Продолжим наше путешествие по волнам памяти — окунёмся в самобытную работу яркого представителя заграничных радиолюбителей начала прошлого века, с их примитивным оснащением, самодельными радиоэлементами и безмерным энтузиазмом. Франция, 1900-е годы, М. Н. Минье — скромный любитель, изготовлявший вакуумные триоды для своего радио самыми простыми, буквально подножными средствами и материалами (Часть 1). Радиолампы, как и любые электровакуумные приборы (ЭВП), кроме прочего, подлежат и непременной откачке, операции сложной и дорогостоящей (оборудование). Чем же обходились отважные пионеры ламповой эпохи, какими самодельными приборами, как изловчались их конструировать своими невеликими возможностями?

Прежде всего аксиомы: вакуум — это дорого, и чем разрежение больше (ниже остаточное давление), тем система дороже — прецизионные механизмы, точные соединения, специальные материалы и драконовские меры по их подготовке (очистке). Отдельная статья забот — почти все материалы, в том числе и металлы, содержат впитанные на воле газы, начинающие выделяться в вакууме, и особенно сильно при нагреве. С другой стороны, обычно, так вынужденно устроены производственные установки для удобной регулярной и частой работы с ними. Экспериментальные лабораторные и любительские вакуумные приборы и установки могут иметь некоторые упрощения, заметно удешевляющие систему, например, применение паяного стекла.

1. Исторический экскурс

Более или менее современные ЭВП имеют сверхвысокий вакуум — частично это откачка внешними насосами, частично — применение геттера — встроенного в лампу индивидуального одноразового вакуумного микронасоса, основанного на впитывании и связывании оставшихся молекул газов некоторыми веществами и металлами. Плюс чрезвычайно тщательная подготовка (многоступенчатая очистка и обезгаживание) всех внутренних материалов прибора. Это повышает характеристики лампы и её ресурс.

Радиолампы, однако, не всегда откачивались так хорошо — в начале электровакуумной эпохи возможности насосов были невелики, первые приборы были низковакуумными или даже имели некоторое количество рабочего газа (паров ртути) внутри. Такие лампы отличались при работе скверным нравом, имели сильные внутренние шумы и невеликий ресурс. Тем не менее на них строили передатчики и приёмники, своими характеристиками разительно отличающиеся от прежних искровых и детекторных радиоаппаратов. Вот как очевидец описывает работу одного из них:

Между Ригой и Псковом в городе Валке была установлена переприёмная (ретрансляционная) станция (I мировая война). Она принимала радиограммы штаба армии из Риги и затем передавала их в Псков штабу фронта. В самый разгар подготовки к наступлению переприёмная станция в Валке почему-то перестала работать, и радиограммы из Риги не стали доходить до Пскова. В это время на псковскую радиостанцию привезли новый радиоаппарат (одноламповый усилитель производства РОБТиТ), в котором использовалась лампа Папалекси. Аппарат включили в работу. В лампе появилось слабое голубое свечение, и вдруг в телефоне приёмника громко раздались сигналы Риги, которая безрезультатно вызывала Валк. Кроме рижской, стали слышны и другие радиостанции — русские и неприятельские. Переприёмная радиостанция в Валке оказалась теперь ненужной. «Получилось впечатление, точно рассеялся туман и стало видно во все концы», — рассказывал П. А. Остряков. «Прозревший слепец, вероятно, почувствовал бы себя так, как те, кто тогда у двуколки искровой радиостанции как зачарованные смотрели на эту, сиявшую голубым светом лампу Папалекси».

Лампы Папалекси, особенно первых серий были недолговечными и весьма капризными. Сетка была очень «густая», и при небольшом отрицательном её потенциале происходило запирание лампы и потеря ионизации. Поэтому лампа частенько оказывалась в режиме с положительным смещением на сетке. Для возникновения ионизации нужна была определённая температура. На холоде лампа не работала, отсутствовал анодный ток, в этом случае говорили, что лампа стала «жёсткой». Тогда брали горящую спичку и подносили её к специальному отростку на колбе, в котором находилась амальгама. От возгонки амальгамы происходило насыщение лампы парами ртути, лампа «смягчалась» и начинала работать. Катоды ламп Папалекси были прямого накала, изготовлялись из оксидированной платиноиридиевой проволоки. Анод и сетка были никелевыми.

Быстрое развитие вакуумной техники позволило отказаться от низковакуумных и газонаполненных приёмно-усилительных ЭВП, в пользу вариантов высоковакуумных — обладающих куда как более высокими параметрами. Тем не менее приборы с невеликой откачкой, работоспособны вполне, хоть звёзд с неба и не хватают.

2. Минье М. Н. Стеклодувные операции

Вернёмся же к нашему французскому энтузиасту. Давеча [1] мы уже рассмотрели его огневое оснащение — горелка-февка, хоть и несколько необычная; и стекло — платиновой группы — дешёвое, легкоплавкое, допускающее обработку на газовоздушном факеле без всякого кислорода, не темнеющее в восстановительном пламени, можно осторожно спаивать со стёклами свинцовыми. Однако — имеет высокий КТР (коэффициент температурного расширения) отчего очень склонно к растрескиваниям при термоударах. Нагревать и охлаждать такое стекло приходится плавно, применяя в работе особые меры и приёмы, избегать заготовок толстостенных, а по возможности и вообще крупных. Готовые работы сколько-то заметных размеров непременно отжигать для снятия внутренних напряжений, не повредит и промежуточный отжиг сложных деталей. В платиновое стекло прекрасно впаивается, понятно — сама платина, и её дешёвый заменитель — специальный биметалл — платинит.

В основном нужные стеклодувные приёмы г-на Минье вполне повторяют общепринятые, великолепно описанные, например, у отечественных классиков [2], но есть и моменты интересные.

3. Вакуумный ртутно-поршневой насос

 Насос Гейслера — Тёплера, насос Шпренгеля, отличаясь деталями, все они работают практически одинаково: ртуть из верхнего сосуда по каплям стекает в нижний, через тонкий длинный канал. Капли этот канал полностью перекрывают, каждая из них образует импровизированный поршень. Порции воздуха из откачиваемого объёма захватываются этими опускающимися каплями-поршнями и выводятся в атмосферу.

 Диаметр канала для капель выбирается малым (не более 2,5 - 2,75 мм), чтобы поверхностное натяжение ртути обеспечивало полное перекрытие его сечения, темп подачи ртути подбирался так, чтобы в вертикальной трубке постоянно находилось несколько капель, разделённых воздушными промежутками. Колено затвора В не позволяет попасть в откачиваемый объём воздуху, если оператор проворонил опустошение верхней ёмкости А.

Предельное остаточное давление, получаемое таким насосом, понятно, зависит от свойств ртути. Чистая, без примесей, она даёт не ниже 0,001 мм. рт. ст. при комнатной температуре. Кроме того, насос очень медленный — откачка одного среднего баллона лампы занимает до часа. Плюс ядовитые испарения в помещение.

4. Итого

Как всегда, восхитимся находчивостью и изобретательностью коллег-предков.

Работа на горелке: даже в наше время, спустя век с лишним, когда стеклодувное дело вдоль и поперёк исследовано и задокументировано, всё ещё удаётся находить свои приёмы и небольшие удачные открытия в работе.

Положа руку на сердце — изготовить предложенным способом — раздуванием крупного тончайшего пузыря, «продувкой», хорошие правильные и толстостенные вороночки (Рис. 2.1.) всё-таки можно, но навыков это потребует больше, чем для обычной работы с конусным инструментом-развёрткой. Сложность операции, как и многих других, кратно увеличивается с укрупнением заготовки-трубки.

Капельно-ртутный насос: по сравнению с исходным (Шпренгеля, Рис. 3.1.) ещё более упрощён, что потребует внимательности и сосредоточенности при работе, зато вся конструкция выполнена самостоятельно и минимальными средствами. В целом, кроме очевидных испарений ядовитой ртути, такой насос работает медленно (но любитель должен быть терпеливым), требует весьма чистой ртути, а минимальное остаточное давление создаёт не слишком низкое — при комнатной температуре, около 10^-3 мм. рт. ст. (Торр). Формально это низкий вакуум (предварительный, «форвакуум») — давление, с которого могут стартовать многие насосы высоковакуумные. Пониженного остаточного давления в капельном насосе можно добиться охлаждением (охлаждаемые ловушки для паров ртути на выходе?) — уже при 0 ̊ С остаточное давление может быть снижено на порядок. В любом случае заметные количества ртути любителю нынче заказаны — обладание ею без специального разрешения теперь запрещено.

Продолжение следует.

5. Дополнительные материалы

1. Любительские французские радиолампы 1920-х годов. Часть 1. Огневое оснащение, материалы

2. Библиотечка электровакуумщика-любителя.

   На благо всех разумных существ, Babay Mazay, июль, 2025 г.

   © 2025 ООО «МТ ФИНАНС»