Лампы Авдеева и лапласиан

[ermouth]

Мы раньше полетели в космос и вообще были в состоянии конкурировать в области сложной управляемой техники с 50 по70-е года прошлого столетия во много благодаря одному человеку, сибирскому конструктору радиоламп Авдееву.

Дело в том, что мы гораздо позже американцев научились делать сносные транзисторы, работающие в широком диапазоне температур. А радиолампы классической конструкции – это ватты тепла на накал, сотни вольт анодного напряжения и масса, масса, масса.

А летать надо было. Как же полетели?

Под это дело Валентин Авдеев создал новый класс радиоламп: крошечных, не требующих высоких анодных напряжений, супердолговечных и очень надёжных. Вот на F5 про это. Рабочее ускорение 100g, от –60 до +125 градусов, вакуум пофиг нуитд.

Я поинтересовался их конструкцией – она очень любопытна. По принципу действия это скорее полевой транзистор, чем классическая радиолампа.

То-есть сетка – два проволочки параллельных – создаёт пространственный заряд, который работает или как потенциальный барьер, или как линза. Сеток всегда было больше – триодов там в серии нет, вроде пентоды только. Картинка вообще сильно упрощённая – анод обычно таки не проволчка, а две узких ленты, катод в центре, но это всё несущественно.

Существенно в этой лампе то, что мне стало совершенно непонятно, как в 40-е годы её вообще можно было рассчитать и выпустить за 2 месяца. Распределение пространственного заряда считать, особенно если у нас анод пластина, а проволочки друг от друга близко – это не для логарифмической линейки. А компьютеров не было тогда.

И я выяснил, что эти лампы не считали – их моделировали, причём такой простоты и силы экспериментом, который, внимание, за 1 секунду расставил у меня в голове визуальной картинкой кое-какие до этого понятные неинтуитивно дифоператоры над полями.

Так вот, чуваки натянули тонкую резину на раму 2х2 метра и выдвигали в неё стержни, по сечению соответствующие электродам, просто сильно масштабнее. Чем выше стержень выдвинут (или наоборот утоплен), там выше (ниже) приложенное к электроду напряжение.

И резиновая плёнка автоматом образует рельеф, с неплохой точностью соответствующий распределению заряда по сечению лампы. То-есть получается рисунок напряженности поля. Чем выше фрагмент поверхности – тем выше в лампе в этом месте напряженность поля.

Потом это всё достаточно осветить щелевым источником света с определенной высоты и снять сверху – серия таких снимков даст рисунок примерно как на картинке справа.

То-есть эти лампы не считали, а вручную по рисунку гор на резиновой плёнке подбирали лучшее решение. Это произведение искусства, бесспорно.

И благодаря этому произведению искусства я могу рассказать на пальцах, как на этой резиновой плёнке нарисовать, что такое градиент, дивергенция и лапласиан потенциального поля. А если чуть дополнить модель, то и другие операторы над другими типами полей, посложней. Ей богу, хоть демку рисуй. Такая красивая и простая аналогия.

Comments

[andrey-larin.livejournal.com]

Вот какую страну просрали!

[v1adis1av.livejournal.com]

Да, широко употреблявшийся метод докомпьютерной эпохи, аналоговое моделирование. Физическая реализация модели может быть разной, главное, чтобы уравнения моделируемого процесса и модели были одинаковыми.. Помню, ещё в середине 80-х на физфаке была лабораторная по моделированию тепловых полей с помощью электропроводной плёнки.

[ermouth.livejournal.com]

Меня не само по себе аналоговое моделирование потрясло, а простота, точность и наглядность модели. Я не очень понимаю, какой должен быть мыслительный процесс, чтобы получить такую аналогию.

Просто никакие другие конструкции ламп так не расчитать – модель работает только если рисунок заряда идентичен по сечениям лампы. А это, очевидно, возможно только при такой конструкции – набор параллельных цилинжрических поверхностей.

Более того, в хорошем то расчёта высоковольной вакуумной техники по-уму надо бы учитывать релятивистские эффекты – а тут ими как раз можно пренебречь, анодные напряжения небольшие и поправочные члены ничтожны.

Про тепловое поле – да, тоже хорошая модель, и стержневые лампы ей кста тоже можно моделировать, но резина то лучше – и результат виден глазами, и фиксировать его легко.

Я, увы, уже эту эпоху застал в самом угасании – я из последнего поколения, что ещё паяло что-то руками )

[grayscaler.livejournal.com]

Я почти уверен, что идея лампы вышла каким-то образом из идеи модели.

[ermouth.livejournal.com]

Если ты в том смысле, что возможны и другие столь же эффективные конструкции, но они не были созданы, потому что под них не было такой простой модели – согласен.

Уверен, что такое моделирование уже существовало к тому моменту. Я, правда, очень плотно пытался достичь интуитивного понимания дифоператоров и много чего прочёл – но такой модели до этого не видел.

Вот как владислав выше пишет – с плёнкой электропроводной – видел, но оно ненаглядное. Ни потенциальный барьер, ни лапласиан на нём не увидеть наглядно.

[andrey polischuk (from livejournal.com)]

Вот ещё потрясающий пример аналогового моделирования, более раннего времени. Эксперты считают, что компьютерный расчёт этой системы взаимных влияний стал возможен во второй половине прошлого века.