TM (тріод) — Вікіпедія

Тріод ТМ

TM (скорочене фр. Télégraphie Militaire, «військова [радіо]телеграфія»; у російських джерелах «французький тріод», «тріод французького типу»[1]) — вакуумний тріод, який виробляли від 1915 року для посилення і детектування радіосигналів. Розроблений у Франції, став стандартною приймально-підсилювальною лампою країн Антанти під час Першої світової війни і першою радіолампою, яку випускали масово. Обсяг випуску ТМ лише у Франції оцінюють у 1,1 млн штук; крім того, виробництво ТМ та його вдосконалених варіантів розгорнули у Великій Британії («серія R»), Нідерландах («серія E»), США та Радянській Росії (Р-5).

Розробка

[ред. | ред. код]

Тріод TM розробили в 1914—1915 роках французькі військові зв'язківці з ініціативи начальника служби далекого зв'язку (фр. Télégraphie Militaire) полковника Ґюстава Ферр'є[fr][2][3]. Ферр'є та його найближчий помічник фізик Анрі Абрагам[fr] неодноразово відвідували американські лабораторії і були добре обізнані про роботи Лі де Фореста, Реджинальда Фессендена і Ірвінга Ленгмюра[4][5]. Вони добре знали, що «аудіон[en]» де Фореста та британська лампа Генрі Раунда[en] були ненадійними і недосконалими, а «пліотрон» Ленгмюра — занадто складний для масового виробництва[4]. Знали вони й про стан останніх німецьких розробок: незабаром після початку війни Ферр'є отримав вичерпні відомості від колишнього співробітника Telefunken[de], француза Поля Пішона[6][7][8][к. 1]. Пішон привіз зі США новітні зразки американських тріодів, але й вони виявилися непридатними для експлуатації у військах[7][6]. Причиною непередбачуваної поведінки ламп був недостатньо глибокий вакуум[6][5][к. 2]. Керуючись ідеями Ленгмюра, Ферр'є прийняв правильне рішення — домогтися від промисловості гарантовано глибокого[к. 3] вакууму в серійному виробництві. Французький тріод мав бути надійним, стабільним і придатним для масового випуску[8].

У жовтні 1914 року Ферр'є відрядив Абрагама і технолога Франсуа Пері на електроламповий завод Grammont у Ліоні[11][7]. Шляхом спроб та помилок Абрагам і Пері зуміли знайти оптимальну конфігурацію тріода, придатну для масового випуску[12][7]. Перші зразки, що буквально копіювали «аудіон» де Фореста, виявилися ненадійними й нестабільними[7]. «Пліотрон» Ленгмюра був працездатним, але надзвичайно складним; з тієї ж причини французи забракували перші зразки власної розробки[7]. Лише розроблений у грудні 1914 року[13] четвертий прототип, з вертикально розташованим циліндричним анодом, виявився придатним для серійного випуску[7]. Ця розробка Абрагама та Пері («лампа Абрагама») пішла в серію в лютому 1915 року і випускалася до жовтня[13][7].

Реальна експлуатація виявила слабкість вертикальної конструкції: багато ламп пошкодили під час транспортування до військ[14][7]. Ферр'є наказав Пері негайно виправити становище, і через два дні Пері і Жак Біге представили нову конструкцію тієї ж лампи, з горизонтальною орієнтацією анодно-катодного вузла і новітнім чотириштирковим цоколем типу «А» (в «лампі Абрагама» застосовувався звичайний цоколь Едісона з додатковими виводами анода та сітки)[14][7]. Серійне виробництво лампи Пері та Біке почалося в листопаді 1915 року — саме цей варіант став основним і отримав позначення TM (фр. Télégraphie Militaire) за назвою очолюваної Ферр'є служби[15][7].

Роботи Ферр'є і Абрагама в галузі радіозв'язку відзначено номінацією на нобелівську премію з фізики 1916 року[16], а патент на винахід тріода отримали особисто Пері та Біге, що згодом призвело до судових позовів з боку колег[17][18][к. 4].

Конструкція та характеристики

[ред. | ред. код]
Анодно-катодний вузол (вигляд зверху). Жорстка спіраль — сітка, тонка нитка всередині неї — катод
Сітково-анодні характеристики радянського тріода Р-5 (ліцензійна копія TM) [19]

TM — тріод майже ідеальної циліндричної конструкції. Катод прямого розжарення — нитка з нелегованого вольфраму діаметром 0,06 мм, анод — нікелевий циліндр діаметром 10 мм і довжиною 15 мм[20][21]. Розміри та матеріал сітки залежать від місця виробництва: завод у Ліоні використовував молібденовий дріт, завод у Іврі-сюр-Сені — нікелевий[20][22]. Діаметр спіралі сітки 4 або 4,5 мм[20][22].

Щоб розігріти чистий вольфрамовий катод до білого жару, був потрібний струм 0,7 А за номінальної напруги розжарення 4 В[20][22]. Розжарений катод світився настільки яскраво, що 1923 року завод Grammont почав випуск TM з колбами з темно-синього скла[20][23]. За однією з версій, це не дозволяло використовувати дорогі тріоди як звичайні освітлювальні лампи, за іншою — захищало очі радистів від яскравого світла, — але найімовірнішою причиною було те, що темне скло маскувало нешкідливий, але непривабливий наліт частинок металу, який неминуче осідав на внутрішній поверхні колби при відкачуванні лампи[20][23].

Тріод TM і його пізніші варіанти були універсальними: вони могли застосовуватися і за прямим призначенням — для посилення та детектування сигналів у радіоприймачах, і в генераторах малопотужних радіопередавачів, а при паралельному включенні кількох ламп — і як підсилювачі потужності низької частоти[24]. Радянський аналог ТМ, тріод Р-5, у генераторному режимі витримував анодні напруги до 500…800 В, і міг віддавати в антену коливальну потужність до 1 Вт (у номінальному режимі посилення в режимі A[fr] — не більше 40 мВт)[25].

У типовому одноламповому радіоприймачі часів Першої світової війни на анод ТМ подавалася напруга живлення 40 В; за нульового зміщення на сітці струм анода становив близько 2 мА[20][22]. У цьому режимі крутість анодно-сіткової характеристики тріода становила 0,4 мА/В, внутрішній опір — 25 кОм, коефіцієнт посилення (μ) дорівнював 10[20][22]. За напруги на аноді 160 В і зміщенні -2 В струм становив 3…6 мА, при цьому зворотний струм сітки досягав 1 мкА[20][22]. Значні струми сітки, що полегшували зміщення сітковим резистором[ru], — наслідок недосконалої технології 1910-х років[22].

Недоліком TM був недовгий термін служби, що не перевищував 100 годин, — якщо лампа була виготовлена відповідно до технічних умов[22]. У воєнний час це вдавалося не завжди: через проблеми з постачанням заводи час від часу переходили на некондиційну сировину[22]. Лампи, виготовлені із неї, маркували хрестом; вони відрізнялися від стандартних високим рівнем шуму і були схильні до катастрофічних відмов через тріщини в склі[22].

Масштаб випуску

[ред. | ред. код]

ТМ виявився настільки вдалим для свого часу, що його постачали не лише у французькі збройні сили, а й усім державам Антанти[18]. Потужності заводу в Ліоні не вистачало, і вже у квітні 1916 року почалося виробництво TM на заводі Compagnie des Lampes[fr] у Іврі-сюр-Сені[18].

Обсяг виробництва TM достеменно не відомий, але свого часу він був безпрецедентно великим[26]. Оцінки щоденного випуску TM наприкінці війни коливаються між однією тисячею (тільки заводи Grammont) та шістьма тисячами ламп[26]. За оцінкою інженера Grammont Рене Вільда, за роки війни тільки завод у Ліоні випустив 1,8 млн TM[27]. За консервативною оцінкою Робера Шампеї, завод у Ліоні випустив близько 800 тис. ламп, завод в Іврі-сюр-Сені — 300 тис.[27][18]. Для порівняння, військове замовлення міністерства оборони США 1917 року становило всього 80 тис. ламп[28]. Для ведення бойових дій цього було замало; експедиційний корпус США у Франції використовував французькі TM[28].

Британці, отримавши перші зразки TM, визнали перевагу французької конструкції над власними розробками і вже 1916 року запустили власне виробництво TM[10]. Технологію та технологічне оснащення розробила компанія British Thomson-Houston[en], а основним виробником став електроламповий завод Osram-Robertson (ядро майбутньої Marconi-Osram Valve[en])[29]. Британський варіант TM отримав назву «серії R»[29]. У 1916—1917 роках Osram випускав два конструктивно однакові варіанти лампи — «жорстку» R1 (точну копію TM) і заповнену азотом «м'яку» R2. Вона стала останньою у британській практиці «м'якою» (газовою) лампою; всі наступні лампи серії R, до R7 включно, були класичними жорсткими (вакуумними, а не газовими) тріодами[29]. Циліндрична конструкція, що сягає лампи Абрагама й Пері, використовувалася і в британських генераторних лампах, аж до 800-ватної T7X[30]. Варіанти ламп серії R на британське замовлення виробляли у США на заводі Moorhead, а після війни — на заводах Philips у Нідерландах, під назвою «серії E»[20].

Російські військові та інженери отримали перші зразки ТМ 1917 року[1]. Того ж року М. О. Бонч-Бруєвич спробував створити «лампу французького типу» в майстернях Тверської радіостанції[1]. Великосерійне виробництво стало можливим лише 1923 року, після придбання трестом «Електрозв'язок» французької технічної документації[31]. Радянський промисловий аналог TM отримав назви Р-5 і П7, а економний варіант з торованим катодом — назву «Мікро». Єдиним виробником цих ламп був Ленінградський електровакуумний завод[32] (який пізніше увійшов до складу «Світлани[ru]»).

ТМ зійшов зі сцени поступово — у міру появи спеціалізованих радіоламп, що виконували свої функції краще, ніж універсальний TM та його аналоги[24]. У США та країнах Західної Європи зміна поколінь ламп завершилася в 1920-і роки, у відносно відсталому СРСР вона почалася лише наприкінці 1920-х років[24]. Точних відомостей про припинення виробництва ТМ не збереглося; за даними Шампеї, у Франції воно тривало до 1935 включно[20]. Після Другої світової війни репліки TM і «серії R» випускали принаймні двічі — аматорська майстерня Рюдігера Вальца (Німеччина, 1980-і роки[33]) та компанія KR Audio (Чехія, від 1992 року[34][к. 5]).

Коментарі

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Фактично йдеться про допит арештанта. 1900 року Пішон дезертував із французької армії і переселився до Німеччини. Незадовго до початку війни роботодавець Пішона, Telefunken, відправив його у відрядження до США. Зворотний маршрут Пішона пролягав через Англію. У день, коли його судно прибуло в Саутгемптон, Німеччина оголосила війну Франції. Пішону довелося робити важкий вибір між інтернуванням у Німеччині або військовим судом у Франції. Він вважав за краще повернутися на батьківщину, був заарештований і опинився у розпорядженні Ферр'є [6][8][9].
  2. ↑ Лампи Раунда були загазовані навмисно, в розрахунку на йонну провідність газу. Для їх періодичного відновлення в лампі було джерело газу — азбест[10].
  3. ↑ У сучасній фізиці глибоким вакуумом називають розрідження нижче 10−6 мм рт. ст. У промислових масштабах повноцінний глибокий вакуум став реальністю лише в середині 1920-х років.
  4. ↑ Патент де Фореста на винахід тріода у Франції не діяв. Де Форест пропустив терміни сплати щорічного патентного збору та назавжди втратив у Франції права на свій винахід.
  5. ↑ За твердженням самої компанії, її виробництво почалося саме відтворення «історичних ламп Марконі»[35].

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ а б в Баженов, В. И. Русская радиотехника : [арх. 18 серпня 2017]. — Успехи физических наук. — 1923. — № 2. — С. 17.
  2. ↑ Berghen, 2002, с. 20.
  3. ↑ Champeix, 1980, с. 5.
  4. ↑ а б Champeix, 1980, с. 9.
  5. ↑ а б Berghen, 2002, с. 20, 21.
  6. ↑ а б в г Champeix, 1980, с. 11.
  7. ↑ а б в г д е ж и к л м Berghen, 2002, с. 21.
  8. ↑ а б в Ginoux, 2017, с. 41.
  9. ↑ Letellier, C. Chaos in Nature : [арх. 18 серпня 2017]. — World Scientific, 2013. — P. 111—112. — ISBN 9789814374439.
  10. ↑ а б Vyse, 1999, с. 17.
  11. ↑ Champeix, 1980, с. 12.
  12. ↑ Champeix, 1980, с. 14.
  13. ↑ а б Champeix, 1980, с. 15.
  14. ↑ а б Champeix, 1980, с. 16.
  15. ↑ Champeix, 1980, с. 19.
  16. ↑ Вербин, С. Ю. Претенденты на Нобелевские премии по физике (1900—1966) : [арх. 23 червня 2017]. — Трибуна УФН. — 2017. — № 28 апреля (опубликовано онлайн). — С. 14.
  17. ↑ Champeix, 1980, с. 19—21.
  18. ↑ а б в г Berghen, 2002, с. 22.
  19. ↑ Марк, 1929, с. 188.
  20. ↑ а б в г д е ж и к л м Berghen, 2002, с. 23.
  21. ↑ Champeix, 1980, с. 25.
  22. ↑ а б в г д е ж и к л Champeix, 1980, с. 26.
  23. ↑ а б Champeix, 1980, с. 27.
  24. ↑ а б в Марк, 1929, с. 186.
  25. ↑ Марк, 1929, с. 184.
  26. ↑ а б Champeix, 1980, с. 23.
  27. ↑ а б Champeix, 1980, с. 23, 24.
  28. ↑ а б Flichy, P. The Wireless Age: Radio Broadcasting // The Media Reader: Continuity and Transformation : [арх. 13 серпня 2017]. — Sage, 1999. — P. 83. — ISBN 9780761962502.
  29. ↑ а б в Vyse, 1999, с. 18.
  30. ↑ Vyse, 1999, с. 19.
  31. ↑ Алексеев, Т. В. Разработка и производство промышленностью Петрограда-Ленинграда средств связи для РККА в 20-30-е годы XX века. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук. — СПБ., 2007. — С. 23.
  32. ↑ Кьяндский, Г. А. Электронные лампы и их применение в радиотехнике. — Л. : Редакционно-издательский отдел морских сил РККФ, 1926. — С. 23—24.
  33. ↑ Walz, R. Home-made Electron Tube Replica (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 3 березня 2019. Процитовано 2 серпня 2017.
  34. ↑ Marconi R Valve. KR Audio. Архів оригіналу за 2 серпня 2017. Процитовано 2 серпня 2017.
  35. ↑ About us. KR Audio. Архів оригіналу за 2 серпня 2017. Процитовано 2 серпня 2017.

Джерела

[ред. | ред. код]
  • Марк, М. Г. Наши лампы // Радиолюбитель. — 1929. — № 5. — С. 183-188.
  • Berghen, F.v.d. About the French TM Valve, the Forerunner of the R-Valve // British Vintage Wireless Society magazine. — 2002. — № 2. — P. 20—23.
  • Champeix, R. Grande et Petite Histoire de la Lampe TM // Bulletin de Liaison. — 1980. — № Nov-Dec. — P. 1—48.
  • Ginoux, J.-M. History of Nonlinear Oscillations Theory in France (1880-1940). — Springer, 2017. — ISBN 9783319552392.
  • Vyse, B. Marconi Osram Valve. Extracts from 'The Saga of Marconi Osram Valves' // British Vintage Wireless Society magazine. — 1999. — № 4. — P. 12—20.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=TM_(тріод)&oldid=43703218