Пособие по строительству антенно-мачтовых устройств, обмен опытом. Часть 2С момента публикации предыдущей одноименной статьи, прошло пять лет. Как же жили антенны и рукотворная мачта в этот период? Да все хорошо. Антенны абсолютно не имеют признаков коррозии, что позволяет говорить о качественных материалах. Выдержали все погодные условия для нашего региона: снегопады, обледенения и ветровые нагрузки и даже больше. Что я имею ввиду? Вот что: Неподалеку от мачты стояли две ели метров по 18-20 в высоту, которые пришлось убирать. Одну из них уронил на растяжки мачты, вес ели приличный (несколько тонн), мелькнула мысль во время падения ели: «Пипец моей конструкции…», Ничего подобного, верхний ярус одного направления пришлось переделывать, изоляторы как новогодние фантики полопались, а трос выдержал. Еще на антенне N3L отломилась (ветровые нагрузки) биметаллическая проволока с одной стороны у крепления элемента. Ее тоже пришлось восстанавливать. Ну а вертикал — он и в Африке вертикал! Для него модернизировал согласующее устройство, подробности здесь. Мысли о хороших, больших антеннах и фирменных мачтах никогда не покидали меня. Оригинальная УНЖа стоит двести с лишним тысяч — не по карману! Просматривал предложения на рынке, в том числе на вторичном … все очень грустно! Самоделки не устроили по качеству и другим причинам. За этот период я подсобрал необходимую сумму, приобрел мачту и квадраты — RQ-57. Надеясь на качество и превосходные результаты промышленного производства. Из теории: рамочные антенны работают лучше и меньше шумят. Вот появилась замечательная возможность сравнить работу Yagi и Quad на практике. Итак начнем! МАЧТА Для установки мачты определился с местом, забетонировал основание, установил станок для ее подъема. Поскольку антенна будет большая, естественно ветром ее будет мотать нещадно. Для того чтобы секции мачты меньше были подвержены скручивающим нагрузкам, я изготовил устройство стабилизации, это такой треугольник жесткости со стороной 1 м (можно больше, будет устойчивей), ставится на уровне верхнего яруса оттяжек, к каждой стороне треугольника крепятся два троса и натягиваются на один анкер, что позволяет удерживать мачту в горизонтальной плоскости от скручивания при больших ветровых нагрузках и старт-стоповых режимах азимутального поворота тяжелых антенн.
Еще одним минусом (очень неприятным) оказалось соединение секций за пределами подъемного станка. Поясню. Верхняя секция надевается на нижнюю и в месте их соединения ставятся крепежные болты, в каждую из трех несущих труб. Так вот, если у вас макушка мачты на начальной стадии подъема, не удерживается тросами или фалами, такое состояние при подъеме, может иметь печальные последствия. У меня так и получилось, я чуть не уронил антенну вместе с тремя секциями. Элементы квадратов на малой высоте мешают и не позволяют натянуть растяжки полноценно, пока не будет достигнут определенный угол между мачтой и растяжками. Величина сопряжения секций между собой всего 80-90 мм, этого недостаточно, чтобы удержать свободный большой вес сверху, рычаг слишком велик. Поэтому будьте предельно внимательны, не повторяйте чужих ошибок и анализируйте обстановку при подъеме. Выходом из создавшейся ситуации был применение временных растяжки из капронового троса d=8 мм. Если у вас YAGI, то можно не беспокоится, натяните растяжки во все стороны и отпуская их понемногу, осуществляйте подъем, с квадратами — сложнее. Секции мачты пронумерованы, если ставить их не по порядку, то отверстия крепления секций между собой не совпадают — это минус. Также присутствует небольшое расхождение осей центров несущих труб секций. Некоторые ставятся «как родные», а некоторые приходилось натягивать с помощью рычага — это минус. Как бы то ни было, собрать — собрал, как разбирать буду при регламентных работах, не знаю… Хотелось бы стандартизации и универсальности, неужели при изготовлении нельзя было применить нормальный кондуктор, чтобы при сварке секций, погрешность в геометрических размерах была минимальной?! Следующим недостатком явилась недоработка узла крепления растяжек к мачте. Основа нормальная, сталь 3 мм, с ребрами жесткости, а вот обжимные хомуты сделаны так, что внутренний диаметр, не позволяет плотно прижать к трубе основу. Пришлось крепить основу не между пластинами, а сбоку, чтобы уменьшить диаметр соединения. К тому же не предусмотрена распорная втулка для крепления коуша между этими пластинами. Коуш должен «плавать» свободно на болту крепления и изменять угол растяжки относительно мачты. В заводском варианте пластины затягивали коуш, не позволяя ему перемещаться внутри. Поэтому пришлось точить втулки и вставлять на болт под коуш.
Оценка мачты по 10-бальной шкале: Я бы поставил 6-7 баллов. Мои ожидания оправдались на три четверти, мачта есть, но качество изготовления и продуманности оставляет быть лучшим. Производителю нужно доработать мелочи. РЕДУКТОР Антенна большая, нужно
Для управления эл. двигателем установил реверсивное твердотельное реле GTR1048ZD. Такие релюхи выпускаются с током 10А, 25А и 40А, меньше нет. Внешние габариты одинаковые, схемы управления идентичны. Очень удобны, ничего не шлепает, переключающих контактов нет, гореть нечему, имеется защита от КЗ и внезапного реверсивного переключения, например если вы случайно нажмете одновременно кнопки S1 и S2 (см.схему). Есть индикация, светодиоды на релюшке разного цвета, показывают текущее состояние. Все наглядно и понятно! Схема подключения такая:
Редуктор установил в основании верхней секции мачты. С помощью переходной муфты закрепил трубостойку, ее диаметр 60 мм и стенка 4 мм. На макушке секции стоит опорно-радиальный подшипник GS-065.
В целях предупреждения обрыва кабеля идущего от шека к антенне я поставил пару концевых выключателей, объясню почему. При установке одного концевого выключателя, появляется слепой сектор около 5-10 градусов, антенна недоварачивается до крайнего или нулевого положения. В исполненной схеме расположения концевых выключателей, упор, установленный на валу редуктора, нажимает на рычаг слева или справа, выбирая запас холостого хода переключателей, тем самым исключая слепой сектор.
Контроль поворота антенны выполнил самым простым способом — на сельсинах. Сельсин датчик закрепил в пластмассовой коробке, там же находятся промежуточные разъемы питания электродвигателя, сельсина и концевых выключателей. Для передачи вращения вала редуктора к валу сельсина, использовал трос от тахометра грузового автомобиля (он большего диаметра, чем от легковушки или мотоцикла). Обжал его концы на соединяющих муфтах. Такой трос не тянется и не перекручивается, нет инерции, угол поворота валов синхронизирован. Для того, чтобы вращать сельсин, требуется незначительное усилие, такой тросик «с лихвой» справляется с поставленной задачей. Трос можно приобрести в автомагазине или спросите у любого водилы, он принесет вам бесплатно или почти бесплатно. Сельсины использовал в качестве датчика — БД1404, в качестве индикатора — БС1404. Схема соединения проста:
РАСТЯЖКИ Приобретая некоторый опыт, и наблюдая, как ведет себя трос на практике, я решил изменить методику заделки концов троса, заплетения изоляторов и коушей при изготовлении растяжек. С эстетической точки зрения и практической надежности был и остается метод разработанный в СССР ГОСТ 19029-73. Наши вояки и авиаторы (и не только) постоянно используют тросы с заделанными концами таким способом. Восторгу нет предела! Очень аккуратный, компактный способ, ничего не торчит, никаких болтов, зажимов, ничего не нужно крутить, при подъеме мачты ничего и ни за что не цепляется, красота!
Все новомодные алюминиевые обжималки для тросов пришедшие из-за бугра, считаю детскими игрушками. Для серьезных дел они не годятся. При статической нагрузке они справляются, но не долго. При динамических нагрузках, трос просто выползает из-под обжима. А ваша мачта постоянно подвергается таким нагрузкам, так что рекомендую ГОСТ. В прошлой статье, я заплетал трос и крепил «хвосты» зажимами, на тот момент не представлял детально, как в домашних условиях изготовить можно изготовить по ГОСТу. Оказывается не так уж сложно. Для этого нужно изготовить приспособление для скручивания гильз, т.к. вручную это делать не удобно и трудоемко.
Приспособление представляет из себя пару зажимов для гильзы с тросом, один зажим фиксирован, другой вращается во втулке. Втулки можно сделать из труб подходящего диаметра. Пазы в зажимах я сделал по 2-3 мм глубиной на каждой губке. Также нужно сделать фаски на губках, иначе острые углы будут «рвать» стенки гильзы при скручивании. Прорезь во втулке и вращающемся валу нужна для укладки троса. Во вращающемся валу сбоку, просверлено насквозь отверстие для съемного рычага, чтобы можно было оперативно прикладывать усилия для скрутки и изменять место приложения этой силы. Болты на зажимах М16. Расстояние между зажимами определяется длиной гильзы, у меня под трос d=6-6.9 мм составляет 160 мм.
Теперь выбираем трубу для гильзы нужного диаметра. Расчет внутреннего диаметра производится по формуле: D= (d*3.14+2d)/3.14, где d-диаметр троса. К результату нужно прибавить толщину стенки, и получим наружный диаметр трубы для гильз. Например, для троса d=6 мм в ГОСТе уже указан размер D=14мм и стенка 1.5 мм, для торсов большего диаметра будут другие размеры. У меня трос d=6.9 мм, для гильз я использовал трубу 14 мм толщиной 2 мм, марка стали мягкая: СТ10-20. Болгаркой нарезал гильзы длиной 160 мм, торцы гильз обработал, чтобы не было острых углов — снял фаски, снаружи на наждачном кругу, изнутри с помощью дрели и зенкера, можно сверлом большого диаметра на малых оборотах дрели.
Далее гильзы нужно расплющить, таким образом, чтобы укладывались две нити троса без усилий. Можно это сделать с помощью молотка или обжать с помощью тисов, как вам удобнее.
Финальная часть: продеваем трос сквозь гильзу, делаем петлю для коуша (или изолятора), вставляем коуш и натягиваем петлю, таким образом, чтобы конец троса не выступал за гильзу.
Все ровняем и укладываем гильзу в приспособление, зажимаем верхними пластинами, вставляем рычаг и начинаем скручивать. Болты в зажимах М16, зажимают гильзу с тросом прилично, почти как на гидропрессе.
Скрутка идет с небольшим усилием, длина рычага = 600 мм. После поворота вала на 180 градусов, переставляем его в отверстие с противоположной стороны вала и продолжаем крутить. Делаем скрутку по ГОСТ-у не менее 1.5 оборотов. На заготовке видно как ложится трос внутри и какая степень обжима его гильзой. Вуаля! Трос готов, на фото видно, что количество витков получилось 2. Такой трос испытывался на разрывной машине и выдержал паспортное разрывное усилие, трос в гильзе не ослаб не потянулся после 20 натяжений, на столько велика сила трения в скрученной гильзе. Я очень доволен результатами, осталось покрасить гильзу, чтобы меньше ржавела. Если у вас имеется возможность обработать гальванически, не упускайте ее, обязательно оцинкуйте или сделайте воронение перед применением, тогда такая заделка троса и гильза прослужат долгие годы!
ЛЕБЕДКИ Для подъема такого класса мачт, которые наращиваются секциями снизу, очень полезны лебедки, лучше если это будут дифференциальные. В чем их преимущество? Во первых, это два барабана с тросом, что позволяет удерживать два яруса растяжек. Во вторых, между этими барабанами стоит дифференциал(шерсеренчатый механизм), позволяющий распределять нагрузку на оба барабана равномерно. Устанавливаются лебедки с помощью нижних втулок на анкера и фиксируются болтом в прорезь(проточку на анкере) поперек. Имеются страховочные "уши" с тыльной нижней стороны, в которые можно установить пластины, на случай, если болт ослабнет.
На корпусе, в верхней части лебедок, имеются раздельные фиксаторы для каждого из барабанов(см. фото). Они фиксируют в фрезированые прорези на самом барабане. Работать с лебедками само удовольствие, плавный ход, нужная нагрузка на тросу, подъем мачты осуществляется очень комфортно. Стоимость(примерно) таких лебедок БУ=10000 руб., новых = 15000 руб. Поскольку Министерство обороны проводит акцию продажи имущества, техники и оборудования населению, то возможно вы можете приобрести еще дешевле, если такая возможность есть. Если нет, тогда можете прикупить на автомобильной барахолке задний мост от малогабаритного автомобиля, например, от Жигулей или Оки. Укоротите "чулки" и торсионы моста и приварите крепления барабанов колес как можно ближе к дифференциалу(центральной части моста). Вместо колес изготовьте нужного объема барабаны под трос. Вот вам и дифлебедка, немного габаритнее, но служить будет нисколько не хуже. Кулибины - ВПЕРЕД!!!
ТРАВЕРСА Собираю траверсу, размеры при сборке на земле впечатляют. Основная труба 80 мм, крестовина 60 мм, пластины крепления 8 мм. Траверсу я удлинил до 12 м, чтобы в будущем была возможность «повесить» 2-х элементную YAGI-3.5 Mhz, — это другая история, о которой расскажу в следующей статье. А пока креплю элементы жесткости, растягиваю тросом 6 мм и 4 мм с разбивкой изоляторами. Используются обычные метизы, оцинкованные болты, шайбы, талрепы, рым-гайки, U-образные стальные хомуты и т.д. Способы крепления на фото.
Настал момент водрузить траверсу на мачту. Используя подъемные устройства, закрепляю траверсу к плечам трубостойки. Как уже говорил, последняя нижним концом крепится на редукторе, верхний конец через опорный подшипник выступает над вершиной мачты около метра. ЭЛЕМЕНТЫ Собираю стеклопластиковые трубы в «телескоп». Фиксирую с помощью металлических хомутов, а чтобы не проворачивались - саморезами. Далее происходит покраска, чтобы исключить воздействие ультрафиолетовых лучей на стеклопластик.
Пришло время собирать элементы рамок. Стеклопластиковые трубы в виде крестовины крепятся к дюралевым уголкам с помощью металлических хомутов и играют роль несущих для рамок. Перед натяжкой рамок необходимо произвести разметку мест их крепления. Сами рамки из изолированного антенного канатика, также помощью металлических хомутов крепятся к стеклопластиковым трубам, через предварительно насаженный кембрик, чтобы не повредить канатик. Места болтовых соединений концов канатика и кабеля, заделываю специальным герметиком.
Местность очень неудобная для установки антенн, косогор… Для того чтобы добраться до мест крепления элементов на траверсе, использую выдвижную лестницу. Так или иначе, половина готова. Разворачиваю траверсу на 180 градусов и креплю оставшиеся элементы. Шесты на 40м-диапазон очень длинные (диагональ=14м), их приходится дополнительно растягивать с помощью 2 мм проволоки, разбитой изоляторами. АНТЕННЫЙ КОММУТАТОР Антенный коммутатор RK-318 и пульт управления RU-005А с автодекодером, я приобрел вместе с антенной в уважаемой фирме «R-QUAD», блок выполнен на вакуумных реле, литой алюминиевый корпус, 8 выходов (антенн), напряжение питания реле 27 В. Снял крышку RK-318 и что я вижу, косяк! Совершенно невозможно подобраться отверткой к винтам клемника, как ребята проектировали данное устройство? Можно было поставить угловые винтовые клемники или запаять с обратной стороны платы, все лучше, чем так, как сделано!
Пришлось и здесь руку приложить. Выпаял эти клемники, на верхней крышке вместо пластмассового кабельного вывода, установил разъем для подключения управляющего кабеля. На проводники между платой и разъемом надел ферритовое колечко, для исключения ВЧ наводок. Ну вот порядок, теперь на кабеле управления не будет болтаться коммутационный блок, все красиво и цивилизованно, прикрутил разъем хоть на мачте, хоть на земле — удобно! А если прикручивать кабель на высоте в заводском исполнении, представляете, какие мытарства испытают люди, если невозможно подобраться к клемникам, сколько хороших слов они произнесут в честь производителя!
Блок управления RU-005A переключался только в ручном режиме, при программировании с кнопок, светодиоды моргают как в инструкции, свидетельствуют, что запомнили диапазон на конкретной кнопке. При следующем включении блока, исходная картина. Пытался с помощью утилиты запрограммировать, там утилита выдает ошибку» нет связи с устройством. Блин, невезуха какая-то. Скачал новую прошивку, залил с помощью программы поставляемой в архиве. Все успешно. Теперь кнопки ведут себя адекватно, программируются, а вот программа RU005Config, так и не заработала, не смог подключиться к блоку! И еще, по ощущениям, программа в микропроцессоре блока работает медленно. На трансивере я уже на другом диапазоне, а на блоке управления все еще предыдущий. Задержка составляет полсекунды, может чуть больше, В этом году погода — дрянь, постоянно дожди, сухих дней было очень мало, сборка антенны заняла продолжительное время, поднимал ее в конце октября, по снегу. Светлое время ограничено, в 10 часов еще темно, в 17 часов уже темно, так и живем. Летом красота — белые ночи! На фото собранная антенна:
ИЗМЕРЕНИЯ Ну вот антенна на высоте 30 м, ниже нельзя, мешают деревья. Провожу измерения, что же покажет прибор? Сканирую диапазоны, на графиках КСВ приемлем, на 40-ке минимум за пределами диапазона(это поправимо, добавим шлеф), а на 28 Мгц чрезмерно узкая полоса и находится в SSB участке, посмотрите:
КСВ конечно показатель, но не только он определяет работоспособность антенной системы. Включаю трансивер, на 40-ке чувствуется явное преимущество по приему перед укороченной 3-х элементной YAGI (N3L), вертикалом и LW. На передачу, никакой разницы корреспонденты не заметили между квадратами и N3L. Перехожу на 20-ку, здесь по приему не почувствовал разницы никакой перед AD-347, а на передачу проигрыш квадратов в 1.5-2 балла. Меня это сильно удивило! Переключился на 10-ку, На прием разницы никакой, а на передачу вообще посоветовали выбросить квадраты, разница в 3 балла. Я в полном замешательстве, столько усилий! Для верности работал несколько дней, и в разное время, результат такой же. Неужели все напрасно, какие-то балалайки обыгрывают солидную антенну под названием QUAD! Конфуз с мачтой, мелочи с коммутатором, теперь еще и антенна за такие деньги — все это меня морально убило! Вы скажите: работают же тысячи радиолюбителей на таких антеннах и вполне успешно. Да, все оно работает, но не с таким КПД как ожидалось! Я бы за потраченное время и средства изготовил несколько однотипных YAGI. Они проще в изготовлении, в несколько раз легче, думаю в эффективности они выиграли у квадратов несомненно! Это личное мнение для конкретного местоположения и конструкции моей антенны, возможно при других условиях это утверждение будет ложным. Но не будем торопиться, есть один нюанс, растяжки — я не разбил растяжки изоляторами, возможно они влияют на передачу и рассеивают диаграмму на ВЧ диапазонах, хотя по приему проблемм нет. Это стоит проверить, но это до следующего спуска антенны, а пока довольствуюсь тем, что есть. Я никоим образом не хочу обидеть производителей, но поскольку они предоставляют конечную продукцию на рынок, значит, не зря трудились инженеры и другой персонал, сделано много и продукция заслуживает уважения, но нужно прислушаться к потребителю, устранить недостатки, доработать свои устройства. Я купил продукцию, должен установить по инструкции производителя и пользоваться, нечего мне соваться внутрь! Но по-видимому еще далеко до подобного кайфа. Цель статьи не критиковать, а указать на недостатки, ну и поделиться своим опытом в реализации некоторых "строительных" моментов. Вывод: Если хочешь сделать как тебе нужно — делай ВСЕ САМ! Не можешь, не умеешь — пользуйся тем, что предлагается. Если у вас есть место и возможности, нужно строить хорошие одиночные антенны на каждый диапазон, еще лучший вариант строить стеки из них, а тем, кто ограничен в пространстве, довольствоваться каким-нибудь диполем, базукой, дельтой, INV, вертикалами или как компромисс с потерей эффективности — мультибендом. Здесь полноценный DX-инг уже не получится! Выбор всегда остается за радиолюбителем! Удачи господа! |
| Просмотров: 10372 |
