Сделать радио в домашних условиях
Пост написан специально для тех кто совсем не разбирается в электроникеВ домашних условиях можно и ракету собрать. Главное знать азы электроники, а именно наименования деталей в принципиальной схеме и тд..
Знаю точно, это не легче чем программировать или собирать сайты!
Ну.. а если вы не шарите то и пробивать не нужно, хотя возможно вы хотите починить радио в домашних условиях, тогда прозвоните сначала сетевой кабель, а потом если он оказался рабочим – не разбирайте радио, лучше отнесите его в ремонт, а то вы собрать тогда точно не сможете или просто выкиньте. Смотря у кого какие нервишки!
Как собрать? А не думаешь ли ты о том что купить радиоприемник намного дешевле чем собрать. Детали на данный момент известно всем стоит дешевле если покупать его оптом!
Хочешь узнать как изобрести радио в домашних условиях? Я как с опытом более 10 лет в радиоэлектронике дам простой совет, собери вот эту схему, а потом подумай о ради.
Что теперь? Крути ногу в ближайший магазин где можно прикупить деталей.. Вот всего что тут написал будет стоить включая батарейку 1$ и она будет самым дорогим делом.
Распечатайте схему и дайте продавцу радиодеталей ее, он вам подготовит их за пару сек..
Я бы еще спросил, где антенна и чем настраиваться на частоту :)
опыт 10 лет - это с 1-го года жизни?
что за хуита на схеме?
Эта мигалка работать не будет - тут куча ошибок (начиная от встречного включения светодиода и отсутствия его токоограничения)
А еще конденсатор вздуется он неправильной полярности. Ебнуть не ебнет
а нагрузка(наушник) где?
Пост напомнил следующую фразу:
"Румынский институт неоконченных исследований выяснил, что в восьми случаях из десяти. "
Че за бобуйня? Светодиод сгорит, где антена? Где выход под динамик? Че за хрень вообще ты тут выложил?
Мигалочка? Не радио тосно
Ох уж сомневаюсь что в продаже будут транзисторы МП35 и МП42
Кстати это схема не радио, а мигалки для светодиода.
Видимо рассчитано на совсем "начинающих" ничего не разбирающихся людях. Это очень похоже на схему из журнала радио за 1984-86 года, но видимо с "доработкой" автора)))) Даже не думайте/не пытайтесь ее собирать)))) это просто обманка.
Что за фейк? Зачем так делать? Что бы человек, не разбирающийся собрал, а потом думал, зачем он потратил на это время, и больше никогда не брал в руки паяльник?
Этот пост больше похож на "вредные советы", и кстати не первый такой пост у автора. Никакой смысловой нагрузки и полезности! Радиолюбители - в атаку.
Ютуб канал лампового дядьки
У меня есть мини-хобби — искать на просторах русскоговорящего ютуба увлеченных людей старшего возраста, которые ведут свои уютные радиолюбительские каналы.
Пару недель назад обнаружил такой. Его ведёт увлеченный дедушка (судя по рукам и голосу). Я присматривался и с радостью находил всё больше подтверждений тому, что его ролики без всякой антинаучной "альтернативщины", вечных двигателей, энергии эфира и др. Говорит со знанием и опытом. Главное с пониманием физики.
Он демонстрирует опыты и результаты измерений в своей (весьма скромной, надо заметить) лаборатории. Собирает конструкции.
Характерная черта — своеобразное оформление канала, компьютерная графика в ретро-стиле :)
Еще там можно увидеть в работе настоящие техно-реликты. Например, газотрон.
Или узнать о селеновых столбах.
К примеру несколько роликов на радиолюбительскую тему с канала "Неизвестная физика".
Ответственно рекомендую канал "Неизвестная физика" радиолюбителям, любителям ламповых усилителей и интересующимся историей техники.
Ранее я делал пост о Викторе Гончарове (радиолюбитель, тоже ведёт тёплый ламповый канал и мастерит радиоэлектронные устройства). Публикация набрала много плюсов. А Виктор даже выпустил ролик, где передал своё удивление от внезапно нахлынувшей волны подписчиков.
Я считаю, что очень важно поддерживать таких людей и распространять их творчество и просветительские материалы. Это малый но полезный вклад, доступный каждому.
Двухколесный гировагон
Имеется вагон на двух колёсах. Вагон должен ездить по тонкой проволоке. Для обеспечения его стабилизации установим в него гироузел с осью подвеса, перпендикулярной проволоке. Ось собственного вращения направим по вертикали. Таким образом, получим у гироскопа три степени свободы.
Если сместить центр масс вверх (подвесив доп. груз) , то при отклонении вагона, появится момент силы тяжести, из за которого начнёт поворачиваться не вагон, а гироузел. Сила тяжести при этом компенсируется гироскопическим моментом. В итоге Гиро вагон едет по проволоке, а гироузел совершает колебания.
Всё это слышно по радио
Специализированный автобус эстонского радио. Построен в 1957 г. на базе автобуса ТА-6 специалистами Тартуского авторемонтного завода. Автомобиль для сотрудников радио был разделён на три помещения: кабина водителя, студия и аппаратная часть.
Через люк в потолке студии корреспондент мог вести репортаж. Радиомобиль, который получил прозвище Hõbehall («Хыбехалл», «Серебристо-серый») был оснащён микрофонами, оборудованием для звукозаписи, радиоприёмником и УКВ-приёмопередатчиком. Имевшееся на борту оборудование позволяло записывать и транслировать на местах радиопередачи разного уровня сложности, а также редактировать ранее записанные материалы.
Часть крыши автомобиля, от репортёрского люка до задней кромки, занимал багажник для перевозки вещей. Доступ к багажнику обеспечивался по лестнице, закреплённой на задней стенке.
Летом 1957 г. «Хыбехалл» отправился в первую экспедицию - на Всемирный фестиваль молодёжи и студентов в Москве.
Известно, что «Хыбехалл» служил эстонскому радио до осени 1968 г.
Гироскоп
Точнее гироузел, внутри корпуса установлен двигатель, вращающийся с частотой около 20 тыс. оборотов в минуту. Такой двигатель называют гиромотором. Его особенностью является то, что он выполнен по обращённой схеме, т.е. внутри находится статор, а вокруг него вращается ротор. Это необходимо, чтобы увеличить его момент инерции. Запитывается он от напряжения 36 В 400 Гц, авиационный стандарт. На видео он разогнан до номинальной скорости и отключен. Далее он работает на выбеге.
Фактически, детская игрушка юла или волчок работает по такому же принципу. В основе работы закон сохранения момента импульса, он равен произведению момента инерции на угловую скорость. В гироскопии эту величину называют кинетическим моментом. При отсутствии внешнего воздействия кинетический момент сохраняет своё положение в пространстве. В данном случае на гироскоп действует момент силы тяжести, который стремится уронить гироскоп. Этот момент компенсируется гироскопическим моментом, поэтому гироскоп не падает. Но при этом наблюдается явление, называемое прецессией - в данном случае вращение относительно вертикальной оси.
Видео снято мной, на фото я. Снято в Казанском авиационном институте (КНИТУ-КАИ).
Знакомство с Пикабу!
Здравствуйте, уважаемые читатели!
Меня зовут Кузьмин Мстислав Витальевич. 1933 года рождения.
Я ― профессор, имею учёную степень доктора технических наук, а также дополнительное образование по специальности философия.
Я веду научную работу в трёх основных направлениях:
― прогнозирование тенденций развития технических систем (в том числе для агропромышленного комплекса), а также их разработка;
― философские аспекты развития науки, техники, социальной сферы;
― совершенствование учебного процесса (развитие основ дидактика).
В данном блоге я буду публиковать различные научные статьи, главы из собственных книг, рассказы, воспоминания о жизни нашей семьи во время ВОВ с обрисовкой условий жизни, а также собственное мнение относительно текущих событий и ответы на вопросы, заданные мне читателями по перечисленным темам, с указанием книг, которые следует прочитать и можно приобрести.
На раскрытие тем влияет позиция автора и специфика его деятельности. Для лучшего понимания уровня раскрытия тем, которые будут затрагиваться в данном блоге, сообщаю основные результаты моей работы (если кому-то это тут будет интересно):
- Разработан метод аналитического прогнозирования (АП) на основе математической теории отношений толерантности, усовершенствованы эвристические методы порождения нового. Метод АП даёт возможность прогнозирования без наличия субъективного элемента. В технике даёт возможность выявить перспективные рабочие органы машин на уровне общих схем (на допатентном уровне). Этим методом определены общие формы перспективных рабочих органов, в том числе с.-х. машин: безвальные спирально-винтовые (БСВ) и гибкие с участками обратной кривизны. АП и эвристическими методами определены перспективные технические устройства: двигатели, колёсные движители с БСВ несущим элементом, почвообрабатывающая многофункциональная машина и др.
- Получено более 40-ка охранных документа на изобретения.
-Выявлены предельные законы теории производительности машинных агрегатов.
- Разработана структурно-функциональная модель процесса познания, объяснены парадоксы Зенона, часов в спец. теории относительности и др.
- Разработаны положения по оптимизации и интенсификации обучения, опережающей подготовке, переходу к системной подготовке специалистов и развитию творческих способностей студентов.
Вот. Не знаю насколько пикабу подходит для публикации моих постов, но время покажет. Надеюсь на вашу обратную связь!
Занимательная физика. Фонтан Герона, наглядно
Громкие и забавные случаи GPS-спуфинга с 2013 по 2022
Спуфинг используется чтобы замести следы о поставках санкционной иранской нефти.
Спутниковые системы навигации (ГНСС) предоставляют пространственные координаты и точное время. Подделку координат довольно просто увидеть глазами, а вот подделку временного сигнала обнаружить непросто, если у вас нет припасенных атомных часов.
Форумные теоретики ванговали про атаки на спутниковые системы навигации уже давно, а в реальности все начиналось в 2011-2013, как забавы студентов. Ну угнали яхту, ну выступили на TED, ну увёл китайский летчик Лиси Цын персидский хакер американский беспилотник. Энтузиасты наигрались в Pokemon Go сидя дома. Мирные жители засыпают, просыпается мафия.
2013. Шалости студентов (и их научных руководителей)
Курсовая работа — угнать яхту.
В студенческий спуфере был имитатор сигналов GPS. Тогда имитаторы выпускались серийно и при помощи них проверяли надежность систем для навигации. В 2013 году стоимость этих устройств была более нескольких тысяч долларов.
Базовый имитатор имел малую мощность и дальность около 10 метров, поэтому студенты использовали усилитель.
Когда проходил эксперимент, то всё «атакующее железо» располагалось на самой яхте у берегов Италии. На ее борту генерировались ложные сигналы, мощность которых была выше настоящих.
Сначала Тодд дублировал настоящие сигналов со спутников, а когда настоящие и искусственные сигналы «слились», то начал повышать мощность спуфинговых сигналов. Навигатор принял их за основной сигнал и стал отфильтровывать настоящий спутник. Затем Тодд плавно менял координаты и увел яхту немного севернее.
Когда отклонение превысило три градуса, капитан судна признал угон состоявшимся. Но Тодду было мало — он подкрутил высоту так, что оборудование воспринимало яхту ниже уровня воды.
2016 Массовые инциденты спуфинга в акватории России
Отчеты CNN и RNT Foundation выявили около 450 инцидентов с конца 2016 года, C4ADS выявили 9 883 инцидентов спуфинга и 1 311 пострадавших от спуфинга коммерческих судов.
2019. Китайский фермер
В 2019 году китайские злоумышленники вредили китайским фермерам вот как. Они дронами забрасывали вирус африканской чумы свиней в то место, где паслись хрюшки. Фермеры были вынуждены продавать зараженное мясо злоумышленникам по дешевке, а злоумышленники, в свою очередь, продавали его по нормальной цене, как здоровое. Цены по всему Китаю на свинину подскочили в 2 раза. Заболевания смертельно для животных и неопасно для человека.
Чтобы как-то справиться с дронами китайские фермеры закупили глушилок, но настолько мощных, что те глушили не только дронов с заразой, но и пролетающие на высоте 10 км рейсовые самолеты.
2019. Санкционная иранская нефть
Китайские спуферы создают круги, чтобы скрыть контрабанду нефти
Экоактивисты Skytruth отрапортовали о 20 точках вдоль китайского побережья, где появлялись загадочные GPS-круги. 16 точек — нефтехранилища. Чаще всего круги появлялись в порту Далянь, рядом с Северной Кореей. Даты инцидентов совпадают с американскими санкциями.
2019. Tesla Model 3
Аналитики Regulus Cyber отрапортовали об уязвимостях Tesla Model S и Model 3 к спуфингу GPS-сигналов. «Хакеры» смогли заставить автомобиль притормозить и покинуть трассу. (Источник)
2020. Китайские рыбаки-невидимки охотятся на акул
Флотилия из 260 китайских «кораблей-призраков» сообщала ложные сведения о своем местонахождении в водах Новой Зеландии, в то время как они ловили акул у Галапагосских островов.
В 2017 году в морском заповеднике Эквадора было захвачено китайское судно с 300 тоннами исчезающих видов акул на борту. Двадцать членов экипажа были заключены в тюрьму.
Предполагалось, что корабли-невидимки использовали наживку, чтобы выманивать акул из вод Галапагосских островов, а потом вылавливали.
2021. Россия
Кейсы из канала в Твиттере.
Москва под спуфингом
Спуфинг и джамминг часто используют для борьбы с дронами в крупных городах
Для подавления дронов, как правило, используются сочетания следующих подходов:
Помехи в канале управления.
Помех в полосах ГНСС (1176,45/1227,6 ГГц; 1,57542/1,602 ГГц).
GPS/ГЛОНАСС-спуфинг (фальсификация навигационных координат).
Если автоматическая система обнаруживает нелегального дрона, то она включает спуфер, при этом имитируются координаты ближайшего аэропорта. Так как у прошедших сертификацию дронов есть запрет полетов в зоне аэропортов, поэтому они либо совершают посадку, либо экстренно пытаются покинуть эту зону.
Примеры краткосрочного спуфинга ГЛОНАСС и GPS в Москве
Спуфинг на черноморском берегу 23 января 2021
Три долгих периода спуфинга. За 48 часов более 30 часов под спуфингом
Доклад на Kaspersky Industrial CyberSecurity 2021:
В докладе сообщается, что 10-20% времени в течение суток в Москве наблюдается спуфинг.
2022. Джамминг
Дальнобойщики очень часто используют джамминг, порой такой мощный что он глушит все сигналы GPS на километры вокруг.
В рабочее время исследователи (возле оживленного перекрестка в небольшом городе с населением 22 000 человек) обнаруживали в среднем 10 глушителей в час. 12 джамминговых инцидентов в час можно увидеть на картинке
Инцидент непрерывного джамминга в течение 54 минут 19 января 2022 года.
Основной подозреваемый — грузовик в 200 метрах от детектора.
Инцидент непрерывного джамминга в течение 1 часа 45 минут 26 января 2022 года.
До сих пор остается загадкой, зачем водители грузовика используют джаммеры даже при разгрузке товара.
Цена спуфинговых атак падает, уже сейчас за 200-300 долларов можно тренироваться в этичном хакерстве, поэтому в ближайшем будущем количество инцидентов будет только расти и стоит подумать как защищать критическую инфраструктуру от столь частого и грубого воздействия.
Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!
Чудеса техники: телемагнитола 1957 года "Комета Кубы"
Когда в одном человеке сходится мастер-краснодеревщик и предприниматель с безграничной фантазией получаются просто чудесные вещи. Так можно охарактеризовать всю линейку продукции немецкой фирмы "KUBA".
Немец польского происхождения, Герхард Кубечек в 1948 году открывает мебельную мастерскую в маленьком городке Вольфенбюттель в Западной Германии. Креативный столяр выбирает экзотическое название для своей фирмы-"KUBA". В те года об этом маленьком острове мало кто слышал даже. Это позже революционеры Фиделя Кастро прославят на весь мир Остров Свободы.
Спрос на мебель был не очень велик и Герхард переключается на стабильных заказчиков: фирмы по производству радиоаппаратуры. В те времена, почти половину стоимости радиоприемника составлял футляр или по простому корпус. Радиоаппаратура воспринималась как часть интерьера, поэтому корпус покрывался шпоном ценных пород древесины, а сверху обязательно покрытие дорогим лаком.
Это была долгая и исключительно ручная работа. Поэтому радиофирмы сами не хотели возится с корпусами, а заказывали на мебельных фабриках и мастерских.
Герхард правильно угадал с направлением производства и объемы заказов все время росли. Вскоре у него в мастерской уже работало более ста человек. Кубечек принимает решение начать собственное производство радиоаппаратуры. Он купил разорившуюся радиофирму Continental-Rundfunk GmbH. Кроме оборудования и квалифицированного коллектива, фирме досталась зарегистрированная торговая марка Stassfurter Imperial. Это позволило переименовать фирму "KUBA" в «Imperial Rundfunk und Fernsehwerk GmbH»
Здраво рассудив, что соревноваться в схемотехнике с крупными радиофирмами это прямой путь к банкротству, Герхард отказывается от производства радиоэлектронной начинки для своей аппаратуры. Ему удается договорится с фирмой "Telefunken" на оптовую поставку электронной начинки по очень выгодной цене.
Первой радиоаппаратурой собственного производства стали радиоприемники классического дизайна, под маркой Kuba Imperial J622GW:
Увы, в сегменте классической аппаратуры слишком много конкурентов и прибавочная стоимость мизерная. Герхард решил использовать на полную катушку главный козырь-собственное столярное производство, которое могло изготовить шикарные корпуса для радиоаппаратуры.
Для примера модель Capri Chassis.
Очень торжественная Imperial Tarantella.
Строгая модель Milano.
Комбинация радиоприемника и проигрывателя грампластинок очень нравится покупателям и Герхард решил удивить всех мега радиокомбайном: телерадиолой "KUBA Komet" , что переводится как "Комета Кубы".
Радиокомбайн, больше напоминающий лодку с треугольным парусом, получился просто громадным 191 x 167 x 60 см. Это как трехстворчатый шифоньер! Вес этого чуда дизайнерской мысли составлял целых 131 килограмм.
Понимая, что такую тяжесть даже с места сдвинуть проблема, корпус сделали сборной из двух частей. В нижней части разместили проигрыватель с автоматической подачей пластинок и радиоприемник. Там же находится блок электропитания. В верхней части, стилизованной под парус, встроили телевизор и акустику. Конструкция позволяет верхнюю часть поворачивать в довольно широких пределах.
В музее даже диван с рекламного проспекта.
Электронную начинку полностью поставляла фирма Telefunken. Работникам фирмы "Kuba Imperial" оставалось только смонтировать готовые блоки внутри корпуса. Чем не прообраз нынешней "отверточной сборки".
Ну и главный вопрос-цена. Понятно, что такая громадина не может быть дешевой, но даже с учетом этого, цена в 1250$ были просто астрономической для того времени. Для сравнения: обычная радиола тогда стоила меньше ста долларов.
Над акустикой трудились специалисты авторитетной фирмы Nordmende. Им была поставлена задача создать идеальное пространственное звучание. С заданием инженеры справились блестяще: на каждый канал стерео усилителя подключили трехполосную акустику по четыре динамика. Всего в комбайне восемь динамиков! Для 1959 года это было просто верхом шика.
Богатых людей во все времена хватало и телерадиола "KUBA Komet" пользовалась хорошим спросом.
В 1959 году радиокомбайн модернизировали. Корпус стал еще больше: 216 x 171 x 75 см.
Радиоприемник переместили в центральную часть, а его место отдали под магнитофон. При этом цена поднялась до 1441$.
Ну и к вопросу о краже идей: американская фирма Arkay в 1960 году выпустила радиокомбайн Fantasial.
Сразу видно "откуда ноги растут".
Фирма "Kuba Imperial" выпускала очень много различных радиокомбайнов, но такого фурора второй раз повторить не удалось.
В начале 60х годов у фирмы уже было три завода в разных городах и численность работников превысило четыре тысячи человек. Годовой оборот достиг рекордных 220 миллионов марок.
Практически в самый пик развития компании, Герхард Кубечек принимает решение продать компанию. Покупателем стал General Electric. Герхард еще некоторое время проработал на фирме руководителем, а потом купил яхту и предпочел бороздить воды Средиземного моря. Говорят, что за десять лет оставшейся жизни, он успел удвоить свой капитал.
Фирме General Electric не удалось сохранить производство и пару лет спустя право на использование торговой марки KUBA Imperial начали продавать всем желающим. Последняя продукция под этой маркой вышла в 1972 году.
Так закончилась история фирмы, выпускавшей практически футуристические радиокомбайны.
Куда пропала аппаратура SABA с честным немецким звучанием
Ценители качественного звука всегда выделяли аппаратуру фирмы SABA среди других производителей за неповторимое звучание. Динамики с зеленным гофром стали визитной карточкой и гарантией высоких характеристик. Однако фирме не суждено было сохранить себя в нише элитной радиоаппаратуры.
В 1913 году немецкая часовая мастерская Йозефа Швера решила расширить ассортимент выпускаемой продукции и начала выпускать комплектующие для первых радиоаппаратов. Оставаться мастерской не солидно и компания меняет название на SABA (по немецкий: Schwarzwälder Apparate-Bau-Anstalt)
В начале 20х годов в мире появляются первые радиовещательные станции. Спрос на комплектующие для радиоприемников растет как на дрожжах, заставляя фирму SABA наращивать производство. В 1927 году компания начинает собственное производство радиоприемников. Три года уходит на поиски схемных решений и в 1930 году удача улыбнулась фирме: новая модель SABA S35 становится хитом продаж.
Дальнейшее улучшение качества звучания радиоприемников ограничивает акустика. SABA выделяет средства на исследования и разработку своих акустических систем.
К середине 30х годов фирма SABA становится одним из ведущих производителей радиоаппаратуры, обойдя не только множество немецких производителей, но и зарубежных экспортеров.
С началом второй мировой войны все радиозаводы Германии выполняют заказы военных. SABA производила радиостанции и комплектующие для телефонов, поэтому заводы фирмы были тщательно разрушены авианалетами союзной авиации.
Восстановление производства заняло почти четыре года. С начала 50х годов фирма SABA еще осваивает производство телевизоров и холодильников. Радиоприемники комплектуются системами автоматического поиска радиостанций и проводным пультом дистанционного управления.
Это был золотой эпохой для ламповых радиоприемников. Модели тех лет теперь стоят просто бешенных денег на аукционах.
В 1957 году начинаются производство телевизионного проектора и магнитофона, обратите внимание как они назывались.
К началу 60х годов фирма становится ведущим производителем телевизоров в ФРГ. SABA выпускает весь ассортимент аппаратуры: стереоресиверы, тюнеры, катушечные и кассетные магнитофоны, проигрыватели грампластинок, усилители и акустические системы. На шести заводах компании работает более 6000 человек. Для компании это было самое успешное десятилетие.
Интересной визитной карточкой компании становятся обычные динамики. В то время, как большинство фирм выпускало динамики с серым или черным гофром, SABA неизменно использует зеленый цвет. Прозрачное звучание этих динамиков действительно нельзя спутать с другими производителями.
В 1968 году происходит неожиданная цепочка сделок, в результате которого 85% акций компании SABA оказываются у ведущей телефонной корпорации США General Telephone & Electronics Corporation (GT&E). Дело в том, что компания GT&E еще в 1959 году приобрела производителя радиодеталей Sylvania Electronics. Для максимально эффективного использования патентов и производственных мощностей и понадобилась SABA. Через 8 лет GT&E полностью выкупит акции, превратив SABA в дочернюю компанию.
Между тем SABA налаживает сотрудничество с другими ведущими производителями: Klein+Hummel, Dual, Philips. Даже выпускаются совместные разработки. Наступает мода на квадрофонию и SABA выпускает свою линейку аппаратуры квадро. Не отставая от рынка начинается выпуск видеоаппаратуры.
В середине 70х начинается активная экспансия японских компаний на зарубежные рынки. Под маркой SABA на немецкий рынок входит японская фирма SANYO. В начале это были совместные разработки, выпущенные в Японии, а потом и разработки стали чисто японскими.
Демпинг японских фирм сильно уронил доходы европейских и американских производителей. Корпорация GTE начинает быстрое избавления от производства радиоаппаратуры, распродавая дочерние компании. Фирму SABA выкупает французская Thomson-Brandt. С этого момента SABA окончательно теряет свою неповторимость и начинает работать на массовый рынок. От былой славы осталась только торговая марка, которую используют все реже и реже.
Если вдруг Вам на глаза попадется радиоприемник с магическим глазом и заветной надписью SABA-берите не раздумывая, не прогадаете!
Почему карманные радиоприемники были роскошью?
Сегодня трудно представить, что эти маленькие и симпатичные приемники с хрипящим звучанием продавали по фантастической цене. Мало кто мог позволить себе такую роскошь. Чтобы было понятнее, скажу в нынешних ценах: 50 тысяч рублей стоил средненький карманный радиоприемник.
Класс миниатюрных приемников, получивший название "карманный", появился очень поздно-в середине 50х годов. Такая миниатюризация стала возможной благодаря изобретению нового усилительного прибора -транзистора. Это изобретение стало великим благодаря двум грубым ошибкам:
- 1. Теория полупроводниковых приборов была выведена с ошибками. Попытки получить работающий прибор каждый раз заканчивались неудачей. Неизвестно сколько бы еще потратили время ученые, если бы не ошибка при подключении исследуемого кристалла: невнимательный Уолтер Хаузер Браттейн перепутал "плюс" электропитания с "минусом" и образец заработал. Пришлось срочно переписывать ошибочную теорию.
- 2. Об изобретении нового усилительного прибора доложили сначала военным, таковы были правила тех лет. Военные специалисты, изучив все возможности прибора, дали заключение: "Транзистор практической ценности не представляет, а применение возможно разве что в слуховых аппаратах". Это заключение помогло транзистору избежать грифа "Секретно" и лицензию продали для производства гражданской радиоаппаратуры.
В 1948 году Bell Telephone Laboratories собрал всех крупных производителей бытовой аппаратуры на презентацию. Красочно рассказали о великих перспективах применения маленьких и экономных транзисторов вместо прожорливых и громоздких радиоламп. Однако интерес производителей угас, как только объявили характеристики нового прибора-увы, они были никудышные.
Почти 6 лет ушло на создание производства транзисторов с более-менее приемлемыми характеристиками, однако ни один производитель не хотел изготавливать на них даже опытные образцы аппаратуры.
Схему первого радиоприемника пришлось разрабатывать инженерам производителя транзисторов- Texas Instruments. Для выпуска радиоприемников по этой схеме нашли никому не известную фирму IDEA, которой посулили всяческую помощь в запуске производства и огромный рынок сбыта. Вскоре фирма начала выпускать первый в мире транзисторный радиоприемник Regency TR-1, собранный на четырех транзисторах.
Для работы приемника требовалось минимум 22,5 Вольта и пришлось разработать специальную батарейку.
Обещанного ажиотажного спроса не было, хотя цена на радиоприемник была только чуть выше себестоимости : 49,95 долларов (в перламутровом корпусе-54,95 долларов). Чехол, батарейка и наушник в стоимость радиоприемника не входили, их надо было покупать отдельно, а это еще 12,75 доллара. Качество звучания новых радиоприемников было очень непривычным и с непонятными искажениями.
Одно хорошо: появление нового продукта на рынке продаж подстегнуло крупных производителей на выпуск аналогичной аппаратуры. Практически через год в продаже появилось детище фирмы Zenith.
Учитывая недостатки первопроходцев, радиоприемник Royal 500 был собран по более сложной схеме на семи транзисторах, что тут же сказалось на цене продажи: 75 долларов.
Не остался в стороне и другой монстр американской радиопромышленности- фирма Raytheon. Радиоприемник получился по размерам гораздо больше конкурентов, но зато был обтянут натуральной кожей. Raytheon 8TP стоил 79,95 долларов.
Фирма RCA VICTOR, до этого предрекавшая транзистору провал в аппаратуре звуковоспроизведения , вдруг поменяла свое мнение и разработала шеститранзисторную схему. Вскоре в продажу поступили радиоприемники RCA Victor 7BT-9J по цене 65 долларов.
Гигант американской электро и радиопромышленности General Electric так же выпустил пятитранзисторный радиоприемник GE-675 по цене 62, 95 долларов.
Казалось бы, эко невидаль 50 или 80 баксов, что же тут такого удивительного. Для сравнения можно посмотреть цены ламповой аппаратуры тех лет. Очень популярный у американцев радиоприемник Zenith на пяти радиолампах, с чудесным бархатным звучанием стоил всего 15 долларов.
Ну а если мы обратимся к калькулятору инфляции доллара, то откроется совсем фантастическая картина: 80 долларов 1954 года, это на нынешние деньги 774, 78 долларов. Умножаем на нынешний курс доллара и получаем 55 тысяч рублей. Недешевый "смартфон" был у дедушек однако.
Дело не в алчности производителей, а в высокой себестоимости транзисторов. Стоимость изготовления транзисторов тогда составляло около 8 долларов, в то время как радиолампа обходилась всего в один доллар.
Не дешевле были первые транзисторные приемники и в других странах. Вот рекламный проспект японского SONY.
Европейский флагман Philips не стал покупать лицензию на производство транзисторов у производителей США, сэкономив 25 тысяч долларов(на нынешние деньги 290 000$) Основываясь только на публикациях в научной литературе, инженеры Philips смогли полностью самостоятельно наладить выпуск транзисторов различного назначения.
Схемное решение первенца Philips L1X75T оказалось настолько удачным, что тут же начали экспортировать радиоприемники в США по цене 50 долларов.
Ну а как же обстояли дела в СССР? Вот здесь мы можем с полным правом гордится нашими инженерами. Хоть мы и запоздали с выпуском транзисторного радиоприемника на два года, но зато выпустили сразу революционную модель "Спутник".
Радиоприемник на семи транзисторах питался от аккумуляторов! Такое западным приемникам не снилось еще десятки лет-там предпочитали одноразовые батарейки. Ну и главный писк технического прогресса-аккумуляторы заряжались от солнечной батареи. Это в 1957 году.
Радиоприемник продавался по цене 514 рублей. Для сравнения: самый массовый ламповый радиоприемник тех лет, "Москвич-В", стоил 212 рублей.
К сожалению, выпуск радиоприемников "Спутник" продолжался недолго, вскоре начался массовый выпуск серии "Атмосфера" на обычных батарейках.
Радиоприемник продавался по цене 402 рубля 50 копеек, а после денежной реформы 1961 года цена стала 40 рублей 25 копеек.
Почему в США запрещали УКВ(ФМ) радио?
Радиовещание с самым качественным звучанием запрещали в стране, которая любит кичиться своей демократией и свободой. Как такое могло произойти?
Радиовещание с частотной модуляцией звука у нас было принято называть по названию диапазона волн, где шло вещание-УКВ. Теперь, когда радиостанции работают в европейском диапазоне УКВ, мы называем ФМ(FM) вещание или ФМ радиоприемник. Чтобы не было путаницы, все народные названия в этой статье заменены на Частотная Модуляция или сокращенно ЧМ.
В США регулярное радиовещание началось в начале 20х годов прошлого столетья. Радиостанции работали в средневолновом диапазоне (СВ) с амплитудной модуляцией(АМ) звука. Многие еще помнят с каким качеством работали ДВ-СВ радиоприемники: все атмосферные помехи "озвучивались" треском в динамике, а если соседи включат фен или электробритву, то радио превращалось в такую "сирену", что приходилось быстрее выключать.
Зачем же выбрали для радиовещания такую технологию с низким качеством передачи звука? Все объясняется просто: радиоприемник для такого радиовещания может собрать любой человек и причем из подручных материалов, нужны только наушники. В условиях, когда радиопромышленности еще не было в мире, это было решающим аргументом. Большинство радиоприемников тех лет были детекторные из самодельного диода.
Гораздо лучше качество передачи звука и защита от помех у радиовещания с частотной модуляцией (ЧМ). Технологию ЧМ придумал изобретатель Корнелиус Д. Эрет еще в 1902 году. В 1933 году американский инженер Эдвин Армстронг получил патент на более совершенный способ частотной модуляции звука, который и стал основой для ЧМ радиовещания.
В 1940 году в США выделили диапазон частот(42-50МГц) для ЧМ радиовещания в УКВ диапазоне. С 1 января 1941 года началось регулярное ЧМ радиовещание и вскоре число радиостанций перевалило за 40. К середине 40х годов уже не хватало частот для всех желающих открыть радиостанцию. Слушатели были в восторге от качества звучания ЧМ радиостанций и радиоприемники раскупались как горячие пирожки.
Эта идиллия рухнула в один прекрасный день: появился некто Дэвид Сарнофф (David Sarnoff), который добился запрета ЧМ радиовещания. Полусотне процветающим радиостанциям было рекомендовано купить оборудование для радиовещания в другом диапазоне, а миллионам американцам - выбросить замолчавшие ЧМ радиоприемники. Откуда взялся этот "всесильный диктатор"?
Сейчас бы точно обвинили "руку" Москвы, ну и заодно досталось бы и батьке Лукашенко: дело в том, что Дэвид Сарнофф родился в 1891 году, в маленьком городке Узляны, Минской губернии Российской империи и звали мальчика Давид Абрамович Сарнов.
Семья эмигрировала в США, где 11 летний Давид начал работать продавцом газет. В 15 лет он выучил азбуку Морзе и был принят на работу в телеграфную компанию. Известность свалилась на юношу в 21 год: он одним из первых принял сигналы SOS с тонущего "Титаника" и трое суток поддерживал связь со спасателями, получая свежие новости. Карьера бедного еврейского юноши резко пошла вверх и вскоре он дорос до коммерческого директора телеграфной компании.
Давид не зря был Абрамовичем и сумел разглядеть в первых радиостанциях будущую "золотую жилу". Вместе с юристом Оуэн Юнгом они убеждают руководство корпорации General Electric создать дочернюю компанию по производству оборудования для радиостанций и радиоприемников. Так появился монстр радиопромышленности США фирма RCA (Радио Корпорация Америки). Меньше трех лет понадобилось Давиду Абрамовичу дорасти до поста вице-президента фирмы RCA. Для получения выгодных заказов он привлекает в компаньоны чиновников из правительства США, за что получает не только выгодные связи в высших кругах, но и должность советника президента США.
В 1926 году Давид убеждает владельцев компании RCA выделить деньги на строительство первой сети радиостанций для охвата всей территории США. Вскоре NBC (Национальная Радиовещательная Компания) заработала, где Давид получил должность председателя.
С началом второй мировой войны Давид получает должность консультанта при главнокомандующем войсками Дуайте Эйзенхауэре и к концу войны уже имел звание бригадного генерала.
С окончанием войны многие радиозаводы США остались без военных заказов. Давид предлагает массово развивать сеть телевизионных станций, а радиозаводы перепрофилировать на выпуск телевизоров, разработанных в RCA еще в 1939 году.
Производство телевизоров развернули на полную катушку, однако американцы не торопились покупать дорогой деревянный ящик с маленьким экраном. Тем более ЧМ радиоприемники были гораздо дешевле и развлекали очень качественным звучанием.
Пришлось Давиду Абрамовичу задействовать свои связи в правительстве и вскоре Федеральная комиссия США по связи принимает решение запретить ЧМ радиовещания в полосе частот 42—50 МГц и передать его на развитие телевизионного вещания.
Для ЧМ радиовещания выделили новую полосу 88—108 МГц и ввели ограничение мощности радиостанций в 500 Вт. (для сравнения: сейчас чаще всего ЧМ радиостанции работают с мощностью 5кВт, но есть и 10,15,20кВт).
Это решение надолго затормозило развитие качественного радиовещания в УКВ диапазоне, зато ежегодные доходы фирмы RCA, от продажи АМ радиоприемников и телевизоров, под чутким руководством Давида Абрамовича, достигли рекордных 850 миллионов долларов.
Звук в телевизорах передавался так же с использованием частотной модуляции, но Давид Абрамович категорически отказывался платить патентные отчисления изобретателю-инженеру Эдвину Армстронгу. Начались судебные тяжбы, но тягаться с хорошо оплачиваемыми адвокатами RCA было не по силам инженеру. Долгие судебные разборки разорили Эдвина Армстронга, что и толкнуло его на самоубийство: он выбросился с окна квартиры на 13 этаже.
Так трагично закончилась жизнь человека, подарившего миру качественное радиовещание.
Иллюзия разнообразия-как американцев ограничили одним типовым радиоприемником
При обсуждении отечественной аппаратуры частенько появляются комментарии читателей типа: "вся аппаратура в СССР собиралась по одной типовой схеме, потому что не было конкуренции!".
Действительно, телевизоры в СССР были унифицированные по классам аппаратуры и по модификациям. К тому же радиозаводы имели право вносить изменения в схему "непринципиального характера". Этих унифицированных схем было более десятка.
Вот в США, на родине изобилия производителей и жесткой конкуренции, действительно все производители массово выпускали радиоприемники "по одной типовой схеме". Разными были только внешнее оформление корпусов, что создавало иллюзию разнообразия аппаратуры.
Радиовещание зародилось в начале 20х годов прошлого столетья. Тогда и начали появляться фирмы-производители радиоприемников, как грибы после дождя. Радиовещание (газета без бумаги и расстояний) быстро набирало популярность. Производителям тоже постоянно приходилось наращивать объемы производства. Деньги текли рекой и все были довольны.
Ситуация изменилась в середине 30х годов-на рынке сбыта наступило перенасыщение. Пришлось производителям вспомнить про бедную категорию покупателей. Огромные полированные корпуса поменяли на скромные ящики, а сложную аппаратуру на множестве радиоламп сменить на примитивные одно-двухдиапазонные схемы.
На пути удешевления радиоприемника добрались до одного из самых дорогих элементов схемы-трансформатора. Его задача обеспечить схему радиоприемника необходимым напряжением: анодным(около 200Вольт) и накала (6,3Вольта).
Для этого в трансформаторе наматываются отдельные обмотки. Это обеспечивает еще и гальваническую развязку от напряжения в розетке-касание к шасси приемника не опасно.
Каждый трансформатор собирается вручную, поэтому у них себестоимость очень высокая. Вот и решили производители избавится от этого "дорогого буржуина". Один из основных производителей радиоламп США, фирма RCA, разработала специальные радолампы. Вместо 200 Вольт для анодных цепей вполне было достаточно и 110 Вольт, а вместо накала в 6,3 Вольта сделали 12 и 50 Вольт. В схеме нити накалов радиоламп соединялись последовательно и суммарное напряжение накала получалось достаточным для прямого включения в розетку 110 вольт.
В погоне за снижением себестоимости, был даже разработан радиоприемник на четырех лампах, но качества звука у него было просто отвратительным. Поэтому от этой схемы отказались.
В США к тому времени было более сотни производителей радиоприемников. Все они оказались перед непростым выбором: либо продолжать выпускать качественные и дорогие радиоприемники и в конце концов разориться, либо перейти на выпуск радиоприемников по схеме фирмы RCA.
Через пару лет в США уже не осталось производителей, массово выпускающих радиоприемники по своим схемам, все "подсели" на типовую схему RCA.
Радиоприемники отличались только корпусом. Вся электронная начинка была собрана по одной и той же схеме. Чтобы покупатель не сильно грустил по разнообразию, была проведена рекламная компания, прославляющая типовую схему как национальное достижение США. Схема получила название All American Five (Всеамериканская пятерка).
Покупателей бюджетной категории всегда было больше и дешевые приемники пользовались высоким спросом. Большие объемы выпуска позволяли быстро окупить оборудование и еще больше снизить себестоимость. Цена на такие радиоприемники упала до 15 долларов.
У "всеамериканской пятерки" был один существенный недостаток: напряжение розетки подавалась в приемник напрямую. Лампы размещались на металлическом шасси, которая соединялась с общим проводом схемы. Касание к шасси рукой было чревато смертельным ударом электричества. Производители старалась конечно тщательно изолировать деревянным корпусом, но все винты крепления то были металлическими.
Не зря приемники серии "всеамериканская пятерка" получили народное название: "Победа алчности над инстинктом самосохранения ".
Вскоре получил распространение новый стандарт радиоламп-"пальчиковые". Специфичные радиолампы "всеамериканской пятерки" начали выпускать и в этом стандарте.
Максимально удешевленные типовые радиоприемники оказались очень живучими. Серию All American Five выпускали более 25 лет. Даже когда вовсю производились транзисторные радиоприемники, пятиламповые приемники все еще продавались американским покупателям. В 60х годах США активно выводит производство радиоаппаратуры в Японию. Радиоприемники "всеамериканской пятерки" начинают поставляться в США уже из Японии.
Способ удешевления радиоприемников понравился производителям и по такому же принципу был разработан типовой ламповый телевизор. Так как трансформатор в телевизоре гораздо больше, чем в радиоприемнике, то экономия была еще существенней.
Выпуск ламповых телевизоров по типовой схеме продолжался до начала 80х годов. Последней моделью этой серии стал Portacolor, выпускавшийся фирмой General Electric.
Так что десяток советских унифицированных схем это огромный выбор, по сравнению с жесткой разработкой американцев All American Five. Там при всем желании не внесешь изменения в схему.
О радиолюбительстве - 8. Физика радио совсем простыми словами
Доброго времени, уважаемые Коллеги!
Сегодня будет совсем скучно. Дело в том, что рано или поздно, если Вас радио зацепило, Вы решите сдать экзамен на радиолюбительскую лицензию. Вот тут-то и понадобятся самые базовые знания физики электричества и радио. Ведь не сдавать же экзамен тупо вызубрив ответы? Поэтому давайте углубимся в дебри. Так, краем глаза :)
Известно, что радио - электромагнитный процесс. И чтобы голос далекого друга принять и услышать, надо этот голос как-то в эфир передать. А для начала, надо из звука милого голоса сделать электрический сигнал. Этим занимается микрофон.
1. Получение электрического сигнала из голоса.
Микрофон делает из звука подобный ему электрический сигнал. В микрофоне есть тонкая мембрана (диафрагма), к ней приклеена катушка провода, рядом закреплен магнит. Звук голоса - это колебания воздуха. Эти колебания качают мембрану микрофона, а если двигать катушку провода в магнитном поле, в ней возникает электрический ток. Готово! Электрический сигнал из звука получен!
Если к выходу микрофона подключить прибор, который визуализирует электрические сигналы (он называется ОСЦИЛЛОГРАФ), мы увидим примерно такую картинку:
Электрические колебания, полученные в результате преобразования голоса в звук, занимают полосу частот от 100 до 3000 Герц. 1 Герц - это единица измерения частоты. Названа в честь великого физика. Например, комар машет крыльями с частотой 1000 герц, то есть 1000 раз в секунду, а шмель - 200. Ну а наши голосовые связки колеблются в диапазоне частот 100 - 3000 герц, если мы конечно не оперные певцы - у них диапазон шире. Будем называть такие сигналы - сигналами звуковой частоты.
2. Перенос электрического сигнала на радиочастоту.
Полученный электрический сигнал надо отправить в эфир, чтобы голос наш долетел до доброго друга на другом конце земли. Для этого его надо усилить (мощность сигнала от микрофона - примерно 1/100 000 доля ватта, это очень мало. Для сравнения посмотрите на мощности динамиков всяких там бубмбоксов), и отправить в антенну. Первопроходцы радио так и делали - подключали микрофон к усилителю, усилитель к антенне и . И ничего. Дальность радиосвязи была метров 10. И все. Оказалось, что электрические сигналы звуковой частоты создают радиоволны очень большой длины, которые очень сильно ослабляются атмосферным воздухом. Попробуем вычислить длину волны для сигнала с частотой 1000 герц (1 килогерц). Это очень просто. Надо скорость распространения радиоволны (а она равна скорости света - 300 тысяч километров в секунду) поделить на частоту. Поделили? Получилось 300 километров? Правильно. Теперь посмотрим на любой старый приемник. Там на шкале написаны длины волн. Самая длинная - 1,5 км. А наиболее популярные длины волн у радиолюбителей - 80, 40, 20, 15 и 10 метров. Какая же должна быть частота чтобы попасть на длину волны 40 метров? Не утомляя расчетами - скажу. Примерно 7 000 000 герц (7 мегагерц). Что же придумали товарищи ученые? Они взяли генератор электрического сигнала с частотой 7 000 000 герц (сигнал радиочастоты), и пропустили полученный от генератора сигнал через модулятор - простой прибор, который изменяет напряжение проходящего через него сигнала радиочастоты в такт сигналу звуковой частоты. В результате, получился МОДУЛИРОВАННЫЙ ПО НАПРЯЖЕНИЮ СИГНАЛ радиочастоты (правильный термин: амплитудно-модулированный сигнал). И на экране осциллографа он выглядит так:
Мелкие волны - это сигнал радиочастоты. А пологая волна - это звук нашего голоса. Вот настолько звуковая частота меньше радиочастоты! В общем, радиосигнал готов. Усиливаем его усилителем до приличной мощности, ватт до 100 минимум - и в антенну! Пусть летит по эфиру, со скоростью света, в антенну приемника нашего далекого друга. Ну и во все антенны во всем мире тоже :)
3. Радиоприем и демодуляция сигнала.
Чтобы наш далекий друг услышал наш сигнал, надо этот радиосигнал принять, и преобразовать из электрической формы в звуковую. Для этого надо проделать действия, описанные выше, в обратном порядке: поймать слабый радиосигнал (его мощность не превышает одной миллионной доли ватта) антенной, усилить его немного, примерно до мощности 1/100 ватта, демодулировать (вытащить сигнал звуковой частоты из сигнала радиочастоты), еще усилить (примерно до 1 ватта) и подать в динамик - который сделает нам из электрического сигнала звук.
Для демодуляции сигнала используют радиоэлемент (радиодеталь) с односторонней проводимостью, который называется ДИОД. Он пропускает ток только в одну сторону - от минуса к плюсу. Эта способность диода позволяет выделить сигнал звуковой частоты из модулированного сигнала радиочастоты. Вот наименее заумная картинка, которая иллюстрирует работу диодного демодулятора (детектора). Сверху - сигнал до детектирования, снизу - после.
В общем, диодный детектор вычищает из принятого антенной сигнала все, что относится к радиочастоте, и оставляет только сигнал звуковой частоты. Если интересно разобраться в деталях - отвечу в комментах.
Усиливаем полученный сигнал звуковой частоты - и подаем на динамик! А в динамике что? Правильно! Большая мембрана, к ней приклеена катушка, и рядом расположен магнит. Только мы не снимаем электрический сигнал с катушки - а наоборот, подаем сигнал на нее! Катушка начинает двигаться в магнитном поле с частотой подаваемого на нее сигнала, и мы слышим звук голоса нашего далекого друга:))
Ну или мяуканье кота, если вдруг кот помяукает в микрофон радиопередатчика.
Всем удачи, и 73!
Наверное, лучшее объяснение про аспекты игры в боулинг
Заглушить радар. Свастика против льва. Часть 2 из 2
Автор: Владимир Герасименко.
Читайте ранее:
Ответные любезности
В тот момент, когда после Битвы за Британию английское командование посчитало возможным и нужным осуществить акты взаимной любезности по отношению к немцам, встал серьёзный вопрос: как подавить немецкие радары. Командование RAF впечатлённое возможностями собственных радарных комплексов, считало необходимым разработать меры противодействия к имеющимся у немцев радарам. Об их существовании было доподлинно известно из отчётов разведки.
Немцы имели на вооружении три основных радара: радар дальнего обнаружения Freya (250 МГц, 1,5м, дальность до 200 км), радары наведения Würzburg (560 МГц, 52 см, дальность до 30 км) и Wuerzburg Riese (560 МГц, 52 см, дальность до 70 км при увеличенной до диаметра 7,4 м антенне ). Радар Freya обладал большей дальностью, но меньшим разрешением, поэтому мог использоваться только для дальнего обнаружения целей, их размера и курса. Для точного наведения на цель перехватчиков и зенитной артиллерии использовался менее дальнобойный Würzburg, обеспечивавший точность наведения в 15 метров.
Радар Freya. Снизу излучатель, посередине приёмник, сверху приёмник системы свой-чужой. И англичане и немцы ещё в начале войны создали такие блоки, посылающие при облучении свои радаром сигнал на специальной частоте. Англичане минировали свои блоки свой-чужой для предотвращения попадания в руки немцев. Тем не менее, у последних в 1943 году уже было несколько таких английских устройств
Радар Wuerzburg (Малый Вюрцбург)
Wuerzburg Riese (Большой Вюрцбург). После войны часть таких радаров были переделаны под радиотелескопы
Оба этих типа радаров были основой сети ПВО немцев, которая была организована в течение 1940-1943 годов и состояла из нескольких тысяч РЛС. Наиболее плотное радарное покрытие было естественно у побережья, с угрожаемых направлений – так называемая «линия Каммхубера», протянувшаяся через всю северную Францию до Дании, названная так англичанами по фамилии генерала Йозефа Каммхубера, отвечавшего за её создание.
Линия Каммхубера в её максимальном развитии (1-3 очереди станций обнаружения)
Кроме трёх вышеперечисленных радаров, в состав системы входило несколько опытных установок и монструозные – высотой в 60 метров – радары Мамонт и Вассерман, представлявшие собой 16 и 8 антенных решёток, соответственно, радара Freya, соединённых вместе и установленных на неподвижном основании. Мамонт был радаром раннего обнаружения с дальностью 320 км, но низким разрешением, позволявшим лишь определить групповую цель, Вассерман же с дальностью 240 км мог уже определить высоту и точное направление.
Радар Мамонт (зарисовка из материалов армии США)
Радар Вассерман (зарисовка из материалов армии США)
Оба радара не могли вращаться из-за их огромного веса, поэтому в них впервые реализовали электронное сканирование лучом (фазированная антенная решётка): за счёт подобранного автоматикой уровня излучений элементов массива антенны результирующий сигнал мог изменять направление в секторе 100 градусов перед антенной. В остальном параметры сигналов были идентичны радарам Freya.
Наглядный принцип работы фазированной решётки — за счёт интерференции волн происходит отклонение результирующих сигналов радара
Первые налёты на Германию подтвердили эффективность немецких средств обнаружения и заставили RAF искать варианты борьбы с РЛС противника. Самым простым из них было предложение Р.В. Джонса и Джоан Карран, работавших на министерство авиации, использовать для глушения сигналов ленты из алюминиевой фольги (дипольные отражатели). Ленты длинной от половины до четверти длинны волны радара могли эффективно отражать сигнал, вызывая множественные помехи. Испытание в 1942 году системы «Window» (Окно), состоящей из специального контейнера для сброса и груза алюминиевых отражателей, показало эффективность метода против английских радаров… из-за чего командование RAF категорически отказалось использовать этот метод, чтобы секрет не достался немцам и они не устроили новый Блиц. Что забавно, в том же году, в Германии Геринг после испытаний запретил использовать дипольные отражатели Düppel ровно по той же причине. Обе страны оставили данные разработки в качестве резервных на случай важной операции и не использовали до июля 1943 года. Позже, применение диполей позволяло ослепить радары противников на время от получаса до нескольких часов, в зависимости от количества носителей.
«В области радаров у них, должно быть, есть величайший гений в мире. У них есть гении, а у нас бездельники. Британцы никогда бы не осмелились использовать здесь металлическую фольгу, если бы они не разработали 100% противоядие. Я ненавижу негодяев, как чуму, но в одном отношении я вынужден снять перед ними фуражку. После войны я собираюсь купить себе британский радиоприемник в знак уважения»
Герман Геринг
Методом борьбы с дипольными отражателями была смена частот вещания радаров, но на 1942-1943 год у немцев попросту не было радаров с такой возможностью.
Британский B-24 Liberator сбрасывает дипольные отражатели (солому в английской терминологии)
Другим не радиоэлектронным методом борьбы стала… экономика, позволявшая британцам организовывать налёты в сотни самолётов в одном строю. Для радаров столь «массивная» цель могла выглядеть, как одна большая помеха, так как переотражавшиеся от множества целей сигналы радаров попросту забивали всё поле обзора. Отсюда возникала проблема с наведением перехватчиков – их отправляли куда-то туда в направлении большого пятна на радаре. Точное наведение оставалось за бортовыми РЛС Lichtenstein и успех перехвата сильно зависел от слаженности лётчиков Люфтваффе. Преимуществом бортовых РЛС было то, что они работали на других частотах, чем большие радары и меры противодействия против них на первых порах не действовали.
Bf-110 с бортовым радаром Lichtenstein
Самым оригинальным методом борьбы с перехватчиками стало глушение их радиопереговоров (операция несколько более лёгкая, чем глушение радаров). Так как переговоры пилотов шли на ограниченном числе частот, то на бомбардировщиках устанавливалась система Tinsel – радиостанция с микрофоном, выведенным к мотогондоле, транслировавшая на частотах голосовых каналов Люфтваффе шум двигателя в воздушном потоке. Это был самый простой способ создать шум в эфире и довольно эффективный, но минусом его была необходимость сначала вручную найти активный канал вещания пилотов.
Параллельно с первыми налётами на Германию учёные и инженеры разрабатывали радиоэлектронные методы глушения радаров противника для установки на бомбардировщиках. Благодаря работе разведки англичанам удалось установить, что немецкие радары не имеют защиты от глушения и работают на одной жёстко заданной частоте. Это позволяло, по крайней мере на некоторое время, разработать эффективные средства глушения. Для глушения радаров Freya в 1942 году была разработана система Moonshine (Лунный свет/ самогон). Она работала по принципу, похожему на немецкий «Garmisch-Partenkirchen»: при получении сигнала облучения, система с помощью мультивибратора преобразовывала сигнал в множественные ответы, имитирующие группу самолётов. «Самогонный аппарат» был впервые испытан в 1942 году во время налёта на Руан и полностью оправдал себя. Но из-за его высокой эффективности RAF в очередной раз испугалось использовать его постоянно, разрешая применение только в наиболее ответственных налётах.
Системы глушения занимали немало места внутри бомбардировщиков, поэтому установка их на всех машинах была исключена
Рабочей же лошадкой стали системы Mandrell (Отправка) и Carpet (Ковёр), предназначенные для глушения радаров Freya и Würzburg соответственно. Они посылали непрерывный сигнал на частотах работы радаров, забивая их канал приёма. Первые использования этих систем имели феноменальный успех. Немцы, оказавшиеся не готовыми к такому развитию событий, теперь уже сами вынуждены были разрабатывать контрмеры. Первой и самой очевидной стала смена частот работы РЛС. На время это помогало, но англичане подстраивали глушилки под новые частоты. Тогда немцы улучшили радары, сделав гибкую настройку частот и стали наводить свои ночные истребители на сигнал глушилок, что резко подняло эффективность немецких перехватчиков. В ответ англичане создали глушилки с динамической сменой диапазона глушения: раз в 30 секунд глушилки переходили на новый диапазон глушения. Таким образом группа из глушилок могла закрыть все наиболее часто используемые частоты и при этом не быть удобной мишенью для РЛС-наведения немецких истребителей.
Американцы, втягиваясь в войну, приняли на вооружение английские комплексы РЭБ, так как своих аналогичных успешных разработок не имели. Точнее почти не имели. Американские лётчики в Италии столкнулись с проблемой: в ходе вылетов они часто теряли связь из-за жесточайших помех. В начале американцы думали, что немцы создали глушилки для применяемых в USAAF радиостанций SCR-522 VHF. Потом, сравнив частоты вещания с частотами немецких РЛС, до американцев дошло, что они совпадают с радаром Freya. В итоге пока радар глушил связь американских бомберов, они сами глушили немецкие радары. К концу войны американцы разработали ряд своих систем глушения, но все они в той или иной мере базировались на английских разработках.
Американский клон системы Carpet. Создан на базе устройства радиоразведки SCR-587. Применена автоматизация поиска несущей частоты радара и глушения. Считался слишком сложным и капризным устройством, поэтому его изобретатель предлагал сбросить устройство на Японию, чтобы противник тщетно бился до конца войны, пытаясь заставить его работать
Как несложно заметить, у союзников было немало способов глушить и обманывать вражеские радары, но их использование зависело от количества самолётов в налёте и важности цели. Исходя из этих критериев выбирался набор средств радиоподавления. Если миссия была чрезвычайно важна, например, разбомбить завод в глубине тыла, то могли быть применены все средства РЭБ из доступных. Типичная такая операция начиналась с того, что в зоне прорыва одиночными бомбардировщиками сбрасывались дипольные отражатели. Девять самолётов могли обеспечить окно, непроницаемое для радаров в 300 км в поперечнике. Далее в ход шли уже Moonshine, создававшие видимость прорыва множества бомбардировщиков на соседних участках. Также самолёты с «самогонными аппаратами» могли находиться в строю, атакуя вместе с Mandrell и Carpet немецкие радары.
Схема защиты построения бомбардировщиков от радаров противника c помощью точечного подавления радара (направленным ответным сигналом — Moonshine) и заградительных помех (Mandrel, Carpet)
Как только на бомбардировщики начинали давить перехватчики врага, то в ход шли установки Tinsel, глушившие переговоры пилотов, и более совершенные установки Airborn Cigar и Corona. Последнюю систему вообще можно назвать образцом военного троллинга: она передавала на частотах немецких лётчиков команды ложных «диспетчеров». Ложные немецкоязычные диспетчеры вещали из бомбардировщиков, сбивая с толку лётчиков. Доходило до того, что два диспетчера начинали выяснять отношения в эфире и обвинять друг друга в том, что оппонент англичанин и его слушать не надо. Нетрудно понять, насколько был сбит с толку пилот такими переговорами в эфире.
Конец – это новое начало
К концу войны радары и средства постановки помех стали нормой для Германии, Англии и США. Радары убедительно доказали свою полезность, равно как и средства их подавления. Точной статистики, к сожалению, нет, но все успешные рейды авиации всегда сопровождались теми или иными методами радиоэлектронной борьбы.
Тем не менее, к концу войны средства РЭБ всё ещё были несовершенны. Главной проблемой их была несовершенная элементная база. Во-первых, для того, чтобы глушить сразу несколько частот, требовалось делать сложные установки с несколькими передатчиками. Для наземных систем это было приемлемо, а вот для систем воздушного базирования, с жёсткими требованиями по весу и размеру – нет. Динамическое же глушение частот с постоянным сдвигом было технически сложным и дорогим решением. Во-вторых, основным способом глушения сигнала были мощные постоянные синусоидальные или импульсные сигналы. И в том, и другом случае эти сигналы поддавались фильтрации. Выходом мог стать генератор случайного шума, но тут опять подводил уровень технологий.
Также решением проблемы мог стать генератор псевдослучайного белого шума. Такие установки испытывали немцы и англичане. Последние даже наладили их производство, используя газонаполненные трубки, которые, при разрядке, давали нужный шум. Но до конца войны это всё же была экзотика. Поэтому в основном глушили постоянными помехами и одну-несколько частот за раз, но не целый их спектр. Важно отметить и то, что РЭБ всегда представлял из себя целый комплекс мер, где электронные средства были лишь частью решения задачи, наряду с чисто организационными методами.
Пройдёт ещё немного времени и новые технологии позволят преодолеть этот разрыв между желаниями и возможностями. Хотя СССР и не успел на войну радиопомех во время Второй мировой войны, но всё было ещё впереди: в джунглях Вьетнама развернётся одно из самых интенсивных противостояний РЭБ и РЛС между советским РЛС комплекса ПВО С-75 и USAAF. Но об этом будет уже в другой статье.
1) Gerhard Hepcke «THE RADAR WAR»
2) Daniel T. Kuehl «Blinding Radar's Eye: The Air Force and Electronic Countermeasures in World War II»
3) Phillip Edward Judkins «Making vision into power»
4) Hugh Griffiths and Nicholas Willis « Klein Heidelberg – a WW2 bistatic radar system that was decades ahead of its time»
5) Alfred Walter Price «THE EVOLUTION OF ELECTRONIC WARFARE EQUIPMENT AND TECHNIQUES IN THE USA, 1901 TO 1945»
6) The Wizard War: WW2 & The Origins Of Radar ( https://vc.airvectors.net/ttwiz.html )
Автор: Владимир Герасименко (@Woolfen).
Пост написан для блога компании TimeWeb и перенесён на Пикабу с разрешения.
А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.
Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.
При переводе делайте пометку "С Пикабу от . ", чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!
Подробный список пришедших нам донатов вот тут.
Заглушить радар. Свастика против льва. Часть 1 из 2
Автор: Владимир Герасименко.
Противостояние защиты и нападения, чьим частным случаем является знаменитая борьба снаряда и брони, появилось одновременно с первым оружием, позже распространившись на гораздо более широкие сферы. Обычно такое сводится к банальным «вот у нас есть меч» и «а вот у нас есть щит, который не пробивается мечом» или Ахт-Ахт не мог пробить броню ИС-3, поэтому ИС-3 имба. Но в реальности такие противостояния редко сводятся к простому превосходству характеристик защиты над атакой, всё же мы живём не в РПГ. Во время Второй мировой войны началось такое противостояние между РЛС и комплексами по их глушению. Это незримое противостояние оказало значительный итог на ход войны, но широкой общественности она почти неизвестна.
Время исправить это упущение.
Упрощённый принцип действия радара. Антенна излучает пучок сигналов, часть из них отражается и попадает на антенну-приёмник. По разности времени между отправкой сигнала и получением отражённого вычисляем расстояние до цели
Заря новой эры
Существует легенда: во время Второй мировой войны англичане ввели в действие первые радары и за счёт этого увеличили эффективность собственной истребительной авиации (благодаря раннему обнаружению противника), но для сокрытия факта внедрения инновации разведка распространила слух, что на самом деле английские лётчики просто кушают морковь и от этого лучше видят. Немцы якобы поверили в эти слухи и начали пичкать своих пилотов морковкой, но без всякого эффекта.
История красивая, жалко, что это миф. Ещё до начала войны немецкий дирижабль радиоразведки LZ-130 поймал неизвестный радиосигнал, идущий с Британских островов. Так как сигнал имел постоянный характер и низкую частоту (всего 20-30 МГц), то в Люфтваффе решили, что это британская система наведения самолётов, наподобие немецкой Knickebein, или система связи флота. Но уже в ходе французской кампании специалисты по радиотехнике выразили сомнение в назначении неизвестных сигналов, которое ещё больше усилилось после захвата в Дюнкерке мобильной РЛС GL Mk. I, предназначенной для корректировки зенитной артиллерии.
Радар корректировки зенитного огня GL Mk. II. Развитие младшей версии, фото которой, к сожалению, не нашёл. Такие радары, как на фото, поставлялись по ленд-лизу в СССР
Стало ясно, что у англичан есть радарные технологии и неизвестный сигнал может быть сигналом РЛС. Это была система РЛС Chain Home (СН), первый элемент которой был введён в строй в 1937 году, а к 1939 году вдоль побережья Англии стояла уже 21 установка.
Что из себя представлял радар Chain Home? Основным требованием военных при разработке радара было максимальное использование уже существующих технологий для удешевления и ускорения её производства. Поэтому инженерам пришлось решать проблему радиолокации не самыми оптимальными методами. Например, пришлось использовать уже существующее радиооборудование с частотой сигнала 20-30 МГц (длина волны – 12 метров). Такой выбор привёл к тому, что радарный комплекс выходил очень массивным, а реализовать вращение антенны и сам режим сканирования не представлялось возможным. Поэтому пришлось выбрать схему с «подсветкой» – радар постоянно излучал в пространство импульсные сигналы в широком секторе: длительность импульса составляла 20 мкс, а период следования – 40 или 80 мс. Максимальной дальностью действия радара считается 190 км.
Слева 3 антенны-излучателя, справа — 4 антенны-приёмника Chain Home
Как и все импульсные радары, CH измерял время, необходимое для отражения сигнала обратно в приемник, и рассчитывал расстояние до цели, умножив время между отправкой импульса и его возвращением на скорость света, а затем разделив на два. Полученное значение расстояния до цели выводилось на дисплей, после чего оператор должен был выполнить ещё несколько манипуляций для определения пеленга (угла следования цели по отношению к радару) и высоты полёта (для чего приходилось использовать специальный механический калькулятор и таблицу эталонных замеров параметров сигнала для разных высот). Если бы радар был «сканирующего» типа, то эти манипуляции можно было бы автоматизировать, так как вращение антенны упрощало задачу определения пеленга.
Экран радара показывал только расстояние до цели по прямой
Чтобы вычислить высоту, оператор вращал ручку гониометра (на фото слева). При задействовании гониометра измерялся угол относительно горизонта
Далее с помощью калькулятора по известной гипотенузе (расстоянию самолёта) и углу её наклона (вычисленному на предыдущем этапе) вычисляются катеты прямоугольного треугольника, определяющие высоту и расстояние вдоль земли. Ясное дело, что такие вычисления были достаточно медленными
Полученные координаты наносились на карту, с учётом направления движения объектаКроме того, радар имел ряд проблем из-за выбранной схемы:
– низкая точность (от 1 до 8 км);
– сложности с определением единичных объектов;
– мёртвая зона прямо перед передатчиком (при полёте цели прямо на радар, отражённый от него сигнал возвращался на передатчик, не попадая на приёмник, отстоявший на сотню метров) и на низких высотах;
– длительность и трудоёмкость ручного вычисления высоты и курса цели.
Но кроме недостатков были и достоинства – за год британцы сумели полностью обеспечить радарным покрытием всё южное и восточное побережье.
Карта установленных за 1939-1940 радарных станций системы Chain Home
Система ПВО Англии во время Битвы за Британию
Немцы, планируя нападение на Британию, вынуждены были учитывать этот факт. Хотя поначалу ведомство Геринга не воспринимало их как серьёзную помеху: предполагалось, что Люфтваффе сможет с лёгкостью разбомбить радарные станции. Реальность оказалась скорее удручающей – даже если удавалось повредить конструкции антенн, то их быстро восстанавливали.
Тогда Немецкий исследовательский институт аэронавтики предложил более тонкий подход – заглушить радары. Идея была проста: зная частоту радара, можно сгенерировать помеху большой мощности на этой частоте, которая забьёт реальные отражённые сигналы и перегрузит канал оператора – сигнал помехи будет гораздо больше и ярче на экране. Уже в июле 1940 года на французском берегу Ла-Манша был размещён глушитель, который посылал постоянный синусоидальный сигнал большой мощности на частоте работы радара, но значительного эффекта он не оказал.
Причиной этому было то, что разработчики СН ещё во время проектирования предусмотрели вероятность его глушения. Поэтому в составе оборудования комплекса были реализованы сразу несколько мер противодействия помехам:
1) встроенный фильтр частот, который позволял частично отфильтровать помехи;
2) особенности дисплея отображения, составленного из двух слоёв: быстро реагирующего слоя сульфида цинка внизу и более медленного «послесвечения» слоя сульфида цинка-кадмия наверху. Во время нормальной работы был виден ярко-синий сигнал от сульфида цинка, и его сигнал активировал желтый слой сульфида цинка и кадмия, в результате чего «усредненный» сигнал отображался желтым цветом. Чтобы отфильтровать постоянную помеху, желтый пластиковый лист был помещен перед дисплеем, делая синий цвет невидимым и позволяя различать более тусклый желтый усредненный сигнал.
Экран радара современного типа, но выполненный по схожей технологии
Таким образом сама аппаратура фильтровала большую часть постоянных помех, тем не менее наличие их замедляло общее время реакции операторов на изменение обстановки. Поняв, что метод не совсем работает, немцы усовершенствовали систему глушения. На этот раз глушить предполагалось импульсными сигналами во временном диапазоне выбранной станции, аналогичными испускаемым радаром. Для избегания помех такого рода оператор мог немного сместить временной диапазон на время равное времени действия помехи. Но такое действие порождало каскад неприятностей: радар начинал глушить соседние установки, их операторы тоже смещали диапазон и снова глушили соседей.
Причиной этого была специфика построения системы радаров: радарные станции имели перекрывающиеся зоны покрытия для исключения появления слепых зон. Но если все станции будут работать в одном временном интервале, то они будут глушить сигналы друг друга. Поэтому, для исключения такой ситуации, было реализовано разделение радиоканала по времени: каждый радар вещал в своём жёстко заданном временном интервале, подобранном таким образом, чтобы времена излучения и приёма сигнала не пересекались с соседними установками. Поэтому сдвиг периода вещания (фазы сигнала) одной станции относительно другой мог привести к заглушению её передач и необходимости уже ей сдвинуть окно передачи.
Принцип разделения канала радаров по времени и проблемы глушения
И такая атака оказалась куда успешнее, вызвав неработоспособность системы СН на некоторое время в сентябре 1940. В качестве контрмер британцами было принято решение менять сдвиг по времени синхронно вместе с соседними установками, чтобы избежать взаимного глушения.
Так как очередной метод глушения перестал показывать эффективность, то немцы разработали ещё один, реализованный в глушителях с кодовым наименованием «Garmisch-Partenkirchen» (это город в Германии, установкам для глушения давали такие наименования для секретности). Работа этого глушителя основывалась на генерации сигнала для РЛС только в случае фиксации входящего импульса от неё. Таким образом глушилка подстраивалась под меняющийся сдвиг фазы передачи. Причём если предыдущие попытки ставили целью заглушить радар – т.е. применить грубую силу, то в данном случае радар скорее обманывали, посылая сигналы максимально похожие на реальные цели, заставляя тем самым англичан лишний раз вхолостую поднимать перехватчики.
Различие методов глушения. Общий принцип — скрыть реальный сигнал за более мощными ложными
Данные установки вошли в эксплуатацию уже в 1941 году, после окончания Битвы за Британию, и не смогли оказать значительного эффекта на её исход. В качестве мер борьбы с таким видом глушения был создан блок автоматического переключения частот в случайные периоды времени – «Блок преднамеренного подавления джиттера», позволяя разделить истинные сигналы от реальных объектов – от ложных от немецкого генератора помех, так как помехи на иной частоте дрожали на экране. При этом немцам приходилось постоянно вручную осуществлять поиск частоты и подстройку сигнала. Тем не менее, так как действия по различению ложных сигналов требовали значительного опыта у оператора радара, то метод можно считать условно успешным – в лучшем случае он замедлял время реакции на обнаружение, в худшем заставлял пилотов искать несуществующие цели.
В конце концов, самым действенным методом борьбы с помехами стала разработка более совершенных радаров, работающих на гигагерцовых частотах (сантиметровый радар), сигнал которого немцы не могли заглушить, так как не имели технологии магнетрона для его генерации. Несмотря на все проблемы с глушением, по подсчётам британцев за счёт наведения самолётов на цель с помощью радаров и отмены постоянного патрулирования в воздухе, эффективность истребительной авиации в ходе Битвы за Британию выросла в 2-3 раза.
Не можешь заглушить - воспользуйся!
Так как с 1941 года центр воздушных операций сместился на восток, то задача подавления британских радаров перестала быть приоритетной, а основное внимание уделялось уже защите от налётов с территории самой Британии.
В 1942 году инженер фирмы Telefunken доктор Вехтер предложил создать систему пассивных РЛС, основанную на принципе бистатического перехвата (приёмник и передатчик географически разнесены). В 1942 первый образец системы Klein Heidelberg (KH) был собран в Шербуре, а к концу 1944 их было уже не меньше 6.
Принцип бистатического перехвата - просто и эффективно
В системе использовались две антенны, одна большая – на вращающейся платформе – которая использовалась для приема сигнала, отраженного от самолета, и гораздо меньшая, расположенная на расстоянии около 60 метров, которая принимала сигнал непосредственно с британского радара Chain Home.
Антенны радара Klein Heidelberg
Оператор сначала выбирает одну станцию CH, изменяя таймер, чтобы он принимал только сигналы от этой станции. Радиостанции CH транслируются во временных интервалах, одна за другой, поэтому было легко выбрать одну из них. Поскольку прямой сигнал от станции СН был очень мощным, он всегда появлялся на дисплее оператора независимо от того, в каком направлении была направлена антенна.
Когда самолет пролетит в зоне работы большой антенны, часть сигнала CH отразится от него и попадет в приемник KH. Поскольку самолет не находится на прямой линии между двумя станциями, общее расстояние, пройденное сигналом до самолета, а затем до антенны, всегда будет больше, чем при прямом сигнале от СН до КН. Разница между сигналом от СН и отражённым от цели показывает разницу расстояний, пройдённых сигналом.
Схема экрана оператора КН с метками для выбора нужного эллипса
Для любой заданной разницы во времени существует бесконечное количество местоположений по высоте и расстоянию от КН, соответствующих этой задержке. На графике эти точки образуют эллипс со станцией CH в одном фокусе и приемником KH в другом – так называемый бистатический диапазон.
RT + RR — полное расстояние пройденное сигналом радара СН до КН. Для каждой суммы таких расстояний был свой эллипс на карте, где каждой точке соответствовал своя высота и расстояние вдоль земли
Для любой заданной разницы во времени существует бесконечное количество местоположений на эллипсе, соответствующих этой задержке. На картах были заранее прочерчены эллипсы, соответствующие 40 вариантам задержек сигнала, так что для определения дальности и высоты цели требовалось измерить угол между условным нулевым положением радара и целью, для чего антенна вращалась и фиксировала направление максимальной величины отражённого сигнала радара от самолёта.
Угол поворота антенны относительно нулевого положения определялся по механически связанной шкале с нанесённой градуировкой. Далее прочерчивалась линия от КН под измеренным углом. Точка пересечения этой линии с выбранным эллипсом и будет местоположением самолёта. Итоговая погрешность измерений должна была составлять от 1 до 10 км при дальности обнаружения до 400 км, что для радара раннего предупреждения приемлемо.
Зона покрытия радара КН
Преимуществом такого пассивного радара было то, что он не излучал никаких сигналов вовне. Англичане до самой высадки в Нормандии были не в курсе целей и назначения антенн, установленных немцами на побережье. При этом радар позволял охватывать своим покрытием значительную часть южной и восточной Англии. В итоге у немцев вышел даже более совершенный радарный комплекс, требующий гораздо меньшего числа действий от оператора, чем британский Chaine Home.
Продолжение противостояния свастики и льва следует.
Автор: Владимир Герасименко (@Woolfen).
Пост написан для блога компании TimeWeb и перенесён на Пикабу с разрешения.
А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.
Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.
При переводе делайте пометку "С Пикабу от . ", чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!
Подробный список пришедших нам донатов вот тут.
Подпишись, чтобы не пропустить следующую часть!
Она выйдет завтра около 18:00 по МСК.
"ЧТО ТАКОЕ РЕНТГЕН И ЧЕМ ОН ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ЗИВЕРТА" или "ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЦИИ"
Мы уже рассказывали о том, что такое радиация в принципе (см. мою первую статью здесь же). Теперь так же коротко и очень понятным языком обсудим единицы её измерения. Надо сказать, вопрос этот не слишком сложный, но, тем не менее, иногда здесь происходит некоторая путаница.
Начнём с того, что для измерения активности радиоактивных материалов в системе СИ используется такая единица как беккерель (Бк). Фактически это дело показывает то, сколько распадов в секунду происходит в данном веществе за 1 с. Поэтому 1 Бк = 1 с^-1. То есть, речь идёт именно о процессах "внутри" радионуклида, а не об информации о "радиации вокруг" него. Внесистемная единица измерения активности – кюри (Ки). 1 Ки = 3,7 * 10^7 Бк.
Теперь непосредственно о самой радиации. Существует такое понятие как экспозиционная доза. По сути, она просто характеризует способность фотонного (гамма) излучения ионизировать окружающий воздух и представляет собой отношение суммарного заряда ионов, образованных в результате действия излучения, к массе воздуха, на который это действие оказывалось. Соответственно единица измерения экспозиционной дозы – кулон на килограмм (кл/кг). Внесистемная единица измерения – это тот самый рентген (Р). 1 Р = 2,58*10^-4 кл/кг. Мощность экспозиционной дозы измеряется в амперах на килограмм (А/кг) или в рентгенах в секунду (Р/с). На практике, впрочем, часто используют рентгены в час (Р/ч). А мощность – она и есть мощность. Её значение даёт понять, "насколько сильное" гамма-излучение присутствует в данном месте, "сколько рентген воздействует на объект за секунду или за час".
Также существует понятие поглощённой дозы. Это – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. Чтобы было понятно, скажем так. Если экспозиционная доза скорее характеризует само по себе излучение (только гамма), то поглощённая – показывает именно "количество" действия излучения (какого-нибудь) на что-либо, "сколько радиации здесь подействовало на объект". Формулировки, разумеется, мягко говоря, некорректные, но весьма наглядные и понятные. В системе СИ данная величина измеряется в греях (Гр). Один грей равен одному джоулю (энергии) на килограмм (вещества) (Дж/кг). Кроме того, есть несистемная единица под название "рад", равная 0,01 Гр. Фактически именно поглощённая доза является основополагающей в дозиметрии. Она показывает именно действие энергии на вещество и применима к радиоактивному излучению любого вида. В общем и целом, в большинстве случаев можно считать, что "100 рентген гамма-излучения равны 100 радам или 1 грею". То есть, в среднем, объект, помещённый в среду, в которой наблюдается мощность гамма-излучения 100 Р/ч, за час получит дозу в 1 грей. А за 2 часа, как несложно догадаться – 2 грея. Хотя на самом деле там всё будет зависеть от конкретной энергии конкретных частиц. Но в среднем – примерно как-то так.
Теперь самое интересное. Дело в том, что разные виды излучения (альфа, бета, гамма. ) по-разному воздействуют на живые организмы. Ранее мы уже отмечали, что альфа-излучение может быть гораздо опаснее, чем бета (другой вопрос, что оно должно ещё как-то "попасть в организм", а для него это сложнее). Поэтому для оценки биологического эффекта облучения организма была придумана эквивалентная доза излучения, измеряемая в зивертах (Зв). Она равна поглощённой (организмом или его частью) дозе, умноженной на так называемый взвешивающий коэффициент данного вида излучения. То есть, величину энергии, полученной организмом или его частью, просто умножают на коэффициент, который у каждого вида излучения свой. Для гамма-излучения он равен 1. Следовательно, в этом (и самом распространённом) случае эквивалентная доза (в Зв) будет численно равна поглощённой (в Гр). Есть и внесистемная единица измерения эквивалентной дозы: бэр (биологический эквивалент рентгена), который равен 0,01 Зв. Таким образом, если человек пробыл 3 часа в местности, мощность экспозиционной дозы в которой составляет 30 Р/ч, то поглощённая им доза излучения примерно такова: 3 * 30 = 90 (рад) = 0,9 (Гр), что в эквиваленте равно 90 (бэр) или 0,9 (Зв).
Для бета-частиц и рентгеновского излучения взвешивающий коэффициент также равен 1.
Для протонного принимается равным 2.
Для альфа-частиц и осколков деления атомов – 20.
Что касается нейтронного излучения, то оно сильно различается по энергии этих самых нейтронов, и здесь коэффициент может быть от 2 до 21.
Получается, что 1 час воздействия альфа-излучения на организм как бы соответствует целым 20 часам воздействия гамма-излучения.
Вообще говоря, учитывая, что для "обычной" радиации (гамма) все три величины численно примерно равны, в дозиметрах часто показывается не мощность экспозиционной дозы в Р/ч, а именно мощность эквивалентной в Зв/ч (на самом деле - обычно в микрозивертах). Кстати говоря, в среднем по Земле естественное её значение составляет около 0,20 мкЗв/ч (20 мкР/ч). Нормой считается излучение до 0,30 мкЗв/ч, хотя по факту абсолютно безопасно для человеческого организма и постоянное пребывание в местности с 0,50 мкЗв/ч.
Всё? Нет, не всё. Излучение ещё и по-разному может действовать на различные ткани и органы организма. Например, глаза могут быть более чувствительны, чем кожа. Для оценки действия излучения на конкретные "места организма" используется ещё один коэффициент, на который умножается суммарная эквивалентная доза облучения организма. Полученная величина называется эффективной дозой и измеряется в тех же единицах, что и эквивалентная. Например, для желудка и лёгких коэффициент равен 0,12, для кожи – 0,01.
Какие конкретно эквивалентные дозы излучения приводят к развитию лучевой болезни? Это тема для отдельного разговора. Если совсем вкратце, то за довольно короткий промежуток времени человек должен успеть получить дозу 100 Р = 1 рад = 1 Гр = 100 бэр = 1 Зв (для гамма-излучения). Да, да, вероятно, именно поэтому знаменитый бар в "Сталкере" был назван именно так.
Автор: Сергей Смолин.
Пьезокерамический фильтр ПЧ
Требуется помощь гетеродиноводов))Есть у меня в наличии старенький венгерский приемник для жигулей Видеотон 3614. Его главная особенность, что шел он на экспорт в Англию и Германию и имеет УКВ диапазон 88-104, что позволяет его использовать и в наше время. К контуру УКВ ЧМ у меня претензий нет, он работал изначально. А вот на всех диапазонах АМ, а это СВ и КВ диапазоны, наблюдается полная тишина. Даже звука перестройки диапазонов не слыхать. Есть легкое шипение, если вывернуть громкость на максимум и динамик поднести к уху. В ходе поиска неисправности поменял транзистор гетеродина, после этого все напряжения в контрольных точках пришли в норму. Но приемник молчит.Особенностью конструкции данного девайса является контур УПЧ, собранный на одной спецмикрухе, которую кроме самих венгров никто не применял и не производил. ТАА691 представляет из себя два УПЧ для АМ и ЧМ. Я грешил на нее еще. Нашел на Ебее в Греции. Заказал сразу пару. Как пришли, заменил. УКВ стало ощутимо громче и избирательнее работать, а вот АМ по-прежнему молчит.
Для проверки приемника собирал простейший передатчик на СВ диапазон на одном транзисторе, ибо у нас ДВ и СВ умерли. С помощью него и тестил все контуры с наушником тон2 и диодом. Заметил одну особенность, что приемник начинал негромко говорить, если я антенну передатчика зажимал в одной руке с антенной приемника, но без элекрической связи. Так по контурам гетеродина обрывов не обнаружил. Все уперлось в квадратик схемы с обозначением spf465a6.
Не без труда нашел, что же это за конструктив. Это оказался пьезокерамический фильтр, но не простой. Он представляет из себя две пластины, связанный механически между собой и к каждой подходят два электрода. Документашка подвернулась на другую частоту. Про такие фильтры на 465кГц даже ни одного упоминания в поисковиках нет.
Теперь встает вопрос, а на что его можно заменить?Единственное, что я вообще нашел с четырехногим исполнением-это фп1п. Однако он конструктивно отличается и представляет собой просто набор одиночных резонаторов.
Будет ли он работать в этой схеме?
"ЧТО ТАКОЕ РАДИАЦИЯ" и "КАКАЯ ОНА БЫВАЕТ"
Краткая и понятная справка для самых маленьких.
В сети (и не только) иногда попадаются люди, которые не знают даже самых простых вещей про радиацию. Специально для них объясняем. Да, очень вкратце. Да, НЕ совсем научно, а, может быть, даже и НЕ совсем точно, и вообще наивно и по-детски. Но зато очень просто и ясно. А если кому-то нужно больше и правильнее – пожалуйте в Гугл.
Сначала на всякий случай напоминаем. Как известно, вещества состоят из атомов, а атомы состоят из трёх видов частиц: протонов (положительно заряженные частицы), нейтронов (нейтральные частицы), электронов (отрицательно заряженные частицы). Из протонов и нейтронов сделано ядро атома. И тех, и других называют ещё нуклонами. А электроны (которые намного меньше по массе) роятся вокруг этого ядра по специальным "орбитам" (орбиталям). Этот "рой" (облако) электронов нас сейчас не интересует. Все самые захватывающие процессы происходят в ядре.
Собственно все элементы различаются лишь числом протонов и нейтронов. То есть, золото отличается от свинца всего лишь количеством этих частиц, и не более того. Например, в атоме "обычного" водорода – 1 протон и ни одного нейтрона. А в атоме, к примеру, "обычного" железа - 26 протонов и 30 нейтронов (если я сейчас ничего не путаю, впрочем, смысл ясен). Есть, однако, и "необычные" атомы. Например, (при том же числе протонов) нейтронов в атоме может быть больше, чем в большинстве "сородичей". В качестве примера приведём так называемый дейтерий – водород, в котором таки есть не только 1 протон, но и 1 нейтрон. Такие "вариации" называются изотопами. Так, дейтерий – это один из изотопов водорода.
Все эти нуклоны держатся (обычно) вместе и никуда на разлетаются. На это у них есть веские причины, называемые ядерными силами, из-за которых нуклоны притягиваются друг к другу. Строго говоря, само это явление рассматривается уже не в ядерной физике, а в физике элементарных частиц, в общем, просто поверьте, что оно есть. Помимо ядерных сил на нуклоны действуют некоторые другие силы, например, кулоновские силы отталкивания. У "обычных" стабильных изотопов притяжение нуклонов пересиливает всё остальное. И ничего интересного с такими ядрами не происходит. Однако, при некоторых условиях, например, если нейтронов получается "больше, чем нужно", или при некоторых других, могут начать происходить весьма любопытные явления. Именно это и отличает радиоактивные изотопы элементов от не радиоактивных.
Одним из таких любопытных явлений является альфа-распад. При альфа-распаде из ядра атома вылетают – кто бы мог подумать! – так называемые альфа-частицы. Они представляют собой два протона и два нейтрона (то, есть, по сути, это ядра гелия). Соответственно, в ядре остаётся меньшее число нуклонов, и данный атом становится уже атомом другого элемента. Альфа-частицы не могут улететь далеко от покинутого ядра, их пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, а в какой-нибудь там алюминий они могут проникнуть только на доли миллиметра, не говоря уже о чём-то более плотном. Альфа-частицы притягивают к себе часть электронов из окружающей среды, чтобы стать "полноценными" атомами гелия. Соответственно, при контакте с ними соседние атомы вещества часть своих электронов теряют и становятся так называемыми ионами. Ввиду маленькой проникающей способности, альфа-излучение в подавляющем большинстве случаев не представляет опасности для человека и прочих зверюшек, так как эти частицы не способны преодолеть даже верхний омертвевший слой кожи (даже если смогут на неё попасть сквозь окружающий воздух). Однако, вещества, в которых происходит альфа-распад, могут быть чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма. Кстати говоря, радиоактивные вещества, попав в организм, могут весьма и весьма надолго там задержаться (а некоторые прям очень надолго), то есть, воздействие получится не только гораздо более сильным, но ещё и долгим (и вот это уже относится к изотопам с любым видам распада, а не только с альфа). Именно поэтому при нахождении в некоторых опасных зонах следует пользоваться защитной одеждой и противогазом.
Второе интересное явление, касающееся предмета нашего рассмотрения – бета-распад. Здесь процесс немного более сложный. Существует такая вещь как слабое взаимодействие (тут опять физика элементарных частиц). И вот это взаимодействие при бета-распаде превращает один из нейтронов атома в протон (или наоборот). При этом, в соответствии с определёнными законами, в ядре также "образуются" две частицы. В зависимости от вида бета-распада (отрицательный или положительный), это могут быть либо электрон и антинейтрино, либо позитрон и нейтрино. "Нейтрины" оставим в покое, нам они сейчас не нужны. А вот такие вылетающие из ядер электроны/позитроны – это и есть бета-частицы. Они способны ионизировать чьи-либо атомы, вызывать химические реакции и вообще делать всякие разные вещи. Их проникающая способность – на порядок больше, чем у альфа-частиц. Пробег в воздухе может исчисляться метрами. Эти малыши вполне способны проникать в кожу человека. Вещества с бета-распадом так же очень опасны при попадании вовнутрь (хотя действие бета-частиц на организм всё-таки намного слабее, чем альфа).
Третье явление. Да, правильно. Гамма-излучение. Если альфа- и бета- частицы – это "прямые" продукты того или иного распада, то с гамма-частицами всё иначе. Грубо говоря, это "побочный продукт", образующийся при каких-либо процессах. При тех же распадах, при ядерных реакциях и некоторых других. Представьте, что вы берёте мандарин и делите его на дольки. Помимо собственно долек, у вас в руках останутся ещё кусочки цедры. Вот так и тут. Пример очень примитивный и вообще некорректный, но зато ясный. Гамма-частицы представляют собой фотоны. Да, те самые, из которых состоит, в частности, видимое световое излучение (свет), но только с другими "параметрами". Гамма-частицы обладают очень высокой проникающей способностью и могут преодолевать, скажем, пятисантиметровый слой свинца. Взаимодействие с веществом может быть различным – ионизация, ядерный фотоэффект ("выбивание" из ядра атома нуклонов) и прочее. По опасности для живых организмов гамма-частицы примерно эквивалентны бета, однако, как уже было сказано, проникают в вещества несоизмеримо глубже. Обычно, говоря о радиации как об опасном факторе, подразумевают именно гамма-излучение. Хотя этим словом можно назвать любое из перечисляемых здесь излучений.
Нейтронное излучение. Как несложно догадаться, это поток нейтронов. Фактически наблюдается не "само по себе", а только при ядерных реакциях (в реакторах или при тех самых ядерных взрывах). Вылетающие нейтроны различаются по своей энергии. В отличие от вышеперечисленных частиц, нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов и лучше поглощаются не тяжёлыми (плотными), а лёгкими атомами, скажем, бором. Так называемые "быстрые" нейтроны (с более высокой энергией) поглощаются вообще плохо, однако, могут быть "замедленны" с помощью, к примеру, водородосодержащих материалов (той же воды). Нейтроны могут "цепляться" к ядрам окружающих веществ, в результате чего эти ядра становятся радиоактивными и начинают сами испускать те или иные частицы (наведённая радиоактивность).
Существует также экзотическое протонное излучение и некоторые другие, но их рассмотрение уже выходит за рамки этого разговора.