Покоренная плазма

Старые знакомые

В этом рассказе пойдет речь о прожекторе и киноаппарате — о наших старых знакомых. Действительно, любой из читателей видел прожектор на стройке, в порту, на площадях городов перед салютом в дни праздников. А о кино и говорить нечего: его смотрят все — и маленькие и взрослые.

Но причем тут плазма? — может возникнуть вопрос.

Оказывается, не было бы плазмы, не было бы таких «дальнобойных» прожекторов и не появились бы такие киноаппараты, которые встречаются сейчас в любом большом кинотеатре.

И в прожекторе и в киноаппарате плазма — главное действующее лицо.

Подойдем к прожектору и посмотрим, как он работает.

В огромной стальной лире закреплен большой кожух — котел. Лира может поворачиваться вокруг своей оси, а кожух — наклоняться вниз и «глядеть» вверх. Благодаря этому прожектор может светить в любом направлении.

Внутри железного кожуха помещена самая большая деталь прожектора — отражатель. Это вогнутое зеркало из металла или из жаропрочного стекла. В фокусе отражателя бушует пламя электрической дуги. Простые и надежные автоматы зорко следят за тем, чтобы дуга не погасла, они сближают угольные электроды по мере их сгорания. Другие автоматические руки в любое время готовы прийти в действие, если плазма окажется не в фокусе установки.

Знаете ли вы, с какой яркостью светится каждый квадратный сантиметр Солнца? В 169 000 свечей! А прожекторный отражатель? У обычных прожекторов — до 15 000 свечей, а у самых мощных — до 78 000 свечей с каждого квадратного сантиметра. Это всего лишь в два с небольшим раза меньше, чем у Солнца. Прожектор начинает состязаться с громадным светилом!

Между прочим, электродуговой прожектор на полтора десятилетия «старше» «свечи Яблочкова» — первой электрической лампы. Если триумф «русского Солнца» начался в 1876 году — после Всемирной выставки физических приборов в Лондоне, то первый дуговой фонарь появился в 1849 году. Он вспыхнул в Петербурге на вышке Адмиралтейства, осветив начало двух проспектов — Невского и Вознесенского — и Гороховской улицы. Однако этот «фонарь» не был еще прожектором — он не имел отражателя. Лишь через десятилетие уже в Англии применили дугу в прожекторах маяков. А позднее прожекторы прочно обосновались в армиях большинства европейских стран и дожили до наших дней.

Трудно только перечислить все применения прожекторов, внутри которых бушует плазма дуги. Они указывают путь самолетам и кораблям, освещают посадочные площадки на аэродромах, превращают ночь в день на стройках гидроузлов и заводов, используются при киносъемках. А какое море света вспыхнуло над Москвой в День Победы, когда тысячи огненных лучей прожекторов метнулись в небо и словно приподняли его. Астрономы утверждают, что если бы в это время на Луне был человек, он невооруженным взглядом заметил бы блеск прожекторных зеркал! А ведь заставила их блестеть электрическая дуга, плазма.

А сейчас совершим экскурсию в кинотеатр, зайдем в аппаратную.

Здесь на прочных фундаментах, исключающих какую-либо вибрацию, установлены кинопроекционные аппараты. Солидно поблескивают они хромированными деталями. Но эти аппараты мертвы и бесполезны, если в них не горит электрическая дуга. Как только между двумя угольными электродами возникнет плазма, мощный поток света рванется через систему стекол и линз, просветит кадры движущейся пленки. На экране появятся живые изображения. Есть в аппарате и обычная небольшая лампочка накаливания. Часть ее света попадает на звуковую дорожку, встречается с фотоэлементом и «заставляет» людей на экране петь и разговаривать.

Известно, что дуга, питаемая постоянным током, горит ровнее, устойчивее. Для кино это очень важно: на экране должно быть хорошее, яркое изображение, а мерцающий источник света создать его не сможет. Поэтому дуговые электропроекторы питаются выпрямленным, постоянным током. Это, правда, немного усложняет схему и заставляет киномехаников следить за электродами, которые сгорают с разной скоростью, но зато цель оказывается достигнутой.

И все же дуговые источники света в кинопроекторах заставляли ученых думать об их замене. Соседство открытого пламени дуги и кинопленки, которая способна загораться, не очень удобно. Да и изготовление большого числа специальных угольных электродов, снабжение ими кинотеатров тоже доставляет немало хлопот.

Нельзя ли дугу запрятать в стеклянный футляр, иными словами, дугу заменить газоразрядной лампой? Оказалось, можно, и сделать это удалось на Московском электроламповом заводе.

Проекционная газоразрядная лампа — это небольшой баллон из кварцевого стекла с двумя электродами, внутрь которого накачан инертный газ ксенон при давлении в несколько атмосфер. С электрической цепью электроды соединяются при помощи специальных вводов — трубочек из фольги, впаянных в кварц. Поставив такую лампу, киномеханики уже не заботятся о пополнении запасов электродов, не опасаются возникновения пожара, не следят за работой дуговых автоматов. Поворот выключателя — и лампа посылает на экран мощный поток света, который по спектру почти не отличается от солнечного.

Первая ксеноновая проекционная лампа испытывалась несколько лет назад в московском кинотеатре «Стрела». Потом такие лампы вспыхнули в других кинотеатрах столицы и многих городов нашей страны. Для кинозалов на 1200 мест была создана ксеноновая лампа мощностью в три киловатта, что в три раза больше мощности первых ламп.

Следует отметить, что в создании газоразрядных проекционных ламп наша страна идет впереди других стран. Так, трехкиловаттная лампа у нас была освоена раньше, чем, например, в ФРГ — стране с высокоразвитой электропромышленностью.

Кто бывал в Москве на Выставке достижений народного хозяйства, тот, очевидно, посетил кинотеатр-кругораму. В нем зрители располагаются в центре небольшого зала, а экран находится вокруг них. Изображение на таком необычном экране создается несколькими кинопроекторами, расположенными по окружности. В кругораме, созданной в СССР, были применены ксеноновые проекционные лампы, позволившие получить на экране очень хорошее изображение. В американской же кругораме, которая демонстрировалась на выставке в Москве, экран освещался лампами накаливания, спектр которых значительно хуже спектра ксеноновых ламп.

Сейчас советские специалисты штурмуют новый рубеж в этой области. Они уже создали кинопроекционную ксеноновую лампу мощностью в пять киловатт и намерены эту цифру удвоить. Такие мощные лампы нужны, например, в панорамных кинотеатрах, имеющих большие экраны. Лампа, о которой здесь идет речь… разборная. Таких ламп еще не создавали ни в одной стране.

Основная трудность, с которой встретились при создании мощных проекционных ламп, — это необходимость охлаждения электродов, иначе кварцевое стекло перегревалось и лампа выходила из строя. В разборной лампе удалось применить пустотелые электроды, внутри которых при работе лампы циркулирует вода. Она-то и охлаждает электроды, не дает лампе перегреться. Конечно, и в такой лампе разряд происходит в ксеноне; им наполняют лампу после того, как ее соберут и откачают из нее воздух.

Применение ксеноновых ламп в кино не только облегчило работу киномехаников, но и намного улучшило качество изображения на экране.

Свет этих ламп очень похож на солнечный, а это очень важно для получения на экране естественного, неискаженного изображения, особенно при демонстрации цветных фильмов. Такое выгодное излучение получается потому, что жгутик плазмы, возникающий при дуговом разряде, имеет температуру восемь-девять тысяч градусов. Наконец, нельзя не отметить еще одно преимущество ксеноновых проекционных ламп: они при том же потреблении энергии отдают света значительно больше, чем угольные дуги.

Мы сейчас говорили о применении ксеноновых ламп в больших кинотеатрах. А как же обстоят дела в маленьких? Там можно обойтись и без плазмы.

В небольших кинотеатрах экран невелик и висит он не очень далеко от проектора. В таких проекторах, например, в узкопленочных, электрическую дугу, опасную в пожарном отношении, зажигать нет необходимости. Здесь неплохо справляется лампа накаливания, правда, более яркая, чем та, которую мы зажигаем у себя дома.