Эта статья входит в число хороших статей

TM (триод) (TM (mjnk;))

Перейти к навигации Перейти к поиску
У этого термина существуют и другие значения, см. ТМ.
Триод ТМ

TM (сокращённое фр. Télégraphie Militaire, «военная [радио]телеграфия»; в русских источниках «французский триод», «триод французского типа»[1]) — производившийся с 1915 года вакуумный триод для усиления и детектирования радиосигналов. Разработанный во Франции триод стал стандартной приёмно-усилительной лампой стран Антанты во время Первой мировой войны и первой массово выпускавшейся радиолампой. Объём выпуска ТМ только во Франции оценивается в 1,1 миллиона штук; кроме того, производство ТМ и его усовершенствованных вариантов было развёрнуто в Великобритании («серия R»), Нидерландах («серия E»), США и Советской России (Р-5).

Разработка

[править | править код]

Триод TM был разработан в 1914—1915 годах французскими военными связистами по инициативе начальника службы дальней связи (фр. Télégraphie Militaire) полковника Гюстава Феррье[фр.][2][3]. Феррье и его ближайший помощник, физик Анри Абрахам[фр.], неоднократно посещали американские лаборатории и были хорошо осведомлены о работах Ли де Фореста, Реджинальда Фессендена и Ирвинга Ленгмюра[4][5]. Феррье и Абрахам хорошо знали, что «аудион» де Фореста и британская лампа Генри Раунда[англ.] были ненадёжными и несовершенными, а «плиотрон» Ленгмюра — слишком сложен для массового производства[4]. Знали они и о состоянии последних германских разработок: вскоре после начала войны Феррье получил исчерпывающие сведения от бывшего сотрудника Telefunken, француза Поля Пишона[6][7][8][9][к. 1]. Пишон привёз из США новейшие образцы американских триодов, но и они оказались негодными для эксплуатации в войсках[8][6]. Виновником непредсказуемого поведения ламп был недостаточно глубокий вакуум[6][5][к. 2]. Следуя идеям Ленгмюра, Феррье принял верное решение — добиться от промышленности гарантированно глубокого[к. 3] вакуума в серийном производстве. Французский триод должен был быть надёжным, стабильным и пригодным для массового выпуска[9].

В октябре 1914 года Феррье откомандировал Абрахама и технолога Франсуа Пери на электроламповый завод Grammont в Лионе[11][8]. Путём проб и ошибок Абрахам и Пери сумели найти оптимальную конфигурацию триода, пригодную для массового выпуска[12][8]. Первые образцы, буквально копировавшие «аудион» де Фореста, оказались ненадёжными и нестабильными[8]. «Плиотрон» Ленгмюра был работоспособен, но чрезвычайно сложен; по той же причине французы забраковали и первые образцы собственной разработки[8]. Лишь разработанный в декабре 1914 года[13] четвёртый прототип, с вертикально расположенным цилиндрическим анодом, оказался пригоден для серийного выпуска[8]. Эта разработка Абрахама и Пери («лампа Абрахама») пошла в серию в феврале 1915 года и выпускалась до октября 1915 года[13][8].

Реальная эксплуатация выявила слабость вертикальной конструкции: множество ламп было повреждено во время транспортировки в войска[14][8]. Феррье приказал Пери немедленно исправить положение, и два дня спустя Пери и Жак Биге представили новую конструкцию той же лампы, с горизонтальной ориентацией анодно-катодного узла и новейшим четырёхштырьковым цоколем типа «А» (в «лампе Абрахама» применялся обычный цоколь Эдисона с дополнительными боковыми выводами анода и сетки)[14][8]. Серийное производство лампы Пери и Бике началось в ноябре 1915 года — именно этот вариант стал основным и получил обозначение TM (фр. Télégraphie Militaire) по имени возглавляемой Феррье службы[15][8].

Работы Феррье и Абрахама в области радиосвязи были удостоены номинации на нобелевскую премию по физике 1916 года[16], а патент на изобретение триода получили лично Пери и Биге, что впоследствии привело к судебным искам со стороны оставшихся не у дел коллег[17][18][к. 4].

Конструкция и характеристики

[править | править код]
Анодно-катодный узел (вид сверху). Жёсткая спираль — сетка, тонкая нить внутри неё — катод
Сеточно-анодные характеристики советского триода Р-5 (лицензионная копия TM)[19]

TM — триод почти идеальной цилиндрической конструкции. Катод прямого накала — нить из нелегированного вольфрама диаметром 0,06 мм, анод — никелевый цилиндр диаметром 10 мм и длиной 15 мм[20][21]. Размеры и материал сетки зависят от места производства: завод в Лионе использовал молибденовую проволоку, завод в Иври-сюр-Сен — никелевую[20][22]. Диаметр спирали сетки 4 или 4,5 мм[20][22].

Для того, чтобы разогреть чистый вольфрамовый катод до белого каления, требовался ток 0,7 А при номинальном напряжении накала 4 В[20][22]. Раскалённый катод светился столь ярко, что в 1923 году завод Grammont начал выпуск TM с колбами из тёмно-синего стекла[20][23]. По одной версии, это не позволяло использовать дорогие триоды в качестве обычных осветительных ламп, по другой — это защищало глаза радистов от яркого света, — но наиболее вероятной причиной было то, что тёмное стекло маскировало безвредный, но неприглядный налёт частиц металла, неизбежно осаждавшийся на внутренней стенке колбы при откачке лампы[20][23].

Tриод TM и его позднейшие варианты были универсальны: они могли применяться и по прямому назначению — для усиления и детектирования сигналов в радиоприёмниках, и как генераторы маломощных радиопередатчиков, а при параллельном включении нескольких ламп — и как усилители мощности низкой частоты[24]. Советский аналог ТМ, триод Р-5, в генераторном режиме выдерживал анодные напряжения до 500…800 В, и был способен отдавать в антенну колебательную мощность до 1 Вт (в номинальном режиме усиления в режиме A — не более 40 мВт)[25].

В типичном одноламповом радиоприёмнике времён Первой мировой войны на анод ТМ подавалось напряжение питания 40 В; при нулевом смещении на сетке ток анода составлял около 2 мА[20][22]. В этом режиме крутизна анодно-сеточной характеристики триода составляла 0,4 мА/В, внутреннее сопротивление — 25 кОм, коэффициент усиления (μ) равнялся 10[20][22]. При напряжении на аноде 160 В и смещении −2 В ток составлял 3…6 мА, при этом обратный ток сетки достигал 1 мкА[20][22]. Значительные токи сетки, облегчавшие смещение сеточным резистором, — следствие несовершенной технологии 1910-х годов[22].

Недостатком TM был недолгий срок службы, не превышавший 100 часов, — если лампа была произведена в строгом соответствии техническим условиям[22]. В военное время это удавалось не всегда: из-за сложностей в снабжении заводы время от времени переходили на некондиционное сырьё[22]. Лампы, изготовленные из него, маркировались крестом; они отличались от стандартных высоким уровнем шума и были подвержены катастрофическим отказам из-за трещин в стекле[22].

Масштаб выпуска

[править | править код]

ТМ оказался столь удачным для своего времени, что его поставляли не только во французские вооружённые силы, но и всем государствам Антанты[18]. Мощности завода в Лионе не хватало, и уже в апреле 1916 года началось производство TM на заводе Compagnie des Lampes[фр.] в Иври-сюр-Сен[18].

Объём производства TM достоверно не известен, но для своего времени он был беспрецедентно большим[26]. Оценки ежедневного выпуска TM в конце войны колеблются между одной тысячей (только заводы Grammont) и шестью тысячами ламп[26]. По оценке инженера Grammont Рене Вильда, за годы войны только завод в Лионе выпустил 1,8 миллиона TM[27]. По консервативной оценке Робера Шампеи, завод в Лионе выпустил около 800 тысяч ламп, завод в Иври-сюр-Сен — 300 тысяч[27][18]. Для сравнения, военный заказ министерства обороны США в 1917 году составлял всего 80 тысяч ламп[28]. Для ведения боевых действий этого было слишком мало; экспедиционный корпус США в Франции использовал французские TM[28].

Британцы, получив первые образцы TM, признали превосходство французской конструкции над собственными разработками и уже в 1916 году запустили собственное производство TM[10]. Технологию и технологическую оснастку разработала компания British Thomson-Houston[англ.], а основным производителем стал электроламповый завод Osram-Robertson (ядро будущей Marconi-Osram Valve[англ.])[29]. Британский вариант TM получил имя «серии R»[29]. В 1916—1917 годы Osram выпускал два конструктивно неотличимых варианта лампы — «жёсткую» R1 (точную копию TM) и заполненную азотом «мягкую» R2. Она стала последней в британской практике «мягкой» (газовой) лампой; все последующие лампы «серии R», до R7 включительно, были классическими «жёсткими» (вакуумными, а не газовыми) триодами[29]. Цилиндрическая конструкция, восходящая к лампе Абрахама и Пери, использовалась и в британских генераторных лампах, вплоть до 800-ваттной T7X[30]. Варианты ламп «серии R» по британскому заказу производили в США на заводе Moorhead, а после войны — на заводах Philips в Нидерландах, под именем «серии E»[20].

Российские военные и инженеры получили первые образцы ТМ в 1917 году[1]. В том же году М. А. Бонч-Бруевич предпринял попытку создать «лампу французского типа» в мастерских Тверской радиостанции[1]. Крупносерийное производство стало возможным лишь в 1923 году, после приобретения трестом «Электросвязь» французской технической документации[31]. Советский промышленный аналог TM получил названия Р-5 и П7, а экономичный вариант с торированным катодом — название «Микро». Единственным производителем этих ламп был Ленинградский электровакуумный завод[32] (позже вошедший в состав «Светланы»).

ТМ сошёл со сцены постепенно — по мере появления специализированных радиоламп, выполнявших свои функции лучше, чем универсальный TM и его аналоги[24]. В США и странах Западной Европы смена поколений ламп завершилась в 1920-е годы, в относительно отсталом СССР она началась лишь в конце 1920-х годов[24]. Точных сведений о прекращении производства TM не сохранилось; по данным Шампеи, во Франции оно продолжалось до 1935 года включительно[20]. После Второй мировой войны реплики TM и «серии R» выпускались как минимум дважды — любительской мастерской Рюдигера Вальца (Германия, 1980-е годы[33]) и компанией KR Audio (Чехия, с 1992 года[34][к. 5]).

Комментарии

[править | править код]
  1. ↑ Фактически речь идёт о допросе арестанта. В 1900 году Пишон дезертировал из французской армии и переселился в Германию. Незадолго до начала войны работодатель Пишона, Telefunken, отправил его в командировку в США. Обратный маршрут Пишона пролегал через Англию. В день, когда его судно прибыло в Саутгемптон, Германия объявила войну Франции. Пишону пришлось делать тяжёлый выбор между интернированием в Германии или военным судом во Франции. Он предпочёл вернуться на родину, был арестован и оказался в распоряжении Феррье[6][9][7].
  2. ↑ Лампы Раунда были загазованы намеренно, в расчёте на ионную проводимость газа. Для её периодического восстановления в лампе находился источник газа — асбест[10].
  3. ↑ В современной физике глубоким вакуумом именуют разрежение ниже 10-6 мм рт. ст. В промышленных масштабах полноценный глубокий вакуум стал реальностью лишь в середине 1920-х годов.
  4. ↑ Патент де Фореста на изобретение триода во Франции уже не действовал. Де Форест пропустил сроки уплаты ежегодного патентного сбора и навсегда потерял во Франции права на своё изобретение.
  5. ↑ По утверждению самой компании, её производство началось именно с воссоздания «исторических ламп Маркони»[35].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 Баженов, В. И. Русская радиотехника : [арх. 18 августа 2017] // Успехи физических наук. — 1923. — № 2. — С. 17.
  2. ↑ Berghen, 2002, p. 20.
  3. ↑ Champeix, 1980, p. 5.
  4. ↑ 1 2 Champeix, 1980, p. 9.
  5. ↑ 1 2 Berghen, 2002, p. 20, 21.
  6. ↑ 1 2 3 4 Champeix, 1980, p. 11.
  7. ↑ 1 2 Letellier, C. Chaos in Nature : [арх. 18 августа 2017]. — World Scientific, 2013. — P. 111—112. — ISBN 9789814374439.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Berghen, 2002, p. 21.
  9. ↑ 1 2 3 Ginoux, 2017, p. 41.
  10. ↑ 1 2 Vyse, 1999, p. 17.
  11. ↑ Champeix, 1980, p. 12.
  12. ↑ Champeix, 1980, p. 14.
  13. ↑ 1 2 Champeix, 1980, p. 15.
  14. ↑ 1 2 Champeix, 1980, p. 16.
  15. ↑ Champeix, 1980, p. 19.
  16. ↑ Вербин, С. Ю. Претенденты на Нобелевские премии по физике (1900—1966) : [арх. 23 июня 2017] // Трибуна УФН. — 2017. — № 28 апреля (опубликовано онлайн). — С. 14.
  17. ↑ Champeix, 1980, pp. 19—21.
  18. ↑ 1 2 3 4 Berghen, 2002, p. 22.
  19. ↑ Марк, 1929, с. 188.
  20. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Berghen, 2002, p. 23.
  21. ↑ Champeix, 1980, p. 25.
  22. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Champeix, 1980, p. 26.
  23. ↑ 1 2 Champeix, 1980, p. 27.
  24. ↑ 1 2 3 Марк, 1929, с. 186.
  25. ↑ Марк, 1929, с. 184.
  26. ↑ 1 2 Champeix, 1980, p. 23.
  27. ↑ 1 2 Champeix, 1980, pp. 23, 24.
  28. ↑ 1 2 Flichy, P. The Wireless Age: Radio Broadcasting // The Media Reader: Continuity and Transformation : [арх. 13 августа 2017]. — Sage, 1999. — P. 83. — ISBN 9780761962502.
  29. ↑ 1 2 3 Vyse, 1999, p. 18.
  30. ↑ Vyse, 1999, p. 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. Дата обращения: 2 августа 2017. Архивировано из оригинала 3 марта 2019 года.
  34. ↑ Marconi R Valve. KR Audio. Дата обращения: 2 августа 2017. Архивировано из оригинала 2 августа 2017 года.
  35. ↑ About us. KR Audio. Дата обращения: 2 августа 2017. Архивировано из оригинала 2 августа 2017 года.

Источники

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=TM_(триод)&oldid=135924536