Введение

Американский радиоинженер и бизнесмен

Артур Эндрюс Коллинз (9 сентября 1909 – 25 февраля 1987) – американский радиоинженер и предприниматель. Он впервые получил национальное признание в подростковом возрасте за значительный прогресс в области радиосвязи. Позже, в 1933 году, он основал собственную радиотехническую и производственную компанию – Collins Radio Co. Стремительно расширяясь во время Второй мировой войны, Collins Radio в конечном итоге стала лидером, входящим в список Fortune 500, в области авиационной электроники, телекоммуникаций, а также военной, космической и коммерческой радиосвязи. Коллинз и его компания стали пионерами в слиянии компьютерных и коммуникационных технологий. Широко признанный гением в области электронных инноваций, он избегал личной публичности и сегодня относительно мало известен, даже в среде специалистов по электронике.

Ранняя история

Артур А. Коллинз родился в Кингфишере, штат Оклахома, в семье Мерла Х. Коллинза (ипотечного банкира) и Фэйт Эндрюс Коллинз (выпускницы колледжа Рокфорд в Иллинойсе). Когда Артуру было семь лет, семья переехала в Сидар-Рапидс, штат Айова. В 1925 году Мерл основал компанию Collins Farms, которая объединила неэффективные мелкие фермы в единое коллективное предприятие, используя лучшее доступное оборудование и современные методы (контурная обработка почвы и борьба с эрозией, севооборот, новые гибридные сорта кукурузы) для значительного повышения производительности. Этот новаторский подход первоначально был успешен, но потерпел крах с наступлением Великой депрессии. Сын Мерла, Артур, проявлял большой интерес к радио, в четырнадцать лет получил лицензию радиолюбителя и начал самостоятельно проектировать и собирать оборудование, приобретая дорогие вакуумные лампы с помощью отца. Артур Коллинз стал экспертом в области схемотехники и распространения радиоволн, опубликовав несколько статей в специализированных журналах. Он подружился с другими радиолюбителями, в том числе с Джоном Рейнарцем, разделявшим его особый интерес к распространению радиоволн. В то время считалось, что в радиоспектре только длинные волны преломляются в атмосфере ("skip"), обеспечивая связь на большие расстояния ночью, в то время как короткие волны, выделенные радиолюбителям, такой возможности не имели. Рейнарц и Коллинз обнаружили, что эффект "skip" наблюдается и в 20-метровом диапазоне, и в дневное время, что позволяло осуществлять дальнейшую связь с использованием этого оборудования. Когда Рейнарц стал радиооператором на арктической экспедиции Макмиллана, спонсируемой National Geographic, в 1925 году, только он и Коллинз смогли обеспечить надежную связь, в отличие от ВМС США, использовавших более длинные волны. Артур Коллинз получил общенациональное признание.

Формальное образование

Артур Коллинз окончил среднюю школу в Сидар-Рапидс и поступил в Амхерстский колледж в штате Массачусетс, но вернулся по окончании первого курса. Он так и не получил ученой степени, а вместо этого посещал курсы в Университете Айовы и в Коу-колледже в Сидар-Рапидс. Его собственные исследования, а также исследования, проводимые в первые годы существования его компании, как правило, обгоняли успехи в академических курсах по электронике. Тем не менее, он высоко ценил высшее образование, поддерживал программы повышения квалификации для своих сотрудников и даже организовывал собственные курсы с внутренними преподавателями на предприятии Collins Radio.

Личная история семьи

В 1930 году Артур Коллинз женился на Маргарет (Пэг) Ван Дайк в Сидар-Рапидс, известной художнице в своем сообществе и бывшей ученице Гранта Вуда. У них родилось двое детей: Сьюзан, родившаяся в 1939 году, и Майкл, родившийся в 1943 году. Маргарет внезапно скончалась в 1955 году от кровоизлияния в мозг. Артур женился во второй раз в 1957 году на Мэри Маргарет Мейс, помощнице директора по диетологии в больнице Мерси. У них было два сына: Алан, родившийся в 1963 году, и Дэвид, родившийся в 1966 году. Артур Коллинз поддерживал два места жительства: одно в Сидар-Рапидсе, штат Айова, а другое в Далласе, штат Техас, куда он переехал после продажи компании Collins Radio корпорации Rockwell International. Коллинз также держал свою яхту, 70-футовую стекловолоконную яхту, построенную по индивидуальному заказу, The Peregrine, в Ньюпорт-Бич, Калифорния. Она служила ему офисом и домом во время посещений предприятия в Ньюпорт-Бич и включала в себя большую центральную "переговорную комнату".

Основание радиостанции "Коллинз"

Коллинз основал Collins Radio Co. в 1933 году, производя высококачественные любительские и коммерческие передатчики (но не приемники для потребительского рынка). После признания, полученного благодаря успеху экспедиции Макмиллана, оборудование Коллинза было выбрано для антарктической экспедиции Берда (1933–1934). Начав производство в своем подвале, Артур Коллинз вскоре арендовал производственное помещение и в конечном итоге построил первый завод Collins Radio в Сидар-Рапидс в 1940 году. В то время объем продаж компании составлял около 500 000 долларов, а штат – 150 сотрудников. Collins Radio получила признание за высокое качество разработки и производства любительских и коммерческих передатчиков и приемников, и начала выпуск авиационных радиостанций в 1935 году.

Годдард, RCA и Коллинз, патентный иск на вакуумную трубку

Сердце радиопередатчика, осциллятор, в то время использовал вакуумную лампу для генерации радиочастоты. Компания RCA заявила, что обладает исключительными правами на патент на схему осциллятора на вакуумной лампе де Фореста, и подала в суд на Collins Radio и других предполагаемых нарушителей патентных прав. Помимо ракет, Роберт Годдард также был новатором в области электроники, и когда Артур Коллинз обнаружил, что патент Годдарда на осциллятор 1915 года был получен раньше патента де Фореста, Коллинз встретился с Годдардом, чтобы объяснить, что монополия RCA на лампы серьезно тормозила конкурентные инновации в электронике. С помощью Годдарда практичность его конструкции была продемонстрирована в суде, и в 1938 году иск был отозван, что позволило Collins и другим свободно разрабатывать новые технологии. Годдард и Коллинз оставались друзьями до смерти Годдарда в 1945 году.

Вторая мировая война

Во время Второй мировой войны компания Collins Radio стала ключевым поставщиком наземного, морского и авиационного оборудования связи, увеличив штат с примерно 350 до пикового значения в 3700 сотрудников. Артур Коллинз был одним из разработчиков устройства Autotune. Изобретенное для коммерческой авиации незадолго до войны, оно позволяло пилоту дистанционно переключаться на предустановленные частоты. Autotune точно настраивал радиоприемник примерно за 40 секунд, что избавляло от длительной ручной настройки, обычно требуемой от штатного радиста. Военный радиоприемник ART-13 мощностью 100 Вт в диапазоне высоких частот (HF) высоко ценился за эту особенность, а также за свою прочную и надежную конструкцию. Было построено более 90 000 таких приемников для самолетов B-24, B-25, B-29, TBF и других. Оборудование Collins также широко использовалось для тактической наземной связи и на кораблях. После нападения на Перл-Харбор станция Коррегидор на Филиппинах использовала оборудование Collins для установления связи с внешним миром, как и линкор USS Missouri во время церемонии капитуляции в Токийском заливе.

Послевоенная авиатехника

Достижения в области авиации во время Второй мировой войны привели к быстрому послевоенному расширению коммерческой и частной авиации. Collins Radio быстро перешла от военных проектов к производству коммуникационного оборудования для авиакомпаний и корпоративных парков. Артур Коллинз, лицензированный пилот в возрасте 20 лет, возглавил новаторскую разработку индикатора горизонтальной ситуации (HSI) и других интегрированных авиационных приборов, которые объединяли в одном дисплее углы крена, тангажа и рыскания самолета, а также его курс. Collins Radio стала мировым лидером в области авионики в 1950-х и 1960-х годах. HF-трансивер 618T был основным для авиакомпаний, а ARC-27, с автоматической настройкой и 1750 каналами, стал первым практичным военным УВЧ-трансивером, находившимся в эксплуатации более двух десятилетий.

Телекоммуникации

Артур Коллинз расширил свою деятельность в Далласе и Бербанке, Калифорния, в 1950-х годах. В Калифорнии он сформировал исследовательскую группу под руководством Мела Доелца для разработки новых методов кодирования или модуляции голосовых и данных сигналов с помощью точно сформированных импульсов, формирующих двоичный код. Такие методы обеспечивают очень эффективное использование полосы пропускания и практически устраняют шум и искажение сигнала, часто возникающие в традиционном радио. На основе этих исследований система дальней телекоммуникации Collins KINEPLEX, представленная в 1955 году, предлагала до 40 каналов по сравнению с одним голосовым или каналом передачи данных в той же полосе пропускания, используемой в обычной телефонной связи. Ключевым компонентом KINEPLEX был первый в мире практичный, серийно выпускаемый МОДЕМ (модулятор/демодулятор) – по сути, преобразователь между двоичными и аналоговыми сигналами. Из этой работы была разработана секретная система тактических данных Collins Naval Tactical Data System (NTDS). Артур Коллинз одним из первых предсказал грядущую компьютерную и телекоммуникационную революцию и направил своих инженеров на объединение опыта, полученного в KINEPLEX, с опытом в области связи, чтобы в начале 1960-х годов создать центр коммутации данных и сообщений в Сидар-Рапидс, используя компьютеры Collins C8400 для обработки данных бронирования и другого трафика для авиакомпаний. Collins Radio также проектировала и строила системы микроволновой связи, поставляя как базовое оборудование, так и ретрансляционные вышки, часто расположенные в отдаленных горных районах, для передачи сигнала прямой видимости на большие расстояния.

SSB и любительское радио

Радиолюбительство никогда не было доминирующим сегментом в линейке продуктов Collins Radio, но представляло особый интерес для Артура Коллинза с детства и послужило ключевым катализатором в разработке другого оборудования. Любительское оборудование Collins всегда строилось по самым высоким стандартам и стоило дорого. В рамках KINEPLEX Коллинз разработал механический фильтр – небольшое устройство (около 19 мм на 102 мм), использующее серию прецизионно обработанных металлических дисков, механически и электрически связанных между собой. Определение точных размеров этих дисков было критически важным и не поддавалось лёгкой эмпирической проверке. По счастливой случайности был принят на работу талантливый молодой индийский математик Рошан Шарма, чьи недавние знания в области необходимой математики позволили ему создать резонирующие диски. Входной сигнал заставляет первый диск механически резонировать на очень точной и стабильной частоте, которая передаёт индуцированное электрическое колебание следующему диску, и так последовательно по всему устройству. Фильтруя ненужные части радиосигнала, механический фильтр (разновидность "полосно-пропускающего фильтра") позволял использовать очень стабильную и точную частоту одной боковой полосы. (Ранее для работы с одной боковой полосой требовалось большое и сложное оборудование.) Механический фильтр был сердцем технологии SSB (single sideband) от Collins и впервые сделал SSB практичной. SSB обеспечивала чёткую и эффективную радиосвязь, даже в условиях, которые нарушали и искажали обычные радиосигналы. В 1956 году транспортный самолёт SAC C-97 был оснащён любительским оборудованием Collins 75A-4/KWM-1 SSB для демонстрации преимуществ SSB, что привело к заключению контрактов на поставку военной аппаратуры SSB для самолётов B-52 и других воздушных судов, а также наземных станций. Объём продаж военной техники значительно превысил продажи любительских комплектов.

Конструкция антенны

Разработка и конструирование антенн Collins началось в 1951 году со сложной задачи проектирования и строительства параболической антенны-«тарелки» диаметром 50 футов для Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия. В последующие годы опыт Collins в области антенн расширился и охватил передовые разработки для спутников, наземных станций дальней космической связи, наземной связи в диапазоне высоких частот, связи и навигации для авиации, космических аппаратов, коммерционного вещания, микроволновых и других специализированных применений.

Космическая связь

Радио Collins Radio очень рано вошло в область космической связи, когда в 1951 году спроектировало и построило ультравысокочастотный передатчик мощностью 20 кВт на частоте 418 МГц, подключенный к антенне с высоким коэффициентом усиления необычной конической формы, установленной на его территории в аэропорту Сидар-Рапидс. 8 ноября 1951 года двусторонняя связь с аналогичной станцией в Стерлинге, штат Вирджиния, была впервые установлена путем отражения УВЧ-сигнала от Луны. Сообщение "Что сотворил Бог?" обменивалось несколько раз с использованием кода Морзе на расстоянии в полмиллиона миль. В 1960 году Collins Radio стало пионером в спутниковой связи, построив две крупные наземные станции на своих объектах в Сидар-Рапидс, штат Айова, и Ричардсон, штат Техас. NASA запустило пассивный спутник ECHO I, похожий на воздушный шар, 12 августа 1960 года. Во время своего третьего орбитального прохода над Средним Западом Collins Radio впервые установило двухстороннюю спутниковую голосовую связь, отражая сигналы мощностью 10 кВт на частоте 810 МГц от спутника. Через шесть дней Collins Radio впервые передало изображение президента Эйзенхауэра через спутник между своими двумя станциями. Начиная с экспериментального ракетного самолета X-15, Collins Radio поставляло NASA оборудование для радиосвязи для космических аппаратов Mercury, Gemini и Apollo, а также наземные станции и ВЧ-каналы связи с Центром управления полетами. Все американские голоса из космоса, а также телевизионные передачи и данные, передавались с помощью оборудования Collins Radio. Пик продаж систем космической связи составил 69 миллионов долларов в 1966 году.

Компьютерные системы

Интерес Артура Коллинза к компьютерам возник еще до того, как его компания вошла в эту область. Известно, что в конце 1930-х годов он посетил Джона В. Атанасоффа, признанного изобретателя первого цифрового компьютера, в Государственном колледже штата Айова, однако, к сожалению, никаких записей об их обсуждениях не сохранилось. В 1957 году Артур Коллинз предвидел необходимость объединения компьютеров и средств связи, используя некоторые технологии, разработанные в рамках KINEPLEX и сопутствующих работ. Продажи компании росли в 1960-х годах и к 1968 году достигли 440 миллионов долларов (в сегодняшних деньгах), а штат насчитывал 24 000 сотрудников. Благодаря этому капиталу Collins Radio вышла на компьютерный рынок в 1960-х годах. Под руководством Коллинза Collins Radio представила компьютерную систему C8400, построенную на основе подключаемых к стойке плат, что было необычным для компьютеров того времени. В 1960-х годах в Сидар-Рапидсе был создан крупный компьютерный центр связи, обрабатывавший данные о бронировании авиабилетов, а также внутренние данные компании, с каналами связи с Далласом (Техас) и Ньюпорт-Бич (Калифорния). Следующее поколение компьютеров C8500 использовало модули, аналогичные "черным ящикам" в авионике, в рамках модульной конструкции. Было создано Процессное подразделение, объединившее проектирование и производство печатных плат в единую организацию. Интегральные схемы Коллинза и другие микроэлектронные компоненты монтировались на платы, изготовленные Collins Radio. Модульная конструкция позволяла легко расширять вычислительные возможности в соответствии со спросом и обеспечивала преимущества при производстве и обслуживании (блоки можно было заменять). Процессное подразделение и концепция модульной конструкции были революционными, отражали культуру инноваций в Collins Radio и являлись прямым следствием видения Артура Коллинза. Артур Коллинз принимал активное участие в этих усилиях, привлекая внешних экспертов в области телекоммуникаций и организуя курсы по изучению компьютерной архитектуры и проектирования программного обеспечения. Результатом стала "Система C" – распределенная кольцевая сеть, объединяющая процессоры и периферийное оборудование и функции, включая производственные устройства, контроль запасов, закупки и другие административные операции. В то время современные системы использовали компьютеры IBM 360 или аналогичные в высокоцентрализованных центрах, обслуживая лишь несколько функций и не связанные с другими подобными центрами. Система C была разработана как гибкая, способная расширяться для удовлетворения различных потребностей и доступная для широкого круга пользователей, а не только для компьютерных специалистов. Система C была чрезвычайно инновационной, но в силу этого ее масштабы и стоимость было трудно предсказать. В конечном итоге это нарушило другие программы и привело к серьезным перерасходам средств. Одной из основных проблем был большой размер, относительно низкая плотность и очень высокая стоимость компьютерной памяти, необходимой для Системы C. Видение Артура Коллинза относительно потенциала Системы C превосходило представления большинства его сотрудников и, безусловно, банкиров или других источников финансирования. Несмотря на негативное влияние на финансовое положение компании, он настаивал на продолжении разработки Системы C, будучи уверенным в ее конечном успехе. К сожалению, в конце 1960-х годов экономика переживала рецессию, особенно в сфере высокоспециализированной коммерческой и оборонной электроники. (Например, численность персонала Boeing сократилась с 100 000 человек в 1968 году до 32 500 в 1971 году. "Выключение света в Сиэтле"; Seattle Times, 3 ноября 1996 года). Было принято сложное решение о создании альянса с North American Rockwell. Не сумев достичь краткосрочных финансовых целей, Артур Коллинз был вынужден покинуть компанию в 1971 году. Ирония судьбы заключается в том, что его видение распределенной сети относительно небольших процессоров и компьютерных рабочих станций оказалось пророческим. В Системе C были заложены основы для создания сети связанных персональных компьютеров и Интернета. Компьютерная память быстро становилась быстрее, большей емкости и дешевле, но не настолько быстро, чтобы спасти Систему C.

A.A.C. Inc.

После ухода из Collins Radio Артур Коллинз основал частную исследовательскую и опытно-конструкторскую фирму в Далласе, штат Техас, под названием Arthur A. Collins Inc. Он нанял несколько ключевых сотрудников, в том числе из прежней группы C System компании Collins Radio. Его интересовали телекоммуникации и компьютерные сети, в особенности разработка цифровых коммутаторов для телефонных сетей, а позднее – разработка компьютерных сетей, которую он назвал "Интегрированная сеть услуг" (ISN). В 1981 году AACI разработала собственную внутреннюю систему электронной почты под названием "Command I" ["I", возможно, означает 'взаимосвязь']. Коллинз опубликовал книгу о телекоммуникациях под названием "Время для инноваций" в соавторстве с Робертом Педерсеном, и его фирме было выдано несколько патентов, некоторые – посмертно. Артур Коллинз работал до самой смерти от инсульта, дожив до появления персональных компьютеров, оптоволоконных кабелей и начала развития Интернета.

Личность: привычки работы и философия дизайна

Те, кто работал с Артуром Коллинзом, неизменно отмечают его исключительную работоспособность, его пристрастие к долгим рабочим дням и полную концентрацию на поставленных целях, а также его ожидание, что и другие члены его команды будут работать столько же. Он скептически относился к праздникам, за исключением, пожалуй, Рождества. Коллинз просил своего помощника библиотекаря подбирать книги, статьи из журналов и другие тщательно отобранные материалы для чтения. Через несколько дней их возвращали; к тому времени он полностью усваивал их содержание, готовясь к следующему этапу проекта, и затем запрашивал новую партию. Он не приветствовал возражений, если они не подкреплялись фактами и логическими доводами, но при этом искал экспертов в областях, отличных от его собственной. Один математик, личный друг Коллинза, отметил, что однажды Коллинз описал, как он способен визуализировать новые и революционные концепции. Он излагал свои идеи настолько подробно и точно, что лежащие в их основе математические вычисления могли быть выполнены другими и впоследствии казались очевидными. Нет сомнений, что успех компании был во многом обусловлен способностью Артура Коллинза находить и привлекать талантливых инженеров и административный персонал. Collins Radio славилась как место работы с высокими требованиями, но и с возможностью заниматься передовой работой. Вероятно, его самой значительной личной чертой была способность Коллинза предвидеть будущие технологические потребности общества, определять цели и начинать разработку систем и устройств, необходимых для их достижения. Таким образом, он предвидел будущие потребности клиентов и часто имел готовые прототипы задолго до конкурентов. Примерами могут служить навигационные средства и интегрированные приборы управления полетом, разработанные Collins Radio после Второй мировой войны, схема бинарной модуляции KINEPLEX и аналогичные системы, SSB HF-связь, а также объединение компьютеров и связи, основанное на более ранних разработках в области телекоммуникаций. Под руководством Артура Коллинза Collins Radio выделяла значительные ресурсы на исследования и разработки и постоянно стремилась к продвижению передовых концепций и технологий, а не к производству потребительской электроники с длительным сроком службы и высоким потенциалом прибыли. Рынки коммерческой авиации и оборонной электроники были по своей природе изменчивы и неопределенны, часто с относительно низкой прибыльностью, но Collins Radio сохраняла свой статус ведущей компании на протяжении четырех десятилетий, пока Артур Коллинз занимал свой пост. Среди коллег существует общее мнение, что это долголетие было во многом обусловлено его воображением, видением и гением в области инноваций. Для эксперта в области связи Артур Коллинз был по своей природе застенчив и говорил тихо, чувствовал себя уверенно в своей власти, не нуждаясь в браваде. У него было богатое чувство юмора, которое он проявлял в полной мере только в компании близких друзей и соратников. Он избегал излишней публичности и распространил эту манеру на свою компанию, призывая к сдержанности в рекламе и связях с общественностью. Когда ведущий CBS Уолтер Кронкайт позвонил с просьбой дать интервью во время посадки "Аполлона", Коллинз отказался и сказал Кронкайту, что не хочет приписывать себе заслуги за тяжелый труд многих других сотрудников Collins Radio. "Необходимо объединить усилия многих научных и инженерных дисциплин вместе с другими творческими и духовными способностями человека в стремлении построить достойный и осмысленный мир. В какой бы области вы ни работали, ваш прогресс будет зависеть от вашего воображения. Я призываю вас дать ему полную свободу." — Артур А. Коллинз.

Эта статья предоставлена Ассоциацией наследия Артура А. Коллинза (AACLA), Сидар-Рапидс, Айова. 501(c)(3). Теральд Р. Лэмб, президент.

Награды

1942 год. Награда "E" армии и флота США, присужденная компании Collins Radio. 1950 год. Почётная степень доктора наук, Корнеллский колледж, г. Маунт-Вернон, штат Айова. 1954 год. Почётная степень доктора наук, Коу-колледж, г. Сидар-Рапидс, штат Айова. 1962 год. Награда за выдающиеся государственные заслуги, ВМС США. 1966 год. Премия за выдающиеся заслуги, Ассоциация радиовещателей штата Айова. 1967 год. Премия за выдающиеся заслуги, Университет Айовы. 1968 год. Почётная степень доктора инженерных наук, Политехнический институт Бруклина, штат Нью-Йорк. 1968 год. Избран в Национальную академию инженерии.

1969 год. Премия "Создатель сообщества" ложи Б'най Б'рит г. Сидар-Рапидс. 1970 год. Почётная степень доктора инженерных наук Южного методистского университета, г. Даллас, штат Техас. 1974 год. Почётная степень доктора наук, Колледж Маунт Мерси, г. Сидар-Рапидс, штат Айова. 1977 год. Премия Армстронга, Радиоклуб Америки. 1982 год. Медаль губернатора в области науки, штат Айова. 1982 год. Премия "Пионер", Аэрокосмическое и электронное общество систем Института инженеров электротехники и электроники. Около 1969 года разработана воздушная станция связи для управления и контроля, использующая модульную конструкцию типа "чёрный ящик". Схемы внутри модулей выполнены в виде плоской компоновки на нескольких многослойных платах, на которых монтируются микроэлектронные компоненты Collins. Компьютеры Collins имели аналогичные характеристики. И проектирование, и производство осуществлялись в рамках единого подразделения "Производственные системы". Все эти инновации в проектировании и производстве стали прямым результатом творчества Артура Коллинза.