一種用在偵察機上的無線電話發射器，帶有圓形電子管和麥克風。在英國皇家飛行隊任職的馬可尼工程師開發了這種空中電話設備。
照片：Science Museum/SSPL/Getty Images
在第一次世界大戰中，英國的雙翼偵察機在座艙中安裝了無線電話
這使得執行偵察任務的飛行員可以報告他們發現的目標
文：艾里森·馬什（Allison Marsh），BG5WKP朱軼 編譯
關於作者：艾莉森·馬什（Allison Marsh）是南卡羅來納大學的歷史副教授，也是該大學安·約翰遜科學，技術與社會研究所的聯合主任。
自從1700年代後期，人類第一次乘熱氣球升空後，軍事戰略家們就遠見卓識，看到了在空中偵察的可能性。想象一下，能夠從高處發現敵人的動向和火炮，如果同時可以立即將這些發現傳達給地面上的戰友，那就更好了。但是，當今的技術無法提供一種完美的解決方案。
直到20世紀初，電報，電話和飛機 ——所有必要的要素都已經到位，最終使得空中偵察成為現實。其中所面臨的挑戰是將它們聚合在一起。當時的無線發燒友面臨著政府官僚作風，當時的這些官員對資助未經證實的技術並不感興趣。
第一次世界大戰期間，無線電報提供了至關重要的信號
早期人們嘗試通過電臺發送電報信號。主要缺點是電臺的尺寸和重量太大。電池組和發射器重達45公斤，並佔據了飛機上的整個座位，有時還會佔用飛行員所在的區域。有線天線拖到飛機後面，必須降落才能收起。沒有專用電臺操作員的空間，因此飛行員將不得不做所有事情：觀察敵情，查閱地圖，並在飛行的同時以莫爾斯電碼發送提取的座標方位。
儘管該電臺裝置很複雜，但一些先驅者還是設法使它起作用。1911年，美國陸軍唯一飛機飛行員本傑明·富洛瓦（Benjamin D. Foulois）中尉沿著墨西哥邊境飛行，並按照莫爾斯電碼向地面的信號軍團報告。三年後，在英國皇家飛行隊（RFC）的主持下，
唐納德·劉易斯（Donald Lewis）和詹姆斯·男爵（Baron James）中尉試用了空對空無線電報，他們相距16公里，飛行時使用莫爾斯電碼進行通訊。
沒過多久，英國皇家飛行隊的無線系統就發揮了它的第一個實際作用。英格蘭於1914年8月4日參加第一次世界大戰。9月6日，劉易斯在法國馬恩河的第一次戰役飛行時，發現了敵方線上50公里的缺口。他發送了一條無線電消息，報告了所見所聞，而英法聯軍則負責修復好了這段缺口。
這是有記錄第一次接收並執行從英國飛機發送的無線電消息。英國陸軍指揮官成為無線電即時傳播者，要求飛行員和地面支援人員提供更多設備和訓練。閱讀小貼士：
單從原理來說，無線電通訊和電話本質上極為相似，都是將聲音的震盪轉化為電流或電磁波的變化，經過遠距離傳輸抵達另一端後再重新轉變為聲音。只是人的嗓音頻率太低，使得信號波的波長過長，而波長越長，所需天線的尺寸也越大——如果直接發射語音信號，天線長度恐怕得達到一百公里以上，這在工程上是一件無法實現的事情。所以想要將語音傳遞出去，就必須搭乘上頻率更高的載波。這正是所謂的調製。而兩者混合在一起的新波形在被接受後，收聽方也必須通過一系列解調手段將高頻波濾去，只留下有意義的低頻波，才能轉化為最終的語音。調幅發射機一旦成功的話，無論是軍隊還是情報機構，都將真正意義上具備實時通訊的能力。
從那時起，在1912年由Herbert Musgrave上尉組建的英國皇家飛行隊迅速發展。最初，
馬斯格雷夫（Musgrave）的任務是調查與戰爭有關的行動的清單，這些行動包括氣球，風箏，攝影，氣象，炸彈，步槍和通訊。他決定專注於最後一個。戰爭開始時，英國皇家飛行隊接管了倫敦西南部薩里布魯克蘭機場的實驗馬可尼站。
第一次世界大戰期間，執行偵察任務的英國雙翼飛機飛越法國的敵軍線上。 照片：蘇格蘭國家圖書館
布魯克蘭（Brooklands）曾是1909年在英格蘭進行首次動力飛行的地點，儘管它並不是飛機場的理想之地，它的跑道位於賽車場的中央，高壓電纜在三邊環繞著場地，而兩個30米高的煙囪向東矗立。
起初，偵察飛行員通過提供定向指示報告了炮擊的有效性。劉易斯在馬恩河上發出的一條信息是“向右短約50碼”。對於飛行員來說，輸入莫爾斯電碼是一個相當長的字符串。到1914年10月，英國人已經開發了帶有網格參考的地圖，這意味著只需幾個字母和數字，例如“ A5 B3”，就可以指示方向和距離。然而，即使進行了這種簡化的莫爾斯代碼輸入，操作這樣的信號傳輸工作仍然很麻煩。
來自座艙的語音呼叫依賴於優質的麥克風
除了在雙翼飛機的開放式座艙並不完全有利於輕鬆對話外，通過無線電話進行直接語音通信是一種更好的解決方案。強烈的噪音，振動和經常劇烈的氣壓干擾淹沒了聲音。飛行員的臉部肌肉在變化的風壓下難以保持其形狀。坐在幾釐米遠的機組人員很難理解飛行員說了什麼，更不用說通過麥克風傳輸信號了，因此電臺必須將聲音與背景噪音區分開。
1915年春，
查爾斯·埃德蒙·普林斯（Charles Edmond Prince）被派往布魯克蘭茲（Brooklands）領導飛機雙向語音系統的開發。普林斯（Prince）自1907年以來一直在馬可尼公司（Marconi Co.）擔任工程師，他和他的團隊（其中許多人也來自馬可尼）很快就啟動了空對地系統。
普林斯（Prince）的系統根本不像現代手機，也不像那個時代的電話。儘管飛行員可以與地面站通話，但地面操作員還是用莫爾斯電碼回答。開發地面到空中、電臺到電臺的無線電話又用了一年時間。
普林斯（Prince）的小組嘗試了各種麥克風。最終，他們選擇了振膜厚的老式Hunnings Cone麥克風。通過反覆試驗，他們瞭解了在實驗室外和典型飛行條件下測試麥克風的重要性。他們發現幾乎不可能僅憑其在地面上的行為來預測特定麥克風在空中的工作情況。正如普林斯（Prince）後來描述關於Hunnings Cone麥克風那樣，“在地面，這個麥克風看起來毫無用處，但是似乎在空中又能煥發出新的光彩。”
膜片的材料也很重要。該團隊測試了碳，鋼，硬質橡膠，賽璐珞，鋁和雲母。雲母是最終的贏家，因為它的固有頻率受發動機噪音的影響最小。普林斯戰後在1920年的電氣工程師學會（IEE）期刊上發表了他的發現。
普林斯是真空管的早期擁護者，因此他的電臺依靠真空管而不是晶體管。但是他的團隊最初使用的真空電子管有嚴重問題並且不可靠，並且該小組通過幾種不同的模型樣機進行工作。在馬可尼公司的H.J. Round艦長加入普林斯（Prince）的團隊後，他
專門為機載應用設計了真空管。
1915年夏天，普林斯（Prince）的小組成功地使用飛機無線電話發射器測試了首次空對地語音通信。此後不久，普林斯的助手之一J.M. Furnival上尉在布魯克蘭茲建立了無線培訓學校。每週都有36名戰鬥機飛行員經過學習，以瞭解如何使用無線設備以及空中的正確鉸接技術。學校還培訓了官員如何維護設備。
通過喉嚨麥克風進行免提通話
普林斯的科研隊伍並沒有就此止步。1918年，他們發佈了新的飛行員帽，該帽將電話聽筒和耳朵以及喉嚨麥克風結合在一起。喉嚨麥克風內置在帽子中，並纏繞在脖子上，這樣可以直接吸收飛行員喉嚨的振動，從而避免了風和發動機的背景噪音。這是一項重大進步，因為它可以使飛行員像B.S.上尉那樣“免手持”。
戰爭結束時，普林斯和他的工程師已經實現了空對地，地對空以及電臺對電臺的無線語音傳輸。皇家空軍為600架飛機配備了CW語音電臺設備，並建立了1000個地面站，培養了18000個無線電操作員。
這似乎是軍事技術如何在戰爭時期推動創新的明確例子。但是追溯成就的歷史會使事情有些混亂。
閱讀小貼士：喉震空氣導管耳機
如今，隨著科技的發展，這類耳機和麥克風更多的應用於特種兵。
1..動圈式麥克風設計，聲音清晰可靠，抗噪性能好，抵抗環境噪音性能強；
2.說話時只需很小的音量就能使對方清晰聽見。
3.採用內含防彈材料kevlar的環保PU線材，結實耐用；
4.水防塵，配合牢固，可適用於劇烈運動用戶。
5.空氣導管耳機，搭配獨有的耳架，長時間佩戴更舒適，且不易脫落。
6.適用於：特種部隊，反恐突擊隊，傘兵，海軍陸戰隊等，可絕佳地配合戰術頭盔，摩托車頭盔和防毒面具使用。美國SWAT，及特 種部隊都有配備使用。
在對普林斯（Prince）1920年IEE論文的正式回應中，P.P上尉埃克斯利稱飛機電話既是宣傳上的難題，又是技術上的挑戰。那樣，他意味著普林斯沒有無限的研發預算，因此他必須證明空中電話將有實際應用。
在對開發進行重新陳述時，普林斯（Prince）為團隊在1916年2月在聖奧默爾為基奇納勳爵的演示而感到自豪，這是該設備的首次實用演示。
但是文森特·史密斯（T. Vincent Smith）少校認為這樣的演示是不明智的。史密斯（Smith）是英國皇家飛行隊的技術顧問，他認為將無線電話顯示給更高級別的命令只會激起他們的想像力，認為這樣的設備可以解決他們所有的通信難題。史密斯認為抑制熱情是他的職責，以免被要求“做各種不可能的事情”。
真空管設計師H.J.Round以及馬可尼的測試總監Harry M. Dowsett都指出了普林斯（Prince）的行動所描述的細微差別。Round指出，在戰爭開始前的1913年，就開始研究用於發送和接收電話的真空管系統。Dowsett說，應該給那些創造了第一個工作電話機的馬可尼工程師給予更多的讚賞而不是給1915年普林斯的實驗機。
普林斯（Prince）在1920年的文章中承認，他的報告內容沒有涵蓋完整的歷史，他的貢獻是在飛機上使用了現有電路的新穎應用。然後，他讚揚了Round和其他工程師以及通用電氣公司（General Electric Co.）的貢獻，該公司已獲得美國陸軍信號兵團使用的類似空中電話系統的專利。
歷史很少為這麼多細節的探討留有餘地。因此，普林斯（Prince）的空中電話設備獲得了在倫敦科學博物館收藏。我們必須記住，這臺創新的無線電設備不是一個人的發明，而是很多人的作品。
這篇文章的刪節版本出現在2020年4月的印刷版中，名為“從駕駛艙打電話”。
這是一個系列文章的一部分，該系列探討了具有無限技術潛力的歷史文物的照片。
參考資料：
1. spectrum.ieee.org
2. 百度百科
3. 專利之家
4. sciencemuseum
