Коллективом электрорадиотехнического отдела Ленморниинроекта в 1961 году были разработаны и изготовлены опытные образцы маркерных, маломощных, автоматических радиомаяков типа МРМ-54П.
Опытные образцы радиомаяков прошли всесторонние испытания и были приняты для эксплуатации.
Маркерный радиомаяк кругового излучения типа МРМ-54П был предназначен для ограждения опасностей, лежащих на пути следования судов, рекомендованных курсов и фарватеров в узкостях, реках, озёрах, портах и их акваториях. Данные радиомаяки могли быть использованы также в качестве ориентиров, указывающих направление на пути следования сухопутных транспортов или самолетов при неблагоприятных условиях видимости.
У радиомаяков типа МРМ-54П использовался элетроприводный управляющий механизм.
В состав аппаратуры радиомаяка МРМ-54П входили:
- радиопередатчик,
- управляющий электроприводной механизм,
- преобразователь напряжений постоянного тока на полупроводниковых приборах,
- контейнеры с элементами МОЭМ-800,
- комплект соединительных шлангов со штепсельными разъемами на концах,
- типовая штатная вертикальная 10-метровая антенна с противовесом и заземлением,
- ящик с запасным имуществом и инструментом.
Радиомаяк МРМ-54П рассчитан на автоматическую работу без обслуживания на срок не менее четырех месяцев по заранее заданному расписанию, осуществляемому коммутационной системой управляющего механизма.
Характеристики и технические данные радиомаяка МРМ-54П
Рабочий диапазон частот: длинноволновый (I поддиапазон), средневолновый (II поддиапазон). В указанных поддиапазонах частот работа передатчика производилась с параметрической стабилизацией. В I поддиапазоне была предусмотрена, кроме того, работа на четырех фиксированных кварцем частотах.
Стабильность частоты передатчика при работе на самовозбуждении (при параметрической стабилизации) не хуже 0,1%, при работе на кварцах - не хуже 0,03%. Передатчик рассчитан на работу незатухающими колебаниями. Манипуляция передатчика осуществлялась от электроприводного управляющего механизма. Типовая характеристика сигнала: передача 1 мин и пауза 2 мин. Полный цикл работы радиомаяка составляет 3 мин.
В рабочий период (за время передачи сигналов) радиомаяк дважды передавал однобуквенный позывной сигнал и длинное тире для пеленгования. Временная характеристика и содержание сигнала, передаваемого радиомаяком, могли быть изменены применением в управляющем механизме других кодовых дисков.
Передатчик радиомаяка комплектовался штатной 10-метровой вертикальной антенной, противовесом и заземлением, обеспечивающими во II поддиапазоне частот при распространении над морем в номинальном режиме работы передатчика дальность действия не менее 15 морских миль при напряжённости поля в месте приема 30 мкв на метр.
В I поддиапазоне частот передатчик предназначен для работы на Т-образную двухлучевую антенну с длиной горизонтальной части и высотой подвеса 15-20 м. Мощность, развиваемая передатчиком в антенне, составляла не менее 0,3 вт при работе на кварцах и 0,5 вт при работе на самовозбуждении.
Передатчик рассчитан для работы на антенны с ёмкостью от 140 до 1000 пф в I поддиапазоне частот и от 50 до 400 пф во II поддиапазоне.
Применением лампы дублера, вступающей в работу при выходе из строя основной лампы, была обеспечена заданная длительность времени работы передатчика. Питание анодно-экранных цепей ламп передатчика осуществлялась от преобразователя напряжений постоянного тока, а накальных целей и цепей релейной группы - от 5 штук медноокисных элементов типа МОЭМ-800.
Питание электроприводного управляющего механизма и преобразователя напряжений осуществлялось от 40 штук элементов МОЭМ-800, соединенных последовательно в две параллельные группы.
Мощность, потребляемая передатчиком от источников питания, составляла не более 18 вт при работе на самовозбуждении и 16 вт при работе на кварцах.
Аппаратура радиомаяка была выполнена с расчетом нормальной работы ее на открытом воздухе при температурах от —20° до +30° С и относительной влажности, доходящей до точки росы.
Антенная система рассчитана на ветровую нагрузку до 12 баллов.
Общий вес рабочего комплекта радиомаяка около 1600 кг.
Радиомаяк состоял из четырех элементов:
- передатчика, управляющего механизма,
- источников питания и
- антенны.
Работа радиомаяка основана на излучении с помощью антенного устройства электромагнитной энергии, выработанной передатчиком, равномерно по всем азимутам. Управление цепями манипуляции передатчика осуществлялоь автоматически с помощью электроприводного управляющего механизма, приводящегося в движение от батареи, развивающей напряжение 12,6 в.
На оси электроприводного механизма насажены три коммутационных диска, осуществляющих соответственно автоматическое включение передатчика и управление его целями манипуляции, Первый коммутационный диск со своей контактной группой производил включение и выключение питания накала лампы передатчика. Второй коммутационный диск включал сигнал о выходе из строя основной рабочей лампы передатчика и его работе на лампе-дублере. Третий коммутационный диск осуществлял манипуляционное управление передатчиком по заданному ему режиму работы и характеристике. Принципиальная схема радиомаяка представлена на рис. 1.
Рис.1 Принципиальная схема радиомаяка
Передатчик радиомаяка одноламповый, собран по схеме Шембеля на маломощном генераторном пентоде типа 4П1Л с наличием в анодной цепи дополнительного внешнего контура, связанного с внутренним контуром в цепи управляющей сетки общим электронным потоком.
Индуктивность L1 и емкости С1—С5 внутреннего контура настроены на частоту самовозбуждения. Элементы внешнего контура L3-4 и С1—С22 настраивались также на частоту самовозбуждения. Плановое изменение частоты по диапазону осуществлялось конденсатором переменной емкости С1. Конденсатор С5 во внутреннем контуре и С22 во внешнем служили для первоначальной подстройки контуров. Конденсаторы С3 и С18 растягивали шкалу настройки передатчика.
За счет постоянной составляющей тока управляющей сетки на сопротивлениях R1, R2 и R3 образовало напряжение смещения автогенератора. По высокой частоте цепи поставленных составляющих развязаны конденсаторами С11 и С14.
При работе передатчика, собранного по схеме Шембеля на кварцах, самовозбуждение во внутренней цепи происходило не по трёхточечной одноконтурной схеме, как было описано выше, а по двухконтурной схеме автогенератора, так как одним контуром являлся кварц, а другим - дроссель Др1, включенный последовательно кварцу и расстроенный по отношению к резонансной частоте кварца в соответствии с условиями работы двухконтурных схем.
Колебания высокой частоты, выработанные внутренним контуром и выделенные на внешнем контуре на его элементах (L3, С1 С18, С20, С22), передавались в индуктивно связанный с ним антенный контур, состоящий из катушки L7 для грубой настройки и вариометра L8-9 для плавной настройки.
Рассмотренная схема работы передатчика производилась для I поддиапазона частот и частот, фиксированных кварцем. Во II поддиапазоне работа схемы аналогична. Ток высокой частоты через ножевой контактный разъем РН2 передавался непосредственно на антенный ввод АВ и далее в антенну. Контроль за настройкой антенного контура осуществлялся термоэлектрическим амперметром А.
В передатчике предусмотрена работа на лампе-дублере Л2 в случае выхода из строя основной лампы Л1 при сгорании нити накала.
Манипуляция (управление работой передатчика) осуществлялось по входной цепи питания преобразователя напряжений постоянного тока.
В соответствии с заданной характеристикой работы радиомаяка, манипуляционным диском управляющего механизма замыкается контактная группа КП3 и минус источника питания преобразователя напряжений подавалась от корпуса шасси через контакты 4, 3 манипуляционного реле Рл2. контакты 2, 4 выключателя ВК, контакты двух, штепсельных разъемов Р1 на минус входной обмотки силового трансформатора Т1 преобразователя напряжении. Одновременно при замыканиях контактной группы КП3 управляющего механизма срабатывает манипуляционное реле Рл2.
Во вторичной обмотке силового трансформатора преобразователя напряжений Т1 трансформируется напряжение, которое после фильтрации через П-образный фильтр, состоящий из дросселя Dп3- и емкостей С33, С34) подается на анод, экранную и пентодную сетки лампы, способствуя появлению высокочастотных колебаний во внешнем контуре. При разрыве контактной группы КП3 напряжение с анода, экранной и пентодной сеток снимался и подача высокочастотных колебаний во внешний контур прекращался.
При включении в работу дублирующей лампы Л2 манипуляция происходила аналогичным образом, только после сигнала пеленгования (длинное тире) происходило замыкание контактной группы управляющего механизма КП2 и к основной характеристике сигнала добавлялось короткое тире, указывающее на выход из строя основной лампы Л1. Предусмотрена возможность телеграфной работы ключом Морзе. Питание цепей накала ламп передатчика производилось через контактную группу КП1, контакты которой замыкались коммутационным диском управляющего механизма за 2 сек до начала рабочего периода и размыкались по его окончании, выключая, таким образом, передатчик.
Конструктивно радиомаяк был выполнен в виде отдельных блоков. Передатчик состоял из двух отдельных узлов - шасси и внешнего герметического корпуса. Шасси имело клёпаную дюралюминиевую конструкцию, скрепленную на каркасе из уголковой стали. Внутри каркаса все элементы схемы размещены в шести экранизированных отсеках. Органы управления, пуска и настройки выведены на лицевую панель. Шасси помещалось в герметичный стальной корпус сварной конструкции, имеющий с одной стороны свободно снимающуюся крышку, закрепляемую к корпусу четырьмя стяжными болтами с барашками.
Внутри корпуса находились кассеты с влагопоглотителями. Вывод проводов из корпуса для соединения с другими блоками осуществлялось через герметические штепсельные разъемы. Вес передатчика с корпусом 30 кг.
Габариты радиомаяка МРМ-54П:
- ширина 413,
- глубина 293 и
- высота 388 мм (без выступающих деталей).
Рис. 3. Общий вид контейнера для пяти элементов МОЭМ-800
Источники питания были размещены в девяти контейнерах стальной сварной конструкции открытого исполнения (рис. 3). По бокам контейнеры имели ручки для их переноса. В первом контейнере размещены 5 элементов типа МОЭМ-800, которые служили для питания накальных цепей лампы передатчика и для питания релейной группы, в остальных - 40 элементов типа МОЭМ-800 (по 5 элементов в каждом), которые соединены последовательно в две параллельные группы и служили для питания преобразователя напряжений постоянного тока и электроприводного управляющего механизма.
Вес контейнеров без элементов по 9 кг, а с элементами в залитом состоянии по 89 кг. Габариты каждого из них: ширина 260, высота 246 и длина 1206 мм. Общий вес контейнеров без элементов 81, с элементами 801 кг.
Электроприводной управляющий механизм представлял собою блок, состоящий из электроприводного аппарата, коммутационных дисков и контактных групп, заключенных в литой герметический корпус. Общий вид электроприводного управляющего механизма представлен на рис. 4. Вес механизма 5,1 кг. Габариты: ширина 186, глубина 129 и высота 233 мм.
Преобразователь напряжений также представлял собой блок, состоящий из дюралюминиевой панели, на которой размещены и смонтированы элементы схемы преобразователя. Вес преобразователя 5 кг: габариты: ширина 186, глубина 129 и высота 233 мм.
Типовая комплектная вертикальная антенна представляла собою сборную металлическую мачту высотой 10 м с шестью симметрично расположенными вокруг неё вертикальными излучателями из гибкого антенного провода длиной 9 м каждый. Вес антенны составлял около 162 кг; ее габариты: диаметр площади 22, высота 10 м.
Эксплуатируемые в то время радиомаяки, как правило, требовали наблюдения, ухода и обслуживания за их работой со стороны штатного персонала маячной службы. Очевидно, что в части расходов на обслуживающий персонал использование радиомаяков МРМ-54П составлял значительную годовую экономию, в среднем 2800-3000 руб. в то время на один комплект. Также была дополнительная экономия от расходов на материалы, топливо, электроэнергию. Внедрение автоматически действующих радиомаяков МРМ-54П повысило безопасность мореплавания в районах с неблагоприятными условиями в навигационном отношении.
Рис. 4. Общий вид электроприводного управляющего механизма
Эксплуатируемые автоматические радиомаяки МРМ-54П способствовали сокращению ходового времени, предохраняли суда от столкновения с различного рода опасностями и сократили количество аварий, которые ранее имели место в узкостях и проливах.
Применение автоматических радиомаяков для различных условий навигации и определения направлений были использованы и в других видах транспорта - авиационном, речном флоте и т. д.