news.shamcode.ru | Легендарный вакуумный триод 1920-х — ТМ. История, конструкция, характеристики

Электровакуумные приборы (ЭВП) интересны сами по себе — это подтверждает и нынешняя мода на «ламповый звук» и радио, хотя, казалось бы, во времена нейросетей и частных космических полётов хрупкие и прожорливые стеклянные приборы, за исключением нескольких очень специфичных применений, давно пора позабыть. В тлеющих оранжевым накалах, однако, ищут и находят и ностальгию, и тепло, и некую душевность. Отдельная область бытия — ЭВП как любительское техническое творчество. В самом деле — технология изготовления, например, несложного вакуумного триода сравнительно легко воспроизводима в кустарных и даже домашних условиях, и исторически первые промышленные радиолампы могут здесь дать массу полезных сведений в силу простого своего устройства и в целом невысокого тогдашнего развития отрасли.

1. Чем же интересен и что из себя представлял триод ТМ?

Триод ТМ (фр. Telegraphie Militaire) родился в начале Первой мировой войны и после нескольких итераций оказался более чем удачным для того непростого времени — несложный и технологичный в производстве, «жёсткий» (высоковакуумный), с не блестящими, но стабильными параметрами, не требующими высокой квалификации от (армейского) радиста, стойкий к тяготам службы, например, к транспортной тряске.

*Рис. 1.1. Триод ТМ. Из патента Пери и Биге 1915 года*

Универсальная лампа оказалась настолько удачной и ко времени, что выпускалась огромным тиражом во Франции и других странах Антанты в виде копий и вариантов в 1915…1935 годах, а некоторые полукустарные производства делают их чуть не по сей день. В одной только Франции в военное время таких триодов изготовили больше миллиона штук. Триод получился лучше американских и английских коллег; кроме прямых аналогов, по его образу и подобию было создано множество приёмно-усилительных ламп.

*Фото 1.2. Триод ТМ. Фото электродной системы*

Триод прямонакальный, с нитью из простой ровной вольфрамовой проволоки, электродная система закреплена только на сформованных выводах гребешковой ножки. Прибор снабжён четырёхштырьковым цоколем для быстрой и лёгкой замены.

Фото 1.3. До триода ТМ усилительные лампы, как правило, снабжались обычным вкручивающимся или байонетным цоколем, таким же точно, как и их предки — лампы накаливания. Выводы же от дополнительных электродов помещали на колбе или цоколе сбоку, как, например, в «мягком» (газонаполненном) триоде N Marconi (на фото)

Заменять вкручивающиеся лампы с проводами было неудобно, а с сильно нагретой и недолговечной вольфрамовой нитью накала делать это приходилось часто. Примечательная деталь прибора (Фото 1.3.) — отросток на колбе, наполненный асбестом — вспомним похожие лампы Н. Д. Папалекси. Пористый и волокнистый асбест способствовал поддержанию рабочего давления газа в лампе, на холоде его приходилось подогревать небольшим огнём — радисты часто делали это зажжённой спичкой или даже сигаретой. Существовали варианты подогрева такого отростка специальным насаживаемым электрическим нагревателем, подключаемым к батарее через реостат. В любом случае управление радиоустановкой было сродни искусству, а изготовление газонаполненных ламп довольно сложным, и несмотря на большое усиление от них отказались в пользу ламп «жёстких», с высоким вакуумом — усилением пониже, но стабильными параметрами, не требующими никаких регулировок.

Необычная для ранних приёмно-усилительных ламп форма колбы также унаследована от ламп осветительных (накаливания). Часто они делались на одном и том же оборудовании, например, наш триод ТМ изготавливался на мобилизованных для нужд военных мощностях французского завода ламп накаливания Grammont. Их торговая марка называлась Fotos, а сам триод Fotos TM. Когда спрос на лампы превысил производственные возможности, их стали выпускать и на фабрике Compagnie Generale des Lamps, чья торговая марка была Metal, а лампы — TM Metal.

Фото 1.4. Французские ТМ разных заводов. Чуть отличаются исполнением — формой колбы, материалами, конструкцией и размерами электродной системы, устройством цоколя

Фото 1.5. На ламповых заводах колбы выдувают из крупной капли сваренного тут же стекла сразу, минуя изготовление заготовки-трубки. Дёшево и сердито. На фото — кусочек современного Калашниковского электролампового завода (КЭЛЗ)

2. Создание триода ТМ

Интересна история создания триода — сродни детективу, с героями плаща и кинжала, но она и удачная цепь случайностей, благодаря которой бывший сотрудник Telefunken, вернувшийся из США, вскоре после начала Первой мировой войны рассказал (на допросе) французским военным о прогрессе, достигнутом в Германии, и предоставил (были изъяты) образцы новейших американских триодов. Ни один из них, однако, полностью не соответствовал требованиям армии — это были всё те же газонаполненные, капризные, неудобные и дорогие лампы. Французская служба дальней военной связи приняла стратегическое решение усовершенствовать промышленные вакуумные насосы для получения надёжных и стабильных «жёстких» ЭВП, и только после этого, спустя несколько пробных вариантов, родился широко известный триод ТМ.

Рис. 2.1. Один из первых вариантов триода-предшественника ТМ. Это «жёсткий» вариант конструкции Аудиона де Фореста — анод-пластина, М-образная нить, оказавшаяся весьма ненадёжной и нестойкой к вибрациям. На рисунке: 1 — анод; 2 — сетка; 3 — нить накала

Фото 2.2. Аудион де Фореста. В ранних моделях сетка и анод были только с одной стороны, а вольфрамовых нитей две — быстро перегорали в низком вакууме. Здесь нить накала единственная, вероятно, платиновая. Анод — никелевые пластинки, сетки — грубые проволочные зигзаги. В радиоприёмнике Аудион обычно крепился вверх цоколем для лучшего положения висящей нити накала

*Фото 2.3. Электродная система Аудиона крупнее*

Фото 2.4. Ещё несколько конструкций ранних ламп (здесь, диоды, или, как их тогда называли — клапаны) с пластинчатыми анодами

Рис. 2.5. Ещё один промежуточный вариант будущего универсального армейского триода ТМ на основе американского плитрона Ленгмюра. Нить накала V-образная на подвесе. Конструкция работала хорошо, но в производстве оказалась слишком сложной и дорогой. 1 — анод; 2 — сетка; 3 — нить накала; 4 — цоколь

Рис. 2.6. Финишная прямая — вариант предпоследний. Цилиндрический анод, натянутая по его оси прямая нить накала, спиральная сетка. Работало хорошо, была выпущена партия таких ламп. Практика, однако, показала: вертикальное расположение электродной системы оказалось недостаточно вибростойким — часто лампы даже не доезжали целыми с завода до адресатов. Расположение электродов заменили на горизонтальное, а цоколь (впервые!) на быстросменный четырёхштырьковый

Рис. 2.7. Из патентной заявки Пери и Биге. Интересный момент — вариант усиленной сетки для более мощного (с удлинённым анодом) исполнения лампы. Для укрепления длинной, тонкой и мягкой спирали её предлагалось скрепить с несколькими витками проволоки более толстой

3. Что получилось

3.1. Fotos TM

*Фото 3.1. Остатки маркировки на баллоне лампы — логотип завода-изготовителя и его название — Grammont*

Фото 3.2. Цилиндрический анод свёрнут из листа и собран контактной сваркой в трёх точках. Концы W нити (и Mo сетки?) зажаты в отгибах опор, как это обычно делается в лампах накаливания — *Фото 3.2. Цилиндрический анод свёрнут из листа и собран контактной сваркой в трёх точках. Концы W нити (и Mo* *сетки?) зажаты в отгибах опор, как это обычно делается в лампах накаливания*

Фото 3.3. Сетка имеет выводы наружу баллона от обеих её концов для прогрева (обезгаживания) при откачке пропусканием электрического тока. Один из этих технологических выводов обрезается перед вклеиванием лампы в четырёхконтактный цоколь

3.2. Metal TM

Фото 3.5. Кроме несколько иной, грушевидной, а не шарообразной, как у Fotos, колбы, лампы немного отличаются деталями электродов. Сразу бросается в глаза общая для двух концов сетки скрученная стойка, вывод наружу у неё только один

Фото 3.6. Вид с другой стороны. Цветная ножка — натёкший в её наружную полость паяльный флюс, используемый при монтаже цоколя

Фото 3.7. Одна из опор нити накала (какая лаконичность и забота!) превращена в плоскую пружину для компенсации удлинения W нити при нагреве — Фото 3.7. Одна из опор нити накала (какая лаконичность и забота!) превращена в плоскую пружину для компенсации удлинения W *нити при нагреве*

*Фото 3.8. Цоколь лампы. Изоляционная вставка керамическая*

3.3. Размеры, материалы, параметры триода ТМ

Анод — цилиндр Ø 10 мм, длиной 15 мм, из листового никеля 0,15 мм.

Накал — вольфрам 0,051…0,059 мм, длиной 21…23 мм, для тока 0,7 А при напряжении 4 В.

Предельно допустимые электрические характеристики: при напряжении анода 160 В и -2 В на сетке, ток анода составляет 3…6 мА, ток сетки не более 1 мкА.

Обычные рабочие характеристики в приёмно-усилительном применении: напряжение анода 40 В, напряжение сетки 0 В, ток анода 2 мА, крутизна характеристики 0,4 мА/В, внутреннее сопротивление 25 кОм, коэффициент усиления 10.

Диаметр колбы Fotos ТМ — 55 мм, высота без штырьков цоколя — 88 мм. Стекло — наверняка платиновой группы. Им оперировало и производство (осветительных) электроламп, на базе которого развернули изготовление триодов, и на цветных фото кое-где мелькает характерный красноватый цвет впаев, к тому времени уже изобретённого (1913) платинита — специального электровакуумного биметалла. В ранних лампах, трёхзвенные впаи (медь-платинит-никель), могли иметь вставку из платины.

Срок службы ламп, изготовленных в строгом соответствии с техническими условиями, а в военное время они выполнялись не всегда — не дольше 100 часов. Лампы, сделанные с отклонениями и из некондиционного сырья, маркировались крестиком на колбе — они имели повышенный уровень шумов и были массово подвержены отказам из-за растрескивания стекла и натекания воздуха в колбу.

Н2 4. Варианты ТМ

Фото 4.1. Прежде всего — тёмные колбы: например, французский Grammont с 1923 г. стал делать стекло своих ТМ тёмно-синим. Предположительно, это меньше демаскировало военного радиста — а накал из простого вольфрама ярко светился, почти как обычная лампа накаливания. Кроме того, тёмное стекло приглушало яркий свет, меньше отвлекая оператора, а по некоторым сведениям не позволяло использовать дорогие триоды для простого освещения

Фото 4.2. «Рогатая» ТМ — в 1917 г. запатентована конструкция ТМ с уменьшенной межэлектродной ёмкостью — для работы на более высоких частотах. Выводы сетки и анода в ней выполнены на колбу, сами же электроды теперь стали крепиться на дополнительных стеклянных стойках (отмечено)

Кроме Франции, вскоре свои варианты триода ТМ стала выпускать и Британия (тип R), Голландия (тип Е), США, Россия (Р-5, П-7). Как более или менее точные копии, так и развивая и адаптируя (иногда и масштабируя) конструкцию для своих нужд.

Фото 4.3. Британский «тип R» Ediswan, пробный вариант с вертикальным расположением электродов — исследование пригодности конструкции для простой цилиндрической колбы. Существовали и канонические местные копии ТМ, и даже ТМ газонаполненная (тип R2) с азотом

Фото 4.4. «Тип Е» Philips. Электродная система расположена вдоль стеклянного гребня ножки, а не поперёк, как у французского варианта, проволочные стойки для электродов, соответственно, сформованы иначе. Вариант лампы со штенгелем сверху колбы

*Фото 4.5. «Тип Е» Philips. Вариант со штенгелем в ножке*

Фото 4.6. «Тип Е» Philips. Мiniwatt — с экономичным торированным W катодом и распыляемым (Mg? Ва?) геттером — *Фото 4.6. «Тип Е» Philips. Мiniwatt — с экономичным* ***торированным*** W *катодом и распыляемым (Mg? Ва?) геттером*

5. Итого

Кроме интересной истории, триод ТМ благодаря простой и лаконичной конструкции прожил долго и явился родоначальником и прообразом множества приёмно-усилительных и генераторных ламп в разных уголках света. Постепенно ТМ оброс возможностями и заимел куда как более высокие характеристики, стал намного экономичнее — триод превратился в смесительную лампу с несколькими одинаковыми сетками (!), в тетрод. Катод из чистого вольфрама дорос до на порядок более экономного вольфрама торированного, а позже и с бариевым напылением — т. н. азидный процесс. Менялись колбы ламп и размеры электродов, в конструкции появились геттеры.

*Фото 5.1. Некоторые из вариантов триода ТМ*

Любитель-экспериментатор в истории возникновения первых радиоламп, кроме вдохновения, сможет найти для себя и практические сведения — благо тогдашние мастерские и лаборатории были оснащены не богаче нынешних любительских.

Здесь мы не коснулись имевших свою историю первых Российских и Советских радиоламп, некоторые из которых, тем не менее, тоже имеют к ТМ прямое отношение.

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