Дэвид Эдвард Хьюз

Дэвид Эдвард Хьюз (англ. David Edward Hughes; 16 мая 1831, Лондон — 22 января 1900, Лондон) — британский и американский изобретатель и предприниматель валлийского происхождения, работавший в области телеграфии, телефонии и радиосвязи. Наиболее известен как создатель буквопечатающего телеграфного аппарата (телеграфа Хьюза) и угольного микрофона, а также как один из пионеров в исследовании распространения радиоволн.

Ранние годы и образование

Дэвид Эдвард Хьюз родился 16 мая 1831 года в Лондоне в семье музыкального мастера. В 1838 году его семья эмигрировала в США, где поселилась в городе Боулинг-Грин, штат Кентукки. Юный Хьюз проявил выдающиеся способности к музыке и механике. В возрасте 16 лет он стал профессором музыки в колледже Святой Марии в Кентукки, а позже преподавал в колледже Бардстауна. Параллельно он самостоятельно изучал физику и электротехнику, что впоследствии определило его карьеру изобретателя.

Телеграфный аппарат Хьюза

Изобретение и принцип действия

В 1855 году, работая над усовершенствованием телеграфной связи, Хьюз создал буквопечатающий телеграфный аппарат. В отличие от азбуки Морзе, требовавшей расшифровки сигналов оператором, аппарат Хьюза автоматически печатал принимаемые сообщения латинскими буквами на бумажной ленте. Устройство использовало синхронизированные вращающиеся колеса с типографскими знаками, которые приводились в действие электромагнитными импульсами. Оператор на передающей станции нажимал клавиши, соответствующие буквам, что вызывало поворот колеса на приемной стороне и печать символа.

Внедрение и распространение

Изобретение было запатентовано в США в 1855 году. В 1857 году Хьюз продемонстрировал свой аппарат Американскому телеграфному обществу, но первоначально не получил коммерческого успеха. Однако после переезда в Европу в 1857 году его технология была оценена по достоинству. В 1862 году телеграф Хьюза был принят на вооружение почтовыми ведомствами Франции, а затем — Великобритании, Германии и России. В Российской империи аппарат Хьюза использовался для связи на железных дорогах и в правительственных учреждениях вплоть до начала XX века. К 1870-м годам телеграф Хьюза стал одним из стандартных устройств для коммерческой и государственной телеграфной связи в Европе, обеспечивая скорость передачи до 30-40 слов в минуту.

Угольный микрофон

Разработка и принцип работы

В 1878 году, работая над улучшением качества телефонной передачи, Хьюз изобрёл угольный микрофон. В его конструкции использовались угольные стержни или гранулы, помещённые между двумя металлическими электродами. Под воздействием звуковых волн сопротивление угольного контакта изменялось, что модулировало электрический ток в цепи. Это позволяло значительно усилить слабые сигналы, характерные для ранних телефонов Александра Белла.

Значение для телефонии

Хьюз не стал патентовать своё изобретение, а опубликовал его описание в научных журналах, что позволило другим инженерам, в частности Томасу Эдисону, доработать конструкцию. Эдисон в 1879 году запатентовал свой вариант угольного микрофона с использованием угольной сажи, который стал коммерчески успешным. Несмотря на спор о приоритете, именно работа Хьюза заложила основы для создания чувствительных и громких микрофонов, которые использовались в телефонных аппаратах до середины XX века.

Исследования радиоволн

Эксперименты с искровым разрядом

В 1879 году, за несколько лет до официального открытия радиоволн Генрихом Герцем, Хьюз провёл серию экспериментов, которые фактически продемонстрировали передачу электромагнитных сигналов без проводов. Он использовал искровой передатчик, созданный на основе катушки Румкорфа, и приёмник, состоящий из угольного микрофона и телефона. Хьюз обнаружил, что при размыкании цепи передатчика в телефоне слышен щелчок, даже если между устройствами нет проводного соединения.

Демонстрация и признание

В 1880 году Хьюз продемонстрировал свои опыты членам Лондонского королевского общества, включая сэра Уильяма Томсона (лорда Кельвина). Он передавал сигналы на расстояние до 500 метров, используя различные препятствия (стены, здания). Однако учёные того времени, не имея теории электромагнитных волн, объяснили эффект электромагнитной индукцией или «воздушной проводимостью». Хьюз, не получив поддержки, не опубликовал результаты и не продолжил исследования. Лишь в 1899 году, после работ Герца и Маркони, его приоритет был признан, и Королевское общество опубликовало его записи. В современной историографии Хьюз считается одним из первых, кто экспериментально наблюдал передачу радиоволн.

Поздние годы и наследие

В 1880-х годах Хьюз отошёл от активной изобретательской деятельности, посвятив себя научным исследованиям и преподаванию. Он был избран членом Лондонского королевского общества (1880) и награждён Королевской медалью (1885) за вклад в телеграфию и телефонию. Хьюз также вёл активную переписку с ведущими учёными своего времени, включая Майкла Фарадея и Джеймса Клерка Максвелла.

Дэвид Эдвард Хьюз скончался 22 января 1900 года в Лондоне. Его имя носит единица измерения индуктивности в системе СГС — «хьюз» (неофициально), а также кратер на обратной стороне Луны. В 1912 году в его честь была учреждена Медаль Хьюза, присуждаемая Лондонским королевским обществом за выдающиеся открытия в области электротехники и магнетизма.

Интересные факты

• Хьюз был не только изобретателем, но и профессиональным музыкантом: он давал концерты на фортепиано и органе в США и Европе.
• В 1859 году, во время демонстрации телеграфа Хьюза в Англии, присутствовал принц Альберт, супруг королевы Виктории, который высоко оценил изобретение.
• Свой угольный микрофон Хьюз создал случайно, исследуя шумы в угольных контактах телеграфного реле.
• В 1880 году Хьюз первым обнаружил, что радиоволны могут проходить сквозь стены, что на десятилетия опередило практическое применение этого эффекта.

Источники

• Encyclopaedia Britannica. David Edward Hughes // 11th edition. — 1911.
• Fahie, J. J. A History of Wireless Telegraphy. — Edinburgh: William Blackwood and Sons, 1901.
• The Electrician. David Edward Hughes (obituary). — 1900, Vol. 44, p. 411.
• Garratt, G. R. M. The Early History of Radio: From Faraday to Marconi. — London: Institution of Electrical Engineers, 1994.
• Thompson, S. P. The Life and Work of David Edward Hughes // Journal of the Institution of Electrical Engineers. — 1900, Vol. 29, p. 101.