В ряду известных ученых в области радиотехники, создателей научной школы отечественной радиотехники имя выдающегося педагога, профессора Иманта Георгиевича Фреймана занимает почетное место. Прошло более ста лет со дня рождения И.Г. Фреймана, но плоды его многогранной научной деятельности не только не потеряли свою значимость, но получили развитие и продолжение во многих областях современной радиоэлектроники, радиосвязи, ультразвуковой техники, оптических системах и т.д.
И.Г. Фрейман родился 19 апреля 1890 года в семье учителя приходской школы в Латвии. Уже с детства Имант проявлял исключительную любознательность, трудолюбие и целеустремленность. Начальное образование Имант получил в семье. Мать – Ольга Фрейман, сама обучала Иманта иностранным языкам (немецкому, французскому и русскому), а также музыке. С 1903 по 1906 год Имант Фрейман обучался в Митавском реальном училище, где проявил интерес к точным наукам – физике, математике, механике.
Изобретение А.С. Поповым в 1895 году радио повлияло на решение Иманта Фреймана продолжить образование в Петербургском электротехническом институте (ЭТИ), куда он поступил в 1907 году. В период обучения И.Г. Фреймана (1907…1913 годы) ЭТИ являлся ведущим учебным заведением в области электротехники не только в России, но и в Европе, где преподавали авторитетные специалисты, профессора: директор П.Д. Войнаровский, физики В.В. Скобельцин и Д.А. Рожанский, известные профессора в области электротехники, электромагнитного поля и радиотелеграфу – И.И. Боргман, А.А. Петровский, П.С. Осадчий, Н.А. Скрицкий и другие. Студентам, обучавшимся электротехнической специальности, кроме фундаментально курса «Электрические колебания и электромагнитные волны», который читал профессор А.А. Петровский, читался единственный радиотехнический курс «Бепроводный телеграф».
Практическая специализация И.Г. Фреймана по радиотелеграфу началась еще в студенческие годы, когда он участвовал в строительстве ряда радиостанций, привлекая к себе внимание любознательностью, отличной фундаментальной подготовкой и практической хваткой. Естественно, что и дипломный проект И.Г. Фреймана также был связан с проектированием радиотелеграфной линии (Москва-Баку). В январе 1913 года И.Г. Фрейман успешно окончил ЭТИ, получив диплом инженера-электрика первого разряда, и был рекомендован председателем Междуведомственного радиотелеграфного комитета (МРК) профессором П.С. Осадчим на инженерную должность помощника делопроизводителя МРК, требующей широкой эрудиции и специального образования.
Благодаря колоссальной работоспособности, интересу ко всему новому, стремлением познать фундаментальные основы процессов и явлений двадцатитрехлетний инженер-электрик успешно справляется с широчайшим кругом вопросов, решаемых МРК. Сюда относятся в первую очередь экспертиза проектов радиостанций всех ведомств, организация исследований в области распространения радиоволн, разработка технических условий и испытание электро и радиокомпонентов, организация профессионального образования в области радиотелеграфии.
Не прошло мимо внимания И.Г. Фреймана и отсутствие в то время установившейся терминологии в области радиотелеграфии и радиотелефонии. Он отмечает, что важно, чтобы «все мы называли новые величины одинаковыми именами и чтобы в одинаковые названия вкладывали одинаковое содержание».
Начиная с 1914 года И.Г. Фрейман принимает участие в исследованиях, проводимых на Радиотелеграфном заводе Морского ведомства, где в это время работали М.В. Шулейкин и Н.Н. Циклинский.
В 1916 году И.Г. Фрейману предложили занять вакантную должность старшего лаборанта ЭТИ, и с этого момента начинается его педагогическая деятельность. Уже в начале 1917 года выходит его первая небольшая книга по радиотехнике «Краткий очерк основ радиотехники», где он впервые ввел понятие «радиотехника».
Работа в Минном отделе ГУКа, Радиотелеграфном заводе и Морском ведомстве во многом определила дальнейшую судьбу И.Г. Фреймана. К тому же гражданская война резко обострила вопрос с инженерными и научными кадрами. Уже в марте 1919 года И.Г. Фрейман был мобилизован в ряды РККА и вскоре назначен на должность радиоприемщика в Минный отдел ГУКа. Основной из многочисленных обязанностей И.Г. Фреймана являлось проведение исследований в интересах развития средств связи флота. Так, совместно с А.А. Петровским, он проводил опыты по подводному радиотелеграфированию, исследует условия приема радиосигналов в условиях подводной лодки.
В 1921 году в Ученом Совете ЛЭТИ он защитил магистерскую диссертацию на тему « «О законах подобия радиосетей» и был утвержден в должности профессора института.
Приказом по флоту от 03 апреля 1924 года И.Г. Фрейман был назначен председателем секции связи и навигации НТК МС, одновременно оставаясь старшим приемщиком технического управления. В ведение секции связи и навигации находились вопросы корабельной радиосвязи на флоте, береговой службы наблюдения и связи, гидроакустики и аэроакустики, визуальной связи и наблюдения, сигнализации лучами ИК-диапазона и др. Характерно, что уже в то время И.Г. Фрейман ставил задачу перевооружения флота и разработки систем автоматического распознавания и обработки информации, опережая свое время на десятки лет.
И.Г. Фрейман является организатором первых отечественных научно-исследовательских работ в области создания гидроакустических средств. В этих работах принимали участие сотрудники ЛЭТИ Б.П. Козырев и А.А. Шапошников и другие, занимавшиеся созданием пробной модели пъезокварцевого гидрофона, а, начиная с 1925 года И.Г. Фрейман привлек к работам по созданию прибора «сверхтональной акустической волны» своего талантливого ученика, выпускника ЛЭТИ 1925 года С.Я. Соколова. В эти годы были проведены не только экспериментальные работы в области шумопеленгования, но и разработан целый ряд шумопеленгаторных станций (Меркурий, Марс, Сатурн). Таким образом, под руководством И.Г. Фреймана и его ученика С.Я. Соколова были заложены основы отечественной гидролокации. В 1927 году в радиолаборатории ЛЭТИ были испытаны при участии И.Г. Фреймана и А.И. Берга разработанные С.Я. Соколовым пъезоэлектрические вибраторы с целью получения интенсивных ультраакустических колебаний в жидкостях.
Целенаправленно занимаясь проблемами создания средств связи и наблюдения для флота, И.Г. Фрейман привлек к научным исследованиям сотрудников ЛЭТИ Б.П. Козырева и С.И. Покровского, которые провели пионерские исследования и натурные испытания аппаратуры, использующей ИК-излучение для связи и сигнализации. Уже в 1927 году работа аппаратуры в диапазоне ИК-излучения была продемонстрирована специальной комиссии под председательством ученика И.Г. Фреймана по Военно-Морской Академии, выпускника 1925 года, его лекционного ассистента на кафедре специального курса радиотехники ЛЭТИ – А.И. Берга. В этот период были также проведены первые исследования по обнаружению кораблей по их собственному тепловому излучению, положительные практические результаты которых оказали решающее значение на развитие новых научных направлений, открытие в последствие соответствующих кафедр в ЛЭТИ для подготовки инженерных кадров.
В мае 1927 года на пленуме НТК МС был заслушан доклад И.Г. Фреймана на тему «Проблемы связи военного флота». По докладу И.Г. Фреймана было принято постановление НТК МС по созданию новой системы радиовооружения флота, известной под названием «Блокада 1», в которой нашли реализацию многие идеи ученого. Так, система связи базировалась на использовании аппаратуры, работающей не только на длинных волнах, но и предусматривалась возможность использования системы связи в КВ и УКВ диапазонах.
К разработке системы были привлечены квалифицированные кадры, научные сотрудники и профессора. Так в радиосекцию технического совета (председатель Н.Н. Циклинский) входили профессора Н.Д. Папалекси, Д.А. Рожанский, В.П. Вологдин, А.Ф. Шорин и другие.
Научная и практическая деятельность И.Г. Фреймана были многогранными, он часто обращал внимание на казалось бы второстепенные на текущий момент вопросы, но спустя порой даже годы к ним возвращались уже новые поколения специалистов в различных областях радиотехники. Так, еще в начале двадцатых годов И.Г. Фрейман принимал активное участие в разработке первых радиозондов, предназначенных для метеорологических наблюдений и исследования распространения радиоволн в условиях Арктики.
И.Г. Фрейман, будучи сам отличным музыкантом, интересовался проблемами создания высококачественной электроакустической аппаратуры для художественного воспроизведения музыки и речи. В его статье «О глубине модуляции» впервые введено понятие «телефонного эффекта» и показано, что для условий передачи и приема высокохудожественных программ, отличающихся широким частотным спектром и значительным динамическим диапазоном, недопустимо использование глубины модуляции более (40…50)%. Спустя многие годы были разработаны методы углубления модуляции с сохранением качества передачи.
Еще одним примером широты интересов И.Г. Фреймана может служить его работа, посвященная технике безопасности при работе с радиоаппаратурой. В ней отмечены не только специфические условия труда персонала, обслуживающего радиоаппаратуру и довольно простые случаи поражения человека электрическим током, но и обращено внимание на особенности воздействия высокочастотного электромагнитного поля на здоровье человека, на зависимость воздействия от мощности и частоты колебаний (с учетом скин-эффекта), от состояния кожного покрова и других физиологических факторов.
И.Г. Фрейман ясно видел перспективность использования электронных ламп для генерирования мощных высокочастотных колебаний по сравнению с электрическим машинами, разработанные профессором ЭТИ В.П. Вологдиным, решительно и настойчиво поддерживал разработку новых электронных приборов и проводил исследования по расчету и построению генераторов на их основе, привлекая для этой работы своего ближайшего ученика А.И. Берга. И.Г. Фрейман одним из первых предложил проект мощной центральной радиовещательной станции, осуществление которого произошло уже после смерти ученого.
К середине двадцатых годов ощущался недостаток исследований в области антенных систем, что отмечено в статье И.Г. Фреймана «Об эволюции радиосети». И.Г. Фрейман и М.В. Шулейкин явились одними из первых в изучении антенных систем, причем, не ограничиваясь теорией, а разрабатывая методы инженерного расчета и экспериментального определения соответствующих параметров антенн. Так И.Г. Фрейманом был предложен достаточно простой метод расчета собственной длины волны антенны, основанный на определении избыточной емкости, вызванной влиянием земли.
В статье «Об эквивалентных постоянных радиосети», опубликованной в 1923 году в журнале «Телеграф и Телефон без проводов» № 19 он подчеркивает, что несмотря на широкое использование в качестве эквивалента радиосети последовательного колебательного контура с сосредоточенными параметрами, вопрос о выборе постоянных этого контура не исчерпан. Это связано с тем, что параметры антенных систем являются непрерывно распределенными и могут быть заменены так называемыми «динамическими» значениями Cg, Lg, Rg, значения которых зависят от закона распределения напряжения и тока вдоль сети. Причем, наряду с «динамическими постоянными» встречается понятие и «действующих постоянных», отличающихся от статических значений. Естественно, что использование каждых из этих значений связано с внесением погрешностей в искомые величины. И.Г. Фрейман отмечал, что полной эквивалентности между радиосетью и контуром не может быть, и что в технических расчетах важна достаточная точность количественного результата, получаемого хотя бы путем рассмотрения некоторого фиктивного процесса, эквивалентного в отношении искомых величин радиосети, тем процессам, которые происходят в действительности.
В настоящее время такой подход не кажется чем-то исключительным и широко используется при моделировании в инженерной и научной работе. Обоснование этому лежит в явлениях изоморфизма в природе, когда на первый взгляд даже различные явления описываются одним типом дифференциальных уравнений. Это послужило предвестником широкого использования моделирования не только отдельных процессов, функционирования устройств, но и систем в целом. Рассматривая вопросы теории радиосетей, И.Г. Фрейман отмечал, что формулы для определения сопротивления излучения выведены в предположении синусоидального распределения тока и идеально проводящей земли, что может привести к значительным отклонениям от практических результатов. Особенно сильные изменения вносит несовершенство проводящей земли, что ограничивает представление антенн в виде зеркальных изображений, из-за зависимости сдвига фаз от параметров системы. Таким примером может быть наблюдаемое излучение низкой горизонтальной антенны над землей в продольном направлении. Тем не менее, метод замены распределенных линий передачи эквивалентными сосредоточенными емкостями и индуктивностями широко и успешно используется и в настоящее время при проектировании генераторов СВЧ, селективных устройств СВЧ и др.
Среди печатных работ И.Г. Фреймана особенно большое значение в деле подготовки инженеров по радиотехнике и развития радиотехнической отрасли имели два издания «Курса радиотехники» (1924 и 1928 годы), в которых нашли отражение основные научные идеи ученого. Как писал об этом учебнике профессор Н.Н. Циклинский: «построение, подбор материала и способ изложения таковы, что ему место не только на столе студента института, но и в лабораториях и КБ заводов». Это был первый полный отечественный печатный учебник по радиотехнике, в котором излагались все основные вопросы на высоком научно-методическом уровне. Ранее в книгах по радиотехнике преобладал описательный характер изложения, не направленный к последовательному расчленению задачи на ее составляющие и доведения анализа до количественных результатов.
Во введении к курсу И.Г. Фреймана дается очень конкретное определение радиотехники как «совокупность технических приемов, которые позволяют передавать электрическую энергию без помощи соединительного провода между источником и потребителем и использовать такую беспроводно передаваемую электрическую энергию». «Курс радиотехники», написанный И.Г. Фрейманом, носит системный характер, так как он охватывает все основные составные части системы передачи информации: от распространения электромагнитных волн, генерирования и управления колебаниями, до построения антенных устройств и прием слабых радиосигналов.
Одной из заслуг И.Г. Фреймана при написании курса радиотехники явилось то, что он был одним из первых, кто ушел от понятия «эфира» при объяснении явлений излучения и распространения электромагнитных колебаний. Кроме того, в курсе изложены основы расчета лампового генератора, разработку которого спустя некоторое время весьма успешно завершил А.И. Берг.
«Курс радиотехники», написанный И.Г. Фрейманом, опередил многие иностранные издания по ценности и качеству изложенного материала, и оставалась настольной книгой специалистов долгие годы. Таким образом, И.Г. Фрейман по праву считается основателем радиотехники как инженерной науки. После выхода в свет второго издания учебника И.Г. Фрейман продолжал его совершенствование. После его кончины все рабочие материалы и конспекты жена – Надежда Николаевна Фрейман передала его ближайшему помощнику, впоследствии заменившему своего учителя на кафедрах ЛЭТИ и Военно-морской Академии А.И. Бергу.
Талант И.Г. Фреймана ярко проявился и в педагогической деятельности, которую он, как уже отмечалось, начал в 1916 году в ЭТИ, где он преподавал до последних дней своей жизни. Одновременно с этим он преподавал в Военно-морской и Военно-инженерной академиях.
В это время решением Ученого Совета ЭТИ впервые была утверждена специальность «радиотелеграфные станции», а уже через год руководителем новой самостоятельной кафедры радиотехники стал двадцатисемилетний И.Г. Фрейман. Благодаря таланту, глубоким знаниям и широкой эрудиции авторитет И.Г. Фреймана среди студентов и преподавателей был очень высок. Так, в 1919 году при тайном голосовании на должность преподавателя курса беспроволочной телеграфии был избран с подавляющим большинством голосов молодой И.Г. Фрейман, хотя на эту должность балотировался и известный профессор А.А. Петровский.
Как вспоминал член-корреспондент АН СССР С.Я. Соколов, учившийся в эти годы в ЛЭТИ, И.Г. Фрейман очень хорошо владел физико-математическим аппаратом, следил за новейшими достижениями в физике. Он никогда не замыкался узкими задачами радиотехники…и поражал окружающих необычайной гибкостью своего ума, своим широким кругозором. Уже в том же 1919 году И.Г. Фрейман – член Ученого Совета ЛЭТИ, стал председателем предметной комиссии по беспроволочному телеграфу и членом комиссии по высшей математике и теоретическим основам электротехники.
Отметим, что в те годы при малочисленном студенческом и преподавательском составе ЛЭТИ относительное число талантливой, инициативной и творческой молодежи было велико. Со студенческой скамьи и до последних дней жизни связывала дружба И.Г. Фреймана с А.А. Смуровым и С.А. Ринкевичем, также талантливыми учеными и педагогами. Так, в период с 1922 по 1925 год А.А. Смуров – декан электротехнического факультета; а И.Г. Фрейман был избран деканом электрофизического факультета; в 1925 году А.А. Смуров – директор ЛЭТИ, а И.Г. Фрейман – его заместитель по учебной части.
Молодой, худощавый и очень подвижный профессор И.Г.Фрейман был блестящим лектором, умел увлечь студентов своим предметом, стремился пробудить в них творческую инициативу, проявляя при этом не только глубокие знания и эрудицию, но и долю азарта и артистизма. Не безынтересно отметить, что его ученик С.Я. Соколов поступал в ЛЭТИ на электротехнический факультет, и так бы и окончил его, если бы на старших курсах не начал слушать лекции профессора И.Г.Фреймана, которые увлекли его настолько, что на последнем курсе он перешел на электрофизический факультет. Для этого перехода С.Я. Соколову пришлось досдать много предметов и конечно специальный курс радиотехники профессору И.Г. Фрейману.
В лекционные курсы И.Г. Фрейман отбирал самый современный материал, был инициатором пересмотра учебных планов, включения новых дисциплин и открытия новых специальностей. Так уже в 1920 году на Ученом совете ЛЭТИ И.Г. Фрейман делает доклад «О некоторых изменениях в учебном плане отделения радиотехники». Он убедил Ученый совет в необходимости значительного расширения курса, а также включения в курс «электричество и магнетизм» раздела, посвященного сверхпроводимости, открытого в1911 году. В 1921 году им совместно с профессором М.М. Глаголевым было подготовлено предложение об открытии специализации по рентгенотехнике.
И.Г. Фрейман в течение ряда лет вел общий и специальный курсы радиотехники, а также смежные дисциплины (электровакуумные приборы, радиоизмерения и др.). Уже в те годы учебный план специальности радиотехника включал более десяти курсов, которые читали ведущие специалисты в области радиотехники: М.М. Глаголев, Е.Я. Щеголев, В.П. Вологдин, А.Ф. Шорин и другие.
Под непосредственным руководством И.Г. Фреймана по специальности «Радиотехника» выполнили дипломные проекты и получили дипломы 38 инженеров. Отличительной особенностью всех этих дипломных проектов была их актуальность, практическая направленность и конечно самостоятельность в решении задачи и доведения ее до реализации. А случаев, которые иногда встречаются в настоящее время, когда студенту предлагается для проектирования практически уже решенная задача, представить было невозможно.
Так В.И. Сифорову (в последствии члену-корреспонденту АН СССР, ведущему специалисту в области приема и обработки информации) И.Г. Фрейман предложил актуальную тему: «Борьба с помехами радиоприему», а на вопрос о литературе Имант Георгиевич ответил: «на русском языке по этому вопросу почти ничего нет. Почитайте на немецком», предложив целый перечень трудов немецких ученых.
Для проведения экспериментальных исследований, испытаний радиотехнической аппаратуры и систем радиосвязи И.Г. Фрейман привлекал своих учеников по ЛЭТИ и Военно-морской академии, передавая им не только теоретические знания, но и богатый практический опыт, воспитывая, таким образом, специалистов высочайшего класса.
В июне 1927 года приказом Реввоенсовета СССР И.Г. Фрейман вместе с начальником Военно-морской академии Б.Б. Жерве, профессорами С.А. Ринкевичем, П.А. Щуркевичем и другими был удостоен ученого звания «профессор ВУЗ РККА».
Интенсивная научная и практическая деятельность И.Г. Фреймана проходила в тяжелейших условиях, что подорвало его здоровье и привело к преждевременной смерти 8 февраля 1929 года. За короткую и яркую жизнь выдающийся ученый и педагог И.Г. Фрейман успел многое сделать, создал научную школу отечественной радиотехники.
Так, один из ближайших его учеников, возглавивший после И.Г. Фреймана кафедры в ЛЭТИ и в Военно–морской академии, академик АН СССР , Герой социалистического труда, адмирал Аксель Иванович Берг писал: «Мой наставник и учитель – Имант Георгиевич Фрейман был одним из пионеров отечественной радиотехники и основателем одной из ее школ. Имант Георгиевич Фрейман был, несомненно, очень талантливым и образованным инженером и ученым, отличным педагогом и человеком. Именно ему я обязан тем, что заинтересовался радиотехникой и специализировался в этой области».
Среди многочисленных учеников Иманта Георгиевича целая плеяда ученых, которыми гордится Россия: академики А.И. Берг, А.Н. Щукин, А.А. Харкевич. Члены- корреспонденты АН СССР В.И. Сифоров, С.Я. Соколов и другие.
В 1929 году Решением Ученого совета ЛЭТИ радиотехнической лаборатории специального курса было присвоено имя профессора И.Г. Фреймана.
Разносторонние исследования И.Г. Фреймана, носящие не только теоретический характер, а связанные с практическими задачами и доведенные до реализации, продолжили его ученики, которые, в свою очередь передали как эстафету не только идеи ученого и воспоминания о его яркой и многогранной личности, но и стиль его научной работы.
Так, в стенах ЛЭТИ, на кафедре радиопередающих устройств продолжались работы по созданию высокоэффективных радиопередающих комплексов учениками А.И. Берга: профессорами С.И. Панфиловым, С.А. Дробовым, А.И. Животовским и позднее исключительно талантливым профессором, академиком, лауреатом Государственной премии (1983 года), Ректором ЛЭТИ (1984–1998 годы) О.В. Алексеевым.
На кафедре радиоприемных устройств научные работы проводились – членом-корреспондентом АН СССР В.И.. Сифоровым, а затем профессорами А.П. Сиверсом, С.И. Бычковым в новых направлениях космической радиоэлектроники, радиоастрономии и др.
На кафедре теоретических основ радиотехники - профессорами Г.А. Кьяндским и Ю.Я. Юровым, поставившим новый курс не просто электродинамики, а технической электродинамики, подчеркивая прикладную сторону, кроме того, получили развитие новые направления волновой радиоэлектроники – акустооптические системы (профессора Ю.В. Егоров, В.Н. Ушаков).
На кафедре радиотехнических систем – профессора В.А. Гуров, Ю.М. Казаринов, И.В. Бренев, В.П. Ипатов продолжили научные работы и подготовку специалистов в области радиолокации и радионавигации, обработки информации.
Перечень, конечно, этим не исчерпывается. Можно только удивляться, как много успел сделать за свою короткую и яркую жизнь Имант Георгиевич Фрейман – выдающийся ученый и педагог.
Л.И. Золотинкина,
А.В. Митрофанов