датированной III тысячелетием до н. э. Первые лодки для плавания по Нилу изготавливались из папируса. Его стебли собирали в крепкие связки, сплетавшиеся затем в толстый изогнутый мат с поднятыми концами. Их удерживал в таком положении трос из папируса.

Деревянные суда начали строить в Египте в конце IV–III тысячелетии до н. э. Они, как и папирусные суда, имели лунообразную форму с поднятыми концами, плоское днище, большую ширину и малую осадку. Для плавания по реке в воде должно было находиться не менее 40 % высоты корпуса. Сам корпус представлял собой набор коротких и толстых (до 10 см толщиной) досок из кедра, акации, сикоморы, скрепленных между собой деревянными гвоздями. Доски располагались встык и прошпаклевывались папирусом или смолой. Изнутри они поддерживались поперечными гнутыми брусьями. Снаружи корпус стягивался несколькими канатами. На верхних досках располагались лавки для гребцов.

На таких судах в качестве дополнительного движителя применялся парус. Его ставили, когда судно плыло вверх по Нилу. При плавании вниз по течению парус убирали, освобождая борта для гребцов. Весла опирались на планширь – брус, проходивший по краю бортов. На нем были укреплены колышки или ременные петли, заменявшие уключины. В зависимости от ветра и волны гребцы могли работать сидя или стоя. При максимальном темпе гребли 26 тактов в минуту они вставали почти в полный рост, при каждом толчке с силой бросаясь на сиденье.

Постепенно для постройки судов стали применять балки из длинных стволов кедровых деревьев, привозившихся из Ливана.

Это повысило прочность корпуса. Появился внутренний киль, исчез обвязывающий пояс. Весла стали вставляться в уключины.

Постепенно лидерство в судостроении перешло к финикийцам – народу, жившему в Передней Азии на территории современного Ливана. Они основали колонии по всему побережью Средиземного моря. Финикийцы строили суда с килем и обшивкой на специальном каркасе из шпангоутов. Под палубой размещались помещения для грузов.

В Древней Греции постепенно стали возникать различия между военными и торговыми судами. Военные суда имели одну мачту или несколько мачт с парусом и по 25 весел на каждом борту, которые поддерживались вынесенными балками. На торговых использовались только весла.

Существовало несколько типов весельных судов. Считается, что для увеличения скорости и маневренности еще финикийцы стали строить корабли с двумя рядами весел, расположенных друг над другом в шахматном порядке – по-гречески они назывались диеры. Позже греки строили триеры, расположив весла в 3 ряда по диагонали. Гребцы назывались (в порядке рядов снизу вверх): таламиты, зевгиты и траниты. Весла верхнего ряда направлялись только колками, остальные продевались через круглые или прямоугольные отверстия в бортах – скалмы. Скалмы защищались от попадания воды специальными кожаными манжетами.

Карфагенским судостроителям приписывают строительство квинквирем – судов с 5 ярусами весел.

Однако в последнее время стали высказываться сомнения в возможности постройки судов с числом ярусов весел больше одного. Не было найдено ни одного такого судна. Расчеты показывают, что постройка таких судов невозможна даже при современном уровне развития материалов и технологий. Дело в том, что с увеличением длины весел требовалось бы значительно увеличить их диаметр и, как следствие, массу настолько, что с ними не могли бы справиться и несколько гребцов. Это же касается и массы всего корабля.

Помимо того, на многоярусных судах была невозможна синхронная работа всех гребцов, что отрицательно сказалось бы на скорости и управляемости судна.

Поэтому триремы и другие подобные суда, скорее всего, назывались не по количеству ярусов, а по количеству гребцов на одно весло.

В Средние века наиболее распространенным гребным морским судном была галера. В зависимости от величины она могла быть узкой и быстроходной ординарной, называвшейся еще галера-зензиль или более округлой грузовой.

Ординарная могла иметь до 30 гребных скамеек по одному борту. На одной такой скамье сидели по три гребца, каждый из которых имел свое весло, длина и вес которого увеличивалась по мере удаления гребца от борта. На этих галерах были весла трех разных размеров. Такая система называлась терцаруоло.

На грузовой галере все весла имели одинаковую длину до 12 метров и массу до 300 кг. На каждое весло приходилось по пять гребцов.

Позже были созданы галеры, на которых одно весло обслуживали 8 гребцов, а общее число гребцов достигало 240.

Палуба галеры делилась поперечными досками-мужлуками на нос, среднюю часть и корму. На них могли устанавливаться две мачты. В XV–XVII вв. в качестве гребцов на галерах стали использовать рабов или осужденных преступников. Такие галеры назывались каторгами.

В XV–XVI вв. хозяевами Средиземного моря стали пираты – мусульмане, базировавшиеся в Северной Африке. Их поддерживали турецкие единоверцы. Они грабили корабли и города Испании и Италии. Испанцы и итальянцы, в свою очередь, отвечали тем же. Долгое время в этой борьбе одерживали верх сторонники Магомета.

В 1571 г. вблизи города Лепанто в западной Греции состоялось грандиозное сражение между объединенным флотом Испании, Австрии и итальянских государств и турецким флотом под командованием Али-паши, на стороне которого выступали алжирские пираты. С каждой стороны в сражении участвовали до 250 кораблей, большинство из которых были галеры. Сражение закончилось победой европейцев. В бою погиб Али-паша.

Сражение при Лепанто стало последним в истории крупным сражением гребных флотов. Постепенно гребные суда уступили место парусным.

Сейчас гребные суда применяются в основном как спортивные, мелкие промысловые, транспортные и спасательные.

Они могут быть как с уключинами, так и без.

У шлюпок и различных лодок уключины располагаются на бортах. Шлюпки применяются на военных кораблях, гражданских морских судах. У шлюпок нет палубы. Одноместная шлюпка называется тузик и имеет длину до 3 м. Самая большая шлюпка – баркас – может иметь до 22 весел при длине до 11 м.

У академических судов уключины находятся на кронштейнах за бортом. Это наиболее совершенные гребные суда, особо легкие. Академические суда, предназначенные для гонок называются скифы. Они имеют удлиненную сигарообразную форму. Эти суда бывают парные и распашные. В парных гребец гребет двумя веслами, в распашных – одним. Этот тип судов предназначен для гребли на тихой воде.

Гондолы – прогулочные суда, распространенные главным образом в Венеции, – имеют уключину, расположенную в корме. Единственное весло применяется как для передвижения, так и для управления гондолой.

Не имеют уключин каноэ и байдарки.

Каноэ появилось у индейцев Северной Америки. Первоначально это была лодка, выдолбленная из целого ствола дерева, или каркас, обтянутый корой. Каноэ предназначалось для перевозки людей и грузов. Современные каноэ также изготавливают либо из дерева, либо каркас обтягивают непромокаемым материалом. Они имеют челночно-образную форму корпуса. Гребцы располагаются либо на дне лодки, либо на специальных банках. В спортивном каноэ гребцы стоят на одном колене. Весло для каноэ однолопастное лопатообразное. Управление каноэ производится путем поворота весла в воде и изменения его траектории в конце гребка.

Байдарки, или каяки, появились у северных народов: эскимосов, коряков и чукчей. Они состояли из деревянного каркаса, обтянутого шкурой моржа. Современные байдарки изготавливаются из дерева, металла или пластмассы и обтягиваются водонепроницаемым материалом. Гребцы сидят у самого днища байдарки, чтобы снизить центр тяжести. Сверху байдарка закрыта декой (палубой), в которой прорезаны люки для гребцов. Весла для байдарок двухлопастные, управление осуществляется рулем, который поворачивается ногами.

Лук

Лук стал первым оружием, позволявшим аккумулировать энергию мышц человека и затем мгновенно ее высвобождать, отправляя стрелу на большое расстояние. Первые луки представляли собой согнутую палку, к концам которой была привязана веревка – тетива. Применение луков позволило увеличить дистанцию, с которой можно поразить дичь на охоте. Простой лук применялся римлянами, германцами, англосаксами, африканскими и южно-американскими племенами, обитателями островов Тихого океана.

Со временем стали изготавливать сложные луки. При их изготовлении на деревянную основу наклеивали сухожилия, а с внутренней стороны лук покрывали роговыми пластинками. Такой лук был на вооружении народов Востока, скифов, сарматов, гуннов. Его использовали в Древней Руси.

Наконечники стрелы первоначально изготавливались из кости или из твердого дерева. Позже, с развитием кузнечного искусства, их стали делать из бронзы или стали. Сначала наконечники были плоскими или листовидными, повторяющими форму кремниевых наконечников. Затем скифы изобрели более совершенный граненый наконечник, получивший распространение в Азии, а потом и в Европе.

Стрелы могли быть оперенными и неоперенными. Англичане еще в XIV в. использовали как те, так и другие. В целом, хорошая стрела, пригодная для дальней и точной стрельбы, была довольно сложным технологичным изделием, ее изготовление было достаточно трудоемким.

Постепенно лук стал применяться не только на охоте, но и на войне. Была разработана тактика, при которой лучники становились перед войсками, выстраивались в несколько рядов и выпускали стрелы в противника. Пока одни ряды вели стрельбу, другие перезаряжали луки. Стрелы пускались по навесной траектории, огибая фронтальную защиту обороняющихся. Обычно лучники начинали бой до того, как воюющие стороны сходились в рукопашном бою.

При стрельбе из лука тетиву натягивали на длину вытянутой руки, а выше плеча. Это исключало прицеливание, в том значении, как мы это понимаем. Для того чтобы научиться не просто стрелять, а попадать в цель, необходимо было регулярно и долго тренироваться с самого детства. При соблюдении этого условия к совершеннолетию лучник мог выпускать до десяти стрел в минуту на расстояние 200 шагов. Услуги таких профессиональных стрелков были очень дороги.

В Средние века хорошие стрелки, имея мощные луки, пробивали рыцарские латы на расстоянии 80–100 шагов. Так, в 1346 г. во время Столетней войны в битве при Креси английские лучники, вооруженные луками, стрелявшими на расстояние до 300 шагов, решили успех сражения.

В IX в. на основе лука был создан арбалет. Он представлял собой ложе из крепкого дерева (обычно тиса), на одном конце которого укреплялась дуга лука, сделанная из стали. Тетиву из крученого сухожилия или пенькового шнура натягивали при помощи специального устройства, вращая зубчатое колесо. Арбалет стрелял короткими железными стрелами или свинцовыми и каменными пулями (болтами) на расстояние 150 шагов.

Широкое распространение арбалет получил в XII в. С его появлением любой человек, обладавший элементарными навыками стрельбы, мог соревноваться с профессиональным лучником в меткости, даже превосходил его по поражающему действию. По некоторым данным, арбалетный болт поражал латника на расстоянии 150 метров и сбивал всадника с коня на расстоянии 200 метров.

Теперь лучники перестали быть отдельной высокооплачиваемой кастой. Их стали серьезно теснить отряды арбалетчиков. Из-за своей доступности арбалет долго считался «низким» оружием, недостойным благородного рыцаря. В 1139 г.

Второй Латеранский собор запретил использование арбалетов как смертоносного оружия против христиан и разрешил применять их исключительно против неверных. Однако в 1190 г. арбалеты были приняты на вооружении в армии Ричарда I Английского и Филиппа Августа Французского. Папа Иннокентий III вспомнил о запрете собора, но это не дало особых результатов.

Началось бурное развитие арбалетов. Их расцвет пришелся на XV–XVI века. Они применялись наряду с еще несовершенным ручным огнестрельным оружием.

Вместе с улучшением самой конструкции арбалета появлялись и новые типы конструкций. В XIV в. изобрели натяжной крюк, крепившийся к поясу арбалетчика. Для натяжения нога упиралась в стремя, стрелок приседал, зацеплял тетиву за крюк и, выпрямляясь, натягивал тетиву.

В 1500 г. по приказу императора Священной Римской империи Максимилиана было разработано устройство, предотвращавшее случайный выстрел. Причиной этого стал неожиданный спуск стрелы, едва не убившей императора.

Примерно в 1530 г. в Италии появились арбалеты, которые помещались под одеждой. Несмотря на все запреты и штрафы за их ношение, они получили широкую популярность, особенно среди горожан. Позже появились модификации для стрельбы глиняными или металлическими пулями.

В конце XVI в. появились арбалеты, комбинированные с огнестрельным оружием. Но постепенно арбалет перестал использоваться в военном деле.

После снятия с вооружения арбалет долго применяли охотники, ценя его за бесшумность. Но с совершенствованием огнестрельного оружия, повышением дальности боя бесшумность отошла на второй план, и от арбалета отказались. Хотя еще в начале XX в. сибирские охотники-промысловики натягивали на звериных тропах тросики с подведенным к ним подобием арбалета.

Во второй половине XX в. арбалеты возродились вновь. С появлением новых композитных материалов, позволивших уменьшить их массу, мощное и бесшумное оружие взяли на вооружение войска специального назначения.

Старший брат арбалета – лук – применялся дольше младшего собрата. Более легкий и простой в обращении лук любили кавалеристы. Луками были вооружены башкирские кавалеристы еще во время Отечественной войны 1812 г., за что получили у наполеоновских солдат прозвище «амуры».

В XV в. в Швейцарии, на родине легендарного Вильгельма Телля, зародилась спортивная стрельба из лука. В конце XIX в. были оформлены современные правила этого вида спорта. Стрельба из лука входила в программу Олимпийских игр начиная с 1900 до 1920 года. И была включена вновь в олимпийскую программу в 1972 году.

Звенящая тетива лука натолкнула людей на создание струнных инструментов – кифары, лютни, скрипки, гитары и многих других.

Лук послужил основой для создания лучкового токарного станка – прародителя всех современных станков. В нем гибкая жердь, соединенная веревкой с педалью, на которую нажимал рабочий, служила накопителем энергии. Затем она отдавала эту энергию на вращение обрабатываемой детали, делая процесс обработки непрерывным.

Магнитофон

Попытки записи звука делались еще в XIX веке.

В 1857 г. Л. Скотт создал фоноавтограф. Принцип его действия заключался в том, что колебания звуковой диафрагмы передавались игле, и та, в свою очередь, вычерчивала на поверхности цилиндра, покрытого сажей, кривую. Фоноавтограф позволял создать видимый образ звука, но не более.

В 1877 г. Эдисон, работая над усовершенствованием телефонного аппарата, создал фонограф, позволявший осуществлять запись и воспроизведение звука.

В фонографе звуковые волны при помощи трубы подводились к мембране из тонкого стекла или слюды, соединенной с иглой – резцом. Игла вычерчивала на быстро вращающемся вале, обернутом оловянной фольгой или бумажной лентой, покрытой слоем воска, винтовую канавку переменной глубины. При воспроизведении звука двигавшаяся по канавке игла совершала механические колебания, и связанная с ней мембрана издавала звук.

Позже Эдисон усовершенствовал свое изобретение, создав специальный сплав из воска и некоторых смол. Но ему не удалось исправить всех недостатков. Валик мог вести запись в течение нескольких минут, после нескольких прослушиваний копия разрушалась, а делать с нее отпечатки было невозможно.

В 1887 г. Э. Берлинер запатентовал граммофон. Он использовал тот же принцип, что и фонограф, но игла в записывающем аппарате располагалась параллельно плоскости мембраны и чертила не бороздки, а извилистые линии. Вместо громоздкого валика использовалась круглая пластинка.

С диска, записанного по способу Берлинера, можно было получать копии. Сначала граммофонные пластинки изготавливались из целлулоида, затем из эбонита. В 1896 г. Берлинер изобрел шеллак, который стал основным материалом для производства грампластинок.

Воспроизведение звука осуществлялось при помощи слюдяной пластинки, соединенной при помощи рычага с зажимом, в который помещались сменные стальные, а затем корундные или алмазные иглы. Сначала скорость вращения пластинки составляла 90–100 об/мин, затем был принят стандарт 78 об/мин.

Граммофон и его портативный вариант патефон были распространены до 40-х годов XX века. Затем им на смену пришли электрические проигрыватели и электрофоны.

Появление магнитной записи звука тесно связано с возникновением фонографа и зарождением радиоэлектроники. Через 11 лет после появления фонографа, в 1888 г., в журнале «The Electrical World» появилась статья американского инженера О. Смита, посвященная усовершенствованию конструкции фонографа Эдисона. В ней были предложены прогрессивные идеи, касающиеся записи звука. Смит изложил новый принцип записи звука – магнитный. В качестве носителя он предложил хлопчатобумажную нить, пронизанную стальными опилками. По замыслу Смита, стальные опилки должны были намагнититься возле проводов микрофонной цепи. Отдельные частички должны были запечатлеть отдельную фазу электрического волнообразного процесса.

Смит не указал способа воспроизведения магнитной фонограммы и не создал действующей конструкции аппарата для магнитной записи звука.

Через десять лет идеей магнитной записи звука увлекся датчанин В. Паульсен. В отличие от О. Смита, он попытался ее реализовать и для этого разработал конструкцию аппарата для магнитной записи звука. 1 декабря 1898 г. Паульсен запатентовал свое изобретение. Его аппарат получил название «телеграфон». Телеграфон представлял собой электромагнитный фонограф. Конструкция телеграфона действительно несколько напоминала аппарат Эдисона: такой же вращающийся цилиндр, но вместо слоя воска, была навита тонкая стальная струна диаметром 0,5 мм. В первых моделях использовалась фортепианная струна, на которую записывался звук. Цилиндр вращался с помощью часового механизма. Записывающая головка, представлявшая собой электромагнит, двигалась вдоль витков со скоростью 2,1 м/с.

Для 40-минутной записи необходимо было 6000 м проволоки. Телеграфон воспроизводил записи в диапазоне частот от 150 до 2500 Гц.

Стирание записи производилось сильным постоянным магнитом. Для этого было достаточно провести им по проволоке.

На Всемирной выставке в Париже в 1900 г. В. Паульсен за конструкцию телеграфона получил Гран-при. В 1901 г. Паульсен создал новый аппарат, значительно отличавшийся от предшественника. Он имел основные черты современных магнитофонов. Запись велась на стальную ленту шириной 3 и толщиной 0,05 мм. Лента сматывалась с одной бобины, наматываясь на другую. При этом она проходила рядом с записывающей и воспроизводящей головками. Запись можно было прослушивать через телефонные трубки.

Воодушевленный успехом Паульсен решил приступить к производству магнитофонов. В 1903 г. он, совместно с американскими бизнесменами, создал Американскую телеграфонную компанию, которая стала производить диктофоны.

Вначале продукция пользовалась успехом. Но конкуренция между первыми магнитофонами и граммофонами закончилась победой последних. Несколько фирм, созданных Паульсеном, обанкротились и прекратили свое существование.

Покупатели отдавали предпочтение граммофонам, поскольку те давали более громкий звук. Усиление слабого электрического сигнала, воспроизводимого телефонным наушником, было невозможно: еще не было изобретена усилительная лампа.

Несмотря на свое несовершенство, магнитофоны продолжали применяться. Так, на международном конгрессе в Копенгагене в 1916 г. доклады записывались на магнитофон. В качестве носителя информации в нем использовался стальной провод. Для записи докладов, общей продолжительностью 14 часов, понадобилось 2500 км провода весом в 100 кг.

Некоторое время в радиовещании применялась записывающая аппаратура, использовавшая ленту из нержавеющей стали.

Поиски оптимального носителя звуков продолжались много лет. Были опробованы биметаллические звуконосители. В них на немагнитную основу из латуни или бронзы гальваническим способом наносился ферромагнитный слой. Эти ленты вышли из употребления, т. к. не обладали хорошими магнитными свойствами.

Магнитофоны имели большие габариты и вес. Так, магнитофон фирмы «Маркони» весил несколько сот килограммов. Стальная лента в нем наматывалась на бобины диаметром 0,5 м. При обрыве ее приходилось соединять электросваркой.

Интерес к магнитофону возобновился с появлением мощных усилителей на электронных лампах. В 1920-х гг. магнитофон уже применялся на американском флоте для ускорения передачи и приема радиотелеграфных сообщений.

Позже магнитофоны начали изготавливать в Германии и Англии. Запись по-прежнему велась на стальную ленту.

Дальнейшее развитие магнитофонов шло по пути создания новых магнитных лент, воспроизводящих, записывающих и стирающих головок; лентопротяжных механизмов.

В 1925 г. для записи звука стали использовать малогабаритные электрические микрофоны.

В том же году советский инженер И. И. Крейчман запатентовал гибкую ленту, сделанную из пластмассы и покрытую магнитным порошком. Но это изобретение осталось незамеченным.

Немец Ф. Пфлеумер, изучая патент В. Паульсена, нашел указание на то, что запись можно вести не только на провод и ленту, но и на диски, покрытые намагниченным порошком. Пфлеумер провел поиск приемлемых магнитных носителей звука. Сначала он применил вместо стальной ленты бумажную, покрытую магнитным материалом. Затем он использовал более удобные пластмассовые ленты.

В 1935 г. на радиовыставке в Берлине были продемонстрированы разработанные совместно фирмами АЕГ и БАСФ промышленные образцы магнитных пластмассовых лент. Такая лента стоила в 5 раз дешевле металлической и обладала отличными магнитными свойствами, ее можно было легко склеивать, у нее был небольшой вес. Там же был показан первый магнитофон «К-1». После этого началось постепенное вытеснение металлических звуконосителей пластмассовыми.

Успехами в магнитной записи звука заинтересовалась военная разведка. Ее сотрудники хотели использовать магнитофон для записи радиоперехватов и прослушивания телефонных разговоров.

В 1938 г. немецкий инженер Е. Шюллер разработал и внедрил в производство новый тип функциональных кольцеобразных головок. Теперь на каждом этапе создания магнитной записи использовалась отдельная головка: записывающая, воспроизводящая и стирающая.

В США конструированием магнитофонов долгое время практически не занимались. Ситуация изменилась после того, как в 1940 г. инженер Кармас разработал новые покрытия для магнитофонных пленок. Они позволили снизить скорость движения пленок в магнитофоне с 76 см/с до 19 и 9,6 см/с. В СССР первый ленточный магнитофон «СМ-45» был создан в 1942 г. Он работал на ферромагнитной ленте. После войны производились модели для радиовещания серии «МЭЗ» и студийные «РМС-16». В 1949 г. в Киеве был выпущен первый советский бытовой магнитофон «Днепр».

Сразу после окончания Второй мировой войны Германия продолжила исследования по совершенствованию принципа магнитной записи звука. На немецком радио применялся магнитофон, работавший на пластмассовой ленте, на которую наносился слой оксида железа. Скорость движения ленты составляла 80 см/с. Это позволяло записывать звук частотой до 10 000 Гц. Лента имела толщину около 0,05 мм и ширину 5 мм.

Разрабатывались также перспективные механизмы протяжки ленты. В 1947 г. появился магнитофон, в котором механизм протяжки ленты имел три электродвигателя. Один служил для подачи ленты, другой для вращения ведущего вала с постоянной скоростью и протягивания ленты, третий – для подмотки ленты. Скорость перемещения ленты была примерно 76 см/с. Это обеспечивало воспроизведение частот в диапазоне от 32 до 9600 Гц.

В начале 50-х годов появились малогабаритные бытовые магнитофоны с магнитной лентой на пластмассовой основе. Металлическая лента и провод были окончательно вытеснены.

В это время шло повышение качества воспроизведения звука. Появились двухканальные усилители с разделением частот на высокие и низкие.

В 1950–1960-е годы выпускались различные магнитофонные приставки с простым лентопротяжным механизмом и упрощенным узлом записи. Для громкого прослушивания записи приставки подключались к радиоприемникам, имеющим усилители звуковой частоты.

В 1968 г. были произведены первые кассетные магнитофоны. В них магнитная лента помещалась в закрытую плоскую коробочку – кассету. Кассета вставлялась в магнитофон и приводилась в движение его лентопротяжным механизмом. Лента двигалась со скоростью 4,75 см/с. Поначалу качество записи и воспроизведения звука было низким, что было связано с медленным движением ленты и малой шириной дорожек.

Несмотря на недостатки, кассетные магнитофоны стали пользоваться популярностью. Они выгодно отличались от бобинных магнитофонов удобством обращения и небольшими размерами.

Проблему низкого качества звука в кассетном магнитофоне решил в 1969 г. американец Р. Долби. Он разработал систему, получившую его имя. Она представляла собой динамический экспандер и компрессор для определенного частотного диапазона. При записи повышался уровень высоких частот (1–2 кГц и выше). При воспроизведении уровень этих сигналов восстанавливался. Применение этой системы позволяло снизить собственные шумы лент и усилителей и устранить некоторые паразитные эффекты, например копирэффект.

Улучшению качества работы кассетных магнитофонов способствовало также создание высококачественных лент на хромоксидной и кобальтовой основах.

В 1979 году произошел очередной технологический прорыв: японская корпорация «Сони», производившая портативные магнитофоны, выпустила в продажу первый кассетный плеер «Walkman». Он позволял прослушивать запись через наушники. Для упрощения конструкции в плеере не было функции записи.

Его можно было носить в кармане или на поясе, оставляя руки свободными.

Основными деталями магнитофона являются головки стирания, записи и воспроизведения. Для упрощения в большинстве магнитофонов сейчас применяется универсальная головка, совмещающая запись и воспроизведение.

Головка представляет собой магнитный сердечник для концентрации магнитного потока и обмотки для подвода или снятия электрических сигналов. Со стороны, обращенной к ленте, сердечник имеет рабочий зазор – промежуток, заполненный немагнитным материалом, например бериллиевой бронзой. Он обеспечивает магнитную связь головки с лентой.

Ток, проходя через обмотку записывающей головки, образует вокруг сердечника магнитное поле. Поле намагничивает проходящую через него ленту. Если через обмотку проходит электрический ток, возникший вследствие воздействия звука на микрофон, то магнитное поле изменяется в зависимости от силы тока микрофона. Кроме тока записывающего сигнала магнитное поле записывающей головки образуется также током дополнительного смещения, поступающим из высокочастотного генератора. Дополнительное питание током высокой частоты называется подмагничиванием. Оно позволяет нейтрализовать искажения, производимые электрическими приборами магнитофона. Во время работы вокруг них образовывается сильное магнитное поле, оказывающее влияние на ленту и снижающее качество фонограммы. Подмагничивание повышает качество магнитной записи.

Разные участки ленты получают намагниченность различную по силе и направлению. При воспроизведении записи лента двигается вдоль воспроизводящей головки с той же скоростью, что и при записи. При этом в обмотках головки возбуждается электрический ток, изменяющийся в зависимости от силы магнитного поля ленты. Воспроизведенный при этом сигнал поступает в усилитель, а от него – к динамику.

Стирание записи производится головкой стирания, соединенной с генератором высокой частоты. Ток, который создает этот генератор, пропускается через обмотки головки. Проходя через магнитное поле стирающей головки, лента многократно перемагничивается, в результате чего переходит в размагниченное состояние.

Движение ленты обеспечивается лентопротяжным механизмом. Его основными частями являются электродвигатель, ведущий вал и прижимной ролик. Лентопротяжный механизм магнитофона также обеспечивает ускоренную перемотку ленты в обоих направлениях и ее кратковременную остановку.

Несмотря на постоянное развитие звуковоспроизводящих устройств, магнитофоны остаются популярными во всем мире.